ESA-orbiter in baan om Mars, geen nieuws van marslander

Voor de Europees-Russische ExoMars-missie was het vandaag de dag van de waarheid. Na een reis van 496 miljoen kilometer was de missie bij Mars aangekomen, en zondag waren de lander en de orbiter, die samen naar Mars gereisd waren, al uit elkaar gegaan, zodat de orbiter zich in een baan rond Mars kon plaatsen en de lander een landing op Mars kon maken.

De ESA heeft bevestiging gekregen dat de Schiaparelli-lander de atmosfeer van Mars is binnengedrongen, en is geland. De lander heeft sindsdien geen signalen meer uitgestuurd, en de ESA geeft toe dat het er "niet goed uitziet". Maar er is meer informatie nodig, zo wordt gezegd.

Wat de Trace Gas Orbiter (TGO) betreft, die in een baan om Mars rondjes moet trekken, die is inderdaad in een baan om de rode planeet geraakt. 

Eerder wist de ESA alleen dat de TGO in zijn gewenste baan was gekomen door het afvuren van de raketmotor, maar kon de organsatie niet bevestigen dat de TGO ook in de omloopbaan was terechtgekomen.  De raketmotor was immers uitgeschakeld toen de TGO zich vanuit de aarde bezien achter Mars bevond, en dus konden er geen signalen de aarde bereiken. Dat duurde zo'n twee uur.  

Als alles goed is gegaan, is de landing van Schiaparelli als volgt verlopen: de Sciaparelli-lander is met een snelheid van zowat 23.000 kilometer per uur de atmosfeer van Mars binnengedrongen, en op 11 kilometer van het oppervlak zijn zijn parachutes uitgeklapt. De lander ging toen nog aan zo'n 1.700 kilometer per uur, en de parachutes hebben dat teruggebracht naar 250 km/u.

Op dat ogenblik zijn de stuwraketten in actie gekomen, om de Schiaparelli nog verder af te remmen. Op zo'n twee meter van het oppervlak zijn de stuwraketten uitgeschakeld, en vervolgens is de lander neergekomen op Mars. In totaal heeft de landing zo'n zes minuten geduurd. 

De Schiaparelli is geland in het Meridiani Planum, een vlakte op de evenaar van Mars met een dozijn kraters, waar ook de Amerikaanse Marsrover Opportunity geland is. 

Het is niet de bedoeling dat de Schiaparelli lang actief zal blijven: de lander zal slechts enkele dagen werken. De voornaamste bedoeling van landingsmodule is aantonen dat de Europeanen en de Russen in staat zijn van een lander zacht op Mars te laten landen. De technologie van Schiaparelli zal gebruikt worden tijdens de ExoMars missie van 2020. De ESA wil tijdens die missie een rover op Mars krijgen.

Een voorstelling van de ExoMars Trace Gas Orbiter en de kleinere landingsmodule Schiaparelli, die Mars naderen (illustratie: ESA/ATG).

Om in een baan rond Mars te komen moest de Trace Gas Orbiter (TGO) zijn raketmotor langdurig laten branden om af te remmen, wel zo'n 134 minuten. Dat is gelukt en de TGO draait nu in een baan om Mars. Samen met de Mars Express, die 13 jaar geleden is gelanceerd en nog steeds functioneert, heeft de ESA nu twee ruimtesondes in een baan rond Mars.

De TGO gaat de atmosfeer van Mars onderzoeken, en meer bepaald een antwoord trachten te vinden op het methaan-vraagstuk. Methaan verdwijnt snel uit de atmosfeer van Mars, maar toch is het er continu in aanwezig. Dat betekent dat er constant nieuw methaan in de atmosfeer terechtkomt, en de TGO moet proberen de bron daarvan te achterhalen.

Dat zou een chemische bron kunnen zijn, bijvoorbeeld de oxidatie van bepaalde mineralen, maar ook een biologische. Op aarde produceren uitlopende dieren als termieten en koeien immers methaan. 

Als de TGO er in slaagt een bron voor het methaan aan te duiden, kunnen toekomstige missies naar Mars die verder onderzoeken.

De TGO heeft een aantal instrumenten aan boord die vanuit de omloop rond Mars op zo'n 400 kilometer van het oppervlak, in de atmosfeer minieme hoeveelheden kunnen detecteren van gassen als methaan, waterdamp, stikstofoxides en acetyleen, net als methaan een verbinding van koolstof en waterstof. De TGO kan dat duizend keer nauwkeuriger dan de vorige ruimtesondes rond Mars.

