Rode rovers: de race om Mars te verkennen gaat verder

Anonim

Rode rovers: de race om Mars te verkennen gaat verder

SpaceFeature

David Szondy

30 augustus 2016

13 afbeeldingen

Een spannende reeks missies zullen de komende twee decennia naar Mars gaan (Credit: NASA)

Er zijn momenteel zeven actieve onbemande missies actief op of rond Mars, maar de parade is nog maar net begonnen. De komende jaren zullen het erg druk zijn, want een nieuwe reeks internationale missies vertrekt naar de Rode Planeet, mogelijk met als hoogtepunt de eerste bemande landing of zelfs kolonisatie vóór 2030. Laten we het programma eens bekijken.

Op dit moment zijn er zeven actieve Mars-missies waarvan er één gepland is om in oktober 2016 aan te komen. Uitgevoerd door NASA, ESA en de ISRO van India, zes ervan zijn orbiters en twee zijn rovers. Dat lijkt misschien overdreven voor een planeet die de Atacama-woestijn doet lijken op een tuin, maar Mars is van groot belang voor wetenschappers vanwege zijn potentieel om ons meer te vertellen over het aardklimaat, de oorsprong van de binnenplaneten en of het leven ontstond op meer dan één plaats in het zonnestelsel. Om maar te zwijgen over het feit dat het succesvol behalen van een ruimtevaartuig met Mars belangrijke punten wint voor elke ruimtevaartnatie (of zakelijke onderneming).

Gepland en onderweg

Net als de huidige batch, zijn de geplande missies en diegene die al onderweg zijn een gemengde tas. Er zijn er ongeveer zeven gepland om na 2020 op Mars te komen, waarbij "over " het operatieve woord is omdat budgetten en nationale prioriteiten heel snel kunnen veranderen. Deze missies zijn voor het grootste deel uitbreidingen en meer gerichte versies van de huidige, met als doel meer te weten te komen over de geologie en de atmosfeer van de planeet, en bewijs te zoeken om de vraag te beantwoorden of Mars ooit het leven koesterde.

ExoMars 2016

De eerste van deze missies is al meer dan halverwege. Exobiology Mars (ExoMars) 2016 is een gezamenlijke ESA / Roscosmos-missie in twee delen die is belast met het zoeken naar bewijs van leven op Mars. De eerste is de Trace Gas Orbiter (TGO), die zal zoeken naar sporen van methaan in de atmosfeer van Mars met het oog op meer te leren over het mechanisme dat het produceert en om te bepalen of dit geologisch, chemisch of biologisch is. Het stuurt ook afbeeldingen van het oppervlak van Mars terug en zoekt naar ondergrondse ijsafzettingen.

De tweede is de Schiaparelli-demonstratie-module voor binnenkomst, daling en landing, die momenteel is gekoppeld aan de TGO. Het is veel eenvoudiger ruimteschip dat drie dagen voordat de TGO op Mars in een baan om de aarde arriveert op 19 oktober 2016 wordt vrijgegeven. Terwijl de TGO in een elliptische baan over de planeet gaat, zal de korte loopbaan van de Schiaparelli-module leiden tot het nemen van lezingen. van de atmosfeer tijdens zijn afdaling naar de oppervlakte. Hoewel het geen lander is, test het landingsradar, navigatiecamera's en andere instrumenten die zullen worden gebruikt voor de ExoMars 2020 lander-missie. Als het de afdaling overleeft, kan de sonde geen foto's van het oppervlak terugzenden, maar telemetrie blijven terugzenden zolang de batterijen uitstaan.

In zicht

De volgende NASA-missie is de InSight-lander, die gepland staat om op 5 mei 2018 van de luchtmachtbasis Vandenberg in Californië te vertrekken (een defect vacuümzegel in een van de primaire instrumenten betekende dat het het startvenster van 2016 miste). De InSight stationaire lander is gebaseerd op de Phoenix lander van NASA, die in 2008 op de Noordpool van Mars is neergestreken, en is ontworpen voor een primaire missie van 720 dagen nabij de equator van Mars.

De primaire missie van Insight is het binnenste van Mars te bestuderen om meer te weten te komen over de evolutie - vooral met betrekking tot de dichtheid en structuur van zijn kern, mantel en korst. Om dit te doen, zal het een robotarm gebruiken voor het plaatsen van instrumenten, waaronder het hameren van een warmtestroommeter tot 4, 5 m (4, 5 m) in de grond. Dit is de diepste booroperatie die ooit op Mars is uitgevoerd.

Mars 2020

Mars 2020 is de tijdelijke naam voor NASA 's volgende Mars rover missie. Het primaire doel is om gebieden te bezoeken die ooit bewoonbaar waren geweest en bodem- en gesteentemonsters te verzamelen en analyseren op chemische tekenen van het vorige leven. Sommige van deze monsters worden opgeslagen voor herstel en terug te keren naar de aarde door een toekomstige missie, en de rover zal de huidige Mars-omgeving bestuderen om de geschiktheid te schatten voor het ondersteunen van een toekomstige bemande missie.

