Rovertje zal onder extreem lage zwaartekracht rondrijden op Marsmaan Phobos

Deze ruimtemissie, geleid door de Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA en met medewerking van Europese ruimtevaartorganisaties waaronder ESA, werd succesvol gelanceerd op 19 oktober. Het is de eerste missie ooit die materiaal van een maan, buiten onze eigen maan, terugbrengt naar de aarde. Indien succesvol, is de MMX-missie meteen ook de eerste heen-en-terug-reis naar de rode planeet.

Aardappel

Geen enkele ruimtesonde heeft tot nu toe lang genoeg bij de Marsmanen rondgehangen om ze echt te doorgronden. Makkelijk is dat sowieso niet, wegens de extreem lage zwaartekracht van deze kleine hemellichamen. Phobos, die qua vorm nog het meest op een pokdalige aardappel lijkt, is slechts 27 kilometer lang. De zwaartekracht is dan ook zo’n tweeduizend keer kleiner dan op de aarde. Op Phobos weegt de Frans-Duitse Idefix-rover van 25 kilogram amper twaalf gram, nauwelijks meer dan twee vellen A4-papier. Nog nooit heeft een rover onder zogenoemde ‘millizwaartekracht’ gewerkt.

‘Bij Mars aangekomen kan de satelliet niet direct in een baan rond Phobos, want die is niet zwaar genoeg,’ zegt planeetonderzoeker Sebastiaan de Vet van de TU Delft. ‘Daarom wordt de satelliet in een speciale baan om Mars gebracht om dicht bij Phobos in de buurt te blijven.’ In die fase van de missie die in augustus 2027 begint, worden zowel Mars, Phobos als Deimos bestudeerd. Als alles daarna van een leien dakje loopt, wordt in vroeg 2029 de vierwielige Idefix-rover op Phobos neergelaten.

Kruipen

Maar hoe kan een rovertje überhaupt rondrijden in een fractie van de zwaartekracht die we gewoon zijn? ‘Je kent de wet van Newton wel: “actie = min reactie”. Als de rover kracht uitoefent tijdens het rijden, wordt het ook een beetje in de andere richting geduwd. De lage zwaartekracht zal het werk van het rovertje daarom bijzonder uitdagend maken. Rijden moet op extreem een traag tempo, ongeveer een millimeter per seconde. ‘Rijden’ is misschien niet het juiste woord. Het wagentje zal eerder enkele meters in een geplande choreografie over het oppervlak ‘kruipen’.’

‘Ingenieurs hebben rekening gehouden met deze uitdagingen. Zo kan de wielophanging het karretje, als het op z’n kop zou liggen, weer rechtop zetten. Ook als het regoliet, het oppervlaktegruis, zacht is waardoor de wielen minder grip hebben, of als er juist grotere brokstukken in de weg liggen, kan Idefix zich uit de slag trekken.’

Het orgelpunt van de missie volgt in 2030: het moederschip zal landen op Phobos om monsters te nemen. Zowel Phobos als Deimos worden gezien als sleutelstukken om fundamentele vragen omtrent het ontstaan van het Mars-systeem te beantwoorden. De monstername zal vooral cruciaal blijken om een onopgeloste kwestie dat wetenschappers al lang bezighoudt uit te klaren.

‘We weten nog niet of de manen zijn ontstaan na een grote Mars-inslag waarna het weggeslingerde puin in een baan om de planeet opbolde tot de hedendaagse manen, óf dat ze planetoïden zijn die te dicht bij Mars struinden en door zwaartekracht zijn ingevangen,’ vertelt de Vet. ‘Bodemmonsters van Phobos kunnen ons meer vertellen over de geologie en samenstelling van het maantje dan waarnemingen vanop afstand. Als we meer kenmerken zien van Mars, of juist van planetoïden, krijgen we uitsluitsel.’

Leven?

Hoewel astronomen tegenwoordig ver voorbij Mars kijken om buitenaards leven te zoeken, blijft de rode planeet een veelbelovende plek om sporen van leven te vinden. ‘Vandaag is Mars een gortdroge woestijnplaneet, maar ooit was het de enige planeet in het zonnestelsel die ooit qua landschappen en geologie op de aarde leek. Door de ontstaansgeschiedenis en evolutie van Mars te bestuderen, leren we meer over de omstandigheden die ooit aan het oppervlak heersten en mogelijk gunstig waren voor het ontstaan van leven. De hamvraag is hoe de manen van Mars passen in dat geologische verhaal.’

‘Als Phobos toch zijn wortels heeft op Mars, ben ik erg benieuwd naar hoe het teruggebrachte gesteente zich laat vergelijken met Marsmeteorieten, het enige tastbare studiemateriaal waar we nu over beschikken. Als blijkt dat het materiaal toch niet lijkt op dat van Mars, en Phobos een ingevangen planetoïde is, dan werpt het onderzoek licht op een klasse verre planetoïden die op de binnenplaneten zijn terechtgekomen.’

De capsule met monsters landt tegen 2031 ergens in Australië. Naast nieuwe wetenschappelijke inzichten zal deze technologische krachttoer ook waardevolle ervaring opleveren voor toekomstige monsterretour- en zelfs bemande missies. We zijn immers nog lang niet uitgekeken op Mars.