Mars: onderzoek naar de geheimen, wetenschap en leven van de Rode Planeet

Mars is de vierde planeet vanaf de zon. Het staat op de zevende plaats qua grootte en massa. Je kunt het zien aan de nachtelijke hemel. Het is een periodiek roodachtig object. Het symbool voor Mars is ♂.

Mensen noemen het de Rode Planeet. Ze associëren het met oorlog. De naam komt van de Romeinse god van de oorlog. Babylonische astronomen wisten dit 3000 jaar geleden al. Ze noemden het Nergal. Het is de god van de dood en de pest. Mars heeft twee manen. Eén daarvan is Phobos. Dit betekent ‘angst’ in het Grieks. De andere is Deimos. Het betekent terreur. Zij waren de zonen van Ares en Aphrodite.

De cijfers achter de rode planeet

Mars is meer dan alleen een verhaal. Dit zijn gegevens. De baan van de planeet bevindt zich ver van de aarde. De gemiddelde afstand tot de zon bedraagt ​​227.943.824 kilometer. Dit zijn 1,5 astronomische eenheden (AU). Zijn baan is geen perfecte cirkel. De excentriciteit bedraagt ​​0,093. De eclipticale helling bedraagt ​​1,85 graden.

Een jaar op Mars is lang. Het duurt 686,98 aardse dagen om rond de zon te draaien. Wanneer Mars tegenover de zon aan onze hemel staat, schijnt hij helder. De schijnbare magnitude is -2,01. De synodische periode bedraagt ​​779,94 aardse dagen. Dit is de tijd die een planeet nodig heeft om terug te keren naar dezelfde positie aan de hemel ten opzichte van de zon, gezien vanaf de aarde. De gemiddelde omloopsnelheid bedraagt ​​24,1 km/s.

Deze planeet is kleiner dan de aarde. De straal van de evenaar bedraagt ​​3.396,2 kilometer. De straal van de Noordpool bedraagt ​​3.376,2 kilometer. De zuidpoolstraal bedraagt ​​3.382,6 kilometer. Het gebied is 1,44 × 10^8 km^2. De massa bedraagt ​​6,417×10^23kg. De gemiddelde dichtheid is 3,93 g/cm^3.

De zwaartekracht is daar zwakker. De gemiddelde oppervlaktemassa is 371 cm/s^2. De ontsnappingssnelheid bedraagt ​​5,03 km/s. Een dag op Mars is ongeveer hetzelfde als een dag op aarde. De rotatieperiode bedraagt ​​24 uur, 37 minuten en 22,663 seconden. De gemiddelde zonnedag (sol) duurt 24 uur, 39 minuten en 36 seconden.

De evenaar is gekanteld. De hellingshoek ten opzichte van de baan is 25,2 graden. De temperatuur is erg koud. De gemiddelde oppervlaktetemperatuur is 210 K, of -82 °F of -63 °C. De druk is licht. De typische oppervlaktedruk is 0,006 bar. Er zijn twee satellieten bekend.

Waarom Mars belangrijk is voor astronomen

Mars is interessant om andere redenen dan zijn bloedige uiterlijk. Het is de tweede planeet die het dichtst bij de aarde staat. Venus is dichterbij. Mars is meestal gemakkelijk te herkennen. Zijn baan ligt buiten die van de aarde. Deze planeet is de enige planeet met een vast oppervlak en atmosferische verschijnselen die zichtbaar zijn door een telescoop op aarde.

Sinds de jaren zestig hebben eeuwen van onderzoek door aardwaarnemers en ruimtevaartuigen overeenkomsten aan het licht gebracht. Mars lijkt in veel opzichten op de aarde. Er zijn wolken. Het heeft wind. Er zitten ongeveer 24 uur in een dag. Er zijn seizoensgebonden weerpatronen. Er zijn poolijskappen. Er zijn vulkanen. Het heeft canyons.

Er zijn aanwijzingen dat Mars miljarden jaren geleden meer op de aarde leek. De atmosfeer is daar dichter. Het was warmer. Er zit veel water in. Rivieren stroomden. Er waren meren. Overstromingskanalen hebben het land uitgehouwen. Misschien bedekt de oceaan een deel ervan.

Uit alle aanwijzingen blijkt dat Mars nu een dorre, bevroren woestijn is. Maar de foto’s vertellen een ander verhaal. Er verschijnen donkere strepen op de helling van de krater. Dit gebeurt in de lente en zomer op Mars. Dit suggereert dat er seizoensgebonden kleine hoeveelheden water kunnen stromen.

De InSight-lander heeft iets nog diepers gevonden. De korst 11,5 tot 20 kilometer onder het oppervlak is verzadigd met water. Dit is belangrijk. Het leven zoals wij het begrijpen kan niet bestaan ​​zonder water. Als microscopische levensvormen op Mars zijn ontstaan, hebben ze mogelijk in deze verborgen wateromgevingen overleefd.

Zoeken naar oude micro-organismen

Wetenschappers zijn al lange tijd op zoek naar bewijs van leven. In 1996 rapporteerde een team van onderzoekers bewijs van oud microbieel leven. Ze vonden het in een meteoriet op Mars. De meeste onderzoekers betwisten deze verklaring.

NASA heeft enkele nieuwe aankondigingen voor 2025. De Perseverance-rover heeft twee mineralen gevonden. vivianiet en grigiet. Op aarde worden deze mineralen gevormd in aanwezigheid van micro-organismen.

Betekent dit dat er leven is op Mars? NASA zegt dat het de mogelijkheid niet kan uitsluiten dat het leven deze mineralen heeft gevormd. Maar ook dat kunnen wij niet bevestigen. De monsters moeten terug naar de aarde worden gebracht. De instrumenten van Perseverance waren niet in staat de noodzakelijke diepgaande analyse uit te voeren.

Sinds het einde van de 19e eeuw is Mars, afgezien van de aarde, de meest gastvrije plek in het zonnestelsel. Dit geldt ook voor het inheemse leven. Het is van toepassing op menselijke verkenning en bewoning. Er werd destijds veel gespeculeerd. Mensen praten over de kanalen van Mars. Dit zijn complexe systemen van lange, rechte oppervlaktelijnen. Er zijn maar weinig astronomen die beweren ze gezien te hebben.

Ze geloven dat ze door intelligente wezens zijn geschapen. Seizoensveranderingen bevestigen dit ook. De uitbreiding en terugtrekking van de vegetatie verklaart deze veranderingen. Dit draagt ​​bij aan het bewijs van biologische activiteit.

De grachten waren een illusie. Seizoensveranderingen zijn geologisch. Niet biologisch. De wetenschappelijke en maatschappelijke belangstelling is echter nog niet verdwenen.

Mars in cultuur en verbeelding

Mars heeft een speciale plaats in de popcultuur. Het inspireerde generaties schrijvers. H.G. Wells schreef tijdens de hoogtijdagen van de Marskanalen. Edgar Rice Burroughs volgde. Ray Bradbury schreef het in de jaren vijftig. Kim Stanley Robinson schreef in de jaren negentig.

Mars is een centraal thema in radio, televisie en films. Orson Welles creëerde een radiodrama gebaseerd op de roman War of the Worlds van H.G. Wells. Dit programma werd uitgezonden op 30 oktober 1938. Duizenden luisteraars geloofden dat wezens van Mars de aarde binnenvielen. Het is berucht.

De mysteries van de planeet bestaan ​​nog steeds. Er blijven nog veel echte mysteries bestaan. Ze bevorderen wetenschappelijk onderzoek. Ze stimuleren de menselijke verbeelding. Deze situatie blijft tot op de dag van vandaag bestaan.

De baanmechanica van Mars begrijpen

Mars is de vierde planeet vanaf de zon. Het reist op een gemiddelde afstand van 228 miljoen kilometer. Dat is ongeveer 140 miljoen kilometer. Ter vergelijking: dit is ongeveer 1,5 maal de afstand van de ster tot de aarde. De baan is geen perfecte cirkel. Het is lang en dun. Deze vorm betekent dat de afstand tussen Mars en de zon voortdurend verandert. Op het dichtstbijzijnde punt bevindt de Rode Planeet zich slechts 206,6 miljoen kilometer verderop. Op zijn verst drijft hij af naar 249,2 miljoen kilometer.

Een jaar op Mars duurt ongeveer twee keer zo lang als op aarde. Het duurt 687 aardse dagen om rond de zon te draaien. De afstand tot de aarde varieert net zo wild. Bij de dichtste nadering krimpt het gat tot minder dan 56 miljoen kilometer. Als de planeten zich aan weerszijden van het zonnestelsel bevinden, kan hun afstand bijna 400 miljoen kilometer bedragen.

Waarom oppositie belangrijk is voor observatie

Mars is het gemakkelijkst zichtbaar als de zon en de planeet in tegengestelde richtingen aan de hemel staan. Deze gebeurtenis staat bekend als oppositie. Tijdens dit venster is Mars hoog aan de hemel zichtbaar. Je krijgt ook een volledig verlicht gezicht. De geometrie is eenvoudig maar effectief.

Opeenvolgende opposities vinden ongeveer elke 26 maanden plaats. Niet alle opposities zijn echter gelijk geschapen. Deze gebeurtenissen kunnen op verschillende punten in de baan van Mars plaatsvinden. Deze timing verandert alles voor waarnemers op aarde.

Waarnemingsomstandigheden zijn het beste wanneer Mars zich in zijn baan het dichtst bij de zon bevindt. Omdat de baan elliptisch is, brengt dit de planeet dichter bij de aarde. Als gevolg hiervan lijkt Mars het helderst en het grootst. Deze nauwe tegenstellingen zijn zeldzaam. Ze komen ongeveer elke 15 jaar voor.

“Nechte opposities komen ongeveer elke vijftien jaar voor.”

Als je de rode planeet gaat volgen, is timing alles. Als de orbitale mechanica in uw voordeel werkt, wilt u het opvangen. Het ontbreken van een periode van 15 jaar betekent dat er een donkere, kleine schijf aan de nachtelijke hemel is. De wetenschap van de baanmechanica bepaalt wanneer je het beste uitzicht krijgt.

Mars maakt één omwenteling in 24 uur en 37 minuten. Het is iets langer dan onze eigen dag. De as van de planeet is ongeveer 25 graden gekanteld ten opzichte van het vlak van zijn baan. Deze kanteling creëert de seizoenen. Een jaar op Mars duurt 668,6 zonnedagen, die we sols noemen.

De baan is elliptisch. Hierdoor veranderen de seizoenen. De zuidelijke zomers zijn kort maar warm en duren slechts 154 sols. De zomers in het noorden zijn lang en koel, met 178 sols.

Dit is niet blijvend. De dynamiek is aan het veranderen. Na ongeveer 25.000 jaar zullen de noordelijke zomers korter en warmer worden.

De askanteling wijkt ook af. Het verandert elke miljoen jaar. Op dit moment kan de kanteling tot bijna nul dalen. Als dat gebeurt, is er geen seizoen. Of hij kan tot 45 graden draaien. Extreme seizoenen dus. Over een paar honderd miljoen jaar kan de temperatuur oplopen tot 80 graden.

Fysieke omvang en zwaartekracht

Mars is klein. Het is gewoon groter dan Mercurius. Het is iets meer dan de helft van de grootte van de aarde.

De straal van de evenaar is 3396 kilometer. De poolstraal bedraagt ​​3.379 kilometer. De massa is een tiende van de massa van de aarde.

De zwaartekracht is zwak. De versnelling op het aardoppervlak bedraagt ​​3,72 meter per seconde. Daar weegt het iets meer dan een derde van het gewicht van de aarde.

Oppervlakte is lastig. De oppervlakte van Mars bedraagt ​​slechts 28% van de oppervlakte van de aarde. De aarde bestaat echter grotendeels uit water. De twee planeten hebben vrijwel hetzelfde stuk droog land.

Vroege telescoopwaarnemingen

Astronomen uit de oudheid waren perplex. Ze konden de beweging van Mars niet verklaren. Soms beweegt het met de sterren mee. Dit is directe of prograde beweging. Soms gaat het achteruit. Dit is een retrograde beweging.

Johannes Kepler loste een deel van deze puzzel op in 1609. Hij gebruikte de observaties met het blote oog van Tycho Brahe. Hij concludeerde dat Mars in een ellips beweegt. De snelheid is ongelijk, maar voorspelbaar. Dit doorbreekt Ptolemaeus’ idee van een perfect cirkelvormige baan. Het maakte de weg vrij voor de moderne zwaartekrachttheorie.

Galileo zag de schijf van Mars in 1610. Dit is de eerste keer dat de ronde vorm van Mars met een telescoop is waargenomen.

Christian Huygens beschreef nauwkeurig het patroon op het oppervlak. In 1659 maakte hij een schets van majoor Syrtis. Het is een belangrijke donkere vlek op de planeet.

Gian Domenico Cassini noteerde de poolkappen rond 1666.

Huygens ontdekte ook de rotatieperiode in 1659. Cassini mat deze in 1666 en ontdekte dat deze 24 uur en 40 minuten bedroeg. Dit is slechts 3 minuten verwijderd van de werkelijke waarde.

William Herschel merkte de ijle atmosfeer op in de jaren 1780. Hij was van Duitse afkomst, maar werkte in Groot-Brittannië. Hij mat de helling van de as. Hij besprak de seizoenen.

Asaph Hall ontdekte in 1877 twee manen van Mars. Hij werkte bij het US Naval Observatory.

De telescoop laat ook het weer zien. Je kunt de soorten wolken zien. Je ziet dat de poolkappen groter en kleiner worden. Je zult zien dat de kleur en grootte van de donkere gebieden veranderen met het seizoen.

Wilhelm Beer en Johann Heinrich von Mädler creëerden de eerste bekende kaart van Mars in 1830. Dit is een ruwe schets. Eenvoudig. Het is geen cartografisch meesterwerk, maar het is een goed startpunt.

Dan was er Giovanni Virginio Schiaparelli. Hij creëerde de eerste moderne astronomische kaart in 1877. Dit was niet zomaar een tekening. Dit is de basis van hoe we dingen vandaag de dag op de Rode Planeet benoemen.

Schiaparelli gebruikte Latijn. Hij maakte intensief gebruik van de oude mediterrane geografie. Een plek die we kennen. De naam die we vandaag de dag nog steeds gebruiken. De kaart verbergt echter een duister geheim.

Er verschijnt een rechte lijn.

Lijnen die lichte gebieden verbinden. Schiaparelli noemde ze “kanalen”. Betekent ‘kanaal’ in het Italiaans.

“Hoewel Schiaparelli algemeen wordt beschouwd als de eerste die het beschreef, stelde zijn landgenoot Pietro Angelo Secchi in 1869 het idee van een kanaal voor.”

Secchi had het idee al eerder. Maar Schiaparelli zette het op de kaart. De wereld zag ze. Of ze denken van wel.

Percival Lowell heeft alles veranderd. Hij richtte een observatorium op in Flagstaff, Arizona. Eind 19e eeuw. Hij koos specifiek Mars voor zijn observaties. Hij keek niet alleen. Hij bracht in kaart.

Uitgebreide kaarten. Complexe kaarten. Hij heeft tientallen jaren naar deze kanalen gezocht. tot aan zijn dood in 1916.

Kanalen hebben nooit bestaan.

Ze waren een illusie. Een trucje van het oog. En de hersenen.

De schade was echter aangericht. De hele wereld gelooft dat Mars een kunstmatig watervoorzieningssysteem heeft. Decennia lang.

Hoe het menselijk zicht werkt op verre planeten

De Geschiedenis van de Marsverkenning gaat niet alleen over telescopen. Het gaat over psychologie.

Je kunt het patroon zien. Ook als ze er niet zijn.

Schiaparelli zag de lijn. Lowell zag kanalen. Wetenschappers zagen bewijs van intelligentie.

Het was geen boosaardigheid. Dit is de verwachting.

Als je urenlang naar een wazig stipje staart. Je brein wil de punten met elkaar verbinden. letterlijk.

De rechte lijnen waren artefacten met een lage resolutie. Atmosferische vervorming. menselijke verbeelding.

Maar de naam bleef hangen.

Latijns. Geografie van de Middellandse Zee.

Daarom gebruiken wij deze termen nog steeds. Niet omdat ze gelijk hebben. Maar omdat zij eerst waren.

Waarom Latijnse namen tegenwoordig nog steeds belangrijk zijn

Het naamgevingssysteem van 1877 is nog steeds in gebruik.

Waarom?

Omdat wetenschap bureaucratisch is. En erg lui.

Het veranderen van de naam is lastig. het veroorzaakt verwarring. Het breekt historische records.

Dus we hebben de fouten behouden.

De grachten zijn verdwenen. Kaarten zijn beter. De rovers zijn op de grond.

Maar hoe zit het met de naam?

Ze blijven.

Een geest van een eeuwenoud misverstand. Ze waren uitgehouwen in het landschap van een planeet die ze niet nodig had.

Maakt het uit?

Misschien niet.

Maar het is een herinnering.

We zijn altijd op zoek naar wat we willen zien.

Voor waarnemers op aarde ziet Mars eruit als een roestige bal. De lichtvlekken zijn okerrood en zwarte stippen lijken erboven te zweven. Historisch gezien noemden astronomen heldere gebieden ‘woestijnen’. Ze noemden de grote zwarte vlek ‘Maria’, het Latijnse woord voor zee of oceaan. Ze geloofden echt dat het water hen zou bedekken. Dit is niet zomaar een gok. Dit is een algemene theorie. Telescopen op aarde kunnen het terrein echter niet zien. Ze kunnen alleen veranderingen in helderheid zien. Of de dekking van de atmosfeer verandert. Ik kan de bergen niet zien. Je kunt het contrast zien.

Illusie van water en kanaal

De zwarte vlek bestrijkt ongeveer een derde van de aardbol. Ze leven voornamelijk tussen de 10 graden en 40 graden zuiderbreedte. Patronen zijn niet statisch. Het verandert in de loop van decennia en soms eeuwen. Er zijn drie hoofdkenmerken op het noordelijk halfrond: de Acidalia-vlakte, de Grote Syrtis en de donkere ring rond de polen. Vroege ontdekkingsreizigers dachten dat dit ondiepe oceanen waren. Of misschien is het een begroeid gebied. Inmiddels weten we beter.

De meeste donkere gebieden zijn geen water. Het is zand dat door de wind wordt geblazen. Of een lichte, stofvrije plek. De wind roert het zwarte zand. Ze maken ook de aarde schoon. Een lichte plek? Meestal is het gewoon een hoop stof. Het is een spel van verhulling en openbaring.

Dan zijn er de kanalen.

Aan het begin van de 20e eeuw stonden ze overal op de kaart. Gerenommeerd. detail. Het is waar voor de mensen die het hebben getekend. De foto’s van het ruimteschip laten zoiets niet zien. Het kanaal is denkbeeldig. De waarnemers sperden hun ogen groot. Ze hebben de resolutie van telescopen tot het uiterste gedreven. De hersenen vullen de lege plekken in. Verbind de punten die niet bestaan.

“Deze kanalen… zijn vrijwel zeker denkbeeldige kenmerken die waarnemers dachten te zien toen ze uitputtend naar objecten zochten die zich dichtbij de grenzen van de resolutie van de telescoop bevonden.”

Er waren nog andere verschijnselen die vroege astronomen in verwarring brachten. “Donkere vloed”. “Blauwe Mist”. Beide zijn trucjes van het licht. Observeer veranderingen in de mengomstandigheden en de oppervlaktereflectie. Dit is geen magie. Het zijn atmosferische optica en stoffige oppervlakken die een spel spelen met de menselijke perceptie.

Polair

De ritmische dans van Marsijs

Voor degenen die door een telescoop naar de rode planeet kijken: de polen zijn waar de actie plaatsvindt. Ze volgen een strikt en voorspelbaar ritme. Wanneer de herfst op een bepaald halfrond aanbreekt, beginnen zich wolken op te hopen in de poolgebieden. De dop zelf, gemaakt van bevroren koolstofdioxide, begint uit te zetten.

Het is asymmetrisch. De poolkap stopt met groeien op ongeveer 55 graden noorderbreedte. Hoe verder naar het zuiden we gingen, hoe hoger de temperatuur opliep tot 50 graden. En dan komt de lente. Het ijs trekt zich terug.

De zomer brengt grote veranderingen in het noorden. Het CO2-schild verdwijnt volledig. Er zijn nog kleine resten van waterijs over. Het zuiden is anders. Daar bleven de hele zomer kleine ijsresten achter, een hardnekkig mengsel van koolstofdioxide en waterijs dat weigerde volledig te smelten.

Een mysterie van twee eeuwen

Het kostte bijna 200 jaar om erachter te komen waar deze doppen eigenlijk van waren gemaakt. Het begon met William Herschel. Een Britse astronoom observeerde Mars en veronderstelde dat de polen ervan vergelijkbaar waren met die van de aarde. Hij dacht dat het waterijs was. Het is eenvoudig genoeg.

Toen stelde de Ierse wetenschapper George J. Stoney in 1898 nog een vraag. Hij speculeert dat de dop mogelijk bevroren koolstofdioxide is. Hij had een vermoeden. Maar hij heeft geen bewijs.

In 1947 arriveerde het bewijsmateriaal eindelijk. De Nederlands-Amerikaanse astronoom Gerard Kuiper ontdekte koolstofdioxide in de atmosfeer van Mars. Dit is de ontbrekende schakel. De hypothese verschoof.

Het modelleren van de kou

In 1966 verschoof de discussie van speculatie naar exacte cijfers. Amerikaanse wetenschappers Robert Leighton en Bruce Murray creëerden een numeriek model van de thermische omgeving op Mars. Hun resultaten brachten de waterijstheorie ernstig in twijfel.

Volgens hun berekeningen bevriest het atmosferische koolstofdioxide onder omstandigheden op Mars aan de polen. Toen ze de groei en samentrekking van de koolstofdioxidekap modelleerden, kwam het gedrag overeen met wat astronomen daadwerkelijk hebben waargenomen.

Het model voorspelt bepaalde informatie over de diepte van deze kappen. Het is erg dun. Het is slechts een paar meter diep nabij de polen en wordt geleidelijk dunner richting de evenaar. Dit is een vereenvoudiging van de werkelijke situatie, maar geldt nog steeds.

Twee jaar later werd het bevestigd. In 1969 vlogen de ruimtevaartuigen Mariner 6 en 7 langs Mars. Hun thermische en spectroscopische metingen kwamen perfect overeen met de voorspellingen van Leighton en Murray. De doppen waren inderdaad koolstofdioxide.

Voorbijgaande atmosferische verschijnselen

Voor het eerst merkten telescoopwaarnemers dat kenmerken op het oppervlak van Mars soms verdwijnen. Deze tijdelijke verstoringen verschijnen als witte of gele vlekken. De onderzoekers identificeerden de witte vlekken correct als gecondenseerd gas en de gele waas als stof. Ze ontdekten ook dat de zwarte vlekken van tijd tot tijd verdwijnen, meestal tijdens de zuidelijke zomer. Een andere correcte verklaring is dat een mondiale stofstorm alles bedekte. Het ruimtevaartuig bevestigde later dat mist, wolken en mist vaak het oppervlak versluieren.

Samenstelling van de lucht van Mars

In 1947 gebruikte de Nederlands-Amerikaanse astronoom Gerard P. Kuiper gegevens van de telescoop om vast te stellen dat de samenstelling van de atmosfeer van Mars voornamelijk uit koolstofdioxide bestond. De lucht is ongelooflijk ijl. Het oefent minder dan 1 procent uit, dat is minder dan 1% van de atmosferische druk op aarde. Door de grote verschillen in topografie variëren de drukgebieden met een factor 15. Tegenwoordig zit er nog maar een kleine hoeveelheid water in de lucht. Als al het water bezinkt, vormen zich ijskristallen van slechts 10 micrometer dik. Ze kunnen worden verzameld in massieve blokken die niet groter zijn dan een middelgrote ijsberg.

Ondanks de schaarste aan water is de atmosfeer nog steeds bijna verzadigd. Waterijswolken worden vaak gezien. Laaggelegen wolken en mist hopen zich op in depressies in het landschap, zoals valleien en kraters. Vaak verschijnen er dunne wolken bij de ochtendterminator, d.w.z. de grens tussen licht en donker. Orografische wolken ontstaan ​​wanneer vochtige lucht hoger stijgt en afkoelt. Ze vormen zich rond zichtbare kenmerken zoals kraters en vulkanen. Westelijk bewegende spiraalstormsystemen komen tijdens de winter regelmatig voor op de middelste breedtegraden. De meeste wolken, inclusief de witte wolken die vroege waarnemers zagen, bestaan ​​uit waterijs.

Als het stof vliegt

Zandstormen zijn een veelvoorkomend kenmerk van Mars. Het kan op elk moment voorkomen, maar piekt in de zuidelijke lente en zomer. Deze periode valt samen met de dichtste nadering van Mars tot de zon. De oppervlaktetemperatuur bereikte op dat moment zijn maximale temperatuur. De meeste stormen zijn regionaal. Ze duren enkele weken. Maar elke twee of drie jaar gaat de storm mondiaal. Aan de bovenkant stijgt stof op en alleen de toppen van de hoogste vulkanen zijn nog zichtbaar. Deze bergen bevinden zich 21 kilometer (13 mijl) boven de gemiddelde straal van de planeet.

De atmosfeer van Mars is meer dan alleen ijle lucht. Het is een dynamisch systeem van druk, ijs en stof. Wolken vormen zich in voorspelbare patronen. Stormen volgen het ritme van de seizoenen. Maar zonder de mondiale gebeurtenissen met eigen ogen te zien, is het moeilijk de reikwijdte ervan te vatten. Wat gebeurt er als het stof alles bedekt? Het oppervlak wordt een lege lei. Waarnemers op aarde hebben dit zien gebeuren. We bekijken het nu vanuit een baan om de aarde. De vraag is wat er daarna gebeurt.

Mars Spookcycloon

Vanaf de aarde is het niet zichtbaar. Te klein, te zwak. Maar ruimtevaartuigen en landingsvoertuigen in een baan hebben de activiteit gedetecteerd. stofduivels. De dunne spiraalvormige markeringen die te zien zijn in hogeresolutiebeelden van Mars zijn de littekens die deze onzichtbare hand achterlaat. ze komen heel vaak voor. ze zijn erg vasthoudend. Ze geven de planeet een geheel eigen persoonlijkheid.

De sfeer voelt daar anders. In de lagere atmosfeer is de temperatuur ongeveer 200 Kelvin. Het is -100°F. -70℃. Kouder dan de gemiddelde oppervlaktetemperatuur overdag van 250 K (-10 ° F) gedurende de dag. Je loopt overdag door een wereld die kouder is dan je huid. Lijkt op Antarctica in de winter. Wreed. nog steeds. Maar verander de seizoenen. In de zomer zeer donkere grond betreden. De zon scheen helder. De dagtemperatuur kan ongeveer 290 K (62 ° F) bereiken. Een rustige lentedag op aarde. Op Mars is dit een zeldzame traktatie.

Boven de turbulente laag nabij de grond wordt de situatie instabiel. De temperatuur neemt af met toenemende hoogte. Ongeveer 1,5 K per kilometer. 2,4K per mijl. Hoe hoger je klimt, hoe kouder het wordt. eenvoudige natuurkunde. harde werkelijkheid.

Waarom verandert de druk op Mars zo snel?

De atmosfeer van de aarde blijft relatief stabiel. Mars is niet zo. De luchtdruk varieert sterk, afhankelijk van het seizoen. Waarom? Omdat het belangrijkste gas koolstofdioxide is. Kooldioxide bestaat niet alleen hier. Het bevriest. Het “sneeuwt” op de winterpool. In het voorjaar gaat hij direct weer over op gas. Subliemen. Er is geen vloeibare fase. Het verandert gewoon een vaste stof in een gas.

Zuidelijke winterkappen zijn groter dan noordelijke winterkappen. Als het zuiden donker is, daalt de druk dus dieper. De atmosfeer heeft zijn laagste punt bereikt. Toen begon het opnieuw. Deze cyclus herhaalt zich. De druk verandert met 26% per jaar.

Laten we eens over dit getal nadenken. 26%.

Elk jaar komt ongeveer 7,9 biljoen ton kooldioxide vrij uit de atmosfeer en keert terug naar de atmosfeer. Dit is zeker geen klein bedrag. Dit komt overeen met een laag vast droogijs van minimaal 23 cm dik. Of meters kooldioxidesneeuw. Het is wijdverspreid. Er wordt lucht in en uit gezogen. letterlijk.

Chemische samenstelling van ijle lucht

Wat zit er in de lucht? Kooldioxide is verantwoordelijk voor 95,3% van het gewicht. Negen keer meer dan momenteel in de veel grotere atmosfeer van de aarde. Maar hier is het probleem. Het grootste deel van de koolstofdioxide op aarde is gebonden. Chemisch gebonden aan sedimentair gesteente. De hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer van Mars is minder dan 1000 keer lager dan de totale hoeveelheid koolstofdioxide op aarde. De rest is stikstof. waterdamp. Edel gas. argongas. neon. krypton. xenon.

De atmosferische druk op Mars ondergaat dramatische seizoensveranderingen doordat koolstofdioxide aan de winterpolen ‘sneeuwt’ en direct weer in een gas verandert.

Er zijn ook kleine hoeveelheden andere gassen. Moleculaire zuurstof. koolmonoxide. Stikstofmonoxide. Kleine hoeveelheden ozon. Dit zijn geen primitieve overblijfselen. Ze ontstaan ​​door fotochemische reacties. Meestal hoger in de atmosfeer. Zonlicht maakt dingen kapot. Creëert nieuwe dingen.

Samenstelling van de atmosfeer van Mars

Gas	Gew%
Kooldioxide (CO2)	95,32
Stikstofmolecuul (N2)	2,7
Argon (Ar)	1,6
Moleculaire zuurstof (O2)	0,13
Koolmonoxide (CO)	0,07
Waterdamp (H2O)	0,03
Neon (Ne)	0,00025
Krypton (Kr)	0,00003
Xenon (Xe)	0,000008

Bron: Atmosferische enquêtegegevens.

Verlies het lichtste element

De lagere atmosfeer levert energie aan de ionosfeer. Lage dichtheid. De temperatuur is erg hoog. De componenten worden gescheiden door diffusie. Massa is belangrijk. Zware dingen zinken. Lichte voorwerpen zweven. Bovenin de atmosfeer verdwijnen objecten in de ruimte. elke keer. Dit beïnvloedt de isotopensamenstelling van wat overblijft.

Waterstof is het lichtste. Het is gemakkelijk om te ontsnappen. Bij voorkeur. Deuterium is zwaar. Het blijft. Vanwege het snelle verlies van waterstof bevat de atmosfeer van Mars vijf keer meer deuterium dan de atmosfeer van de aarde. Chemische vingerafdruk. Een record van verlies. Een herinnering dat de planeet kleiner wordt. langzaam. onzichtbaar. In de leegte.

Water op Mars is een geest. Het is er, maar je kunt het niet vangen. De atmosfeer van Mars bevat slechts sporen van het element, slechts enkele moleculen per 10.000 luchtmoleculen. Dit tekort is te wijten aan de brute kou van de planeet. Lage atmosferische druk en ijzige oppervlaktetemperaturen houden water vast in omstandigheden die zelden op aarde voorkomen.

De stoomparadox op de rode planeet

In feite is de atmosfeer verzadigd met waterdamp. In zekere zin is dat waar het allemaal om draait. Maar als je op de grond staat, zul je zien dat er geen vloeibaar water is. Als de temperatuur en druk te laag zijn, kan de vloeibare fase niet stabiel bestaan. Watermoleculen op Mars kunnen alleen bestaan ​​als ijs of stoom. Er is geen middenweg. Er zijn geen plassen. Geen regen. Het is gewoon een dunne, koude mist.

Minimale uitwisseling met het oppervlak

Als je bedenkt hoe koud de nachten zijn, vraag je je misschien af of de bevroren grond voortdurend vocht in de lucht pompt. Deze situatie komt echter zelden voor. Er wordt elke dag heel weinig water uitgewisseld met het oppervlak van Mars. Omdat de nachten zo koud zijn, is het minder waarschijnlijk dat vocht uit de atmosfeer naar de grond condenseert en daar blijft. Het blijft hangen of bevriest snel bij contact, waardoor een patstelling ontstaat tussen de lucht en de bodem.

Deze dynamiek maakt Mars een chemisch actieve maar fysiek droge plek. Water controleert de atmosferische chemie en meteorologie en vormt weerpatronen die we nauwelijks begrijpen. Hoewel het de grond niet in vloeibare vorm raakt, circuleert het in de lucht en beïnvloedt het de beweging van stof en de vorming van wolken.

Waarom dit belangrijk is voor toekomstige ontdekkingsreizigers

Het begrijpen van deze cyclus van stoom en ijs is niet alleen academisch. Het verklaart waarom er rijp ontstaat op landingsgestellen, waarom ijs zich ophoopt op zonnepanelen en waarom er speciale technieken nodig zijn om water uit de atmosfeer te halen. Je kunt niet zomaar naar vloeibare aquifers graven. Afvangdamp of mijnijsafzettingen moeten worden teruggewonnen of de ijsafzettingen moeten worden gedolven.

