Frankrijk en Duitsland gaan een Phobos-rover bouwen

De Franse ruimtevaartorganisatie CNES kondigde aan om samen met de Duitse ruimtevaartorganisatie DLR een rover te gaan ontwikkelen voor Phobos. In 2024 gaat Japan namelijk een missie lanceren naar de twee manen van Mars. Deze missie, Martian Moons eXploration (MMX), gaat landen op Phobos en een monster van 10 tot 100 gram mee terug brengen naar Aarde.

De Frans-Duitse rover, die nog geen naam heeft, gaat het oppervlak van Phobos verkennen, voordat MMX gaat landen. Omdat Phobos nauwelijks zwaartekracht heeft kan de rover afgeworpen worden en landen zonder remraket. Vanwege diezelfde geringe zwaartekracht kan de rover ook maar heel langzaam rijden, zo’n 3,6 meter per uur. (Wat je natuurlijk niet wil, is dat de rover met te hoge snelheid tegen een steentje botst, de ontsnappingssnelheid haalt en Phobos verlaat.)

CNES en DLR hopen dat de rover 100 dagen actief zal blijven op Phobos. Ze denken er ook over om de rover de landing van MMX te laten filmen en om met de wielen in de bodem van Phobos te graven. Verder zal de rover een Raman mini-spectrometer mee nemen om de samenstelling van het oppervlak te meten, en een radiometer om de temperatuur te nemen.

Als bonus, is het ontwerp van de rover ook nog “kawaii”, een Japanse obsessie met schattige figuren, plaatjes en voorwerpen.

 

Bronnen:

https://spacegate.cnes.fr/fr/quezako-le-cnes-prepare-un-rover-pour-phobos

(De Nederlandse vertaling daarvan: https://translate.google.com/translate?sl=auto&tl=nl&u=https%3A%2F%2Fspacegate.cnes.fr%2Ffr%2Fquezako-le-cnes-prepare-un-rover-pour-phobos)

Coverafbeelding: CNES/DLR

Live stream over kometen vanavond om 20:00

Ver van de zon bevinden zich vuile, ijzige ballen uit het begin van ons zonnestelsel. Ze laten zich niet vaak in de buurt van de zon zien. Maar als ze in de buurt van de zon komen, kunnen ze zich laten zien als indrukwekkende staartsterren aan de hemel. Of ze breken in kleine brokjes en we horen er nooit meer van.

De wetenschap is al lang geïnteresseerd in kometen omdat ze gevormd zijn toen ons zonnestelsel gevormd werd. Meerdere ruimtemissies hebben kometen bezocht en we gaan in de toekomst nog meer missies naar de kometen zien.

Vanavond 21 mei om 20:00 doet Marcel-Jan Krijgsman een live stream over kometen. Deze is te zien op Twitch.tv:

https://www.twitch.tv/wg_maan_en_planeten

 

Een monster verkrijgen van Venus?

Waar Mars in de afgelopen decennia veel aandacht heeft gehad van orbiters en rovers, zijn er nauwelijks ruimtemissies naar Venus geweest. De laatste keer dat een lander neer kwam op deze hete planeet, was in 1986. In een nieuw artikel betogen twee astronomen, Richard Greenwood en Mahesh Anand, dat het nodig is om monster van Venus naar Aarde te brengen.

Dat is nogal een statement, al is dit niet de eerste keer dat het voorgesteld wordt. Een “one does not simply walk into Mordor” meme, leek me wel op zijn plaats.

one does not simply take Venus samples

 

Het bronmateriaal van de binnenplaneten

Waarom is een monster van Venus zo belangrijk? Het artikel begint uit te leggen welke vragen er zijn over het ontstaan van de binnenste, rotsachtige planeten, zoals dus Venus en Aarde. Er zijn twee bronmaterialen bekend van deze planeten: koolstof-chondrieten en gewone, of O-chondrieten. O-chondrieten bestaan voor het grootste deel uit rots, maar ook ijzer en nikkel. Veruit de meeste meteorieten zijn ook opgebouwd uit dit materiaal. Koolstof-chondrieten bestaan uit koolstofhoudende stoffen, waaronder aminozuren. Slechts 5% van de meteorieten zijn koolstof-chondrieten en gedacht wordt dat ze verder van de zon zijn gevormd.

Er bestaan nog allerlei vragen over waarom er een verschil is tussen die twee materialen en waarom ze niet al vroeg in de stofschijf rond de zon werden gemengd, voor de planeten ontstonden. Maar misschien werd dit materiaal in het binnenste deel van ons zonnestelsel wel gemengd en er buiten niet? Een monster van Venus zou dat antwoord kunnen geven.

