|
Al sinds de oudheid wordt Mars, de rode planeet, nauwlettend door de
mens in het oog gehouden. Zijn bloedrode kleur zorgde ervoor dat vele
beschavingen hem associeerden met oorlog. Zo kwam de planeet ook aan
zijn naam: Mars is de Romeinse oorlogsgod.
In de 17de eeuw richtten astronomen hun eerste, zelfgebouwde
telescoopjes op Mars, en ontdekten ze er kleurvlekken die hen deden
denken aan de maria op de maan. In de loop van de tijd ontdekten ze ook
lijnenstelsels, kleurveranderingen, de beweeglijke poolkappen en wolken.
Mars begon steeds meer tot de verbeelding te spreken.
|
Mars in cijfers
|
|
| Gemiddelde afstand tot de zon: |
|
227 940 000 km |
| Omloopstijd om de zon: | |
686,980 dagen |
| Duur van asomwenteling: | |
24h37,4m |
| Equatoriale diameter: | |
6 794 km |
| Massa: | |
6,421 × 1023 kg |
|
|
|
|
In 1877 publiceerde de Italiaanse astronoom Giovanni Schiaperelli een
kaart van Mars, gebaseerd op zijn jarenlange waarnemingen van de
planeet. Schiaperelli gaf de lijnen die hij zag de naam canali, een
Italiaans woord voor natuurlijke watergeulen. Door een vertaalfout stond
er op de Engelse versie van de kaarten canals, wat slaat op kunstmatige
kanalen (het Engelse woord voor natuurlijke kanalen is "channels").
Deze vertaalfout doet bij de Amerikaanse fantast Percival Lowell het
idee ontstaan dat er op Mars een hoogwaardige beschaving bestaat, die
door middel van gigantische kanalen probeert haar woestijnplaneet te
irrigeren met water van de poolkappen. De stap naar marsmannetjes is
daarmee gezet. Nog steeds zijn er mensen die geloven dat er op Mars eens
grote beschavingen hebben bestaan, ondanks een duidelijk gebrek aan enig
steekhoudend bewijs daarvoor.
Ook bij wetenschappers blijft Mars echter een populaire planeet: na onze
aarde en maan is ze het meest bestudeerde object van het zonnestelsel.
De omstandigheden op Mars lijken soms op die op aarde. Sommige
wetenschappers denken zelfs dat er op Mars ooit leven is ontstaan, dat
sindsdien is verdwenen. De recente ontdekking van grote hoeveelheden
waterijs en mogelijk vloeibaar oppervlaktewater op Mars maken de planeet
alleen maar interessanter. Sinds de jaren '60 al is ze het doel van
talloze ruimtemissies. Wellicht zal het niet lang meer duren voor ook de
eerste astronauten onze buurplaneet een bezoekje brengen, de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA heeft de ambitieuse plannen van president
Reagan moeten laten varen, maar een bemande vlucht is nog altijd het doel, zij het dan met behulp van commerciele partners. Ook andere landen zoals
Rusland en ook ESA doen onderzoek naar langdurig verblijf in de ruimte.
 
Links, een tekening van Mars door Lowell.
Rechts een foto van de planeet Mars, met Vallis Marineris
opvallend in het midden van de
Marsbol. [Foto: JPL]
Baan en rotatie
Mars draait in 687 aardse dagen om de zon. De as van Mars is lichtjes
gekanteld (23°30', gelijkaardig aan de askanteling van de aarde die
23°59' bedraagt) waardoor de seizoenen ook erg op die van de aarde
gelijken.
Een dag op Mars (sinds de landing van de populaire sonde Mars Pathfinder
vaak 'sol' genoemd) duurt 24 uur en 37 minuten. Ook dat is erg gelijkaardig
aan de aardse dag. Al die gelijkenissen maken dat toekomstige kolonisten het
erg makkelijk zullen hebben om zich aan te passen aan het ritme op Mars.