Die landing was het minst vanzelfsprekend, aangezien het de Europeanen nog nooit eerder gelukt was met succes een lander op Mars te krijgen. In 2003 maakte het wagentje Beagle zich wel los van de Europese sonde Mars Express, maar eenmaal op het oppervlak, liet de Beagle niets meer van zich horen. De Mars Express raakte wel in een baan om Mars en stuurde gegevens door waaruit de aanwezigheid van water en ijs bleek, en het bestaan van ijs in de zuidelijke poolkap.

En ook de Russen hadden tot nog toe geen succes met Marslandingen. In 1971 ging hun Mars2-lander verloren na een harde landing, en in datzelfde jaar verging het de Mars3 iets beter maar niet veel. De ruimtelander kwam in een zandstorm terecht en stopte na amper 2 minuten met het uitzenden van signalen. De Mars3 had toen net 20 seconden lang de eerste foto die ooit vanaf het Marsoppervlak genomen was, doorgestuurd, maar door de korte tijd is er op die foto geen enkel nuttig detail te zien. 

De enigen die tot nu toe wel met succes verschillende landers op Mars hebben kunnen laten afdalen, zijn de Amerikanen. De eerste geslaagde missie naar Mars was er een van de NASA, die de Mariner 4 in 1964 langs de planeet lieten scheren en gedetailleerde foto's lieten nemen. De Mariner 9 van de NASA was de eerste sonde die met succes in een baan om Mars werd gebracht in 1971, en Mariner 9 stuurde meer dan 7.000 foto's van het oppervlak door naar de aarde.

En in 1975 slaagde het Viking-programma van de NASA erin om twee ruimtesondes, Viking 1 en Vinking 2 in een baan rond Mars te brengen en twee Viking-landers met succes op de planeet te zetten. De landers onderzochten de bodem en de atmosfeer van Mars en stuurden de eerste kleurenfoto's van het Marsoppervlak door. 

In 1997 volgde de NASA-sonde Mars Pathfinder, die het wagentje Sojourner meebracht en liet landen. De Sojourner maakte veel foto's van het landschap in de Ares Vallis, een 1.700 kilometer lange vallei op Mars. In 2004 volgden de twee Mars Exploration Rovers, robotwagentjes op zonne-energie die veel langer bleven functioneren dan verwacht, en die nieuwe bewijzen vonden voor het vroeger voorkomen van water op Mars en die panoramische foto's maakten.

In 2008 landde de ruimtesonde Phoenix van de NASA op Mars, een landing die gefilmd werd door de Mars Reconnaissance Orbiter. De Phoenix bevestigde dat er op Mars water voorkomt in de vorm van ijs. In 2012 volgde dan tenslotte de Curiosity, een wagentje dat de 5 kilometer hoge Mount Sharp zal onderzoeken.

De marslander is genoemd naar Giovanni Schiaparelli, een Italiaanse 19e eeuwse astronoom.

Hij was de eerste die het oppervlak van Mars beschreef na observatie door en telescoop. Hij had het over de zeeën en continenten van Mars, en in 1877 observeerde hij ook een groot aantal rechte structuren op het oppervlak, die hij "canali" noemde in het Italiaans.

Dat heeft geleid tot een misverstand, omdat het vertaald werd in het Engels als "channels", kunstmatig gegraven kanalen, maar net zo goed "canal" kan betekenen, een natuurlijke straat of zee-engte.

Het was dat laatste dat Schiaparelli bedoelde, maar de "channels" op Mars leidden tot tal van speculaties over het voorkomen van leven op Mars, en zelfs intelligent leven, de Martianen. Tot de meest enthousiaste aanhangers daarvan behoorde de Amerikaanse astronoom Percival Lowelln die een groot deel van zijn leven getracht heeft te bewijzen dat er intelligent leven voorkwam op Mars.

Na Lowell's dood in 1916, ontstond er een consensus onder de astronomen dat de hypothese van de kanalen fout was, maar bij het grote publiek bleef het concept van de door Martianen gegraven kanalen populair gedurende de eerste helft van de 20e eeuw. Het is ook een veel voorkomend thema in science fictionboeken.

De Italiaanse astronoom kon geen kanalen observeren en ontwikkelde de theorie dat de kanalen een optische illusie waren, iets wat algemeen aanvaard werd door de geleerden. De laatste nagel in de doodskist van de kanalen was de Mariner 4 missie in 1965, die een kaal oppervlak toonde met enkel kraters en geen kanalen.

Een kaart van Mars door Giovanni Schiaparelli.

Een simulatie in real time van de zes minuten durende landing van Schiaparelli (video: ESA).