De Perseverance Rover begint monsters van regoliet te verzamelen

NASA’s rover heeft op 2 en 6 december twee nieuwe monsters van het oppervlak van Mars vastgelegd. Maar in tegenstelling tot de 15 stenen die tot nu toe zijn verzameld, kwamen deze nieuwere monsters uit een door de wind geblazen heuvel van zand en stof, vergelijkbaar met maar kleiner dan een zandduin.

Een van deze twee monsters, die nu in speciale metalen verzamelbuizen zit, komt ergens deze maand in aanmerking om op Mars te worden gedeponeerd als onderdeel van de Mars Sample Return-campagne.

Wetenschappers willen monsters van Mars bestuderen met behulp van krachtige laboratoriumapparatuur op aarde om te zoeken naar tekenen van oud microbieel leven en om de processen die het oppervlak van Mars hebben gevormd beter te begrijpen. De meeste samples zullen rock zijn; Onderzoekers willen echter ook regoliet – verpletterde rotsen en stof – onderzoeken, niet alleen vanwege wat het ons kan leren over geologische processen en de omgeving op Mars, maar ook om enkele van de uitdagingen waarmee astronauten op de Rode Planeet te maken krijgen, te verminderen. Regolith kan alles beïnvloeden, van ruimtepakken tot zonnepanelen, dus het is net zo interessant voor ingenieurs als voor wetenschappers.

NASA’s Mars Perseverance-rover maakte dit beeld van regoliet – gebroken steen en stof – op 2 december 2022. Deze regoliet, gehuisvest in een metalen buis, is een van de twee monsters die in aanmerking komen voor afzetting op Mars als onderdeel van het Mars-monster Retour campagne.
Bron: NASA/JPL-Caltech

Net als bij de rotskernen werden deze laatste monsters verzameld met behulp van een boor aan het einde van de robotarm van de rover. Maar voor de regolietmonsters gebruikte Perseverance een vijzel die eruitzag als een spijker met kleine gaatjes aan één uiteinde om het bulkmateriaal op te scheppen.

Ingenieurs ontwierpen de speciale boor na uitgebreide tests met behulp van gesimuleerde regoliet ontwikkeld door JPL. Het wordt de Mojave Mars-simulant genoemd en is gemaakt van vulkanisch gesteente dat is verpulverd tot deeltjes van verschillende grootte, van fijn stof tot grof gruis, op basis van regolietbeelden en gegevens verzameld door eerdere Mars-missies.

“Alles wat we leren over de korrelgrootte, vorm en chemie van regoliet helpt ons bij het ontwerpen en testen van betere instrumenten voor toekomstige missies”, zegt Iona Tirona van NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië, die de Perseverance-missie leidt. De hoofdactiviteit van de recente Regolietencollectie was Tirona. “Hoe meer gegevens we hebben, hoe realistischer de simulatie kan zijn.”

Optimism, een complete replica van NASA’s Mars Perseverance-rover, test een model van de Perseverance-regoliettop in een stapel gesimuleerde regoliet – gebroken steen en stof – bij JPL.
Bron: NASA/JPL-Caltech

Stof uitdaging

Door de regoliet van dichtbij te bestuderen, kunnen ingenieurs toekomstige Mars-missies ontwerpen, evenals uitrusting voor toekomstige Mars-astronauten. Stof en regoliet kunnen zowel ruimtevaartuigen als wetenschappelijke instrumenten beschadigen. Rigoliths kunnen gevoelige delen en langzame oppervlakterovers verwarren. De korrels kunnen ook unieke uitdagingen vormen voor astronauten: tijdens de Apollo-missies naar de maan werd ontdekt dat maanregoliet scherp genoeg was om microscopische gaten in ruimtepakken te scheuren.

Regolieten kunnen nuttig zijn als ze op de juiste manier worden geplaatst om astronauten tegen straling te beschermen, maar ze houden ook gevaren in: het oppervlak van Mars bevat perchloraat, een giftige chemische stof die de gezondheid van astronauten kan bedreigen als grote hoeveelheden worden ingeademd of per ongeluk worden ingenomen.

“Als we permanent op Mars aanwezig zijn, moeten we weten hoe stof en regoliet interageren met onze ruimtevaartuigen en habitats”, zegt Perseverance-teamlid Erin Gibbons, een promovendus aan de McGill University die regoliet-simulaties gebruikt als onderdeel ervan. Werken met de rock-vaping-laser van de rover, die de SuperCam wordt genoemd.

“Sommige van deze stofdeeltjes kunnen zo fijn zijn als sigarettenrook, en ze kunnen het ademhalingsapparaat van een astronaut binnendringen”, voegde Gibbons toe, die eerder deel uitmaakte van een NASA-programma dat robotverkenning van Mars bestudeert. “We willen een vollediger beeld van welke materialen schadelijk kunnen zijn voor onze ontdekkingsreizigers, of het nu gaat om mensen of robots.”

De boorbits die door NASA’s Perseverance-rover worden gebruikt, worden gezien voordat ze vóór de lancering worden geïnstalleerd. Van links zijn een regolietboor, zes bits die worden gebruikt om de kern van de rots te boren, en twee schurende bits die worden gebruikt om de met stof bedekte buitenste laag van de rots te verwijderen, zodat de rover nauwkeurige gegevens over de samenstelling ervan kan verzamelen.
Bron: NASA/JPL-Caltech

Naast het beantwoorden van vragen over gezondheids- en veiligheidsrisico’s, kan een buis van Martiaanse regoliet wetenschappelijke wonderen inspireren. Als je er onder een microscoop naar kijkt, zie je een caleidoscoop van korrels in verschillende vormen en kleuren. Elk zou als een stukje van een legpuzzel zijn, elk samengebonden door wind en water gedurende miljarden jaren.

“Er zijn veel verschillende materialen gemengd in de regoliet van Mars”, zei Libby Hauserat van de Universiteit van Nevada, Las Vegas, een van de Perseverance-re-sampler-wetenschappers. “Elk monster vertegenwoordigt een geïntegreerde geschiedenis van het oppervlak van de planeet.”

Als expert op het gebied van de aardbodem is Hausrath zeer geïnteresseerd in het vinden van tekenen van interactie tussen water en gesteente. Op aarde komt leven vrijwel overal voor waar water is. Hetzelfde zou miljarden jaren geleden voor Mars zijn gebeurd, toen het klimaat van de planeet meer op dat van de aarde leek.

Meer over de missie

Astrobiologie is een van de belangrijkste doelen van de Mars Perseverance-missie, inclusief het zoeken naar tekenen van oud microbieel leven. De rover zal de geologie van de planeet en het klimaat in het verleden karakteriseren, de weg vrijmaken voor menselijke verkenning van de Rode Planeet, en zal de eerste missie zijn om Mars-rotsen en regoliet (gebroken rotsen en stof) te verzamelen en op te slaan.

Latere NASA-missies zullen, in samenwerking met de European Space Agency (ESA), een ruimtevaartuig naar Mars sturen om deze verzegelde monsters van het oppervlak te verzamelen en terug te sturen naar de aarde voor diepgaande analyse.

De Mars 2020 Perseverance-missie maakt deel uit van NASA’s Lunar-to-Mars Exploration Approach, die de Artemis-missies naar de maan omvat die zullen helpen bij de voorbereiding op menselijke verkenning van de Rode Planeet.

Het Jet Propulsion Laboratory, beheerd door NASA’s Caltech in Pasadena, Californië, bouwde en beheerde de operaties van de rover.

Meer informatie over doorzettingsvermogen: mars.nasa.gov/mars2020/

Astrobiologie