Ontstaan en evolutie
Mars moet ongeveer gelijktijdig met de aarde ontstaan zijn, en had
aanvankelijk wellicht een min of meer gelijkaardige evolutie. Het
grootste verschil is dat Mars, omdat ze maar half zo groot is als de
aarde, veel sneller kon afkoelen. Dat zorgde voor een veel beperkter
vulkanisme dan op aarde, en voor de totale afwezigheid van
platentektoniek: de korst van Mars is ÈÈn enkele plaat. Daardoor zijn er
ook geen hoge bergruggen, dieptetroggen of vulkanische ruggen. Waar de
korst dun genoeg was om door magma gepenetreerd te worden, ontstonden
zeer hoge vulkanen.
Samenstelling
Zoals de aarde en Venus
bestaat Mars uit een korst, een stenen mantel en een ijzeren kern. Het feit
dat Mars slechts een zeer zwak magnetisch veld heeft, wijst erop dat deze
kern volledig vast is. Het weinige magnetisme dat de ruimteverkenners
detecteerden is wellicht een overblijfsel uit de vroegste periode van de
planeet, toen die ijzerkern nog wel vloeibaar was. Sommige gesteenten kunnen
immers magnetisme vasthouden.
Oppervlak
Kaart van het Marsoppervlak, opgemeten door de Mars Global Surveyor. [Foto: JPL]
Oude gebergten en jonge vlakten
Het oppervlak van Mars is vrij jong: in tegenstelling tot wat men had
verwacht, zijn er op de planeet maar weinig grote inslagkraters te
vinden. Het zuidelijk halfrond van Mars is het oudste (ongeveer 3,8
miljard jaar), en bestaat uit zwaar bekraterde bergen, gelijkend op het
kraterterrein van de maan. Het noordelijk halfrond bestaat voornamelijk
uit jonge vlakten (jonger dan 3,5 miljard jaar), doorsneden met
valleien. Het gebied Tharsis Regio, waarin ook de vulkaan Olympus Mons
ligt, is niet ouder dan 500 miljoen jaar!
Hoogtekaart van het Marsoppervlak, opgemeten door de Mars Global Surveyor. [Foto: JPL]
De scheiding tussen het oude zuidelijke terrein en het jonge noordelijke
terrein gebeurt vrij abrupt, met een plots hoogteverschil van enkele
kilometers. Mogelijk heeft Mars in zijn vroege geschiedenis een zware
inslag op het noordelijk halfrond meegemaakt, waardoor deze helft van de
planeet grotendeels vernieuwd werd.
Mars Global Surveyor leverde ook
gegevens op waaruit blijkt dat de korst op het noordelijk halfrond
35 km
dik is, tegenover 80 km op het zuidelijke halfrond.
Vulkanen
EÈn van de spectaculairste reliÎfeenheden op Mars is de vulkaan Olympus
Mons, de grootste schildvulkaan in het zonnestelsel: hij is 24 km hoog
en heeft een basis met een doorsnede van 500 km. De vulkaan wordt
omringd door een steile klif van 6 km hoog. Naast Olympus Mons liggen in
hetzelfde gebied ook nog Alba Pathera (1 500 km breed) en de drie
kleinere vulkanen Arsia, Pavonis en Ascraeus. Verder zijn er op Mars
nog twee andere gebieden waar kleinere vulkanen voorkomen: Elysium regio
en het inslagbekken Hellas.
Olympus Mons, de grootste vulkaan van het zonnestelsel. [Foto: JPL]
Doordat er op Mars geen platentektoniek is zoals op aarde blijft de lava
steeds op dezelfde plaats door de korst stromen. Op aarde verschuift de
aardkorst na verloop van tijd, zodat de vulkanen naast elkaar komen te
liggen (zoals bijvoorbeeld de archipel van Hawaii).
Er zijn aanwijzingen dat Mars 150 miljoen jaar geleden nog een
vulkanische uitbarsting meemaakte; geologisch gesproken is dat erg
recent, zodat wordt aangenomen dat Mars ook vandaag nog vulkanisch
actief is. Dat vulkanisme is echter zeer beperkt en sluimerend, en de
kans dat we binnenkort een uitbarsting meemaken is bijzonder klein.
Valleien
Een ander opvallend onderdeel van de Marsgeografie zijn de talloze
valleien die vooral op het oudere, zuidelijke halfrond te zien zijn. Al
sinds de foto's van de eerste Mariner-verkenners is de meest aanvaarde
hypothese dat deze valleien eigenlijk uitgedroogde rivierbeddingen zijn.