20150305_veneracombof45
Foto’s van het oppervlak van Venus, gemaakt door verschillende Venera landers. (Credits: Russian Academy of Sciences / Ted Stryk)

 

 

Andere redenen

Dan is er de vraag waar onze maan vandaan komt. We denken dat de vroege Aarde werd geraakt door een protoplaneet, genaamd Theia. Maar waarom komen de Aarde en de maan zo dicht overeen qua samenstelling en is de maan niet deels Theia, deels Aarde? Of is er gewoon sprake van dat de samenstelling van het binnenste deel van het zonnestelsel hetzelfde was? Een monster van Venus zou de doorslag kunnen geven.

En verder zouden monsters van Venus ook andere vragen kunnen beantwoorden. Het lijkt erop dat Venus vroeger oceanen had. En de aanwijzingen worden sterker dat dit nog niet eens zo heel lang geleden niet meer het geval was. Een landing op een slimme plaats op Venus, zou zulke theoriën kunnen bevestigen of ontkrachten.

Er zijn verder ook vreemde donkere plekken te zien in Venus’ atmosfeer, als je die bekijkt in ultraviolet. Drie jaar geleden werd berekend dat die worden veroorzaakt door deeltjes “ter grootte van microben”. Wellicht dat daar ook onderzoek naar gedaan kan worden.

IDL TIFF file
Donkere banden in de atmosfeer van Venus, gefotografeerd door Venus Express in ultraviolet. (Credits: ESA/MPS/DLR/IDA)

 

Zuurstofisotopen

Een belangrijke meting daarbij, is de verhouding tussen de stabiele isotopen van zuurstof. Zuurstof vind je in allerlei molekulen, zoals kooldioxide, siliciumoxide (rots) en vele mineralen. Om een lang verhaal kort(er) te maken: de verhoudingen tussen die isotopen vertellen iets over de afkomst van het materiaal.

Die bepaling van die zuurstofisotopen kan het nauwkeurigst in het lab gedaan worden. Maar er is ook een meetmethode die gedaan kan worden op een lander of rover. Zo is de Curiosity rover op Mars in staat die meting te doen. Alleen is die meting veel minder nauwkeurig. Nou is het verschil van de ratio’s tussen die zuurstofisotopen op Aarde en Mars nogal groot, dus in geval van Curiosity was dat niet zo’n probleem. Maar de verwachting is dat de verschillen tussen Venus en Aarde heel klein zijn. En dus is een hoge nauwkeurigheid nodig om dit probleem op te lossen, iets dat alleen op Aarde gedaan kan worden.

 

Een sample return missie

Volgens het artikel is een aangeboord monster van minimaal 100 gram nodig. Het plan is om nog eens 100 gram te verkrijgen middens een soort stofzuiger. Vanwege de extreme condities op Venus, moeten deze monsters moet binnen een uur na landing verkregen worden en in een terugkeerraket gebracht zijn. Alles moet automatisch en vlot gebeuren. Vanaf Aarde kunnen we alleen maar nagelbijtend toekijken.

11214_2020_669_Fig14_HTML
Hoe een sample return missie naar Venus zou kunnen verlopen. (Afbeelding: Greenwood, R.C., Anand, M.)

Maar hoe komen we na landing op Venus in vredesnaam terug in een baan rond de planeet? We hebben te maken met een atmosfeer met op het oppervlak een gemiddelde druk van 92 bar. Wat voor enorme raket heb je nodig om daar doorheen te komen? Men heeft daar meerdere ideeën over. Een ervan is om een terugkeerraket eerst naar 66 km hoogte te brengen aan een ballon. Daar is de atmosfeer al ijler dan die op Aarde op zeeniveau. Onderweg worden ook monsters van de atmosfeer meegenomen van verschillende hoogten.

Dan nog heb je een drietraps vastebrandstofraket nodig om de monsters in een baan rond Venus te brengen. Eenmaal in een baan rond Venus wacht er een orbiter, die de monsters over neemt en naar Aarde brengt.

 

Kosten

Er zijn momenteel plannen voor een sample return missie naar Mars en die wordt complex en gaat vele miljarden kosten. Hoeveel gaat een sample return missie naar Venus kosten? Volgens de berekeningen in dit artikel, wordt zo’n missie goedkoper dan de Curiosity rover, maar dan nog steeds zou zo’n Venus “grab and go” missie rond de 1,5 miljard dollar gaan kosten. De vraag is natuurlijk of dat bedrag in deze tijden losgemaakt kan worden.

