Slik skal Mars utforskes fremover

2020 ser ut til å bli et toppår for utforskning av Mars – minst sju sonder skal avgårde

Bakgrunn

Med unntak av Jorda er ingen annen planet blitt utforsket så grundig med romsonder som Mars. Mellom 1960 og 2018 er det blitt sendt 47 sonder til Mars. 12 av disse har landet på overflaten, ytterligere fem var robotbiler, det vil si rullende romsonder. Tilsammen 8 sonder og biler er fremdeles i drift og leverer data når dette skrives. Men det stopper ikke her. I årene fremover er det planlagt mange nye Mars-ferder, og flere av dem vil forsøke å besvare spørsmål det er viktig å få avklart før vi kan sende mennesker til Mars.

 

ExoMars TGO

ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) er et samarbeid mellom europeiske ESA og russiske Roskosmos, og ankom Mars i 2016. Da sendte den ned fartøyet Schiaparelli EDM, som krasjet under landing. Siden har modersonden TGO kretset rundt Mars og brukt den tynne atmosfæren til å bremse opp og endre banen slik at den passer til forskning. I april 2018 var banemanøvreringen avsluttet og forskningen kunne begynne. TGO-sondens hovedfokus er de 0,2% av atmosfæren (sporgassene) som ikke er CO2, argon eller nitrogen.

Skjemategning som viser hvordan ExoMars TGO skal lete etter metangass og forsøke å lokalisere kildene (kilde: ESA)

Spesielt interessant er metangass, som er funnet på Mars tidligere og som kan være et tegn på liv eller vulkansk aktivitet. TGO er utstyrt med flere spektrometre som kan analysere atmosfærens kjemiske sammensetning med 1000 ganger høyere presisjon enn hva som har vært gjort frem til nå. Når metangass finnes vil sonden måle hvordan mengden varierer med årstidene, og bruke et innebygd kamera til å fotografere stedet gassen stammer fra. Slik håper ESA og Roskosmos på at man vil kunne avgjøre avgjøre opphavet til metangassen.

Skulle det vise seg at metanet stammer fra levende organismer, vil det få dramatiske konsekvenser for utforskningen av Mars. Det vil ganske sikkert påskynde prosessen med å sende en bemannet ekspedisjon til Mars, men samtidig vil det gjøre det vanskeligere å bygge en koloni fordi FNs romtraktat krever at liv på fremmede planeter må beskyttes. Det er vanskelig å unngå at en permanent bosetning blir en regelrett bakteriebombe som vil påvirke miljøet på Mars.

 

InSight

InSight (et halvveis akronym for «Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport») er en amerikansk sonde som etter planen skal skytes opp av NASA i mai 2018 og lande på Mars i november samme år. Her vil den plassere ut et seismometer som skal forsøke å fange opp mars-skjelv og annen seismisk aktivitet på planeten. Seismometeret vil også fange opp andre bevegelser i Mars-overflaten, som f.eks. påvirkningen av månen Phobos tyngdekraft. Tyske romforskere har bygd en varmsesensor som skal grave seg selv 5 meter ned i bakken og måle temperaturprofilen på regolitten på sin vei nedover.

Tegning av Insight-sonden på Mars, med seismometer og varmesonde utplassert (kilde: NASA)

En radiosender vil bli brukt til å måle planetens rotasjon med ekstrem presisjon. Når dataene fra InSight kombineres med lignende data tra tidligere sonder på Mars blir det mulig å regne ut størrelsen og tettheten i det indre av Mars. Man regner med at planeten har en kjerne og en mantel i likhet med Jorda, InSight vil tallfeste dette. Når vi forstår de geologiske prosessene som formet Mars og som gjorde den så forskjellig fra Jorda, får vi også større kunnskap om vår egen klodes tidlige utvikling. 

 

ExoMars Rover

ExoMars 2020 Rover er en del av det samme programmet som ovennevnte TGO-sonde, og skal etter planen sendes avgårde i 2020. En russiskbygd plattform skal landsette bilen, som så ruller ut på overflaten for å lete etter tegn til liv på Mars. Det som skiller ExoMars fra tidligere NASA-ferder er muligheten til å borre opptil to meter ned i bakken og hente opp prøver. Hvis det fremdeles finnes liv eller spor etter liv på Mars, regner man med at det gjemmer seg under den hardt bestrålte overflaten. For å finne livstegn er ExoMars utstyrt med instrumenter som kan bestemme kjemisk sammensetning og finne organisk materiale.

ExoMars bruker solceller som energikilde, i likhet med NASA-bilene Spirit og Opportunity (kilde: ESA)

Blant de viktigste instrumentene på ExoMars er et kamera for å ta nærbilder av overflaten, et infrarødt spektrometer som kan analysere mineraler på avstand, en bakkepenetrerende radar, selve drillen, et kamera/spektrometer som er montert inni drillen, et laserbasert spektrometer oppå bilen som kan lete etter organisk materiale og en målepakke for å fange opp organiske biomarkører i jordprøver.  ExoMars er godt rustet for å besvare spørsmål vi vet viktige for kolonistene, som eventuell eksistens av liv på Mars og hva slags forhold vi har under bakken. Viten om den kjemiske sammensetningen av regolitt på dypere nivåer kan avgjøre om den er egnet til å dyrke mat i.