Dat betekent dat er vroeger op Mars grote hoeveelheden water geweest
moeten zijn. Jarenlang hebben wetenschappers zich afgevraagd waar dat
water dan wel naartoe is gegaan: tegenwoordig is Mars een droge
woestijn. Metingen hebben aangetoond dat het waarschijnlijk
onder de vorm van permafrost is opgenomen in de Marsbodem. Het zou gaan
om uitzonderlijk grote hoeveelheden waterijs dat op enkele meters diepte
onder de oppervlakte opgeslagen ligt.
Vallis Marineris
De gigantische canyonstructuur Vallis Marineris, een breuklijn van
4 000 km lang, is niet veroorzaakt door watererosie: het is een geweldige
scheur in de korst, veroorzaakt door spanningen ten gevolge van
het uitstulpen van het Tharsis-hoogplateau aan de andere kant van de
planeet. Dat plateau, dat 10 km hoger is dan het gemiddelde Marsniveau,
ontstond door het opwellen van lava uit de mantel van de planeet.
Doordat de korst op die plaats veel te dik is om door te breken,
stapelde het materiaal zich op. Aan de andere kant van de planeet
scheurde de korst daardoor open.
Vallis Marineris, de grootste canyon van het zonnestelsel. [Foto: JPL]
Atmosfeer
De atmosfeer van Mars leek vroeger waarschijnlijk meer op die van de
vroege aarde. De koolstofdioxide, die het grootste deel van de atmosfeer
uitmaakte, werd bij beide planeten opgenomen in de gesteenten, maar bij
de aarde kwamen deze gassen opnieuw in de atmosfeer terecht onder
invloed van de platentektoniek. Op Mars, waar geen tektoniek voorkomt,
bleef het CO2 gevangen. Daardoor ontstond op de planeet geen
broeikaseffect, zodat ook de temperatuur daalde.
Slechts een klein deel van de oorspronkelijke atmosfeer bleef op Mars
bewaard: de atmosferische druk bedraagt er 7 millibar, minder dan
1 % van
die op aarde. De atmosfeer bestaat voor het grootste deel uit
CO2,
aangevuld met stikstof (N2) en Argon (Ar).
Een deel van het stikstofgas is terug te vinden op de poolkappen onder
de vorm van ijs - koolzuurijs of "droog ijs". In de zomer sublimeert
dit ijs gedeeltelijk. Ook op andere plekken op de planeet slaat CO2 neer
onder de vorm van rijp. In de ochtendzon sublimeert deze rijp en worden
witte ochtendwolken gevormd, die soms zelfs door een kleine telescoop te
zien zijn.
Klimaat en temperatuur
De gemiddelde temperatuur op Mars bedraagt ongeveer -55 ∞C. De dunne
atmosfeer slaagt er niet in de weinige warmte die Mars van de zon krijgt
gelijkmatig te verdelen, zodat de temperatuursschommelingen erg groot
zijn. Op de polen bedraagt de minimumtemperatuur -133 ∞C, in de zomer kan
het op sommige plaatsen 27 ∞C warm worden.
De askanteling en baan van Mars veroorzaken seizoenen die erg
gelijken op die op aarde. Met de seizoenen varieert ook de windrichting
en -sterkte, en daardoor ook het uiterlijk van de planeet: de wind
neemt stofdeeltjes met zich mee die donkere plekken kunnen bedekken
met lichter materiaal, of ze juist van stof vrijmaken. Vroeger werden deze
seizoensgebonden kleurveranderingen logischerwijze aanzien voor de
verkleuringen van plantengroei.
Wie met een kleine telescoop Mars in het oog houdt, kan veel van die
veranderingen zelf opmerken. Het opvallendst is het aangroeien en weer
afsmelten van de poolkappen: in de winter bevriest het koolzuurgas (CO2)
waaruit de Marsatmosfeer bestaat gedeeltelijk, en komt deze onder de vorm
van sneeuw op de polen terecht. De winter kan soms zo koud zijn dat een
derde van de atmosfeer bevriest, waardoor de luchtdruk plots veel lager
wordt. Het verschil kan tot 30 % bedragen.