 

Bronnen:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11214-020-00669-8

https://en.wikipedia.org/wiki/Chondrite#Ordinary_chondrites

https://www.cosmos.esa.int/documents/1866264/3219248/ValentianD_Venus+sample+return+mission+revisited_r2.pdf/51e80e8b-8ecd-44a9-8363-5525e6cb35d9?t=1565184752220

Coverafbeelding: Venus door NASA’s Magellan sonde in kaart gebracht (afbeelding: NASA)

Maanlanders zouden maanbasis of Lunar Gateway kunnen zandstralen

Zowel NASA als China hebben plannen om opnieuw astronauten op de maan te laten landen. De maanlanders die op dit moment door commerciële partijen als Blue Origin, Dynetics en SpaceX worden ontworpen, zijn zwaarder dan de Apollo Lunar Module ooit was. Het kost kracht om zo’n zware vracht veilig op de maan te zetten. Wat is het effect als zulke krachtige raketmotoren boven het maanoppervlak blazen?

Professor Phil Metzger doet onderzoek hiernaar. Hij onderzocht materiaal van de Surveyor 3 lander, dat door Apollo 12 terug gebracht was. Apollo 12 landde in 1969 op loopafstand van Surveyor 3. Nadere studie toonde aan de onbemande lander gezandstraald was. Ook onderzocht Metzger video’s van Apollo landingen. Op sommige video’s is te zien dat vuistgrote rotsen opzij geblazen worden door de uitlaatgassen van de raketmotor.

In een recente online presentatie vertelt professor Metzger dat stof dat door zwaardere landers opzij geblazen wordt, in een baan rond de maan kan komen. Het zou er zelfs voor kunnen zorgen dat NASA’s toekomstige Lunar Gateway hierdoor gezandstraald wordt. Om maar te zwijgen over wat er zou kunnen gebeuren als zo’n lander vlak bij een maanbasis landt.

Volgens professor Metzger moeten we landingsplatforms ontwikkelen, waar maanlanders veilig neer kunnen komen zonder dat ze materiaal rondblazen. Hij heeft verschillende methoden onderzocht en ontwikkeld om dergelijke landingsplatforms te plaatsen. Dat is trouwens niet het enige onderzoek dat hij doet. Hij kreeg onlangs ook budget om een methode voor het extraheren van water uit maankraters te ontwikkelen die weinig energie kost.

Bronnen:

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2010JE003745

https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2020_Phase_I_Phase_II/Aqua_Factorem/

 

Pekelwater op oppervlak Mars niet leefbaar

Een waterdruppel op Mars bevriest, kookt of verdampt, door de lage temperatuur en lage atmosferische druk. Maar een druppel pekelwater kan er vloeibaar zijn, omdat zout water een lager vriespunt heeft. Een team van wetenschappers heeft onderzocht waar en hoe lang pekelwater op Mars stabiel zou kunnen zijn op of vlak onder het oppervlak.

Daaruit blijkt dat rond de evenaar een paar procent van het jaar vloeibaar pekelwater kan bestaan. Maar dan niet langer dan 6 uur achter elkaar. Dat was meer dan gedacht. Omdat het gaat om temperaturen van -48 graden en lager, zal zelfs dat vloeibare pekelwater niet leefbaar zijn voor extreme microorganismen die we kennen op Aarde. Natuurlijk, leven vindt een weg, maar deze temperaturen vallen zelfs onder de theoretische ondergrens voor leven zoals we dat kennen op Aarde.

Bronnen:

https://www.swri.org/press-release/mars-climate-model-habitability-salt-water

https://www.nature.com/articles/s41550-020-1080-9

 

Video van de live stream over Venus is online

Vanavond was er weer een live stream van onze werkgroep te zien. Dit keer vertelde Marcel-Jan Krijgsman over de planeet Venus. Alles passeerde de revue vanaf de oudheid tot de eerste ruimtesondes die eigenlijk op de oceanen van Venus hadden moeten landen. En die bleken niet te bestaan, want gaandeweg ontdekten we dat Venus heel heet was. Tenslotte kwamen ook actieve vulkanen en mogelijke microben in de atmosfeer en terraforming van Venus nog aan bod.

De video is te zien op Twitch, maar is inmiddels ook geüpload op Youtube:

 

Oh ja, en ook kwam een boekje uit 1910 aan bod, waaruit bleek hoe we 110 jaar geleden over Venus dachten. Het was een totaal andere planeet.

Bibliotheek Natuurleven Venus1.png

Uit Bibliotheek Natuurleven van Aarde en Hemel door J.J. Hof uit 1910.

 

Een week later heb ik trouwens een Engelstalige live stream over Venus gedaan. Die video staat ook op Youtube: