Europa is op weg naar Mars!

Mars Express is in opdracht van ESA gebouwd door het Europese consortium Astrium. De 1120 kg zware planeetverkenner vertrok gisteren om 19.45 uur Nederlandse tijd vanaf lanceerbasis Baikonoer in Kazakhstan. De lancering vond plaats met een Sojoez-Fregat combinatie. Na het ontbranden van de bovenste trap werd een parkeerbaan om de aarde bereikt. Anderhalf uur later werd Mars Express van daaruit op weg naar Mars gestuurd.

"Europa is op weg naar Mars voor het meest grondige en gedetailleerde onderzoek van de Rode Planeet ooit,” jubelde David Southwood, ESA’s wetenschappelijk directeur die de lancering vanaf Baikonoer bijwoonde. “We zijn bijzonder trots op deze missie en met name ook over de snelheid waarmee deze tot stand werd gebracht.”

Het contact met Mars Express wordt onderhouden door ESA’s controlecentrum ESOC in het Duitse Darmstadt. Daar werd geconstateerd dat de verkenner op de juiste manier op de zon is gericht en dat de zonnepanelen zich foutloos hebben ontvouwen. Twee dagen na nu zal een baancorrectie plaatsvinden waarmee de planeetverkenner vanuit zijn interplanetaire baan op weg naar Mars wordt gestuurd. De Fregat-trap blijft dan achter en zal in de ruimte verdwijnen. Er is geen enkele risico genomen dat hij op Mars terechtkomt zodat de Rode Planeet niet zal worden vervuild.

Na de baancorrectie verlaat Mars Express de aarde voor een zes maanden durende en 400 miljoen km lange vlucht door het zonnestelsel. Nadat alle instrumenten zijn getest, zal de verkenner om energie te besparen grotendeels worden gedeactiveerd. Gedurene de reis zal slechts één keer per dag contact worden gezocht met de aarde. In september is nog een kleine koerscorrectie gepland.

Op tijd voor Kerstmis

Eind november worden alle systemen gereactiveerd. Mars Express wordt dan ook in gereed gebracht voor het loslaten van Beagle 2. De 60 kg zware capsule die dit landingsvaartuig bevat, beschikt niet over een eigen voorstuwing- en besturingsysteem en wordt op 20 december afgevuurd in een botsingskoers met Mars. Na een ballistische vlucht van vijf dagen treedt de capsule op Eerste Kerstdag de Marsatmosfeer in. De lander wordt beschermd door een hitteschild. Nadat dat zijn werk heeft gedaan en is afgestoten, ontplooien zich twee parachutes om de landingssnelheid verder af te remmen. De 30 kg zware Beagle 2 daalt neer in een gebied aan de Marsevenaar dat bekend staat als Isidis Planitia. Drie airbags zorgen voor een zachte landing. De cruciale fase van intrede in de atmosfeer tot en met de landing duurt slechts tien minuten.

In de tussentijd heeft de resterende orbiter een aantal manoeuvres achter de rug die hem in een baan om Mars moeten brengen. Door de ontbranding van de hoofdmotor vindt een zodanige afremming plaats dat de orbiter in een sterk elliptische baan om Mars komt. Nog eens vier ontbrandingen zijn nodig voor het bereiken van de beoogde 7,5 uurs quasi-polaire baan op een afstand van 250 km van de planeet.

Op zoek naar leven

Na de landing zal Beagle 2 (genoemd naar de HMS Beagle, waarmee Charles Darwin rond de wereld zeilde en aan de hand van de ontdekkingen tijdens die reis zijn evolutietheorie ontwierp) zijn zonnepanelen ontvouwen. Ook wordt het instrumentarium (twee camera’s, een microscoop en twee spectrometers aan het uiteinde van een robotarm) naar buiten gebracht. Beagle 2 begint met een eerste verkenning van zijn omgeving en gaat vervolgens geologische en mineralogische gegevens verzamelen. Aan de hand daarvan zal Marsgesteente voor het eerst met absolute nauwkeurigheid worden gedateerd. Met een kleine boor worden bodemmonsters tot 2 meter diepte genomen. Die worden in een geautomatiseerde mini-laboratorium geplaatst dat is uitgerust met 12 oventjes en een massaspectrometer. Met de spectrometer zal ook worden gezocht naar tekenen van eventueel (fossiel) leven op Mars.

Mars binnenste buiten gekeerd

De Mars Express orbiter richt per omloopbaan een half uur tot een uur lang zijn instrumenten op Mars. De rest van de tijd wordt benut om de door Beagle 2 verzamelde gegevens naart de aarde te seinen.

De orbiter beschikt over zeven instrumenten waarmee Mars ‘binnenste buiten’ zal worden gekeerd. Het MARSIS-radarinstrument dringt door tot op een diepte van 2 km in de bodem en gaat op zoek naar waterijs in het gesteente op Mars. De hogeresolutie-stereocamera HRSC brengt de planeet met een resolutie van 10 meter in kaart. HRSC is zelfs in staat om interesssante gebieden met een resolutie van nog geen 2 meter te fotograferen. De OMEGA-spectrometer maakt de eerste mineralogische kaart van de planeet. Zijn preciesie bedraagt 100 meter. Het mineralogisch onderzoek wordt aangevuld door de PFS-spectrometer die ook de samenstelling van de Marsatmosfeer gaat onderzoeken. Een ander instrument, ASPERA, heeft als opdracht de wisselwerking tussen de hoogste delen van de Marsatmosfeer en de interplanetaire ruimte te onderzoeken. Het gaat daarbij met name om de mate waarin de zonnewind de Marsatmosfeer in de ruimte verspreid. Mars heeft in tegenstelling tot de aarde geen sterk magnbetisch veld dat de zonnewind afbuigt. Verder atmospherisch onderzoek zal worden uitgevoerd door de SPICAM-spectrometer and het MaRS-experiment, met speciale nadruk op sterbedekkingen en propagatie van radiosignalen door de Marsatmosfeer.

De orbiter zal minstens een Marsjaar lang (687 dagen) gaan waarnemen. Beagle 2 zal naar verwachting 180 dagen lang op het planeetoppervlak actief zijn.

Eerste van een serie

De eerste Europese missie naar Mars voert een deel uit van de doelstellingen van de Europees-Russische Mars 96 missie. Deze missie kwam voortijdig ten einde toen de lancering met een Protonraket mislukte. Een Russische partner werkte nu ook samen bij het ontgwerp en de bouw van een van de instrumenten van de orbiter.

Mars Express maakt deel uit van een internationaal programma voor Marsonderzoek. Dat onderzoek wordt verder uitgevoerd door de reeds bij Mars aanwezige Mars Surveyor, Mars Odyssey en twee nog te lanceren Mars Exploration Rovers van de NASA, alsook de Japanse Marsverkenner Nozomi. Mars Express kan in dit samenwerkingsverband ook gegevens van de Mars Exploration Rovers naar de aarde doorseinen terwijl Mars Odyssey, mocht dat nodig zijn, hetzelfde kan doen met de gegevens van Beagle 2.

De wetenschappelijk doelstellingen van Mars Express zijn van buitengewoon groot belang. De Europese orbiter-landercombinatie zal antwoord moeten geven op vele vragen die tijdens vorige missies rezen. Zo is er meer kennis nodig over de evolutie van de planeet, zijn geologische geschiedenis, de aanwezigheid van water in de bodem en de mogelijkheid dat Mars ooit zeeën en oceanen kende. Volgens sommigen was Mars toen geschikt voor het ontstaan van leven. Als dat zo is, zou dat leven misschien ook nu nog voortbestaan in dieper gelegen waterplaatsen in de Marsbodem.

Mars Express, voor groot deel samengesteld uit onderdelen die ook zijn toegepast in de nog te lanceren komeetverkenner Rosetta, is de eerste van een reeks ESA-missies naar de planeten. Voor 2005 is Venus Express gepland en voor het einde van dit decennium de BepiColombo-missie naar Mercurius. Mars Express is een voorloper voor verder Marsonderzoek, dat zal worden uitgevoerd in het kader van ESA’s Aurora-programma voor exploratie van ons zonnestelsel.