De eerste kleurenfoto genomen vanaf het oppervlak van Mars, vastgelegd door NASA's Viking 1-lander op 21 juli 1976, toonde een roze lucht.
(Afbeelding: © NASA / JPL)
Je weet misschien dat de mensheid vandaag 49 jaar geleden voor het eerst voet op de maan zette. Maar 20 juli doemt ook om een andere reden op in de geschiedenis van de ruimtevaart: het is de datum, in 1976, toen NASA's Viking 1 Mars-lander de eerste Amerikaanse landing op de Rode Planeet lanceerde.
Viking 1 was slechts één onderdeel van het grotere Viking-programma, dat in 1975 twee orbiters en twee landers naar de Rode Planeet lanceerde om op tekenen van leven te jagen en de geologische geschiedenis van Mars beter te begrijpen.
Hoewel Viking's technologie en wetenschap meer dan vier decennia oud zijn, is het vroege Mars-programma nog steeds zeer relevant. Om te beginnen proberen wetenschappers nog steeds te begrijpen wat de raadselachtige experimentele resultaten van de landers betekenen. En NASA's Curiosity-rover vond onlangs organische moleculen - de koolstofbevattende bouwstenen van het leven - op Mars. [The Historic Viking 1 Mars Landing in Pictures]
De Vikingen droegen ook seismometers en andere apparatuur om wetenschappers te helpen meer te leren over het binnenland van Mars, waardoor deze landers voorouders zijn van NASA's InSight-missie die in november op Mars zal landen.
Organische moleculen en de zoektocht naar leven
Elk van de Viking-landers voerde verschillende levensdetectie-experimenten uit, wat intrigerende maar dubbelzinnige resultaten opleverde. De robots verwarmden ook Martiaanse bodemmonsters in een oven en gebruikten een gaschromatograaf-massaspectrometer (GCMS) -instrument om te zoeken naar eventuele kokende organische moleculen.
Geen van de GCMS-instrumenten van Viking vond tekenen van organische stoffen, wat (en blijft) best verrassend. Organische stoffen komen in de hele kosmos veel voor, ook op asteroïden en kometen - wat betekent dat meteorietinslagen de moleculen op vrij regelmatige basis naar het oppervlak van Mars moeten afleveren.
De Viking-gegevens blijven tot op de dag van vandaag onderwerp van studie en debat. Zo hebben onderzoekers na een heranalyse onlangs vastgesteld dat de landers chloorbenzeen hebben gedetecteerd, een organische verbinding die veel wordt gebruikt in herbiciden en rubber. Chloorbenzeen is geen teken van leven, maar het zou een bijproduct kunnen zijn van hoe de ovens van de Vikingen organische moleculen op het oppervlak verwerkten bij het analyseren van monsters.
Het nieuwe onderzoek suggereert dat het chloorbenzeen dat de landers vonden, is ontstaan door een reactie tussen perchloraat, een zout dat veel voorkomt in de bodem van Mars, en de inheemse organische koolstof van de rode planeet. Met andere woorden, Viking heeft misschien zo'n vier decennia geleden de bouwstenen van het leven op Mars gevonden. De onderzoekers waarschuwen echter dat sommige instrumenten potentiële organische verontreinigingen bevatten, dus het is niet duidelijk of de organische stoffen inderdaad van Mars afkomstig waren.
De hoofdauteur van de recente studie, Melissa Guzman, zei dat het, gezien haar interessante resultaten - en de recente vondst van organische moleculen door Curiosity - absoluut noodzakelijk is om binnenkort levensdetecterende instrumenten naar de Rode Planeet te brengen. [The Search for Life on Mars (A Photo Timeline)]
"We hebben geen levensdetectie-instrumenten meer naar Mars gestuurd sinds Viking zijn drie biologie-experimenten stuurde," vertelde Guzman, die is gevestigd aan de Universiteit van Paris-Saclay in Frankrijk, via e-mail aan Space.com.
"Maar Curiosity heeft fantastisch werk verricht door de bewoonbaarheid van Mars verder te karakteriseren," voegde ze eraan toe. (De rover heeft gegevens over onder meer oude waterige omgevingen en de huidige stralingsomstandigheden naar binnen gestraald.)
Guzman wees op een aankomende Europese rover uit het ExoMars-programma die de aarde in juli 2020 zal verlaten. De rover krijgt een instrument genaamd MOMA - de Mars Organic Molecule Analyzer. MOMA is ontworpen om te zoeken naar organische moleculen, met bijzondere aandacht voor de "handigheid" van het leven, dat homochiraliteit wordt genoemd.
"We bevinden ons in een zeer opwindende tijd voor astrobiologie, omdat er momentum is om levensdetectie-instrumenten zowel naar Mars als naar enkele van de ijskoude satellieten te sturen - zoals [Saturnus] Enceladus en [Jupiter's] Europa - rond de gasreuzen die beloofde belofte van bewoonbaarheid voor het leven, "zei Guzman.
NASA is van plan om in 2020 een eigen rover met levensdetectie te lanceren. De rover van Mars 2020 zal onder meer zoeken naar tekenen van oud leven en veelbelovende monsters opslaan voor toekomstige terugkeer naar de aarde.