Het ontwerp van de rover is sterk gebaseerd op Curiosity met hetzelfde chassis en onderstel als Curiosity, Like Curiosity, het zal ook een plutonium-gestookte nucleaire radiothermische generator gebruiken als een stroombron, en het zal een vergelijkbare arm en cameramast hebben, maar het bevat ook een nieuwe reeks van zeven wetenschappelijke instrumenten die zijn ontwikkeld door Amerikaanse en internationale partners.

ExoMars 2020

ExoMars 2020 begon als ExoMars 2018, maar de vervolgmissie voor ExoMars 2016 liep vertraging op vanwege verschillende schema-overschrijdingen. Het doel is om een ​​voorbeeld te zijn van de Russisch-Europese samenwerking en een technologiedemonstratie door een rover in het equatoriale gebied van Mars te landen.

Nu gepland om op te stijgen in juli 2020, zal de tweede ExoMars-missie een Russisch gebouwd landingsplatform hebben met een in Europa gebouwde rover. Het landingsplatform zal onderzoeken naar de atmosfeer, straling en tekenen van water van Mars. Ondertussen zal de rover jagen naar organische moleculen en biosignaturen en de geologie bestuderen met behulp van ondergrondse radar.

Mangalyaan 2

De laatste drie geplande missies zijn een beetje neveliger omdat ze zich nog in de planningsfase bevinden. Een van deze is de sonde van Mangalyaan 2 van de Indian Space Research Organization (ISRO), die een vervolg is op zijn succesvolle Mars Orbiter Mission (ook bekend als Mangalyaan 1) die de Rode Planeet bereikte in 2014. Gestreefd naar lancering in 2020, het huidige ontwerp moet een orbiter, lander en rover omvatten, die zal worden gebouwd in samenwerking met France 's Centre National d ' Etudes Spatiale.

Artist's concept van de Mars orbiter Mission van India, die de basis vormt voor Mangalyaan 2 (Credit: ISRO)

2020 Chinese Mars Mission

Een andere tekening op de tekentafel is de 2020 Chinese Mars Mission. Volgens Chinese staatsmedia zal het worden gelanceerd bovenop een lange 5 maart-raket in juli of augustus 2020 en zal het een orbiter, lander en rover bevatten - waarvan de ontwerpen onlangs zijn onthuld. Daarnaast zal het optreden als een technologiedemonstratie voor een voorbeeldterugkeermissie in de jaren 2030.

Emirates Mars Mission

Dan is er de Emirates Mars Mission, ook bekend als de Hope Mars Mission. Ook gepland voor 2020, zal het een zeshoekige, op zonne-energie aangedreven orbiter zijn, gebouwd door de Verenigde Arabische Emiraten en zal de atmosfeer van Mars bestuderen.

Voorgestelde missies

Naast de geplande missies zijn er meer die niet veel meer zijn dan voorstellen, uitdagende deelnemers, en ideeën van de achterkant van de envelop die misschien nooit worden gefinancierd. De meer serieuze en waarschijnlijk door te gaan zijn onder meer een voorbeeld retourmissie door NASA of andere ruimtevaartorganisaties om de monsters verzameld door de Mars 2020-missie op te halen en terug te brengen naar de aarde.

Hoewel er geen details zijn goedgekeurd, heeft NASA een plan gepresenteerd om Rover te gebruiken om de voorbeeldcasussen op te halen en over te zetten naar een lander met een opstijgvoertuig aan boord om de monsters naar de baan van Mars te sturen. Daar zou het samenkomen met een zonne-elektrisch ruimteschip, dat naar de aarde zou terugkeren met zijn lading voor onderzoek.

Mars 2020 verzamelt monsters voor ophaalactie door een latere missie (Credit: NASA)

Andere voorgestelde missies omvatten een gezamenlijke missie door Finland, Rusland en Spanje genaamd Mars MetNet om het weer in Mars te bestuderen; Japanse MELOS-rover voor geologie, meteorologie en exobiologie van Martian, waaronder een dronevliegtuig; NASA's Icebreaker Life, dat een bijna kopie is van de Phoenix-lander voor het zoeken naar tekenen van leven op de vlaktes van Mars tijdens de lokale zomer; het Phobos en Deimos & Mars-milieu (PADME) om de manen van Mars te onderzoeken; ESA 's Phootprint, die monsters van Phobos zou retourneren; en BOLD, dat bedoeld is als vervolg op de originele Vikingbiologie-experimenten.

Bemande missies

Wat echt de publieke belangstelling voor het verkennen van Mars opwekt, is de mogelijkheid dat een astronaut ooit een voet zet op het rode zand van de dode zeebodem van de planeet. Voorstellen voor missies naar Mars gaan terug naar het Mars-project van Wernher Von Braun in 1953, waar hij een gedetailleerd plan maakte voor een vloot van tien ruimteschepen met een bemanning van 70 die in de baan van de aarde zouden worden verzameld alvorens naar Mars te vertrekken in 1965.