Water
Het onderzoek van Mars wordt tegenwoordig gedomineerd door de speurtocht
naar water. Er zijn talloze aanwijzingen dat Mars vroeger bijzonder veel
water gehad moet hebben: de hooglanden worden doorsneden door
rivierbekkens, en op basis van nauwkeurige metingen van
hoogteverschillen hebben wetenschappers sporen ontdekt van oude meren en
oceanen.
Sinds 2001 zijn er steeds meer aanwijzingen dat het water niet gewoonweg
van de planeet verdwenen is. Op foto's van de Mars Global Surveyor zijn
sporen gevonden van zeer recente maar bescheiden waterstromen die uit de
wanden van valleien naar beneden stromen. De 2001 Mars Odyssey ontdekte
een planeetomvattende laag waterijs in de Marsbodem. Het water zou dus
zijn opgenomen als een soort van bevroren modder in een laag permafrost,
niet veel dieper dan een meter onder het oppervlak. Verder onderzoek
vanop het oppervlak moet uitwijzen om hoeveel water het precies zou
gaan. De ontdekking opent in elk geval de deur voor de menselijke
exploratie van de rode planeet.
De maantjes Phobos en Deimos
Mars bezit ook twee kleine maantjes: Phobos en Deimos. Het gaat om
steenbrokken van niet groter dan 100 km, wat doet vermoeden dat het eigenlijk
ingevangen planetoÔden zijn.
De Marsmaantjes Phobos (links) en Deimos (rechts). [Foto's: JPL]
Verkenning
De eerste verkenners
Sinds het begin van de ruimtevaart zijn er al pogingen ondernomen om
Mars te bereiken. In 1960 probeerden de Russen al twee sondes, de
Marsniks, te lanceren. Beiden ontploften echter tijdens de lancering. De
eerste sonde die erin slaagde Mars te bereiken was de Amerikaanse
Mariner 4, die
de planeet voorbijvloog. Ook Mariners 6 en 7 slaagden erin voorbij Mars
te vliegen en foto's en data terug te zenden.
De foto's bleken echter weinig interessant te zijn: toevallig toonden
ze allemaal stukjes van het oude, zwaar bekraterde terrein van het
zuidelijk halfrond. Mariner 9, de eerste sonde die in een baan om de
planeet kwam, was een soort missie van de laatste kans: de interesse in
Mars was danig verzwakt door de teleurstellende foto's. Toen Mariner 9
bij de planeet aankwam, bleek er juist een geweldige stofstorm bezig:
geen enkel oppervlaktedetail was op de planeet te bekennen! Gelukkig was
Mariner 9 een orbiter: de sonde werd gedurende enkele maanden in een
wachtstand geplaatst, tot het stof weer was gaan liggen en er foto's
genomen konden worden. Die foto's toonden een totaal andere planeet dan
de eerdere afbeeldingen: kraters, vulkanen en diepe canyons verbaasden
de geleerden. Mars werd opnieuw boeiend.
Tegelijkertijd kenden de Sovjetmissies naar Mars alleen maar problemen.
Mars 1 geraakte tot op 100 miljoen kilometer van de planeet toen de radio
plots uitviel. Zond 2, een aangepaste maanmissie, had eveneens radioproblemen.
Mars 2
en Mars 3,
twee identieke missies uit 1971, geraakten wel aan de planeet en
zonden 60 foto's en een groot aantal ruwe metingen terug. Beiden hadden ook
landingsmodules aan boord, maar deze slaagden er niet in veilig te landen.
Ze werden wel de eerste objecten die de Marsbodem bereikte.
Mars 4,
Mars 5,
Mars 6
en Mars 7,
allen gelanceerd in 1973, zonden nauwelijks nuttige data terug. Mars 4 moest zich in een baan
om Mars zetten maar slaagde daar niet in. Mars 5, wellicht een gelijkaardige missie, geraakte
wel in haar baan maar ging na een paar dagen al verloren. Mars 6 was een module die
aan een parachute in de atmosfeer afdaalde en gegevens doorzond naar de aarde. De sonde ging
verloren net voor ze het Marsoppervlak bereikte, en de teruggestuurde gegevens waren door een fout
in de computerchip haast volledig onleesbaar. Mars 7, ook weer een gelijkaardige missie, kende
ook computerproblemen waardoor de afdalingsmodule vier dagen te vroeg werd afgeschoten en de planeet
met 1300 km miste.