Het feit dat er geen vloeibaar water bestaat, betekent niet dat de planeet inert is. Dit betekent dat water zich anders gedraagt. Het werkt eerder als een chemische katalysator dan als een oplosmiddel. Het vormt meer de lucht dan de grond.

Dit roept de vraag op: als Mars zo droog is, waarom zien we dan bewijs van oude rivieren? Het antwoord ligt in een warmer, natter en radicaal ander verleden. De huidige staat is een bevroren overblijfsel uit die tijd.

Wetenschappers bestuderen deze sporenhoeveelheden om te voorspellen hoe het klimaat op onze planeet zal veranderen tijdens stofstormen. Waterdamp interageert op complexe manieren met zonlicht en stofdeeltjes. Het beïnvloedt de temperatuurgradiënt in de bovenste atmosfeer. Het beïnvloedt de vorming van poolwolken.

De grenzen van de hydrologie van Mars

De beperkingen zijn streng. De druk is te laag. De temperatuur is te laag. Het waterfasediagram op Mars laat geen ruimte voor stabiele vloeistoffen op het oppervlak. Dit is een ernstige fysieke beperking.

Toekomstige missies moeten hier rekening mee houden. Ze kunnen niet afhankelijk zijn van oppervlaktewaterbronnen. Systemen moeten zo zijn ontworpen dat ze met stoom en ijs kunnen omgaan. Deze kleine hoeveelheden water veroorzaken chemische reacties in de lucht. Het is een delicaat evenwicht. De situatie kan veranderen als de planeet ooit aanzienlijk opwarmt.

Momenteel is het nog steeds een cyclus van waterdamp en ijs. Een stille, onzichtbare motor die het Marsweer aanstuurt. We observeren het vanuit een baan om de aarde. Wij meten het met een sensor. We proberen een wereld te begrijpen waar water is, maar er is helemaal geen water.

Verborgen watercyclus en eeuwenoude sfeer

Waterdamp komt niet alleen op Mars voor. Meng gelijkmatig tot 10-15 km (6-9 mijl). De verdeling is niet willekeurig. De sterke breedtegraadgradiënt is volledig seizoensafhankelijk. De grootste veranderingen vinden plaats op het noordelijk halfrond.

Wanneer de zomer op het noordelijk halfrond aanbreekt, verdwijnt de kooldioxidekap van kooldioxide volledig. Wat overblijft is een waterijskap. Sublimatie begint. Vanuit de restdop wordt het water direct omgezet in een gas. Hierdoor ontstaat een dramatische concentratiegradiënt. De damp beweegt sterk van noord naar zuid.

Het zuiden vertelt een ander verhaal. In de zomer overleeft de koolstofdioxidekap. Waterijs wordt zelden waargenomen. Daarom vormen zich gewoonlijk geen sterke atmosferische gradiënten. De watercyclus van de planeet is asymmetrisch. Het hangt af van seizoenslimieten.

Waar is het ijs verborgen?

Waterdamp in de atmosfeer kan in contact komen met een veel groter reservoir. Het zit in de grond. poolwaarts van 40° lijkt ondergronds ijs overal te zijn. Sublimatie wordt voorkomen door de lage temperaturen in de ondergrond. Het zit gevangen.

De Mars Odyssey-sonde bevestigde dit in 2001. Op breedtegraden boven de 60 graden bevindt het ijs zich op 1 meter van het oppervlak. Het werd gevonden door de Phoenix-lander op 68 graden noorderbreedte. We weten niet hoe diep het is.

Beelden van de Mars Reconnaissance Orbiter vertellen ons nog meer. Nieuwe inslagkraters tussen 40 graden en 60 graden noorderbreedte, waardoor ondergronds waterijs bloot komt te liggen. Het bevindt zich dicht bij het oppervlak, 74 centimeter (29 inch). Het is dicht bij de oppervlakte.

Op lage breedtegraden is het ijs onstabiel. Het ijs sublimeert daar in de atmosfeer. De grond herbergt verschillende geheimen in de diepten van de aarde.

Waar is de sfeer gebleven?

Isotopische metingen geven aanwijzingen. Vroeger waren er grote hoeveelheden kooldioxide, stikstof en argon. Mars heeft mogelijk al vroeg in zijn geschiedenis een groot deel van zijn vluchtige voorraad verloren. Het verlies ging de ruimte of ondergronds in. Chemische vergrendeling in rotsen.

Het vroege zonnestelsel was hardvochtig. De ultraviolette straling van de zon was veel intenser. De zonnewind teisterde de planeet. Mars had ooit een dikkere atmosfeer. Het grootste deel dreef weg. Het werd gestript door de ruimte.

Het mysterie en de verticale structuur van methaan

Methaan gedetecteerd. Curiosity observeerde seizoensvariatie. Orbiter-metingen vertonen willekeurige tekenen of zijn volledig afwezig. Deze tegenstrijdigheid is belangrijk. Sommige processen verwijderen methaan dichtbij het oppervlak voordat het zich verspreidt.

Vulkanen zijn uitgesloten. Meteorieten zijn uitgesloten. Hierdoor ontstaat er een chemische reactie tussen steen en water. Of metabolisme door mogelijk microben op Mars. De bron blijft een raadsel.

Verticale structuren zijn gebaseerd op energieoverdracht. Temperatuur en druk zijn gerelateerd aan de hoogte. Zonne-energie komt binnen. Straling bladeren. De balans is ingewikkeld.

Er zijn twee factoren die de lagere atmosfeer bepalen. Het bestaat uit vrijwel pure koolstofdioxide. Een grote hoeveelheid stof in de lucht. Koolstofdioxide straalt energie efficiënt uit bij temperaturen op Mars. De atmosfeer reageert snel op veranderingen in de zon. Stof absorbeert direct de warmte van zonlicht. Het biedt een gedistribueerde energiebron.

De oppervlaktetemperatuur varieert sterk. Breedtegraad is belangrijk. De verandering van dag naar nacht is zeer dramatisch. Op Viking 1- en Pathfinder-locaties (20 ° N) variëren de temperaturen van 189 K (−119 ° F, −84 ° C) vóór zonsopgang tot 240 K (−28 ° F, −33 ° C) in de middag. De schommel is groter dan de woestijnen van de aarde.

Dichtbij de grond zijn de veranderingen het grootst. De dunne, droge atmosfeer veroorzaakt ‘s nachts een snel warmteverlies aan het oppervlak. Stofstormen belemmeren dit. De amplitude van de zwaai neemt af. Na een paar kilometer neemt de dagelijkse variatie af. Oscillaties verschijnen elders. Ze zijn regelmatig. Periodiek. Gesynchroniseerd met de zon. Wetenschappers noemen ze getijden. De atmosfeer heeft een complexe verticale structuur.

De koeling verloopt naar boven. Het tarief bedraagt ​​1,5K per km. Dit gaat ongeveer 40 kilometer (25 mijl) door. De tropopauze is daar. De temperatuur is constant rond 140 K (-210 °F, -130 °C). Wetenschappers verwachtten 5 K per km. De gemeten snelheid was onverwacht laag. De grote hoeveelheid stof in de lucht verklaart het verschil. De lucht is helderder dan verwacht.

Na 100 kilometer (60 mijl) verandert de structuur. Zware moleculen zijn geconcentreerd onder lichte moleculen. Diffusiescheiding overwint turbulentie. Turbulentie probeert alles met elkaar te vermengen. Op grote hoogte wint scheiding.

Ultraviolet licht breekt gassen af ​​en ioniseert ze. Hieronder staat een complexe chemische reeks. De gemiddelde temperatuur aan de bovenkant van de atmosfeer is ongeveer 300 K (80 ° F, 27 ° C).

Waarom het weer op Mars niet kan worden vergeleken met het weer op aarde

Op het eerste gezicht zijn de mondiale circulatiepatronen van Mars vergelijkbaar met die van de aarde. De wind stroomt. Veranderingen in het druksysteem. Ziet er bekend uit. Maar als je goed kijkt, verdwijnen de overeenkomsten. Het weersysteem op Mars is fundamenteel kapot vergeleken met ons klimaat. We gaan ervan uit dat, aangezien er een oceaan is, de atmosfeer zich gedraagt ​​zoals verwacht. Wij niet.

Mars mist de thermische traagheid die het klimaat op aarde stabiliseert. Onze oceaan is als een gigantische koeler. Bestand tegen temperatuurschommelingen. Mars heeft zo’n buffer niet. Daar past de atmosfeer zich verbazingwekkend snel aan de input van de zon aan. Wanneer zonlicht een bepaald gebied raakt, reageert de lucht onmiddellijk. Geen vertragingen. Er is geen opslagruimte. Het geeft je gewoon een onmiddellijke, onvoorspelbare reactie.

Denk aan het terrein. Het hoogtebereik van de rode planeet is enorm. Er zijn diepe bassins en torenhoge vulkanen in de buurt. Dit veroorzaakt lokale drukverschillen en windstoten die niet voorkomen op het relatief vlakke continentale plat van de aarde. Alleen al het terrein dwingt de lucht in complexe en onvoorspelbare paden.

Dan is er stof. Het is niet zomaar een stukje. Het is een warmtemotor. Zwevende stofdeeltjes absorberen zonnestraling en stralen deze opnieuw uit, waardoor deze in warmte wordt omgezet. Deze sterke interne verwarming van de atmosfeer verandert de verticale temperatuurverdeling volledig. Windsnelheid verandert. De plaats waar de wolken ontstaan ​​verandert. Op aarde houden we de luchtvochtigheid in de gaten. Op Mars moeten we de deeltjesdichtheid monitoren.

De palen vertellen een ander verhaal. Het grootste deel van de atmosfeer van Mars blijft niet het hele jaar door gasvormig. Het bevriest. Seizoensgebonden depositie in poolgebieden verwijdert grote hoeveelheden kooldioxide uit de luchtkolom. Als de zomer nadert, sublimeert het vervolgens in de atmosfeer. Hierdoor ontstaat een ademende planeet. De totale massa van de atmosfeer varieert tussen de seizoenen met bijna 30%.

Dit is niet alleen een academische kwestie. Het begrijpen van deze dynamiek is de sleutel tot toekomstig onderzoek. Als je een rover wilt laten landen of een leefgebied wilt ontwerpen, moet je weten of de lucht voldoende druk kan weerstaan ​​om levensondersteunende systemen in stand te houden. U moet weten of het stof uw zonnepaneel binnen een paar uur zal bedekken. Het weer op Mars is meer dan alleen een achtergrondgebeurtenis. Dit is een actieve, agressieve kracht.

Waarom blijven we het vergelijken met de aarde? Dit is zeer geruststellend. Dit is verkeerd. De onderliggende redenen zijn verschillend. Alle chauffeurs zijn buitenaards. De atmosfeer is ijl, stoffig en onvoorspelbaar. Het gaat niet om onze modellen. Het geeft om zonlicht, rotsen en ijs.

Windgedrag op landingsplaatsen

De wind nabij het oppervlak op de landingsplaatsen van Viking en Pathfinder vertoonde gewoonlijk een regelmatig gedrag en was over het algemeen licht. De gemiddelde snelheden waren doorgaans minder dan 2 meter per seconde (4,5 mijl per uur), hoewel er windstoten tot 40 meter per seconde (90 mijl per uur) werden geregistreerd. Andere waarnemingen, waaronder strepen van door de wind geblazen stof en patronen in duinvelden en in de vele soorten wolken, hebben aanvullende aanwijzingen opgeleverd over oppervlaktewinden.

Mondiale circulatiemodellen en seizoensafhankelijkheden

Mondiale circulatiemodellen, die alle factoren omvatten waarvan wordt aangenomen dat ze het gedrag van de atmosfeer beïnvloeden, voorspellen een sterke afhankelijkheid van de wind van de seizoenen op Mars vanwege de grote horizontale temperatuurgradiënten die verband houden met de rand van de poolkappen in de herfst en winter. Op hoge breedtegraden vormen zich in de winter sterke straalstromen met oostwaartse snelheden van meer dan 100 meter per seconde (225 mijl per uur). De circulatie is minder dramatisch in de lente en de herfst, wanneer overal lichte wind de boventoon voert. Op Mars is er, in tegenstelling tot op aarde, ook een relatief sterke noord-zuidcirculatie die de atmosfeer van en naar de winter- en zomerpool transporteert. Het algemene circulatiepatroon is af en toe onstabiel en vertoont grootschalige golfbewegingen en instabiliteiten: een regelmatige reeks roterende hoge- en lagedruksystemen was duidelijk te zien in de druk- en windrecords op de locaties van de Viking-landers.

Gelokaliseerde turbulentie en stofdynamiek

Bewegingen en oscillaties op kleinere schaal, aangedreven door zowel de zon als de oppervlaktetopografie, zijn alomtegenwoordig. Op de landingsplaatsen Viking en Pathfinder veranderen de winden bijvoorbeeld gedurende de dag van richting en snelheid als reactie op de positie van de zon en de plaatselijke helling van het land.

Turbulentie is een belangrijke factor bij het opwekken en in stand houden van de grote hoeveelheid stof die in de atmosfeer van Mars wordt aangetroffen. Stofstormen beginnen meestal op voorkeurslocaties op het zuidelijk halfrond tijdens de zuidelijke lente en zomer. De activiteit is in eerste instantie lokaal en krachtig (om nog te begrijpen redenen), en grote hoeveelheden stof worden hoog in de atmosfeer geworpen. Als de hoeveelheid stof een kritieke hoeveelheid bereikt, wordt de storm snel heviger en wordt het stof door harde wind naar alle delen van de planeet vervoerd. Binnen een paar dagen heeft de storm het hele oppervlak bedekt en is het zicht teruggebracht tot minder dan 5 procent van normaal. Het intensiveringsproces is klaarblijkelijk van korte duur, aangezien de atmosferische helderheid vrijwel onmiddellijk begint terug te keren en doorgaans binnen een paar weken normaal wordt.

Karakter van het oppervlak

We hebben al een redelijk goed idee van hoe Mars eruit ziet. Dit is niet langer een mysterie. De foto’s en hoogtemetingen van het ruimtevaartuig brengen het terrein zo gedetailleerd in kaart dat je de zandkorrels bijna kunt voelen.

Bijna de hele planeet is vanuit een baan om de aarde gefotografeerd. De standaardresolutie is 20 meter. Het is 66 voet. Het is genoeg om een ​​groot litteken te zien. de grote canyons. De grote vulkanen. Maar soms zoomen we in. De resolutie van het geselecteerde gebied is maximaal 20 cm. Het is 8 inch. Je kunt individuele rotsen zien. In sommige gevallen zijn bandensporen te zien van ruimtevaartuigen die nog niet zijn geland.

De vorm van een planeet is net zo belangrijk als de oppervlaktestructuur. De laserhoogtemeter van Mars Global Surveyor doet meer dan alleen foto’s maken. Er werd hoogte gemeten. Breng de oppervlaktehoogte van de hele planeet in kaart.

Gegevens gemiddeld over een cirkel met een diameter van 300 meter. Het is 1000 voet breed. Verticale nauwkeurigheid? 1 meter. 3,3 voet.

Deze precisie maakt het verschil. Voordien wisten we waar dingen waren. Daarna wisten we hoe hoog of laag ze waren. Je kunt de stroom van een oude rivier niet begrijpen zonder de helling ervan te kennen. U kunt uw landingszone niet plannen zonder de drop-offs te kennen. De kaart wordt driedimensionaal. Echt.

Nooit meer het terrein raden. De cijfers kwamen strak binnen. In de woestijn zijn rotsen gevaarlijk, dus een fout van een meter betekent grote onzekerheid. Maar 1 meter is haalbaar. Dit zijn betrouwbare gegevens.

De terreinkenmerken van Mars zijn niet langer alleen visueel. Het is meetbaar. En dat verandert de manier waarop we ons er doorheen bewegen.

Netwerkdefinitie: Waar is de lengtegraad van Mars?

Als je ooit naar een kaart van Mars hebt gekeken, is je misschien iets vreemds opgevallen. Sommige kaarten meten de lengtegraad naar het oosten. De anderen gingen naar het westen. Dit is geen storing. Dit is een historisch bagageprobleem dat begon met Mariner 9.

Na de eerste succesvolle orbitale aankomst hadden wetenschappers een basislijn nodig. Ze kozen voor een kleinere krater genaamd Airy-0, die zich in de grotere Airy-krater bevindt. Dit wordt de nulmeridiaan. Lange tijd was het de standaard om de hoogte in graden ten westen van deze lijn over de hele wereld te meten.

