Meer details bekend over ESA’s en NASA’s Mars monstername missie

NASA en ESA hebben meer details gegeven over het Mars Sample Return programma dat volgend decennium moet gaan plaats vinden. Het is een programma dat bestaat uit meerdere rovers, landers en satellieten die uiteindelijk bodemmonsters van Mars op Aarde moeten brengen. Vooral ESA heeft al veel werk verricht aan het ontwerpen van een orbiter (Earth-return orbiter (ERO)) en een kleine rover die de monsters ophaalt (de sample retrieval lander/fetch rover (SRL)).

Het eerste stap is het verkrijgen van bodemmonsters met de Mars 2020 rover. Deze is al voor een groot deel geassembleerd. Je kunt op de live webcam zien dat de mast met camera’s en de zes wielen al gemonteerd zijn.

pia23314-16.jpg
De Mars 2020 rover in de assemblagehal bij het Jet Propulsion Laboratory in Californië. Foto: NASA/JPL-Caltech

In juli 2026 moet een NASA lander gelanceerd worden die in de omgeving van de Mars 2020 rover gaat landen met de Europese fetch rover aan boord. Die datum is opmerkelijk. Het lanceerwindow voor vluchten naar Mars is dat jaar namelijk pas in oktober. Deze lander neemt dan ook niet de snelle route naar Mars (van pakweg 7 maanden), maar volgt een traject dat de lander pas in augustus 2028 neerzet op Mars. De reden hiervoor is dat de lander en de Europese rover voorzien zijn van zonnepanelen en op het moment van aankomst volgens de snelle route is een verhoogde kans voor stofstormen die het zonlicht tegenhouden. In augustus 2028 is de kans op stofstormen klein.

Mars_sample_returnjpl.jpg
Zo zou de lander met raket er uit kunnen zien. Al is dit ontwerp van 2012, lang voor de huidige plannen besproken zijn. Afbeelding: NASA/JPL.

NASA denkt op dit moment aan een lander vergelijkbaar met het platform dat gebruikt is op Mars InSight en Mars Phoenix. Maar ze zijn er nog niet helemaal uit of misschien toch een skycrane gebruikt moet gaan worden, zoals die van Curiosity. De Mars 2020 rover gaat monsters achterlaten op het oppervlak en de Europese fetch rover pakt die op en brengt hem bij de lander. De lander laadt de monsters in container ter grootte van een basketbal en brengt die in een kleine raket. NASA denkt aan een tweetraps raket met vaste brandstof of een eentraps raket met een combinatie van vast en vloeibaar.

Maar stel dat de fetch rover om een of andere reden kapot gaat. Kan er dan niet een of ander monster in de buurt opgepikt worden (een zogenaamd “contingency sample”)? Daar voorziet het ontwerp niet in, maar NASA heeft ander idee: ze laten dan de Mars 2020 rover langs komen rijden die dan alsnog monsters direct aanlevert.

Mars_Sample_Return_overview
De Earth-return orbiter brengt bodemmonsters van Mars naar Aarde. Afbeelding: ESA/ATG Medialab.

ESA levert de satelliet die de monsters terug brengt naar Aarde. Het wordt een grote satelliet. De zonnepanelen ervan zijn van het ene tot andere einde 40 meter lang. Deze satelliet wordt in 2026 op een Ariane 6 raket naar Mars gestuurd om daar met een chemische remraket in een elliptische baan te komen. De satelliet heeft ook ionenmotoren en door gebruik van beide voortstuwing wordt de baan in stappen verlaagd. Daarna werpt de satelliet het gedeelte met de chemische motor af, om gewicht te besparen op de terugweg.

In de lente van 2029 worden de monsters vanaf het Mars oppervlak gelanceerd in een baan. De Earth-return orbiter zal 6 maanden bezig zijn om de container met monsters op te sporen en te benaderen. NASA bouwt het mechanisme waarmee de monsters aan boord worden gehaald. Ze worden vervolgens in de terugkeermodule gebracht die de monsters uiteindelijk op Aarde brengt. Als dat gelukt is wordt het mechanisme om de container te grijpen ook overboord gegooid om nog meer gewicht te besparen.

Daarna zal de Earth-return orbiter zijn baan rond Mars met de ionemotor steeds vergroten tot het rond 2031 op weg is naar Aarde. De landing van de terugkeercapsule moet plaats vinden in 2032 in de Amerikaanse staat Utah. Dit zijn de eerste monsters uit de ruimte die een kans hebben microorganismen te bevatten. Daar zijn daarom hoge eisen aan verbonden. Zo moet de capsule gesloten blijven, zelfs als de parachutes falen.

Daar heeft NASA, dat de capsule levert, nog eens over nagedacht en ze denken er nu over om de capsule dan maar helemaal zonder parachute te laten neerkomen. Ze zijn al begonnen met tests van een mogelijk ontwerp. Ook de buizen voor de monsters aan boord van de Mars 2020 rover zijn ontworpen met dat concept in gedachte. De monsters zelf zouden dermate schokvrij blijven dat ze niet meer krachten ondervinden dan dat van een telefoon die van tafel valt.

Het Mars Sample Return programma hangt nog wel af van het verkrijgen van voldoende budget. In november beslissen Europese ministers over het budget van de Earth-return orbiter. NASA moet hopen dat zij in het volgende fiscale jaar voldoende budget krijgt om de lander te ontwerpen.

Bron:

http://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/2019/nasa-esa-latest-msr-plan.html

Coverafbeelding: ESA–K. Oldenburg

 

Parachute voor ESA’s Mars rover loopt schade op in test

Zacht landen op Mars is nog altijd een hele uitdaging. De atmosfeer is er zo ijl, dat je een hele grote parachute nodig hebt om af te remmen. Voor een zware lading als ESA’s Rosalind Franklin (ExoMars) rover (plus een Russisch landingsplatform genaamd Kazachok), dan heb je een parachute van 35 meter doorsnede nodig. Dus een diameter van 3 autobussen op een rij. Het is de grootste parachute die ooit ingezet is voor een Mars-missie. Maar helaas zijn al twee tests op hoogte met deze parachute mislukt.

Voor de tests wordt een platform met parachutes afgeworpen vanaf een helium ballon op 29 km. Op die hoogte komt de luchtdruk aardig in de buurt van die van Mars. De parachutes (er zijn meerdere nodig) gingen wel op tijd en in de juiste volgorde open. Maar de grote parachute liep bij de test op 8 augustus schade op en dat gebeurde ook al in mei.

De rover moet volgend jaar tussen 25 juli en 13 augustus gelanceerd worden. De tijd dringt. ESA heeft nog maar een kans om de parachute succesvol te testen. Die vindt eind dit jaar plaats. Levert die test niet het gewenste resultaat op, dan moet de missie uitgesteld worden. Een volgende kans om de rover te lanceren komt dan pas in 2022.

Het is niet de eerste keer dat het ontwerp van de parachute van een Mars-lander problemen levert. Bijvoorbeeld de eerste tests van de parachutes voor Spirit en Opportunity leverde ook schade op.

 

Bron:

http://www.esa.int/Our_Activities/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/ExoMars/ExoMars_parachute_testing_continues

Coverafbeelding: ESA

Warmtesonde Mars InSight zit in de put

Mars InSight’s Heath Probe 3 instrument (HP3) had 5 meter diep in de bodem moeten graven om het warmteverloop in de bodem te meten, maar in plaats daarvan kwam hij geen 30 cm ver. De robotarm heeft nu de support structuur van de sonde afgetild, zodat beter gekeken kan worden wat er mis is en zodat de robotarm eventueel de sonde weer op weg kan helpen.

InSight_idc_absetzen

De makers van het instrument begonnen een tijd geleden te vermoeden, dat de sonde niet werkte, omdat het niet genoeg wrijving kreeg van de bodem. Dat heeft dit instrument nodig voor zijn werking. Nu de support structuur van de sonde afgetild is, blijkt dat dit waarschijnlijk klopt. De sonde zit in een putje en komt op die manier nergens.

Insight_icc_absetzen
Aan de linkerkant zie je de robotarm de support structuur 50 cm hoog tillen en dan achter de HP3 sonde neer zetten.

Het plan is om de robotarm te gebruiken om dat putje in te laten storten. Maar eerst zullen nog wat extra foto’s van dichtbij gemaakt worden om te checken of dat echt gaat werken.