Het interieur van Mars onderzoeken
De twee Viking-landers hadden seismometers die op het laatste moment (relatief gesproken) in het missieontwerp werden toegevoegd, volgens InSight-hoofdonderzoeker Bruce Banerdt, van NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Californië.
"Ze hadden nog een klein beetje extra massa over," vertelde Banerdt aan Space.com.
'Maar het was als het ware het arme stiefkind van de ladingen,' voegde hij eraan toe. 'Het kreeg de laatste kruimels van de stroomtoewijzing en gegevenstoewijzing.'
De seismometer was ook vastgeschroefd aan de bovenkant van het ruimtevaartuig, waarvan sommige ingenieurs dachten dat het nog steeds goed zou kunnen zijn om naar 'marsquakes' te zoeken. Helaas overspoelde windruis de seismometer van Viking 2 en een kabelprobleem schakelde de seismometer op Viking 1 uit.
'Dat was voor iedereen een echte teleurstelling', zei Banerdt. "Ik was een zomerstagiair bij JPL en deed de Viking-landing; dat was mijn favoriete instrument, maar ik was er niet bij betrokken."
Gelukkig zal de InSight-lander - wiens naam een afkorting is voor "Binnenlandse verkenning met seismische onderzoeken, geodesie en warmtetransport" - een eigen seismometer dragen die direct op het oppervlak van de Rode Planeet wordt geplaatst. Het instrument zal meteooraanvallen en marsquakes detecteren en de gegevens ervan zullen wetenschappers in staat stellen enkele belangrijke eigenschappen van het interieur van de Rode Planeet af te leiden, hebben de teamleden van de missie gezegd. [Mars InSight: NASA's missie om de kern van de rode planeet te onderzoeken (galerij)]
Een minder bekend experiment van Viking was een radiowetenschappelijk onderzoek dat de "wobbel" van de noordpool van Mars volgde, die in verschillende richtingen wijst over een cyclus van 165.000 jaar. Een vervolgonderzoek werd uitgevoerd door NASA's Pathfinder-lander in 1997 en InSight zal vergelijkbaar werk doen nadat het op Mars is geland, zei Banerdt. Het radiowetenschapsexperiment van InSight zal zo gevoelig zijn dat het zelfs tijdens een Marsjaar een afzonderlijke beweging van de noordpool kan volgen.
'Er is een beetje wiebelen dat gebeurt op de schaal van maanden, en dat komt vooral door het klotsen van de vloeistof in het interieur van Mars,' legde Banerdt uit. 'Terwijl het rondslingert, werkt het samen met de rotsachtige mantel erboven en zorgt het ervoor dat de rotsachtige planeet een beetje wiebelt.'
Deze wiebel is ook aanwezig op aarde, waar het de Chandler-wiebel wordt genoemd. Door de schommeling te analyseren, kunnen onderzoekers de dichtheid van het interieur van een rotsachtige planeet en de grootte van de kern meten, zei Banerdt.
Het kennen van de grootte en samenstelling van de kern hangt ook samen met de bewoonbaarheid van een planeet, zei hij, omdat het in de kern is dat een planeet zijn magnetische veld opwekt. Een wereldwijd magnetisch veld beschermt de atmosfeer van een planeet door geladen zonnedeeltjes af te buigen; Toen Mars ongeveer 4 miljard jaar geleden zijn veld verloor, begonnen dergelijke deeltjes de eens zo dikke lucht van de planeet weg te halen, waardoor de wereld uiteindelijk veranderde van relatief warm en nat naar koud en droog.
"Kijken naar de geschiedenis van de kern zelf is gerelateerd aan de mogelijke geschiedenis van bewoonbaarheid", zei Banerdt.
De bewegingen van de Viking-orbiters (evenals vele andere ruimtevaartuigen rond Mars) gaven ook wat informatie over het interieur, zei Banerdt. Door de subtiele dalen en sprongen in de banen van de sondes konden wetenschappers de zwaartekrachtvariaties op Mars in kaart brengen, die op hun beurt onthullen wat voor soort gesteenten - bijvoorbeeld dichte vulkanische gesteenten of lichtere sedimentaire gesteenten - zich in verschillende gebieden bevinden. Dergelijke gegevens helpen onderzoekers ook om veranderingen in de dikte van de Mars-korst van plaats tot plaats in kaart te brengen.
'Het is een soort wazige telescoop in het interieur', zei Banerdt. 'We hebben het gebruikt om dingen af te leiden over de evolutie van de korst.'
De InSight-lander, die begin mei werd gelanceerd, heeft tot nu toe een 'vlekkeloze' cruise gehad, voegde hij eraan toe, en de meeste ladingen zijn al tijdens de vlucht uitgecheckt. Het team nam ook enkele foto's van de binnenkant van de aeroshell die het ruimtevaartuig omsluit, en tot hun verbazing konden ze een beetje van de thermische dekens aan de binnenkant van het ruimtevaartuig zien. Die foto's zullen binnenkort worden vrijgegeven, zei Banerdt.