Maar niet iedereen vindt het leuk. Sommige wetenschappers hebben een systeem voorgesteld waarbij de lengtegraad naar het oosten toeneemt. resultaat? U kunt gepubliceerde kaarten nog steeds op beide systemen bekijken. Kies je gif volgens de kaartenmaker.

Extreme hoogte: waarom Mars geen “zeeoppervlak” heeft.

Mars ziet er misschien uit als een levenloze, stoffige rots, maar het terrein is ruw. Het kent meer ups en downs dan de aarde.

De aarde is enorm groot, van de bodem van de Marianentrog tot de top van de Mount Everest. Ongeveer 20 kilometer (12,4 mijl). Mars staat daar bovenaan. Het laagste punt bevindt zich in het Helleense Impact Basin, 8 km onder het referentieniveau. Het hoogste punt is de 21 km hoge top van Olympus Mons.

Het totale hoogtebereik is 29 kilometer (18 mijl).

“Er is geen zee op Mars, dus het hoogtereferentieniveau moet in andere termen dan zeeniveau worden gedefinieerd.”

Hoe meet je de hoogte van een planeet zonder water? Begin jaren zeventig gebruikten onderzoekers basisdrukwaarden. Ze stelden de referentiehoogte in als atmosferische druk, 6,1 millibar. Dit komt overeen met ongeveer 0,006 van de druk op zeeniveau op aarde.

Het ging goed totdat Mars Global Surveyor arriveerde met zeer nauwkeurige informatie. De oude drukindicatoren waren te benaderend. Wetenschappers gebruikten in plaats daarvan een geometrisch criterium: de gemiddelde straal van de planeet is 3.389,51 kilometer (2.106,14 mijl). schoon. Eenvoudig. Exact.

Een grote bergketen: noordelijke laaglanden en zuidelijke hooglanden

Het meest opvallende kenmerk van Mars is niet één enkele bergketen of vallei. Dit is de tweedeling van de hemisferen. De planeet is in het midden bijna in tweeën gespleten.

Het zuidelijk halfrond lijkt meer op een woestenij op grotere hoogte. Het lijkt op een verlaten maanvlakte. Het terrein op het noordelijk halfrond is laag en de rondhouten zijn kraters. Het gemiddelde hoogteverschil tussen de twee hemisferen is ongeveer 6 kilometer (3,7 mijl).

Grenzen zijn geen strakke lijnen langs de evenaar. Teken er een grote cirkel op, ongeveer 30 graden gekanteld. In sommige gevallen kan het een groot, onregelmatig gebied zijn. Andere keren is het een steile klif.

De Tharsis Rise loopt langs deze grens op het westelijk halfrond. Dit is een enorme vulkanische heuvel van 4.000 kilometer breed. Het centrum ligt 8 kilometer (5 mijl) boven het referentieniveau. Dit maakt het 12 kilometer (7,5 mijl) hoger dan de noordelijke vlaktes. Zelfs vergeleken met de Zuidelijke Hooglanden is het meer dan 2 km hoger dan het omringende terrein.

De grootste vulkanen van de planeet bevinden zich in dit gebied. Maar dit is wat planetaire geologen zo bijzonder maakt.

We vinden geen aardachtige platentektoniek op Mars. Er zijn geen lange, rechte bergen zoals de Andes. Er zijn geen groeven. Er bestaat geen mondiaal systeem van onderling verbonden ruggen. Deze landvorm werd gevormd door botsingen en vulkanische activiteit in plaats van plaatbewegingen.

Impact van de verdeling van de aarde

Hoe is deze tweedeling ontstaan? De leidende theorie is een catastrofale botsing in het begin van de geschiedenis van Mars.

Een enorme asteroïde sloeg in op de planeet. De resulterende inslagkrater bedekte het hele noordelijk halfrond. Het is ongeveer 8.500 bij 10.700 kilometer (5.300 bij 6.600 mijl) breed. Het object zelf zou een diameter van meer dan 2.000 kilometer (1.200 mijl) hebben. Het is groter dan Pluto.

Zwaartekrachtgegevens van de Mars Global Surveyor ondersteunen dit. Dit geeft aan dat de korst van Mars onder de zuidelijke hooglanden veel dikker is dan onder het noordelijke plateau. De klappen raken niet alleen het oppervlak. Het veranderde de structuur van de planeet fundamenteel.

Lees Krater: Datering op het zuidelijke plateau

Hoe lang bestaat deze desolate zuidelijke regio al?

Het aantal enorme kraters geeft de ouderdom aan. Het is heel oud. Planetaire onderzoekers hebben een startpunt vanaf de maan. Met behulp van de monsters die door de Apollo-vluchten waren meegebracht, was het mogelijk om de ouderdom van de inslag op de maan te bepalen.

Nadat de maan 4,5 miljard jaar geleden werd gevormd, raakte een grote asteroïde deze zeer snel. Het daalde snel tussen 3,8 en 3,5 miljard jaar geleden.

Er zijn veel putten aan de oppervlakte die vóór de recessie zijn gevormd. Later gevormde oppervlakken zijn minder zo. Mars zal waarschijnlijk hetzelfde patroon volgen.

Daarom dateert de geschiedenis van de Zuidelijke Hooglanden vrijwel zeker van vóór de recessie. We kijken naar een oppervlak dat overleefd heeft en dat meer dan 3,5 miljard jaar oud is.

Kraters vertellen het verhaal van de vroege Mars

Zuid-Mars is een landschap met littekens. Dit terrein heeft een vreemde combinatie van impacteigenschappen. Er is een enorm bassin. Er zijn ook grote kraters met lage, vlakke vloeren. De velgen waren versleten. Je ziet ook kleinere, frisser ogende kommen. Ze lijken op het oppervlak van de maan. De kraters op de wal en de voetstukkraters dragen bij aan de verwarring.

Hellas is het hoogtepunt. Het is het grootste inslagbekken ter wereld. De breedte van deze depressie bedraagt ​​ongeveer 7000 kilometer. De diepte bedraagt ​​8 kilometer. Een brede, opstaande ring omringt het geheel. Het is een enorm litteken op de aardkorst.

Erosie vertelt een ander verhaal. De tientallen tot honderden kilometers brede kraters zijn ernstig gecorrodeerd. Ze zijn glad gedragen. De kleine kraters op de jonge vlakten lijken onaangeroerd. Bijna geen erosie. Het contrast is duidelijk.

Uit deze vergelijking blijkt dat het vroege Mars een veel hogere erosiesnelheid kende.

Dit is een bewijs. Hieruit blijkt dat het klimaat in die tijd heel anders was. Het vroege Mars was niet de koude, droge plaats die we vandaag de dag zien. Het slijt snel. Een groot deel van de daaropvolgende geschiedenis van de planeet verliep daarna rustig. Het zuidelijke terrein herinnert zich de storm.

Waarom zijn de kraters op Mars niet hetzelfde als de kraters op de maan?

Kijk naar de afbeelding van de maan. Je ziet een scherpe krater. Kijk vervolgens naar Mars. De krater daar is zacht. Het lijkt alsof er vlekken op zitten. Dit verschil is geen toeval. Het vertelt het verhaal van wat zich onder het oppervlak van de Rode Planeet bevindt.

Een bijzonder type is de walkrater. De naam is afgeleid van de lage ruggen of wallen die de ejecta saillant flankeren. Ejecta is het materiaal dat wordt veroorzaakt door een asteroïde-inslag. Op Mars verspreidt dit materiaal zich niet zomaar. Het stroomt.

Het ejecta stroomde blijkbaar over de grond, wat erop kan wijzen dat het een modderachtige consistentie had.

Deze stroming geeft aan dat er iets nat is. De onderzoekers vermoeden dat het inslagpuin zich mogelijk met het grondwater heeft vermengd. Het resultaat was modder. De inslag brak niet alleen stenen. Het veranderde het in een modderpoel. Het slib gleed over het oppervlak naar buiten. Die aparte, klonterige lobben blijven bestaan.

Dan is er de voetstukkrater. Hier vormt de ejecta een steil platform. De krater ligt binnen zijn grenzen, als een eiland in een zee van stof. Hoe is dit gebeurd? De ejecta fungeert als een beschermend schild. Het beschermde de grond er direct onder tegen erosie.

De wind sneed het omringende oppervlak weg. Het heeft het land gestript. Het materiaal onder de zware ejecta bleef echter intact. De wind kan daar niet komen. landschap verdween in de loop van de tijd. beschermd gebied bleef verhoogd.

Deze kenmerken zijn meer dan alleen esthetisch aantrekkelijk. Het zijn aanwijzingen. Ze suggereren dat water ooit onder Mars bewoog. Deze laten zien hoe de wind de droge wereld vormt. Ze bewijzen dat impactgebeurtenissen een record achterlaten in het milieu. Het oppervlak herinnert zich de modder. De lucht herinnert zich de steen.

Het oude waternetwerk van Mars

Het Viking-ruimtevaartuig heeft voor het eerst met hoge resolutie het zuiden van Mars bekeken en de bevindingen zijn alarmerend. Het is een honingraatlandschap met kleine valleitjes. Het lijkt niet op een willekeurige scheur. Het lijken op drainagesystemen. Denk aan terrestrische rivieren die lang geleden zijn opgedroogd.

Neem bijvoorbeeld de Nirgal Vallis. Het ligt op het zuidelijk halfrond ten noorden van het enorme inslagbekken van Argyre. De volgende is Nanedi Vallis. Het ligt dicht bij de evenaar en grenst aan de oostelijke rand van Valles Marineris. Dit zijn niet alleen krassen op de rotsen. Dit zijn verschillende, vertakkende netwerken.

Hoe zijn ze daar terechtgekomen? Wetenschappers debatteren al tientallen jaren over dit onderwerp. De belangrijkste theorieën kunnen in twee mogelijkheden worden samengevat. Ten eerste, directe afvoer van regenval. Regen raakt het oppervlak en snijdt kanalen. Een andere is het ondermijnen van grondwater. Water sijpelt onder de aardkorst vandaan en erodeert de rotsen van onderaf.

“In beide gevallen had hun vorming mogelijk warmere klimatologische omstandigheden nodig.”

Beide scenario’s vragen om een ​​nattere, warmere Mars. Een planeet die mogelijk vloeibaar water op of nabij het oppervlak heeft.

Frisse vallei op hoge breedtegraad

De volgende is de Mars Global Surveyor. Deze missie heeft het script omgedraaid. Er werden vers uitziende geulen gevonden. Het is geen eeuwenoude geërodeerde vallei. Vers. Ziet er erg actief uit. Gevonden op hoge breedtegraden.

Deze geulen klampen zich vast aan steile hellingen. Ze imiteren de door water versleten geulen van de woestijngebieden van de aarde. Een droog gebied waar rivierbeddingen opdrogen als gevolg van plotselinge overstromingen. De overeenkomsten zijn te sterk om te negeren.

Waarom zijn ze daar? Waarom bij de polen en daar dichtbij? Het antwoord ligt waarschijnlijk in het ijs. Het ijs smelt en stroomt langs de helling naar beneden. Maar het is niet alleen ijs. Het ijs wordt van de polen verdreven.

Tijdens periodes van hoge kanteling (wanneer Mars sterk op zijn as gekanteld is), worden de poolijskappen instabiel. Het ijs sublimeert en beweegt. Het wordt zelf afgezet op lage breedtegraden. Als het klimaat weer verandert, smelt het ijs. Het kan aardverschuivingen veroorzaken. Het snijdt geulen in het terrein.

resultaat? Het landschap ziet er erg jong uit. Actief. Ook al stroomt het water vandaag niet. De littekens blijven.

De littekens achtergelaten door asteroïden vertellen het verhaal van de tijd. De zuidelijke hooglanden zijn bezaaid met bomkraters, een bewijs van een vroege gewelddadige geschiedenis. De noordelijke vlakten? Hun scores zijn veel lager. Deze zeldzaamheid is geen toeval. Dit suggereert dat deze vlakten ontstonden aan het einde van een periode van hevig bombardement en zich tussen 3,8 en 3,5 miljard jaar geleden stabiliseerden.

Mars is feitelijk verdeeld in twee werelden. In het zuiden ligt de vulkanische opkomst van Tharsis. En in het noorden liggen de uitgestrekte, laaggelegen Northern Plains. Deze noordelijke regio’s zijn verrassend vlak. Ze bestrijken alle gebieden binnen 30 graden van de Noordpool, behalve alleen het gelaagde terrein in de directe omgeving van de gletsjers. Drie grote blokken strekken zich zuidwaarts uit tot lagere breedtegraden. Chryse Plain en Acidaria Plain bevinden zich op ongeveer 30 graden westerlengte. Amazonis Planitia ligt op 160 graden westerlengte. Utopia Plain ligt op 250 graden westerlengte.

De enige grote onregelmatigheid in deze eindeloos vlakke ruimte is het Utopia Basin. Dit is een groot oud inslaglitteken op 40 graden noorderbreedte en 250 graden westerlengte.

Begraven geschiedenistextuur

Als we de noordelijke vlaktes nader bekijken, blijkt dat het oppervlak allesbehalve eenvoudig is. Onderzoekers hebben de unieke topografie van het gebied geïdentificeerd.

Laten we als voorbeeld ‘oneffen terrein’ nemen. Het is een geïsoleerd heuvelachtig gebied omgeven door vlak land. Deze heuvels zijn niet willekeurig. Het zijn de overblijfselen van oude poreuze oppervlakken. Iets vervulde hen. Het jongere materiaal bestrijkt de oudere wereld en laat alleen de hoogste toppen over.

Andere delen zien eruit als gebroken grond. Een veelhoekig breukpatroon strekt zich uit over het oppervlak. Het lijkt precies op permafrost op aarde. Het volgende is de “vingerafdruk” -textuur. Deze ribbels en groeven geven aan dat er iets vreemds aan de hand is onder de oppervlakte. Misschien was er ooit stilstaand ijs dat langzaam smolt en het land in beweging bracht.

De grote vraag blijft: waarom zijn deze vlakten zo laag en vlak geworden?

Sommige geologen denken dat het lava is. Ze vonden overeenkomsten met de maan Maria, een enorm lichaam van verhard basalt. Sommige bieden aparte accounts. Ze geloven dat deze ruimte ooit door de oceaan werd ingenomen. Een grote vloed voedt het. Het oppervlak dat we vandaag de dag zien, kan het sediment zijn dat achterbleef nadat het water verdween.

Wat rotsen ons vertellen over klimaatverandering

We kunnen niet alleen maar speculeren over het verleden van Mars. De informatie over banen en rovers geeft een duidelijker beeld. Oude hooglanden en jonge vlakten zijn chemisch verschillend.

De Marsrover Spirit landt op een basaltplateau. Deze rotsen zijn typische basaltsoorten. Hun huid is echter dun. Deze buitenste lagen bevatten veel zwavel, chloor en andere vluchtige elementen. Deze zijn mogelijk gevormd toen de zure mist in wisselwerking stond met de rotsen.

Maar Geest ging verder. Het klom de Columbia Hills in. Alle stenen daar zijn verschillend. Het zijn nog steeds basalt- en impactbreccies, maar ze zijn meestal veranderd. Bevat veel sulfaten en gehydrateerde mineralen. De grond zelf kan bijna puur sulfaat of silica zijn.

Het is niet alleen het weer. Deze rotsen zijn doordrongen van warme vulkanische vloeistoffen of verweerd door warme oppervlakteomstandigheden. Dit mengsel van veranderde rotsen en sulfaatrijke bodems lijkt typerend voor de hooglanden.

Orbitale spectrometers bevestigden deze trend. Wereldwijd bestaan ​​vlaktes uit ongerepte mineralen zoals olivijn en pyroxeen. Ze zijn niet veel veranderd. Oude kraters zitten echter vol met veranderde mineralen. Klei was overal.

Klei heeft water nodig. Ze hebben stabiliteit nodig. Uit de gegevens blijkt dat de oppervlakteomstandigheden ongeveer 3,7 miljard jaar geleden veranderden. Vóór die datum was het warm en nat. Water verandert rotsen dramatisch. Na die datum verdwenen deze omstandigheden. Rotsverandering werd zeldzaam. De planeet koelde af. Het water trok zich terug.

Oude riviergeometrie

Het oude kraterachtige terrein wordt gedeeld door droge valleien. Dit zijn geen willekeurige krassen. Ze vormen netwerken. De meeste zijn 1-2 km breed. Sommige zijn wel 2000 kilometer lang.

Ze zien eruit als terrestrische riviersystemen. Waarschijnlijk wel. Ze zijn ontstaan ​​door de langzame erosie van stromend water.