Bronnen:

https://www.dlr.de/blogs/en/desktopdefault.aspx/tabid-5893/9577_read-1090/

https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasas-insight-uncovers-the-mole

 

Curiosity rover meet hoge piek methaan

De Mars Curiosity rover heeft een nieuwe piek van methaan gemeten in de Gale krater. Dat was aanvankelijk niet officieel gecommuniceerd, maar de New York Times heeft dat opgevangen. Gegevens die donderdag en vrijdag binnenkwamen wezen op een piek van 21 ppb (parts per billion). Dat is drie keer de piek die in 2013 gemeten werd en die onlangs geverifieerd werd door Mars Express. Het is wel een voorlopige uitkomst. Er moeten nog allerhande correcties doorgevoerd worden.

Het Curiosity team besloot dit weekend wel onmiddellijk extra methaan metingen te doen. Ook Mars Express kwam net op dezelfde dag van de metingen in zijn baan over de Gale krater. Het zal dus interessant zijn om te zien of deze satelliet de metingen kan bevestigen. Wetenschappers zullen nog wel even bezig zijn om alle gegevens door te werken.

Ondertussen doet Curiosity ook nog metingen aan gesteente dat hele fijne lagen laat zien. Misschien leert dat ons iets over de mate van natte en droge perioden in de vroege geschiedenis op Mars.

Curiosity-MAHLI-Sol-2441-June-19-2019-2.jpg
Het gesteente dat de maan Beauly kreeg laat een fijne gelaagdheid zien.

 

 

Bronnen:

https://www.nasa.gov/feature/jpl/curiosity-detects-unusually-high-methane-levels

http://www.leonarddavid.com/curiosity-mars-rover-outcrop-observations/?fbclid=IwAR3kHFho2mZZJGIWPgXlJzEIVBxSZa8WxKQ_Z_Ju1I1q-TKKbB0xLs_0biE

Mars helikopter passeert belangrijke tests

NASA gaat in 2020 een kleine helikopter meesturen met de Mars 2020 rover. De 1,8 kg wegende helikopter heeft inmiddels een aantal belangrijke tests glansrijk doorstaan. Als alles goed gaat, moeten de rover en helikopter landen in de Jezero krater op 18 februari 2021.

 

Oh ja, en je kunt ook je naam mee sturen met de Mars 2020 rover, mocht je dat nog niet hebben gedaan. Dit kan nog tot en met 30 september.

https://mars.nasa.gov/participate/send-your-name/mars2020/

 

Bron:

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7417

 

Robotarm Mars InSight gaat warmtesonde wellicht een handje helpen

Het Mars InSight team gaat een nieuwe poging doen om de warmtesonde HP3 de bodem in te krijgen. Deze “mol” moet zich in de grond boren, maar in februari kwam hij niet verder dan 30 cm diep en het bovenste deel zit nog in de tube waarin hij aanvankelijk was opgeslagen (de “support structure”).

 

22515_PIA23274-16.jpg
De HP3 sonde zit momenteel deels in de grond en deels nog in zijn “support structure”. (Afbeelding: NASA/JPL-Caltech/DLR)

Missieplanners willen half juli proberen om deze tube van de warmtesonde af te tillen, zodat ze beter kunnen zien wat er mis gaat.

De methode is niet helemaal zonder risico. Er zitten veren in de support structure van HP3 die de sonde nog kunnen raken. Daardoor zou met de support structure de sonde ook uit de bodem getrokken kunnen worden. En als dat gebeurt, dan krijgt Mars InSight hem niet meer in de bodem.

1-insightsteam.jpg
Het plan is om de grond naast de warmtesonde aan te drukken met de robotarm, zodat de sonde genoeg wrijving krijgt om verder te graven. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

Daarna gaan ze misschien de robotarm gebruiken om op de bodem naast de mol aan te drukken. Het lijkt er namelijk op dat de mol niet genoeg weerstand krijgt van de bodem om dieper te graven. De robotarm kan net voor die extra wrijving zorgen dat de sonde dieper kan komen. De afgelopen maanden is het HP3 team bezig geweest om deze scenario’s uit te testen.

Bronnen:

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7416

https://mars.nasa.gov/news/8444/common-questions-about-insights-mole/?site=insight