Sindsdien zijn er talloze voorstellen voor missies naar Mars geweest. Sommigen waren van plan om raketmotoren op basis van kernenergie te gebruiken, anderen waren opspringende versies van Apollo-hardware, en sommige waren zo minimaal dat het leek alsof ze de Atlantische Oceaan overstaken in een rubberboot. Er waren roterende schepen om kunstmatige zwaartekracht te creëren, elektrische aandrijvingsschepen die met een slakkengang versnelden om enorme snelheden op te bouwen, en sommigen die gecompliceerde banen gebruikten om van Mars naar de Aarde heen en weer te varen.

Reis naar Mars

Vandaag de dag, hoewel elke grote ruimtevarende natie interesse toont in het sturen van mensen naar Mars, zijn de serieuze kanshebbers NASA en privé-bedrijven. Het Amerikaanse ruimtevaartbureau spreekt zelfs regelmatig over zijn "Reis naar Mars " en heeft een doel gesteld om een ​​bemande missie te sturen in de jaren 2030, maar de zin is nog steeds een slogan in plaats van een officieel programma.

Als het wel financiering ontvangt, is het huidige plan om het Orion-ruimtevaartuig aan een opblaasbare habitat te koppelen om de bemanning meer ruimte te bieden voor de reis van 16 maanden. Helaas is het Space Launch System (SLS) nog in ontwikkeling en heeft de Orion een aantal tegenslagen gehad, dus wanneer en als zijn nog steeds grote vragen.

Mars One

Een ambitieuzer project is Mars One. Het is een privaat gefinancierde onderneming die niet alleen van plan is om een ​​astronaut naar Mars te sturen, maar om het in 2025 te koloniseren met permanente kolonisten die op een eenrichtingsmissie worden gestuurd zonder kans op terugkeer. Het idee is dat robotlanders een geschikte plek zoeken voor de buitenpost en dan worden gevolgd door een serie onbemande cargo landers om robots te leveren die de habitats en ondersteunende structuren zouden bouwen. Zodra alles is opgezet, zouden de eerste vier kolonisten met vier meer worden gestuurd om elke vier jaar te volgen.

Het project zou gefinancierd moeten worden door een reality-tv-serie, en het heeft veel publiciteit gekregen sinds het in 2012 aankondigde, maar de televisiedeal ging ten einde, vragen werden gesteld over de voorgestelde technologie en het selectieproces van de kolonisten. En dan is er nog het feit dat met minder dan negen jaar voordat de eerste persoon klaar is om te vertrekken, geen van de vereiste hardware is opgelost.

SpaceX

SpaceX-oprichter Elon Musk heeft geen botten gemaakt over het willen gaan naar Mars - en hij bedoelt persoonlijk. Plannen voor een onbemande landing in 2018 met behulp van een Red Dragon-capsule werden in 2016 aangekondigd en in een interview met de Washington Post gaf de tech-ondernemer een breed overzicht van een voorstel dat een bemande missie op de Rode Planeet zou kunnen aantasten in 2025.

De geplande landing in 2018 zou het begin zijn van een intens programma om elke twee jaar schepen naar Mars te sturen als de aarde en Mars in oppositie komen. De landingen zouden uitmonden in een bemande missie die in 2025 zou aanraken met de Mars Colonial Transporter, die volgens de planning eerst in 2022 zal vliegen en niet alleen is bedoeld om ontdekkingsreizigers te vervoeren, maar op een dag ook kolonisten.

Dus het volgende decennium of twee op Mars ziet er erg druk uit, met allerlei robotische sondes onderweg. Deze cyber-armada zal nieuwe inzichten verschaffen in de aard en geschiedenis van de Rode Planeet en kan ons zelfs vertellen of het ooit het leven was. We kunnen ook de droom van sciencefictionschrijvers zien en gewoon dromers uitkomen als de eerste voetafdrukken zijn gemaakt en de eerste vlaggen in het roestige zand zijn geplant. Misschien moeten toekomstige robotische sondes die naar Mars worden gestuurd worden uitgerust met "raak geen " tekens aan ten behoeve van nieuwsgierige kolonisten.

ExoMars 2016 (tegoed: ESA)

Artist's concept van de ExoMars 2020 lander en rover (Credit: ESA)

Artist's concept van InSight on Mars (Credit: NASA)

De Mars 2020 rover is gebaseerd op de Curiosity rover (Credit: NASA)

Kunstenaarsconcept van de Mars One-kolonie (Credit: Mars One)

Artist's concept van de Mars orbiter Mission van India, die de basis vormt voor Mangalyaan 2 (Credit: ISRO)

Artist's concept van Red Dragon op Mars (Credit: SpaceX)

Het concept van de kunstenaar van Red Dragon die neerkomt (Credit: SpaceX)

Poster van NASA 's Journey to Mars (Credit: NASA)

Kunstenaarsconcept van de sonde Mars Mission van Emiraten (Credit: Mohammed Bin Rashid Space Center)

ExoMars 2016 diagram (Credit: ESA)

Mars 2020 verzamelt monsters voor ophaalactie door een latere missie (Credit: NASA)

Een spannende reeks missies zullen de komende twee decennia naar Mars gaan (Credit: NASA)