Veel lokale laaglanden hebben bijzondere kenmerken. Er komt een vallei binnen. Er vertrekt een vallei. Dit impliceert een gesloten bassin. Het meer had er al heel lang kunnen liggen. Onder deze gebieden bevinden zich sedimenten die uit stilstaand water zijn gevallen. Deltagebieden komen vaak voor omdat de valleien zich uitstrekken tot in de laaglanden.

Dergelijke valleinetwerken zijn zeldzaam in jonge, dun bekraterde gebieden. Ze zijn voornamelijk beperkt tot oud terrein.

Toen we ze voor het eerst ontdekten in de jaren zeventig, waren we geschokt. Onder de huidige omstandigheden zou het moeilijk zijn om het bestaan ​​van vloeibaar water aan het oppervlak te bewijzen. De druk is te laag. De temperatuur is te koud. Hun aanwezigheid in het zwaar bekraterde noorden is een onmiskenbaar bewijs. Het vroege Mars was veel warmer en natter dan vandaag.

Uitstroomkanaal en oceaan

Bekijk afbeeldingen met hoge resolutie vanuit de ruimte. Ik zie ze door de eeuwenoude korst snijden als de littekens van een koortsdroom. Dit zijn uitstroomkanalen en doen al het andere op het oppervlak van Mars in het niet vallen. We hebben het over kenmerken met een diameter van tientallen kilometers. Ze strekken zich uit over honderden kilometers. De meesten van hen zijn niet klein begonnen. Ze slingeren niet miljoenen jaren lang zoals een typische rivier. Volledig gevormd barstten ze vrijwel zonder waarschuwing uit de met puin gevulde depressie. Ze komen gewoon opdagen.

Dan rennen ze de heuvel af. Ze renden over de noordelijke vlakten. Sommigen gaan rechtstreeks naar het zuiden, naar het Hellas-bekken. Veel van de grote rivieren stromen vanuit de zuidelijke en westelijke hooglanden rechtstreeks de Chryse Planitia in. Dat is een enorm bassin. Het is moeilijk om deze relatie te begrijpen zonder je voor te stellen hoe diep en breed de geul water nodig heeft.

Dit is niet zomaar een rivierbedding. Dit zijn echte kanalen. Ooit waren ze helemaal gevuld met stromend water. Denk er eens over na. De meeste riviervalleien op aarde en Mars zijn zo en naderen nooit vol water. Ze houden een klein stroompje vast. Maar hoe zit het met deze Mars-kanalen? Het zijn onder druk staande leidingen. De maximale stroom die door overstromingen wordt geblokkeerd, wordt geschat op 100-1000 keer de maximale stroom van de rivier de Mississippi. Dat is geen druppel. Dat is een catastrofe.

Waar komt het water vandaan? Deze theorieën zijn in de loop van de decennia geëvolueerd. Sommige modellen wijzen op een catastrofaal lek uit een enorm ondergronds meer. Stel je voor dat een ijskap een klein meer ter grootte van de aarde blokkeert en vervolgens verdwijnt. De vrijlating zou onmiddellijk en verwoestend zijn. Andere hypothesen wijzen op explosieve uitbarstingen van grondwater. Dit betekent dat de druk blijft stijgen totdat de korst barst en het water eruit spuit als een geiser op steroïden.

Hier is de kicker. Deze kanalen zijn nieuwer dan valleinetwerken. Ze werden gevormd toen de omstandigheden koud, droog en zwaar waren, vergelijkbaar met wat we vandaag de dag zien. Dit is het deel dat geologen ‘s nachts wakker houdt. Recente ontdekkingen hebben een zeer jong uitstroomtraject onthuld. Niet miljarden jaren oud. We hebben het over de mogelijkheid van kortetermijnformaties. Kunnen deze grootschalige kenmerken vandaag worden gevormd? Het belangrijkste idee is dat grondwater opstijgt vanaf een kilometer onder de permafrost. IJs fungeert als bedekking. De druk stijgt. Het deksel klapt. Er stroomt water uit.

Valles Marineris

Tharsis Ardennen en Elysium Planitia

Valles Marineris verscheen niet uit het niets. Dit is een litteken veroorzaakt door een grote zwelling in de Tharsis-regio. Dit is geen klein probleem. Op planetaire schaal is dit de vulkanische en aardkorststijging die het westelijk halfrond van Mars domineert. De aardkorst strekte zich uit onder het gewicht van Tharsis. De spanning barst naar de oppervlakte. Het resultaat is Valles Marineris. Dit is een litteken veroorzaakt door tektonische bewegingen, niet door het schrapen van een rivierbedding.

Waar ligt Valles Marineris?

Het canyonsysteem bevindt zich nabij de evenaar. Het centrum ligt op 70 graden westerlengte. De lengte bedraagt ​​ongeveer 4.000 kilometer. Dat is 2.500 mijl. Deze schaal is moeilijk te vatten omdat alles op aarde hierdoor in het niet valt. De Grand Canyon is een speeltje ernaast. Valles Marineris beslaat ongeveer 20% van de omtrek van Mars. De breedte is ongeveer hetzelfde als die van de continentale Verenigde Staten.

Hoe diep en breed is het systeem?

De kloof zelf is enorm. Elke sectie is ongeveer 200 kilometer lang. Maar het centrum is waar het geweld plaatsvindt. Verschillende canyons zijn opgegaan in de depressie. Deze centrale Graben is 600 kilometer breed. De diepte bedraagt ​​maximaal 9 kilometer. Dit is vijf keer dieper dan de Grand Canyon.

Waren deze canyons ooit vol water?

Geologen hebben in de vallei sedimentaire lagen gevonden die rijk zijn aan sulfaat. Voor de vorming van sulfaat is water nodig. Dit suggereert dat er ooit meren in deze diepe geulen waren. Als ze dat wel zouden doen, zouden ze niet in staat zijn de kalmte te bewaren. Er zijn aanwijzingen dat de afwatering catastrofaal was. Het water barstte waarschijnlijk naar het oosten. Het heeft de grote uitstroomkanalen uitgesneden die aan de oostkant van het systeem beginnen. Het water liep niet weg. Het explodeerde.

Tharsis en Elysium: vulkaanmotor

Je kunt niet over Valles Marineris praten zonder Tharsis te noemen. Deze regio heeft de grootste vulkanen in het zonnestelsel. Het gewicht van deze bergen duwde de korst naar beneden en naar buiten. De resulterende spanningsfracturen vormden een canyonsysteem. Dit is een mislukking op planetaire schaal.

Elysium is een ander groot vulkanisch centrum. Het bevindt zich op het noordelijk halfrond van Mars. Kleiner dan Tharsis, maar nog steeds belangrijk. Valles Marineris scheidt de twee gebieden. Ze fungeren als een balans. Hoewel de uitbarstingen van de vulkaan inactief zijn, blijft de vulkanische activiteit het oppervlak van de planeet tot op de dag van vandaag beïnvloeden.

Waarom is vorming belangrijk?

Op aarde wordt de Grand Canyon gedeeld door de Colorado-rivier. Dit is een erosie-kenmerk. Water en tijd hielpen. Valles Marineris is anders. Het bestaat voornamelijk uit fouten. Het aardkorstgesteente is het gevolg van tektonische bewegingen. Latere erosie heeft de geul breder gemaakt en dieper gemaakt. De belangrijkste reden is structureel. Een andere reden is de verwering. Dit verschil verandert de manier waarop we de geologische geschiedenis van Mars interpreteren. Het vertelt over interne spanningen, niet alleen over oppervlaktewater.

Welke invloed heeft dit op onze zoektocht naar leven?

Als er meren bestonden, bleven er sulfaten bestaan. Deze mineralen behouden organische moleculen. Ze beschermen ze tegen straling. Valles Marineris is het hoofddoel voor toekomstige missies. Rovers moeten in deze sulfaatsequenties boren.

Dit is niet het einde van Valles Marineris. Het raakte de opkomst van Tharsis, een gigantische uitstulping die het landschap van Mars domineert. Dit is geen subtiel kenmerk. De heuvel is ruim 8.000 kilometer lang en in het midden 8 kilometer hoog. Het is een geologisch zwaargewicht.

Bovenaan deze uitstulping stonden drie titanen te kijken. Ascraeus Mons, Mount Arsia en Mount Pavonis bevinden zich respectievelijk 18, 17 en 14 km boven de gemiddelde straal. ze zijn enorm. De echte koning zit aan de noordwestelijke punt van de heuvel. Olympus Bergen. is 700 kilometer lang en steekt bijna 22 kilometer boven de omringende vlaktes uit.

Waarom Tharsis belangrijk is voor de geschiedenis van Mars

De schaal hier is moeilijk te bevatten, tenzij je begrijpt dat deze niet statisch is. Tharsis is een grote massa vulkanisch gesteente. De meeste zijn 3,7 miljard jaar geleden gevormd, maar hebben zich nooit echt gevestigd. De vulkanische activiteit is sindsdien voortgezet. Het is nog steeds het centrum van warmte en beweging.

Tussen deze reuzen bevinden zich kleine vulkanen en lavavelden. Zij vullen dat gat op. Ze vertellen het verhaal van een planeet die naar boven versnelt.

De verspreiding van Alba Patera

Ten noorden van de hoofdcluster bevindt zich nog een anomalie. Alba Patera heeft het record qua oppervlakte. De breedte bedraagt ​​2000 kilometer. De hoogte is echter slechts 7 kilometer. In plaats van naar boven te wijzen als naalden, spreidt het zich uit als een pannenkoek. Dit contrast in vorm en grootte van Tharsis onthult verschillende uitbarstingsstijlen over miljarden jaren.

Hoe deze reuzen Mars vormden zoals het nu is

De enorme massa van Tharsis beïnvloedt alles eromheen. Het gewicht van deze vulkanen heeft mogelijk de korst veranderd en kromgetrokken. Dit kan de vorming van Valles Marineris zelf hebben veroorzaakt. Er is een reden waarom de kloof hier eindigt. De grond onder hen werd omhooggeduwd.

Wetenschappers bestuderen niet alleen de hoogte van deze bergen, maar ook wat ze onthullen over de interne hitte van Mars. Is de planeet te snel afgekoeld? Of zit er nog steeds gesmolten gesteente in de korst? Het antwoord ligt in de as en stenen van deze bergen.

Waar moet ik nu zoeken

Wanneer u afbeeldingen van Mars scant, concentreer u dan op het Tharsis-gebied. Het is een kerkhof van reuzen en een bakermat van geologische wonderen. De lavavelden ertussen vertonen stromingspatronen. Ze brachten de beweging van oud magma in kaart.

Het verhaal eindigt niet met vorming. Hij leeft nog steeds in scheuren in de korst en in het stof dat eruit valt. Mars praat nog steeds. Het enige wat je hoeft te doen is luisteren naar de stilte tussen de toppen.

Sporen van vervorming van de aardkorst op Mars

De korst van Mars zit daar niet zomaar. Het is uitgerekt en versmald. De Tharsis Bulge, een enorme bult op het aardoppervlak, produceert voldoende druk om de aarde te laten barsten. Overal zijn sporen van schade te zien. Enorme scheuren stralen naar buiten uit, zoals de spaken van een wiel. De ruggen zijn omgeven door compressieruggen, wat bewijst dat de rots naar beneden is gedrukt.

Dergelijke radiale defecten komen niet op zichzelf voor. Er wordt aangenomen dat het heeft bijgedragen aan de totstandkoming van het Valles Marineris-systeem. Dit is een netwerk van canyons dat de Grand Canyon in de schaduw stelt. Bewegingen van de aardkorst veroorzaakt door de opkomst van de vulkaan trokken de aardkorst op zijn plaats.

Het volgende is Elysium.

Het is weer een vulkaanuitbarsting, maar ik ben er verlegen over. Gelegen op ongeveer 215 graden westerlengte op het noordelijk halfrond, is het slechts een fractie van de grootte van Tharsis. De totale lengte bedraagt ​​slechts 2000 kilometer. Het is slechts 6 kilometer hoog. Toch zijn er vulkanen. Een rustige buurman van de lawaaierige omgeving van Tharsis, maar duidelijk onderdeel van dezelfde vulkanische geschiedenis.

Wat zit er onder de palen?

Kijk naar de telefoonpaal. Onder de vorst van het seizoen ligt iets veel ouder. Iets diks.

Elke Napa heeft een stapel fijnkorrelig sediment. De dikte is ongeveer 3 kilometer. Veel waterijs. En ze zijn verrassend jong: ze bestaan ​​pas tientallen miljoenen jaren.

Stratificatie is niet willekeurig. Het bevindt zich in een vallei die zich vanaf de periferie en de polen slingert. Deze lagen vertellen het verhaal van ons klimaat. Ze registreerden veranderingen in de kanteling van de aarde.

“Op hoge hellingen kan waterijs van de polen worden verdreven, waardoor mogelijk de resterende waterijsbedekkingen volledig worden vernietigd en ijs zich op lagere breedtegraden kan ophopen.”

Hoe meer Mars kantelt (hogere helling), hoe warmer de polen worden. Waterijs sublimeert. Het bewoog. Het is gestratificeerd op lage breedtegraden. Soms verdwijnt de hoed helemaal.

Als de helling klein is, wordt de bovengrens de maximale waarde. Het ijs blijft intact.

Deze cyclus onderdrukt ook stof. Veranderingen in de helling beïnvloeden zandstormen. Ze veranderen naarmate stof zich ophoopt op de polen. Daarom zijn de verhoudingen tussen stof en ijs in deze lagen verschillend.

Deze afzettingen zijn jong omdat ze zich hebben opgehoopt sinds de vorige hoge gradiënt. Voordien werden eerdere stortingen verwijderd.

Er is iets vreemds aan de hand op de Noordpool. IJsrijke afzettingen bestaan ​​niet alleen in een vacuüm. Ze zijn omgeven door grote zandduinen. Er zit veel gips in de zandduinen. Eén van de sulfaatmineralen.

Heeft de wind het gips daarheen gebracht? Of zit er ijs in? Hoewel het volledige mechanisme nog steeds controversieel is, is de relatie duidelijk. De omvang van Antarctica is minder duidelijk. Het lijkt verder van de pool verwijderd dan de Noordpool, maar de gegevens zijn nog verwarrender.

De zomer onthult lagen. Koolstofdioxidecompressie vindt plaats in de winter. Deze cyclus herhaalt zich. De aarde ademt vorst in en ademt ijs uit.

Waar is er ijs op Mars?

Als je Mars zoekt op breedtegraden boven de 40 graden, zie je een landschap waar het grondijs niet beweegt. Het is permanent stabiel. Wat is het geheim? Het is diepte. Als de temperatuur minder dan een meter van de grond verwijderd is, zal de temperatuur nooit voldoende stijgen om het vriespunt te bereiken. Het ijs ligt er nog steeds.

Boven de 60 graden is het nog makkelijker. Het ijs is ondiep en kan vanuit een baan om de aarde door ruimtevaartuigen worden opgepikt. We ontdekten dat dit waar was toen de Phoenix-lander op 68 graden noorderbreedte landde. Terwijl ze door de rode aarde groeven, vonden ze ijs onder de korst.

Kraters onthult de waarheid

Recente inslagen hebben op sommige plaatsen het graafwerk voor ons gedaan. Op deze hoge breedtegraden hebben nieuwe kraters oppervlaktemateriaal tot een diepte van meer dan 2 meter gebracht. Dat is diep genoeg om het grondijs op Mars bloot te leggen.

De aanwezigheid van dit ijs verandert het uiterlijk. Je kunt het zien op de veelhoekig gebroken grond. Het lijkt precies op permafrost op aarde. Het terrein is ook zachter. Dit komt waarschijnlijk omdat het ijs de materiaalstroom naar het oppervlak bevordert.

Er zijn bepaalde aanwijzingen in het bereik van 40-60 graden. Kijk naar de onderkant van de steile helling. Er zijn Puin-schorten. Het materiaal dat van deze hellingen stroomt, legt tientallen kilometers afstand af. Een gronddoordringende radar bevestigde de vermoedens van het oog. Deze schorten bevatten grote hoeveelheden ijs.

Oude gletsjers en hoge hellingshoek

De situatie was anders toen de kanteling van Mars groter was. Tijdens de hoge helling bewoog het ijs. Het bewoog zich weg van de polen en verzamelde zich op lagere breedtegraden op het oppervlak. Waarschijnlijk heeft het gletsjers gevormd.

Atmosferische circulatiepatronen duiden op bepaalde verborgen locaties. Westelijke helling van de Tharsis-vulkaan. Het ligt in het noordoostelijke deel van het Hellas-bekken.

Deze plaatsen hebben overvloedige stromingskenmerken. Hun topografie heeft morene-achtige landvormen. Er zijn aanwijzingen dat er in het verleden gletsjers zijn geweest.

Het ijs ligt er nog steeds. Wachten.

Op de Noordpool gebeuren verrassingen. Er zijn de grootste zandduinen ter wereld. Deze duinen liggen in het noordelijke deel van de Vastitas Borealis-vlakte. Ze vormen een doorlopende strook die de overgebleven noordpoolkap bijna volledig omringt. Op sommige plaatsen is het zand bedekt met seizoensgebonden kooldioxidesneeuw. Hieruit blijkt dat de duinen tenminste seizoensgebonden actief zijn.

Interne structuur

Seismische gegevens van de InSight-lander brachten het binnenland in kaart. Mars heeft drie verschillende lagen. Eerst de korst. De dikte varieert tussen 24 en 72 kilometer. Hieronder is de mantel. Het is ongeveer 1.500 kilometer dik. Het is ook rijker aan ijzer dan de aardmantel.

Wat diep van binnen zit, is de kern. Het is een ijzer-nikkel en gesmolten. Het heeft een straal van 1.830 kilometer (1.140 mijl). De dichtheid varieert van 5,7 tot 6,3 gram per kubieke centimeter. Deze hoge dichtheid betekent dat de kern meer dan 18% zwavel bevat.

Isotopengegevens van meteorieten op Mars bevestigen dat de planeet gedifferentieerd is. De metaalrijke kern en de rotsachtige mantel zijn 4,5 miljard jaar geleden gescheiden. Dit markeert het einde van de planetaire aangroei. Er is momenteel geen detecteerbaar mondiaal magnetisch veld. Dit geeft aan dat er geen convectie in de kern aanwezig is. Convectie vereist door warmte geïnduceerde stroming. De oudste terreinen bevatten echter grote gebieden met gemagnetiseerd gesteente. Dit betekent dat het vroege Mars een magnetisch veld had. Het verdween toen de kern afkoelde en stolde.

Er kan vandaag vulkanische activiteit optreden. Het is gewoon een heel laag niveau. Alle meteorieten op Mars zijn vulkanisch gesteente. Sommige zijn slechts honderden miljoenen jaren oud. Het resterende oppervlak is schaars bekraterd en wordt verondersteld slechts tientallen miljoenen jaren oud te zijn. Mars is de laatste geologische tijden vulkanisch zeer actief geweest. Dit betekent dat de mantel warm blijft. Lokaal smelten vindt nog steeds plaats.

Zwaartekrachtafwijkingen

Het zwaartekrachtveld van Mars tart de patronen van de aarde. De aarde heeft een evenwicht tussen overmaat en tekort aan aardkorstmassa. De pieken worden vervangen door dieptecompensatiemassa. De diepte van de zee wordt in evenwicht gehouden door de massa eronder. Dit is een isostatische compensatie. De zwaartekracht blijft constant, ongeacht de hoogte van het oppervlak.

Deze balans geldt ook voor de oudste terreinen op Mars. Denk aan het Hellas-bekken en de zuidelijke hooglanden. Jonger terrein vertelt een ander verhaal. De koepels van Tharsis en Elysium worden slechts gedeeltelijk gecompenseerd. Ze houden verband met de zwaartekrachthoogten. De gemeten zwaartekracht is daar aanzienlijk hoger. De enorme massa van de koepel veroorzaakt pieken. Er zijn vergelijkbare gebieden op de maan die mascons worden genoemd.

De zwaartekracht van de zuidelijke hooglanden is gelijk aan de zwaartekracht van de noordelijke laaglanden. Dit betekent dat de zuidelijke hooglanden op een dikkere korst rusten. Dit materiaal is minder dicht dan de onderliggende mantel. Schattingen van de korstdikte lopen sterk uiteen. Het ligt op slechts 3 km van het Isidis-inslagbekken (ten noorden van de evenaar en ten oosten van Syrtis Major). Het ligt aan de zuidkant van de Tharsis Rise en is meer dan 90 km lang.

Meteoriet van Mars

Wetenschappers hebben meer dan 300 meteorieten van Mars geïdentificeerd. De verdenking ontstond tientallen jaren geleden. Deze rotsen leken vulkanisch. Hun leeftijd is ongeveer 1,3 miljard jaar. Alle andere meteorieten zijn 4,5 miljard jaar oud. Deze rotsen zijn afkomstig van een lichaam dat actief is in het recente verleden. Mars is de hoofdverdachte.

Deze rotsen hebben unieke zuurstofisotoopverhoudingen. Ze zijn heel anders dan de aarde, de maan en andere meteorieten. Het bewijs kwam later. Sommige meteorieten hebben gas gevangen. Deze compositie komt overeen met de atmosfeer van Mars gemeten door de Viking-landers.

Deze stenen werden door grote schokken weggeslingerd. Ze kwamen in een baan om de zon. Ze brachten daar miljoenen jaren door voordat ze op aarde vielen. Halverwege de jaren negentig kwamen er claims naar voren. Wetenschappers hebben bewijs gevonden van microscopisch leven in het verleden in een meteoriet genaamd ALH84001. De algemene wetenschappelijke gemeenschap is sceptisch.

Marsmanen

Gevoelige satellieten van Mars

Phobos en Deimos bleven een eeuw lang een mysterie. Ze werden in 1877 ontdekt als stippen op fotografische platen. Niemand weet wat het is. Toen kwamen de Viking-landers. ze hebben alles veranderd.

Viking 1 bevond zich binnen 100 kilometer van Phobos. Viking 2 ligt nog dichter bij Deimos, slechts 30 kilometer verderop. Kom dichtbij genoeg om de textuur te zien. Het is zo dichtbij dat je kunt zien dat het hobbelig is.

Phobos gedraagt ​​zich anders dan gewone manen. Hij draait in slechts 7 uur en 39 minuten rond Mars. Het is gevaarlijk om dichtbij te komen. De gemiddelde afstand tot het aardoppervlak bedraagt ​​slechts ongeveer 6000 kilometer. Dit is minder dan tweemaal de straal van de aarde.

De ernst hier is meedogenloos. Als Phobos geen interne kracht heeft, zullen de getijdenkrachten het uiteenscheuren. Dit is de grens van de activiteiten van Roche. De maan is ingestort. Dezelfde krachten vertragen de rotatie ervan.

Waar gaan we heen? Uiteindelijk stort het neer op Mars. schema? Minder dan 100 miljoen jaar geleden. Dat klinkt erg lang. Dit is niets in de geologische tijd.

Bij Deimos is de situatie precies andersom. Het ligt aan een bredere weg. Getijdenkrachten duwen het naar beneden, niet naar beneden. Het probeert van de grond te komen.

Kun je het aan de oppervlakte zien? misschien. Waarschijnlijk niet. Het is klein, dus het wordt donker. De nabijheid van Mars beperkt zijn gezichtsveld. Equatoriale baan betekent dichtbij de evenaar. Als je op de paal staat, zie je niets.

Het gebroken oppervlak van Phobos

Phobos, de grootste van de twee, is een gekantelde rots die in het donker tegen elkaar gedrukt lijkt. Het oppervlak is rommelig. Je kunt geen anderhalve meter lopen zonder op een inslagkrater te stappen. De grootste van hen is Stickney, wiens litteken ongeveer de helft van de breedte van de maan zelf was. Het is zo groot dat de schokgolf de korst uit elkaar zou kunnen scheuren.

Lineaire kloven snijden door het terrein. Ze zijn niet willekeurig. Ze straalden uit Stickney als scheuren in een voorruit. Dit suggereert dat de impact meer heeft gedaan dan alleen een gat creëren. Het vernietigt de structurele integriteit van de maan.

Waarom ziet Deimos er zo glad uit?

Deimos is klein. Het gaat verder. Het lijkt in niets op Phobos.

Het oppervlak is glad. Niet zonder kraters. Omdat de krater vol is. Kleine stukjes bedekten alles. Er zijn geen diepe groeven. Er zijn geen duidelijke breuken.

Het verschil is te wijten aan de zwaartekracht en de afstand. Wanneer Phobos wordt aangevallen, zullen er stukken vallen of zal hij volledig vluchten. Als het uit Phobos ontsnapt, zal het niet in een baan om de aarde blijven. Het dreef af en landde uiteindelijk op Mars. De maan verwijdert het afval.

Deimos bewaart zijn liedjes op verschillende manieren. Kleinere zwaartekrachtbronnen zouden te zwak zijn om materiaal de diepe ruimte in te duwen, maar het zou te ver van Mars verwijderd zijn om het snel op te vangen. Puin blijft in een baan om de aarde. Het zal terugkomen. Er wordt al heel lang op gescreend. Het bedekt het oppervlak. Het verbergt de littekens.

Originele oorsprong

De reflectiviteit van beide satellieten is verschrikkelijk. ze zijn erg donker. Albedo is erg laag. Dit komt overeen met het meest primitieve type meteoriet op aarde. Een koolstofhoudende chondriet. Er is niet veel warmte of scheiding.

Dit ondersteunt de hoofdtheorie. Ze zijn dus niet uniek voor Mars. Het zijn gevangen asteroïden. Mars was nog steeds aan het vormen, maar zat vast in een zwaartekrachtput. Het zwarte oppervlak is een overblijfsel van zijn oorsprong in het buitenste zonnestelsel.

Ruimteschiponderzoek

Een vroege ruimterace naar Mars

Mars heeft mensen gefascineerd sinds we het voor het eerst zagen, en niet noodzakelijkerwijs uit vage nieuwsgierigheid. Er zijn drie specifieke redenen die deze obsessie veroorzaken. Ten eerste is het de meest aardachtige planeet in het zonnestelsel. Ten tweede is het de beste kandidaat voor het inheemse leven buiten onze wereld. Ten derde kan het de eerste bestemming zijn die menselijke laarzen bereiken.

In de jaren zestig en tachtig was het niet alleen wetenschap. Dit is het slagveld van de Koude Oorlog. De Verenigde Staten en de Sovjet-Unie zagen Mars als de ultieme proeftuin en investeerden daar middelen.

Amerikanen hebben ook hun momenten. Mariner 4, Mariner 6 en Mariner 7 vlogen over en maakten foto’s vanaf een afstand. De volgende zijn de zware lifters. Mariner 9 banen. Vikingen 1 en 2 deden twee dingen: in een baan om de aarde draaien en landen.

De Vikingen keken niet alleen. Ze landen en blijven.

De Sovjets vochten terug. 2, 3 en 5 maart waren de dagen waarop ze probeerden die oproep te beantwoorden. Twee sondes bereikten daadwerkelijk het oppervlak. Op 2 december 1971 schreef Mars 3 geschiedenis. Het was het eerste ruimtevaartuig dat een instrumentmodule via een zachte landing naar een andere wereld bracht.

De landing was niet mooi. Het gebeurde tijdens een stofstorm die de hele planeet omspande. De lander retourneert ongeveer 20 seconden aan gegevens. Daarna stilte.

De geretourneerde informatie is echter belangrijk. De lancering van Mariner 9 in november 1971 veranderde alles. Het is het eerste ruimtevaartuig dat in een baan om een ​​andere planeet draait. Het duurde tot oktober 1972.

De camerarol vertelt een ander verhaal dan we hadden verwacht. Mariner 9 stuurde 7.330 beelden terug. Het beslaat 80% van het oppervlak van Mars. De foto toont vulkanische activiteit. Deze duiden op eeuwenoude watererosie. Deze zijn indicatief voor interne krachten die grote regio’s vormgeven.

De planeet was niet dood. Het is actief, althans recentelijk genoeg om diepe littekens in de geologie achter te laten.

Waarom zandstormen belangrijk zijn

Waarom waren die 20 seconden op Mars 3 belangrijker dan falen? Omdat het bewijst dat zelfs in de slechtste omstandigheden een zachte landing mogelijk is. Amerikaanse Viking-troepen slaagden er later in te landen, maar de Sovjet-Unie toonde hen een manier om de storm te doorstaan.

Gegevens van Mariner 9 vullen deze leemte op. We weten alles over kraters. Wij wisten niets van het water. Spectrale en radiovoortplantingsgegevens ondersteunen de foto. Het oppervlak is meer dan alleen steen. Dit is een record.

Het gaat niet alleen om het in kaart brengen. Dit gaat over het vinden van de voorwaarden voor het leven. Of beter gezegd: de overblijfselen ervan. Vulkanische activiteit verklaart de hoge temperaturen. Erosie verklaart de aanwezigheid van water. De hervorming verklaart deze beweging.

Mensen kijken niet alleen meer. We luisteren naar de geschiedenis van de planeet.

De Viking-missie wordt gedreven door één hoofddoel: de zoektocht naar buitenaards leven. Wat is het oordeel? Er is geen sluitend bewijs. Biologie is nog steeds ongrijpbaar, maar de wetenschap is rijk.

Viking 1 en 2 zijn niet alleen op zoek naar microben. Ze brachten de geologie van Mars in kaart. Ze kijken naar het weer. Ze analyseren de fysica en chemie van de bovenste atmosfeer. Twee in een baan. Er zijn twee landingsvaartuigen. Er is veel werk verricht om een ​​planeet te begrijpen die er rood uitziet maar zich vreemd gedraagt.

Landen in het rode stof

Timing is alles.

Viking 1 kwam in juni 1976 in een baan om de aarde en Viking 2 in augustus. Eenmaal in een baan om de aarde scheidt de landingsmodule zich. Ze hebben een goede landingsplaats nodig. Het is niet alleen maar vuil.

Viking 1 landde op 20 juli 1976. Waar? Chryse Planitia. Coördinaten: 22 graden noorderbreedte, 48 graden westerlengte. Prachtige vlaktes.

Viking 2 landde toen. 3 september 1976. De situatie blijft bestaan. Het is 6500 kilometer verderop. Ongeveer 4000 mijl. De locatie is Utopia Planitia. 48 graden noorderbreedte, 226 graden westerlengte.

Er zijn twee landingsvaartuigen. Twee totaal verschillende geologische omgevingen. En het heeft geen biologische activiteit.

“De instrumenten van zowel de orbiter als de twee landers gaven gedetailleerde informatie over de geologie, meteorologie en de fysica en chemie van de bovenste atmosfeer van Mars.”

Aanvullende acties van de Sovjet-Unie

5 jaar later. 1988.

De Sovjets lanceerden Phobos 1 en 2. Het doel is anders. Dit is geen landing. Orbitale observatie. Langzame vlucht langs de manen van Mars. Vooral Phobos en Deimos.

Het werkte niet.

Phobos 1 faalde op zijn lange reis. Na een reis van een jaar hield het op. Geen gegevens beschikbaar. Niets.

Phobos 2 was een succes. Hij arriveerde begin 1989 op Mars en duurde enkele dagen. Het stuurde observaties van de planeet zelf en zijn maan Phobos terug. Toen ging er iets mis.

Dood in de ruimte. Weer een hoofdstuk afgesloten. De zoektocht gaat elders verder. Maar meerdere dagen aan gegevens toegevoegd aan de puzzel.

Een keerpunt in de zoektocht naar Mars

De late jaren negentig waren het kerkhof van NASA’s Red Planet-doelen. Verschillende spraakmakende Mars-missies zijn mislukt, waardoor de indruk ontstaat dat verkenning te duur is. Toen, op 4 juli 1997, veranderde alles.

Mars Pathfinder heeft het niet alleen overleefd. Het landde op de uitgestrekte noordelijke vlaktes van de Chryse-vlakte op de coördinaten van 19 graden noorderbreedte en 33 graden westerlengte. We zijn veilig geland. Maar de echte kop is niet de lander zelf. Dit is Sojourner, een kleine robotsonde op wielen die hij heeft ingezet.

Dit is meer dan één stap. Dit is een sprong. Voor het eerst reisde een mobiele robot naar een andere planeet. Dit laat zien dat het verder kan gaan dan statische stations. Je kunt verkennen.

Teken een onzichtbare kaart

Terwijl de Pathfinder op de grond werkte, wachtte een ander schip in het donker. De Mars Global Surveyor arriveerde in september 1997. Het duurde even. Het haastte zich niet. Het ruimtevaartuig komt in een baan om de aarde en bereidt zich voor om ons begrip van de planeet vanaf een hoogte van 600 kilometer te herschrijven.

Het onderzoek begon officieel in maart 1999. Wat hebben we gevonden? Het antwoord is te vinden in meer dan alleen uiterlijk. ze zijn fysiek. Het ruimtevaartuig bracht systematisch kenmerken in kaart die lange tijd een mysterie waren geweest.

• Zwaartekrachtveld : veranderingen in de massa onder de korst onthullen verborgen structuren.
• Magnetisch veld : Overblijvend magnetisme heeft een complexe geologische geschiedenis.
• Terrein : landvormen worden met nieuwe precisie getekend.
• Oppervlaktemineralogie : Waar zijn rotsen van gemaakt? Onderzoek vertelt het ons.

Hoge resolutie ogen in de lucht

De camera is het publieke gezicht van de missie, maar het wetenschappelijke instrument zijn het brein. De fotograaf kan van modus veranderen. De groothoeklens zorgt voor de achtergrond. Gedetailleerde afbeeldingen verbeteren de nauwkeurigheid.

De resolutie was destijds verbijsterend. Tot 1,5 meter (5 voet).

Het is zo klein dat je individuele stenen kunt zien. Klein genoeg om roversporen te vinden. Toen de Mars Global Surveyor deze foto’s maakte, liet hij ons meer zien dan alleen de rode woestijn. Het laat ons een dynamische wereld zien. Elke pixel is een datapunt. Elke schaduw heeft een aanwijzing.

De combinatie van orbitale gegevens en oppervlaktefeiten verandert het spel. Houd op met raden. We begonnen het te weten. De nauwkeurigheid van deze twee missies heeft de mislukkingen van het afgelopen decennium geëlimineerd. Pathfinder heeft de rover gebracht. De landmeter bracht de kaart. Samen bepaalden ze de standaard voor alles wat volgde.

Nog steeds op zoek. Nog steeds in kaart. Ik probeer nog steeds te begrijpen waarom de planeet stierf.

Mars Odyssey heeft zijn waarde bewezen. In oktober 2001 kwam het ruimtevaartuig met succes in een baan om Mars terecht en was bezig de geheimen van de planeet in kaart te brengen. Er wordt niet alleen naar de oppervlakte gekeken. Meet de chemische samenstelling. Volg de verdeling van ijs nabij het oppervlak. Analyseer fysieke eigenschappen. De informatie is duidelijk. Neutronenmetingen laten grote hoeveelheden grondwaterijs zien boven de 60 graden noorderbreedte.

De infraroodcamera heeft iets heel anders gevonden: een grot. Een zwart rond object verschijnt als de ingang van de vulkaan. De temperatuur varieert niet zoals in het omringende terrein. Stabiliteit in deze omgeving betekent bescherming.

Toen kwam de convergentie.

Eind 2003 en begin 2004 richtten golven van ruimtevaartuigen zich op Mars. De resultaten waren gemengd. De Japanse Nozomi was de eerste die in 1998 in een baan om de aarde kwam, maar ging kapot. Het is nooit in een baan om de aarde gekomen.

Mars Express volgt op de voet. Het werd medio 2003 gelanceerd door de European Space Agency en het duurde zes maanden voordat het zijn bestemming bereikte. Het is uitgerust met atmosferische, bovengrondse en ondergrondse apparatuur. Het werd op 25 december in een baan om de aarde gelanceerd.

Maar de lander mislukte.

De Britse Beagle 2-sonde, belast met het onderzoeken van rotsen en grond op tekenen van leven, landde die dag. Daarna stilte. Geen radiosignaal. De studie van het vroegere en huidige leven op aarde is voorbij voordat het echt begint.

De Orbiter blijft echter werken.

Mars Express ontdekte binnen enkele weken na aankomst een grote ijslaag. Waterijs. koolstofdioxide-ijs. Gelegen op de zuidpool. Het bevestigde iets subtiels maar belangrijks. Met andere woorden: de zuidelijke zomerkap bevat permanent bevroren water, net als in het noorden.

Het ruimtevaartuig vond ook zwavelrijke afzettingen. Meestal in Valles Marineris. Kleimineralen verschenen in zwaar bekraterde terreinen.

Waarom is dit belangrijk? Omdat klei zich in water vormt. Zwavel betekent chemische activiteit. Permafrost betekent dat de watergeschiedenis van de aarde meer is dan alleen een mythe of een vluchtige gebeurtenis.

De missie van 2003 was niet geheel succesvol. Maar ze schetsen een complexer beeld van Mars. Het is niet zomaar een dode steen. Een plek met lagen. Inclusief verborgen ijs. Er zijn ook grotten die beschutting bieden. Bodem die ooit water vasthield.

Het verhaal van de verkenning van Mars is geen rechte weg. Het is erg rommelig. Het zit vol mislukkingen. De accumulatie van gegevens gaat echter door. Het beeld wordt duidelijker.

Het verkenningsprogramma van Mars stopte niet in 2003; Het versnelde.

Een lanceerperiode halverwege het jaar zal Marsrover-missies mogelijk maken. 2 rovers. planeet. Twee verschillende verhalen.

De geest raakt als eerste de grond. Gusev-krater, 3 januari 2004. De coördinaten zijn 15 graden zuiderbreedte en 175 graden oosterlengte. Dit is meer dan alleen een parkeerplaats. Dit is slechts een gok. Wetenschappers kozen voor deze krater omdat orbitale gegevens suggereren dat er ooit water in zat.

Spirit was niet lang alleen.

21 dagen later landde Opportunity. Meridiani Planum. 24 januari, aan de andere kant van de wereld. Breedtegraad 2 graden zuid, lengtegraad 6 graden west.

Dit waren geen statische landers. Het waren laboratoria met zes wielen. camera. Microscopische beeldsensoren. Rotsslijpgereedschap schraapt het oppervlak van de rots om te zien wat eronder ligt.

Het doel is eenvoudig. Het draait allemaal om het vinden van water.

Beide ruimtevaartuigen hebben het gevonden. Of beter gezegd: ze hebben een geest gevonden.

De geest bevestigde de aanwezigheid van mineralen die door het water werden geconsumeerd. Maar hoe zit het met de mogelijkheden? Ik dacht dat het instinctief was. De rotsen in de Meridian Plains lijken precies op de rotsen die zich rond het meer hebben gevormd. Of de zee. zout water. Oud. Weg.

“Elk ruimtevaartuig is ontworpen voor een missie van nominaal 90 dagen, maar kan ook daarna blijven opereren.”

Die woorden lijken nu een leugen.

Deze geest bleef bestaan tot 2010. De mogelijkheid blijft bestaan tot 2018.

Veertien jaar. 45 km. Achtentwintig mijl.

Het is geen rover. Het is een marathonloper van een andere planeet. Het vestigde het record voor afstand en tijd op een andere wereld. En hij reed niet alleen. Het zag er uit. Het analyseerde. Dit laat zien dat Mars niet altijd een levenloze rode rots was. Het weer is erg regenachtig.

Maar rovers zijn langzaam. Ze zijn grondwaarheid. Je moet van bovenaf kijken om de punten met elkaar te verbinden.

In 2005. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

Dit was geen rover. Dit is een satelliet met veel aandacht voor detail. Het High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) kan tot 20 centimeter zien. 8 inch. Dat is klein genoeg om een ​​kentekenplaat vanuit de ruimte te lezen.

MRO begon strepen in kaart te brengen.

Er zijn donkere strepen op de hellingen. Ze verschijnen in het voorjaar. In de winter verdwenen ze.

Een spectrometer aan boord analyseert de samenstelling van het oppervlak. Er werden kleimineralen gevonden. Wijzigingsproducten. Vormt zich alleen in warme en vochtige omstandigheden. Het oude poreuze terrein zit er vol mee. Mars heeft een warm verleden. Een nat verleden.

Dan is er radar.

Ondergrondse radar. Er werd niet alleen naar de oppervlakte gekeken. Het keek naar binnen.

Het meten van de dikte van poolijs. Identificeer de gletsjers begraven onder de regoliet. Andere plaatsen op de planeet. Niet alleen de palen.

Daarom vroegen we het ruimtevaartuig om het bestaan ​​van water op het aardoppervlak aan te tonen. Orbiters die bewijzen dat er ondergronds water bestaat. Kleimineralen laten zien dat Mars ooit warm genoeg was om zijn bestaan ​​in stand te houden.

Het verhaal is veranderd.

Mars is niet alleen een planeet die we bezoeken. Dit is de planeet waarover we leren.

Geest en gelegenheid zijn nu verdwenen. Stil

Winning van Marsijs en alkalisch stof

De Phoenix-lander landde in 2008. Het is geen geweldige landing. Een Amerikaans ruimtevaartuig stortte zich rechtstreeks in het noordpoolgebied van Mars en begon zijn werk. De missie is eenvoudig. Verken de arctische bodem.

Hiervoor is Phoenix uitgerust met een compact scheikundig laboratorium. Dit is geen grote rover op wielen. Dit is een stationair laboratorium dat is ontworpen om in de grond te graven. De ontdekking verandert onze kijk op de geschiedenis van Mars.

De grond onder het oppervlak van Mars bevat waterijs.

Dit is geen klein bedrag. Het is dik ijs en verborgen onder stof. Deze ontdekking bevestigt de aanwezigheid van water op Mars vandaag de dag. Het zijn niet alleen eeuwenoude meren en bevroren oceanen van miljarden jaren geleden. In het koude noorden wacht echt ijs.

Maar de bodemchemie vertelt een nog vreemder verhaal.

Phoenix analyseerde het vuil en ontdekte dat het alkalisch was. De pH is alkalisch. Dit betekent dat de grond niet zuur is. Het is vergelijkbaar met de bodemgesteldheid in de woestijn op aarde. Dit is belangrijk. Zuur water kan irriterend zijn. Alkalische omgevingen kunnen geschikter zijn voor potentiële microbiële habitats.

“Phoenix vond niet alleen water, maar ook een potentieel bewoonbare omgeving.”

Het effect was onmiddellijk. Als Mars waterijs en alkalische grond heeft, heeft het de ingrediënten voor leven. We weten niet of daar leven is. We weten niet eens of dat ooit zo is geweest. Phoenix bewees echter dat de omgeving niet vijandig is. Dit is neutraal. Misschien zelfs welkom.

Deze ontdekking verandert de focus van het Marsonderzoek.

Vóór Phoenix zochten onderzoekers naar oude rivierbeddingen en droge meren. Ze zijn op zoek naar bewijs dat er in het verleden water heeft gestroomd. Phoenix ontdekte modern water. We hebben grond gevonden die de biologie ondersteunt. Hierdoor veranderde de zoekstrategie.

Het gaat er niet alleen om waar het water is. Het gaat om ‘hoe’ je het kunt behouden en ‘wat’ de bodem kan doen. Het Noordpoolgebied is het voornaamste doelwit. Het gaat niet alleen om het krijgen van ijs. Maar het gaat om het begrijpen van de chemische balans van de planeet.

Alkalische grond heeft ook een ingewikkelde geschiedenis.

Hoe wordt de bodem alkalisch? Zou de vulkanische activiteit een effect kunnen hebben gehad? Hebben atmosferische veranderingen die miljoenen jaren duurden de chemische samenstelling ervan veranderd? Phoenix heeft niet al deze vragen beantwoord. Het leverde de eerste duidelijke gegevens op. Bodem is meer dan stof. Dit is een record.

Deze informatie is belangrijk voor toekomstige missies.

Als mensen naar Mars gaan, hebben we water nodig. Phoenix liet zien dat het er is. Duidelijk. net onder het oppervlak. Het suggereert ook dat grond wellicht gemakkelijker is om mee te werken dan eerder werd gedacht. Alkalische grond is minder corrosief. Kan goed zijn voor het kweken van planten. Beter geschikt voor bouwconstructies. Het blijft het leven helpen.

Phoenix duurde niet lang. De batterij stierf tijdens de winter op Mars. De bevindingen bleven echter hangen.

Het Noordpoolgebied is meer dan alleen een bevroren woestenij. Dit is een hulpbron. Chemisch laboratorium. potentiële woning. Phoenix liet zien dat Mars meer is dan alleen een dode rots. Het is een plek met actieve chemie. De middelen zijn er. Met potentieel.

We weten nog steeds niet of er leven is.

Maar we weten dat de toon gezet is. Het water is er. De grond is klaar. De vraag is niet of Mars het leven kan ‘ondersteunen’. De vraag is of het leven ‘ooit’ van die gelegenheid gebruik heeft gemaakt? Phoenix gaf ons de eerste

Probleem opgelost: wat Mars ons echt vertelt

Het verhaal eindigt niet met nieuwsgierigheid. De sonde, een gigantische machine van 900 kilogram, toonde aan dat de Gale-krater ooit de bodem van een meer was. Er zijn organische moleculen gevonden in 3,5 miljard jaar oude rotsen. Methaan kent seizoenspieken. Maar om te begrijpen ‘waarom’ Mars vandaag de dag dood is, moeten we hoger kijken. We moeten luisteren naar de grond onder onze voeten.

In september 2014 bereikten twee ruimtevaartuigen tegelijkertijd een baan om Mars. De inzet is voor iedereen anders.

Het Amerikaanse ruimtevaartuig MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) heeft één missie. Het gaat erom uit te zoeken waar de atmosfeer naartoe gaat. De apparaten bevestigden deze wrede theorie. De zonnewind en het ultraviolette licht verwijderden een groot deel van de vroege atmosfeer van Mars. De planeet koelde niet alleen af. Afgevoerd door de zon.

Tegelijkertijd arriveerde ook de Indiase Mars Orbiter Mission (MOM). Het was het eerste schot van het land op een andere planeet. Het is bescheiden maar functioneel: een kleurencamera, een ultravioletspectrometer en een methaansensor. Dit bewijst dat het mogelijk is om naar Mars te reizen zonder miljarden dollars uit te geven aan landingssystemen.

Ineenstorten en stilte

Het volgende hoofdstuk gaat over Europa en Rusland. De ExoMars-missie moest een partnerschap zijn. Dit is niet waar.

In oktober 2016 arriveerden de Trace Gas Orbiter (TGO) en de Schiaparelli-lander. Schiaparelli werpt zijn parachute te vroeg uit. Hij raakt de grond. Geen gegevens beschikbaar. Gewoon een krater.

TGO bleef echter overeind. Breng de verticale verspreiding van stof en waterdamp in kaart. Zoek vervolgens naar methaan. Er is niets gevonden.

Hierdoor ontstaan ​​conflicten. Nieuwsgierigheid ontdekte methaan. TGO heeft niets gezien. De betekenis is duidelijk. Iets vernietigt methaan snel. Het verspreidt zich niet. Het wordt opgegeten of afgebroken voordat het over de planeet kan drijven. Dit blijft een van de grootste vragen in de planetaire wetenschap. Hoe werd het vernietigd? wie eet het?

Luisteren naar de planeet

Terwijl de orbiters de lucht in kaart brachten, trilde de grond

In november 2018 landde de InSight-lander op Elysium. Deze naam verwijst naar de verkenning van het binnenste van de aarde door middel van seismisch onderzoek, geodesie en warmteoverdracht. Een mondvol Maar de wetenschap is simpel.

InSight introduceerde seismometers. Voor het eerst hoorden mensen trillingen van Mars. Deze gegevens onthullen de interne structuur van de planeet. Het vond ook vloeibaar water diep in de korst

Dan is er de thermische sensor. Om de warmtestroom te meten, moet je 3-5 meter in de grond graven. Maar wij kwamen er niet. Het ruimtevaartuig raakte een hard voorwerp (mogelijk steen of grind) en stopte. Het zweefde in de modder, onafgemaakt

InSight was echter vier jaar actief. Het zorgde ervoor dat we voor het eerst echt de hartslag van Mars voelden.

Kleine satelliet, groot idee

Hetzelfde raketschot droeg iets kleins. Twee CubeSats.

De satellieten genaamd Mars Cube 1 (MarCO) waren de eerste satellieten die een andere planeet bezochten. Elk bestaat uit zes kubussen van 10 cm. Het lijkt op een grote Rubiks kubus.

Hun taak was relais. Tijdens de afdaling van InSight was het signaal niet direct zichtbaar voor de aarde. MarCO-A en MarCO-B vliegen boven ons en sturen gegevens naar ons terug. Dit is het bewijs van een klein en betaalbaar telecommunicatienetwerk.

Ingenuity, de helikopter, kwam later. Binnenin zat een stuk stof van het vliegtuig van de gebroeders Wright uit 1903. Een stukje geschiedenis op een rotorblad

Er komen voortdurend gegevens binnen. De stilte van Mars is luidruchtig.

In februari 2021 arriveerden in korte tijd drie missies in de buurt van Mars. Dit is geen ongeluk. Dit is het moment.

Verenigde Arabische Emiraten lanceert Hope Orbiter. Het is uitgerust met een camera. Dit werd gevolgd door infrarood- en ultravioletspectrometers. Ze scanden de atmosfeer van Mars op zoek naar aanwijzingen over het klimaat en de weerpatronen.

China is aangekomen bij Tianwen 1. Bestaat uit twee delen. Orbiter. Er is ook een ATV genaamd Zhurong. De rover landde op 14 mei. Hij is klein. Soeverein. Het begint te draaien op het oppervlak.