 

Mars 2020 Rover

Dette NASA-prosjektet er på sett og vis storebroren til ExoMars. Mars 2020 har samme hovedformål, det vil si å lete etter liv eller spor etter tidligere liv. Men siden den er bygd på samme plattform som «Curiosity» er den betydelig større og tyngre enn ExoMars – over 800 kilo versus 200 kilo. Energikilden er kjernekraft istedenfor solceller, og tilsammen gjør det at den har et bredere spekter av vitenskapelige instrumenter (selv om ExoMars har ett eksperiment som ikke har noe motstykke på Mars 2020: Drillen som kan hente opp prøver fra bakken). 

De viktigste instrumentene er et røntgenspektrometer for å analysere overflaten på Mars, bakkepenetrerende radar med en rekkevidde på 10 meter nedover, sensorer for å måle værforhold og støvpartikler, en testlab for oksygenproduksjon fra Mars-atmosfæren (MOXIE), pluss et kamera og et laserbasert spektrometer som kan analysere mineralsammesetningen og lete etter organisk materiale på avstand.  Alt i alt har Mars 2020 23 kameraer som peker i ulike retninger.

 

Andre fremtidige ferder

NASA, ESA og Roskosmos er ikke alene på dette feltet. India har allerede sendt en romsonde til Mars, og planlegger å sende en til i 2022. Mars Orbiter 2, også kalt Mangalyaan 2, skal etter planen skytes opp i 2021 og kan inkludere landingsfartøy i tillegg til sonden som skal gå i bane. Hovedmålet per idag er å studere metan i atmosfæren og se etter livstegn på overflaten.

Logoen til Emirates Mars Mission

Emirates Mars Mission blir den første arabiske sonden til en annen klode, og skal etter planen skytes opp i 2020 for å ankomme Mars i 2021, jubileumsår for de Forente Arabiske Emirater. Dens hovedfokus vil være på å kartlegge vær og klima på Mars for å forstå forbindelsen mellom det vi ser idag og klimaet som en gang fantes på planeten.

Kinesiske romfartsmyndigheter arbeider med planer om å sende en romsonde til Mars i 2020. Kina har forsøkt seg på Mars før uten hell, denne gangen skal man både plassere en sonde i bane og lande en robotbil på overflaten. De viktigste vitenskapelige målene skal være å utforske Mars’ landskap, jordsmonn og atmosfære, og se etter tegn til tidligere og eventuelt nåværende liv.

Japan planlegger en mikrosatellitt til Mars i 2020 som skal studere oksygen i amosfæren. I 2024 skal det sendes en romsonde til Mars-månene Deimos og Phobos. Sonden skal også lande på Phobos og ta prøver av månen som så skal sendes tilbake til Jorda.

 

Mars-eksperimenter kolonistene trenger

Det ligger an til å bli travelt i bane rundt Mars i 2020-2021, og det er liten tvil om at vår kunnskap om mulig liv på planeten vil å få et kraftig løft. Men det som er planlagt er ikke avansert nok til å besvare alle spørsmål i forkant av en bemannet ferd. I mange tiår har NASA drøftet «sample return missions», altså sonder som tar med prøver av stein og jord fra Mars tilbake til Jorda. Å analysere prøver på Mars vil alltid være mer begrenset og mindre presist enn i et jordisk laboratorium, så dette står høyt på ønskelista. Det kinesiske romsonde-prosjektet i 2020 skal etter sigende også teste ut teknologi for en sample return-ferd etter 2030.

Konsepttegning av sonde som passerer gjennom Mars-atmosfæren og tar med seg støvpartikler (kilde: NASA)

Det trengs også langt mer kunnskap om støvet på Mars og eventuelle helseeffekter av det. Siden støvet svever i atmosfæren har det vært foreslått å sende en sonde som ikke lander, men isteden flyr gjennom Mars-atmosfæren og rasker med seg en støvprøve før den suser tilbake til Jorda. Et slikt prosjekt ville minne om Stardust-ferden, som i 2006 fanget inn partikler fra området rundt en komet og returnerte dem til Jorda i en kapsel. En tilsvarende kapsel på Mars ville passere ca 40 km over bakken med en fart på 6 kilometer i sekundet, og ville få med seg millioner av støvpartikler før den dro videre til Jorda.

 

Eksterne pekere

Wikipedias liste over ferder til Mars gjennom tidene
ESA om ExoMars-prosjektet
Wikipedia om ExoMars Trace Gas Orbiter
Wikipeda om ExoMars Rover
NASA om InSight
Wikipedia om InSight
NASA om Mars 2020
Wikipedia om Mars 2020
Fin samleside fra Planetary Society om Mars-ferder i fortid, nåtid og fremtid
Emirates Mars Mission

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *