Hierna volgt deel 2 van een fragment uit mijn nieuwe boek, "Incredible Stories From Space: A Behind-the-Scenes Look at the Missions Changing Our View of the Cosmos." Het boek is een kijkje achter de schermen bij verschillende huidige NASA-robotmissies, en dit fragment is deel 2 van 3 dat hier zal worden geplaatst op Space Magazine, van Hoofdstuk 2, "Roving Mars with Curiosity." Deel 1 lees je hier. Het boek is verkrijgbaar in print of e-book (Kindle of Nook) Amazon en Barnes & Noble.
Wonen op Mars Time
De landing vond plaats om 22.30 uur in Californië. Het MSL-team had weinig tijd om te vieren, en ging onmiddellijk over op missieoperaties en plantte de eerste dag van de activiteit van de rover. De eerste planningsbijeenkomst van het team begon om 1 uur 's ochtends en eindigde om ongeveer 8 uur' s nachts. Ze waren de hele nacht opgestaan en hadden een dag van bijna 40 uur ingelast.
Dit was een ruw begin van de missie voor de wetenschappers en ingenieurs die op ‘Mars Time’ moesten leven.
Een dag op Mars-dag is 40 minuten langer dan de dag van de aarde, en gedurende de eerste 90 Mars-dagen - sols genaamd - van de missie, werkte het hele team de klok rond in ploegendiensten om constant de nieuw gelande rover te volgen. Om volgens hetzelfde dagelijkse schema te werken als de rover, betekende dit een voortdurend veranderende slaap / waakcyclus waarbij het MSL-team elke dag hun schema 40 minuten zou aanpassen om synchroon te blijven met het dag- en nachtschema op Mars. Als teamleden de volgende dag om 9.00 uur 's ochtends aan het werk zouden komen, zouden ze om 9.40 uur' s morgens binnenkomen, en de volgende dag om 10:20 uur, enzovoort.
Degenen die Mars Time hebben meegemaakt, zeggen dat hun lichaam voortdurend een jetlag voelt. Sommige mensen sliepen bij JPL om het schema van hun gezin niet te verstoren, sommigen droegen twee horloges zodat ze zouden weten hoe laat het was op twee planeten.
Ongeveer 350 wetenschappers van over de hele wereld waren betrokken bij MSL en velen van hen bleven de eerste 90 sols van de missie op JPL, woonachtig op Mars Time.
Maar het duurde minder dan 60 aardse dagen voordat het team de eerste grote ontdekking van Curiosity aankondigde.
Water water …
Ashwin Vasavada groeide op in Californië en heeft goede jeugdherinneringen aan het bezoeken van staats- en nationale parken in het zuidwesten van de Verenigde Staten met zijn gezin, spelen tussen zandduinen en wandelen in de bergen. Hij kan nu beide op een andere planeet doen, plaatsvervangend via nieuwsgierigheid. Op de dag dat ik Vasavada begin 2016 op zijn kantoor in JPL bezocht, navigeerde de rover door een veld van gigantische zandduinen aan de voet van Mount Sharp, met enkele duinen die 9 meter boven de rover uittorenden.
"Het is gewoon fascinerend om de duinen van dichtbij op een andere planeet te zien", zei Vasavada. 'En hoe dichter we bij de berg komen, hoe fantastischer de geologie wordt. Er is daar zoveel gebeurd en we hebben er zo weinig begrip van ... tot nu toe. '
Op het moment dat we spraken, naderde Curiosity vier aardse jaren op Mars. De rover bestudeert nu die verleidelijke sedimentaire lagen op Mt. Scherp in detail. Maar eerst moest het navigeren door de "Bagnold-duinen" die een barrière vormen langs de noordwestelijke flank van de berg. Hier doet Curiosity wat Vasavada 'flyby science' noemt, en stopt hij even om de zandkorrels van de duinen te proeven en te bestuderen terwijl hij zich zo snel mogelijk door het gebied beweegt.
Vasavada werkt nu als de leidende projectwetenschapper voor de missie en speelt een nog grotere rol bij het coördineren van de missie.
"Het is een constant evenwicht tussen dingen snel, zorgvuldig en efficiënt doen, en de instrumenten optimaal gebruiken", zei hij.
Sinds de succesvolle landing in augustus 2012 heeft Curiosity tienduizenden beelden van Mars teruggestuurd - van uitgestrekte panorama's tot extreme close-ups van rotsen en zandkorrels, die allemaal helpen het verhaal van het verleden van Mars te vertellen.
De beelden waar het publiek het meest van lijkt te houden, zijn de 'selfies', de foto's die de rover van zichzelf maakt terwijl hij op Mars zit. De selfies zijn niet zomaar een enkele foto zoals we die maken met onze mobiele telefoons, maar een mozaïek gemaakt van tientallen afzonderlijke foto's gemaakt met de Mars Hand Lens Imager (MAHLI) camera aan het einde van de robotarm van de rover. Andere favorieten van fans zijn de foto's die Curiosity maakt van het prachtige landschap van Mars, als een toerist die zijn reis documenteert.
Vasavada heeft een unieke persoonlijke favoriet.
"Voor mij is het meest betekenisvolle beeld uit nieuwsgierigheid echt niet zo'n geweldig beeld", zei hij, "maar het was een van onze eerste ontdekkingen, dus het heeft een emotionele band."
Binnen de eerste 50 sol maakte Curiosity foto's van wat geologen conglomeraten noemen: een rots gemaakt van aan elkaar gecementeerde steentjes. Maar dit waren geen gewone steentjes - het waren steentjes die door stromend water werden gedragen. Toevallig had de rover een oud stroombed gevonden waar ooit krachtig water stroomde. Uit de grootte van kiezelstenen kon het wetenschapsteam interpreteren dat het water ongeveer 3 voet (1 meter) per seconde bewoog, met een diepte ergens tussen enkele centimeters tot enkele voeten.
'Als je deze foto ziet, en of je nu tuinman of geoloog bent, weet je wat dit betekent', zei Vasasvada opgewonden. “Bij Home Depot worden de ronde rotsen voor landschapsarchitectuur rivierkiezelstenen genoemd! Het was verbluffend om te denken dat de rover door een stroombed reed. Die foto bracht echt thuis, er stroomde hier eigenlijk lang geleden water, waarschijnlijk van enkel tot heup diep. '
Vasavada keek naar beneden. 'Het geeft me nog steeds de rillingen, als ik er alleen maar aan denk', zei hij, met zijn passie voor exploratie en ontdekking duidelijk zichtbaar.
Vanaf die vroege ontdekking bleef Curiosity meer watergerelateerd bewijs vinden. Het team nam een berekende gok en reed niet rechtstreeks naar Mt. Sharp, maakte een kleine omweg naar het oosten naar een gebied dat 'Yellowknife Bay' wordt genoemd.
'Yellowknife Bay was iets wat we bij de orbiters zagen,' legde Vasavada uit, 'en er bleek een puinventilator te zijn die door een rivier werd gevoed - bewijs voor stromend water in het verre verleden.'
Hier voldeed Curiosity aan een van zijn belangrijkste doelen: bepalen of Gale Crater ooit bewoonbaar was voor eenvoudige levensvormen. Het antwoord was een volmondig ja. De rover proefde twee stenen platen met de boor en voerde porties ter grootte van een half baby-aspirine naar SAM, het laboratorium aan boord. SAM identificeerde sporen van elementen zoals koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof en meer - de basisbouwstenen van het leven. Het vond ook zwavelverbindingen in verschillende chemische vormen, een mogelijke energiebron voor microben.
Gegevens verzameld door de andere instrumenten van Curiosity hebben een portret gemaakt waarin wordt beschreven hoe deze site ooit een modderige bodem was met mild - niet zuur - water. Voeg de essentiële elementaire ingrediënten voor het leven toe en lang geleden zou Yellowknife Bay de perfecte plek zijn geweest voor levende organismen om rond te hangen. Hoewel deze bevinding niet noodzakelijkerwijs betekent dat er vroeger of nu leven op Mars is, toont het wel aan dat de grondstoffen bestaan om er in één keer in een goedaardige omgeving aan te beginnen.
"Het was geweldig om de bewoonbare omgeving in Yellowknife Bay te vinden, omdat het echt aantoonde dat onze missie zoveel verschillende dingen kan meten," zei Vasavada. “Er ontstond een prachtig beeld van beekjes die in een merenomgeving stroomden. Dit was precies wat we daar naartoe moesten sturen, maar we dachten niet dat we het zo vroeg in de missie zouden vinden. "
Toch had deze bodem kunnen ontstaan door een eenmalige gebeurtenis in slechts honderden jaren. De 'jackpot' zou zijn om bewijs te vinden van langdurig water en warmte.
Die ontdekking duurde iets langer. Maar persoonlijk betekent het meer voor Vasavada.
Het klimaat van Mars was een van Vasavada's vroege interesses in zijn carrière en hij bracht jaren door met het maken van modellen om de oude geschiedenis van Mars te begrijpen.
'Ik ben opgegroeid met foto's van Mars van de Viking-missie', zei hij, 'en zag het als een kale plek met grillig vulkanisch gesteente en een bos zand. Toen had ik al dit theoretische werk over het klimaat van Mars gedaan, dat rivieren en oceanen misschien ooit op Mars bestonden, maar we hadden geen echt bewijs. '
Daarom is de ontdekking die Curiosity eind 2015 deed zo spannend voor Vasavada en zijn team.
"We zagen niet alleen de ronde kiezels en restanten van de modderige bodem van het meer bij Yellowknife Bay, maar langs de hele route", zei Vasavada. 'We zagen eerst rivierkiezelstenen, daarna gekantelde zandstenen waar de rivier uitmondde in meren. Toen we bij Mt. Scherp, we zagen enorme rotsblokken gemaakt van het slib dat zich uit de meren vestigde. '
De verklaring die het beste past bij de "morfologie" in deze regio - dat wil zeggen de configuratie en evolutie van rotsen en landvormen - is dat rivieren delta's vormden terwijl ze uitmondden in een meer. Dit gebeurde waarschijnlijk 3,8 tot 3,3 miljard jaar geleden. En de rivieren leverden sediment op dat langzaam de lagere lagen van Mt. Scherp.
'Mijn god, we zagen dit volledige systeem nu,' legde Vasavada uit, 'en laat zien hoe de hele onderste paar honderd meter van de berg Sharp waarschijnlijk door deze rivier- en meersedimenten zijn afgezet. Dat betekent dat deze gebeurtenis geen honderden of duizenden jaren heeft geduurd; het duurde miljoenen jaren voordat meren en rivieren aanwezig waren om langzaam, millimeter voor millimeter, de bodem van de berg op te bouwen. ”
Daarvoor had Mars ook een dikkere atmosfeer nodig dan nu, en een broeikasgassamenstelling waarvan Vasavada zei dat ze er nog niet helemaal achter waren.
Maar op de een of andere manier zorgde een dramatische klimaatverandering ervoor dat het water verdween en winden in de krater de berg in zijn huidige vorm sneden.
De rover was precies op de juiste plaats geland, omdat hier in één gebied een groot deel van de milieugeschiedenis van Mars was vastgelegd, inclusief bewijs van een grote verandering in het klimaat van de planeet, toen het water dat de Gale-krater met sediment bedekt, opdroogde.
"Dit alles is nu een belangrijke motor voor wat we moeten uitleggen over het vroege klimaat van Mars," zei Vasavada. "Je krijgt geen miljoenen jaren aan klimaatverandering door een enkele gebeurtenis als een meteoorhit. Deze ontdekking heeft brede implicaties voor de hele planeet, niet alleen voor de Gale Crater. '
Andere ontdekkingen
• Silica: De rover deed een volledig onverwachte ontdekking van hoog-gehalte silicastenen toen het Mt. Scherp. "Dit betekent dat de rest van de normale elementen die gesteenten vormen, is verwijderd of dat er op de een of andere manier veel extra silica is toegevoegd", zei Vasavada, "die beide erg interessant zijn en heel anders dan de rotsen die we eerder hadden gezien. Het is zo'n veelzijdige en merkwaardige ontdekking dat we er een tijdje over doen om het uit te zoeken. "
• Methaan op Mars: methaan is meestal een teken van activiteit waarbij organisch materiaal betrokken is - zelfs mogelijk van leven. Op aarde wordt ongeveer 90 procent van het atmosferische methaan geproduceerd door de afbraak van organisch materiaal. Op Mars is methaan door de jaren heen door andere missies en telescopen gedetecteerd, maar het was zwak - de metingen leken te komen en te gaan en zijn moeilijk te verifiëren. In 2014 heeft de afstembare laserspectrometer binnen het SAM-instrument een vertienvoudiging van methaan waargenomen over een periode van twee maanden. Wat veroorzaakte de korte en plotselinge toename? Curiosity zal de metingen van methaan blijven volgen en hopelijk een antwoord geven op het decennia-lange debat.
• Stralingsrisico's voor menselijke ontdekkingsreizigers: zowel tijdens haar reis naar Mars als aan de oppervlakte, heeft Curiosity de hoogenergetische straling van de zon en de ruimte gemeten die een risico vormen voor astronauten. NASA zal gegevens van het Radiation Assessment Detector (RAD) -instrument van Curiosity gebruiken om toekomstige missies te ontwerpen om veilig te zijn voor menselijke ontdekkingsreizigers.
Morgen: de afsluiting van dit hoofdstuk, inclusief ‘How To Drive a Mars Rover, en‘ The Beast. ’Deel 1 is hier beschikbaar.
"Incredible Stories From Space: A Behind-the-Scenes Look to the Missions Changing Our View of the Cosmos" wordt uitgegeven door Page Street Publishing, een dochteronderneming van Macmillan.