Dan zijn er de hardhitters. De Amerikaanse Mars 2020-flyby. Het belangrijkste laadvermogen is de Perseverance-cabine. Perseverance landde op 18 februari en stortte neer in de Jezero-krater. Er was ooit een riviermonding op deze plaats. Het weer is nu droog. De doelen zijn concreet. Op zoek naar tekenen van oud microbieel leven.

Om dit te doen, voerde Perseverance een trainingsoefening uit. Kernmonsters kunnen worden gescheiden. Het plan is om ze te behouden. Ten slotte wordt het teruggebracht naar de aarde voor gedetailleerde analyse.

Maar lef gaat verder dan training. Het is uitgerust met een helikopter. Origineel.

Eerste vlucht naar een andere planeet

Originaliteit verandert de regels. Het begon op 19 april 2021. Het bereikte 3 meter. 10 voet. Het was het eerste vliegtuig dat in de lucht van een andere planeet vloog.

Het drijft gewoon niet. Het vloog.

De klus duurde langer dan verwacht. Ingenuity voltooide 72 vluchten. Dit gaat veel verder dan de eerste vijf vliegproeven. En in januari 2024 stopte het. Een van de rotoren was kapot. De vlucht is voorbij.

Toekomstige oefeningen en dieper onderzoek

Missies naar Mars eindigen nooit. Er is al een nieuwe auto in ontwikkeling.

Zie ExoMars-missie deel 2. Inclusief de Rosalind Franklin Rover. De verwachting is dat de release eind 2020 zal plaatsvinden. Het brengt nieuwe functies met zich mee.

De opleiding van Rosalind Franklin gaat dieper. 2 meter. 6 voet onder de grond.

Oppervlaktemonsters vertellen een deel van het verhaal. Ze worden blootgesteld aan straling. Ontleding van organische moleculen. Geef deze monsters een diepere bescherming. De rover zal ze aan boord analyseren.

Waarom is dit nu belangrijk?

We porren niet alleen meer in de grond. We gaan stukjes Mars terugbrengen. Persistentie is caching. Aankomende speurtochten zullen je helpen het terug te vinden.

Vindingrijkheid bewijst dat vliegen in lege lucht mogelijk is. Het opende de deur voor luchtverkenning. Toekomstige ruimtevaartuigen kunnen vleugels hebben. Van bovenaf kun je tenminste beter zien.

De vraag of er ooit leven op Mars is geweest, is nog steeds niet opgelost. Maar wij stellen betere vragen. Laten we dieper graven. Wij kijken hoger.

Het komende decennium zal bepalen hoe dichtbij we komen om erachter te komen of ons Melkweggebied geïsoleerd is. Of als we deze ruimte al lang geleden hadden gedeeld.

De steeds veranderende zoektocht naar leven op Mars

De kwestie van het leven op Mars is een culturele obsessie geweest sinds mensen voor het eerst telescopen op de rode planeet richtten. Vroege speculaties concentreerden zich op intelligent leven. Vandaag is het gesprek veranderd. We zijn niet langer op zoek naar kleine groene mannetjes. We zoeken naar microbiële gemeenschappen. We proberen te begrijpen waar het leven begint en hoe ver het doorgaat.

De geschiedenis van de zoektocht is een achtbaan van hoop en wanhoop geweest.

In de jaren zestig merkten waarnemers veranderingen op het oppervlak van Mars op. Ze vroegen zich af of de biologie deze veranderingen aanstuurt. Dit leidde in 1972 tot de ontwikkeling van Mariner 9 voor het monitoren van oppervlakteverschuivingen om oppervlakteveranderingen te monitoren. Dit leidde ook tot de lancering van de Viking-landers die in 1975 werden gelanceerd. Op deze ruimtevaartuigen werden complexe experimenten uitgevoerd. Ze jaagden op metabolisme. Ze zijn op zoek naar organische moleculen.

Het resultaat is negatief.

Deze mislukking veroorzaakte een golf van pessimisme. Decennia lang hebben wetenschappers het vertrouwen in de mogelijkheid van leven verloren. In de jaren tachtig waren de vooruitzichten voor de biologie van Mars rustig.

Toen veranderde het perspectief. Er zijn verschillende factoren achter dit optimisme.

Ten eerste begrijpen wetenschappers dat het leven moeilijker is dan we denken. Er zijn wezens gevonden in de buurt van diepzeeopeningen. De temperatuur overschrijdt daar de 1000℃. Ze leven diep in het basalt. Ze gedijen in zoute, zure omgevingen. Als er onder zulke extreme omstandigheden leven op aarde kan bestaan, waarom kan dat dan niet op Mars bestaan?

Ten tweede verandert de oorsprong van de levenstijdlijn op aarde de manier waarop we denken. Het leven begon heel snel. Het verscheen waarschijnlijk vóór het einde van het zware bombardement. Dit laat zien dat het leven geen zeldzaam toeval is. Dit is een mogelijke uitkomst. Als de omstandigheden goed zijn, zal het leven volgen.

Ten derde weten we nu dat de vroege Mars anders was. Toen er leven op aarde verscheen, bevond Mars zich in een vergelijkbare situatie als de aarde. Het was niet de bevroren woestijn die we vandaag de dag zien.

Ten vierde reizen rotsen tussen planeten. Er vielen ruim dertig stukjes Mars op de aarde. Ze zijn moeilijk te onderscheiden van aardse rotsen. Het is zelfs nog moeilijker om aardstenen naar Mars te krijgen. Tijdens hevige bombardementen was het echter mogelijk om materiaal uit te wisselen. Het leven had op aarde kunnen beginnen en zich naar Mars kunnen verplaatsen. Of het begon onafhankelijk op Mars. We zullen het misschien nooit zeker weten.

De meteorietcontroverse

In 1996 was de wetenschappelijke gemeenschap geschokt. Een onderzoeksteam heeft aangekondigd dat ze tekenen van leven hebben gevonden in een meteoriet op Mars. Deze beweringen zijn gewaagd. Ze halen vier specifieke bewijsstukken aan.

1. Bacteriënachtige objecten in elektronenmicroscoopbeelden.
2. Koolwaterstofdetectie.
3. Minerale assemblages worden niet geproduceerd in chemisch evenwicht.
4. Magnetische deeltjes zijn vergelijkbaar met deeltjes die door bacteriën op aarde worden geproduceerd.

De reactie is onmiddellijk. De geldigheid van deze beweringen wordt in de wetenschappelijke gemeenschap fel bediscussieerd. Is dit een bewijs? Of wensdenken?

De consensus is inmiddels beslecht. Alle waarnemingen hebben een plausibele niet-biologische verklaring. Deze beweringen zijn mogelijk niet waar.

Dus waar blijven we?

Er is nog steeds geen bewijs van leven op Mars. Maar we hebben betere hulpmiddelen. Wij kennen de grenzen van het leven heel goed. We weten dat deze planeet in het verre verleden materiaal met de aarde heeft uitgewisseld. De zoektocht gaat door. Dit is niet langer speculatie. Het draait allemaal om rigoureuze tests. De Rode Planeet heeft geheimen. Maar de stilte is verbroken.

De zoektocht naar leven gaat door

Het doel is niet veranderd. We zijn nog steeds op zoek naar leven op Mars. Zelfs na recente tegenslagen blijft het programma op één doel gericht. Water is een absolute vereiste. Vroege missies zijn daarom gericht op het zoeken naar bewijs van warme omstandigheden die water mogelijk in vloeibare toestand hebben gehouden. We hebben sterk bewijs dat deze toestand bestond in het verre verleden van Mars. Sommige gegevens suggereren dat er van tijd tot tijd nog steeds vloeibaar water over het oppervlak stroomt.

Maar strategieën veranderen. We gaan verder dan indirecte aanwijzingen en gaan over op direct bewijs. Dit betekent zoeken naar organische resten. Of op zoek naar bepaalde isotopische kenmerken die alleen de biologie kan produceren.

Eén denkrichting pleit ervoor om in het verleden te graven. We zijn op zoek naar fossielen uit een tijd dat Mars op de aarde leek. Dit is logisch. Maar er is een probleem. Het debat over meteorieten op Mars laat zien hoe moeilijk het is om onomstotelijk te bewijzen dat iets biologisch is. Meningsverschillen over het vroege leven op aarde zelf benadrukken deze moeilijkheid. Fossielen kunnen dubbelzinnig zijn. Het lijken op abiotische chemische reacties.

Een ander argument drijft de huidige ontwikkeling. Ontdek het moderne leven. Kijk naar de nissen. Waarschijnlijk in een warm vulkanisch gebied. Of zelfs in af en toe stromend zout water. De hoop is eenvoudig. Als er leven op Mars zou zijn, zou het waarschijnlijk overleven waar de omstandigheden nog steeds geschikt waren. Het verdween niet meteen overal. Het trok zich terug.

Menselijke verkenning

Lange weg naar Mars: waarom zijn we nog niet gegaan?

Menselijke verkenning van Mars voelt als een luchtspiegeling. We blijven het aan de horizon zien, maar het wordt nooit volledig werkelijkheid. Toen het Apollo-programma begin jaren zeventig eindigde, heerste er algemeen optimisme. Er wordt aangenomen dat het slechts een kwestie van tijd is voordat Mars de maan volgt. Dit is niet waar.

Tientallen jaren later wachten we nog steeds.

De technische uitdagingen om mensen naar Mars en terug te krijgen zijn enorm. Ze zijn echter niet onstuitbaar. Wij weten hoe we raketten moeten bouwen. Wij weten hoe we moeten navigeren. Het echte knelpunt is niet de natuurkunde. Het is rechtvaardiging.

Er is geen praktische reden die zichzelf op korte termijn terugbetaalt.

Voorstanders beweren dat onderzoek zijn eigen beloning is. Onderzoek is menselijkheid. Dit is een nobel gevoel. Het helpt de begroting niet. Sommigen wezen op economische stimuleringsmaatregelen. Ze citeren wetenschappelijke ontdekkingen en technische feedback. De voordelen zijn reëel. Maar ondanks het lawaai zijn menselijke missies naar Mars nu verder dan in de jaren zeventig.

De leegte simuleren

Wij proberen dit probleem al jaren op te lossen. Verschillende onderzoeken hebben mogelijke implementatiestrategieën ontwikkeld. Uitgebreide simulaties op aarde leveren al gegevens op.

Denk eens aan de Mars500. Dit is een gezamenlijk project van de European Space Agency en het Russian Institute of Biomedical Problems. Van juni 2010 tot november 2011 leefden zes ‘astronauten’ in isolatie. Ze simuleerden een reis van 520 dagen naar Mars.

De voorwaarden zijn zeer streng. Deelnemers kunnen alleen met hun stem communiceren met de buitenwereld. De communicatie werd ook met 20 minuten vertraagd. Dit bootst de radiovertraging tussen de aarde en Mars na. De mogelijkheid van live ondersteuning is geëlimineerd.

NASA heeft onlangs een eigen reeks simulaties uitgebracht. Vanaf 2023 lanceerde het bureau CHAPEA. Dit is een onderzoekssimulatie van de gezondheid en prestaties van de bemanning. Vier astronauten brengen een gesimuleerd jaar door op het oppervlak van Mars. Deze tests laten zien hoe mensen reageren op gevangenschap. Ze benadrukten de psychologische last van isolatie.

Twee manieren

Orbitale mechanica dicteert twee basisklassen van missies. De keuze daartussen bepaalt het gehele missieprofiel.

Missies van de oppositieklasse zijn sneller. De reistijd heen en terug bedraagt ​​500-600 dagen. Astronauten kunnen slechts dertig dagen op het oppervlak van Mars blijven. Het lijkt efficiënt. De meeste onderzoeken concluderen dat snelheid de kosten en moeite niet waard is. Je bent er snel, maar je vertrekt ook snel.

Conjunction-class missies zijn langzamer. De rondreis duurt ongeveer 900 dagen. Astronauten kunnen maximaal 550 dagen op Mars blijven. Hiervoor zijn meer middelen nodig. Er is meer brandstof nodig. De bemanning wordt langdurig blootgesteld aan kosmische straling. Taken op samenwerkingsniveau krijgen doorgaans prioriteit, ook al zijn de benodigde middelen hoger. Hoe langer het verblijf, hoe groter de wetenschappelijke waarde. Het rechtvaardigt het risico.

Bouw een basiskamp

Er zijn veel variaties op het voltooien van taken op coöperatief niveau. Eén scenario houdt in dat er van tevoren een vrachtschip wordt gestuurd. Dit schip vestigt een robotgestuurde basis. De mens volgt jaren later.

In andere versies worden alle grondstoffen begeleid door een bemanning. Ze verlaten de aarde met alles wat ze nodig hebben om te overleven.

Een cruciaal probleem is het gebruik van hulpbronnen ter plaatse. Kunnen we hulpbronnen gebruiken die al op Mars aanwezig zijn?

In situ resource units (ISRU’s) kunnen vooraf worden ingezet. Deze eenheden zouden zuurstof uit de atmosfeer van Mars halen. Ze zouden waterstof uit waterijs halen. Stroom kan afkomstig zijn van zonnepanelen of nucleaire bronnen. Als gevolg hiervan worden oxidatiemiddel en drijfgas opgeslagen voor gebruik op de terugreis.

De mens zal de aarde niet verlaten voordat deze hulpbronnen zich op Mars hebben verzameld. Deze strategie bespaart brandstof. Het vermindert de lading die vanaf de aarde moet worden gelanceerd.

Aerobraking biedt nog een efficiëntiewinst. De atmosfeer van Mars kan een vertrekkend ruimtevaartuig vertragen. De atmosfeer op aarde kan de binnenkomende straling vertragen. Dit maakt aanzienlijke besparingen op drijfgassen mogelijk. Een extra optie is directe toegang.

Wat doen astronauten daar precies?

Ze kunnen dicht bij hun basis blijven. Ze zouden op verschillende locaties robots op afstand kunnen bedienen. Hierdoor wordt het risico geminimaliseerd. Of ze kunnen langere reizen maken. Ze kunnen de planeet rechtstreeks verkennen. Dit brengt het risico van stranding met zich mee. Er zijn geen gemakkelijke antwoorden.

Menselijk lichaam onder stress

Technische analyse heeft moeite met de gezondheid van de bemanning. Langdurig verblijf in de ruimte kan fysiologische schade veroorzaken.

De bloedsomloop is beschadigd. Het vestibulaire systeem, dat het evenwicht regelt, wordt aangetast. Botten hebben de neiging te demineraliseren. Er treedt spieratrofie op.

Er moeten maatregelen worden genomen om verslechtering tot een minimum te beperken. Oefeningsregimes zijn standaard. Maar kun je twee tot drie jaar na de oplevering langdurige schade voorkomen?

Psychische stress is net zo belangrijk. Honderden dagen in een afgesloten ruimte. Er zijn geen andere bedrijven. Het is ver van de aarde. Dit kost.

Straling is een stille bedreiging. Zonnestormen kunnen optreden tijdens een reis van 2-3 jaar. De bemanning wordt blootgesteld aan hoge niveaus van ioniserende straling. Het beschermingssysteem moet sterk zijn.

Bescherming van de planeet

Er moet ook rekening worden gehouden met vervuiling. Dit is een wetenschappelijk en veiligheidsprobleem.

De eerste zorg is voorwaartse besmetting. Mars mag niet worden vervuild door materialen van de aarde. Dit moet gebeuren voordat het potentieel van het leven van de Aboriginals kan worden beoordeeld. Robotachtige ruimtevaartuigen hebben strenge schoonmaakeisen. De aangeraakte oppervlakken worden gedesinfecteerd. Dit minimaliseert interferentie met de detectie van buitenaards leven.

Menselijke taken kunnen deze strikte protocollen niet volgen. we zijn te groot. We zijn met te veel. Wij verwijderen huidcellen. Wij ademen koolstofdioxide uit. We hebben ziektekiemen meegenomen.

Een andere is terugstroomverontreiniging. Wat zou er gebeuren als er leven op Mars zou zijn?

Internationale overeenkomsten vereisen dat materiaal dat van Mars wordt meegebracht in quarantaine wordt geplaatst. Ze moeten veilig zijn. Astronauten kunnen ook in quarantaine worden geplaatst.

Gelukkig zijn de meeste planetaire beschermingsproblemen oplosbaar. Robotische terugkeer van Mars-monsters zal waarschijnlijk plaatsvinden vóór de aankomst van een bemande missie. U kunt het monster testen. Wij kunnen de veiligheid bewijzen. Stuur dan de mensen weg.

Het pad is duidelijk. De technologie bestaat. De gegevens zijn verkregen door simulatie. De reden hiervoor is discutabel. De vertraging is niet te wijten aan onmogelijkheid. Dit is optioneel.