De Vikingmissies
In 1975 slaagde NASA erin twee sondes veilig op de planeet te laten landen:
Viking 1 en 2. Zij namen foto's vanop het oppervlak en onderzochten de bodem en het klimaat. Er was zelfs een experiment om de aanwezigheid van
micro-organismen op te sporen dat aanvankelijk positief resultaat
behaalde. Verder onderzoek toonde echter aan dat het experiment geen
bewijs van leven op Mars kon leveren.
 
Beelden van het Marsoppervlak rond de Vikinglanders. [Foto's: JPL]
Na de Vikinglanders was het een hele tijd stil. NASA investeerde in de
Voyagers die het buitenste zonnestelsel bezochten, en nadien in de
ontwikkeling van de Space Shuttle.
In 1988 boekte de Sovjet-Unie met Phobos 2 nog enkele resultaten, maar net als al hun andere Marsmissies liep ook
deze onderneming uiteindelijk uit op een teleurstellende mislukking: kort
voor de landing van twee microsondes op de Marsmaan Phobos ging het contact
met het ruimtetoestel verloren.
Moeilijke jaren negentig
De jaren '90 zagen een plotse vernieuwde interesse in Mars. De
Amerikaanse Mars Observer die in 1992 werd gelanceerd mislukte nog toen
het contact verloren ging, maar de Mars Global Surveyor (MGS) uit 1996
betekende het begin van een succesvolle Marscampagne. Als Global
Surveyor heeft deze missie een zeer gedetailleerde Mars-atlas
samengesteld. MGS seint nog altijd zeer boeiende foto's naar de aarde
terug. Een maand na MGS vertrok ook de Mars Pathfinder (MPF), die door
middel van airbags een geslaagde landing op het oppervlak maakte en het
publiek wereldwijd betoverde met zijn maanwagentje, de Sojourner Rover.
De Russische Mars 96, die ook in dezelfde periode werd gelanceerd, ging
echter bij de lancering verloren. Het was de doodssteek voor het Russische Marsprogramma.
In 1998 en 1999 stuurde de NASA de twee sondes Mars Climate Orbiter
(MCO) en Mars Polar Lander (MPL), die alletwee verloren gingen wegens
ontwerpfouten. Ook het programma Deep Space 2,
twee sondes die aan hoge snelheid op Mars moesten inslaan
om de bodem onder het oppervlak te gaan onderzoeken en die meeliftten met Mars Climate Orbiter,
gingen om onbekende reden verloren.
In diezelfde periode zond Japan de Nozomisonde naar Mars, die
eveneens met moeilijkheden af te rekenen kreeg. Deze sonde werd op een
tragere baan geplaatst en zal in 2003 bij de rode planeet aankomen.
Na de dubbele mislukking van de NASA-sondes MCO en MPL verkeerde het
agentschap in een crisis. De ambitieuze plannen die twee sondes per twee
jaar voorzagen werden van tafel geveegd. Na een ronde van bezinning
werden de beide missies van 2001 tot ÈÈn enkele samengevoegd, de Mars
Odyssey. Deze sonde onderzoekt de magnetosfeer, het klimaat en de polen
van Mars. Mars Odyssey ontdekte in 2002 dat er zich in de bodem van Mars
waarschijnlijk grote hoeveelheden water bevinden. De verkenner zal ook
dienen als communicatiesatelliet voor toekomstige missies die op de
planeet landen.
Mars rover missies
In 2004 landen twee Mars rovers van de NASA op de planeet: Spirit en Opportunity. Zij bevinden zich op tegenovergestelde
zijden van de planeet. Spirit heeft 7,7 km afgelegd, maar kampt met problemen. Twee van de 6 motoren hebben hun aandrijving
verloren en de zonnepanelen werken ook niet optimaal. Op 22 maart 2010 is het tuig dan vast komen te zitten in het zand op de
vlakte van Troy en is er geen contact meer geweest. Normaal gaan de rovers zelf in winterslaap als de Martiaanse winter aanbreekt
en de zonnepanelen niet veel stroom meer produceren. Recent zou het klimaat echter terug optimaal moeten zijn, maar Spirit laat
niet van zich horen.
Kaart van de weg die Spirit afgelegd heeft [Foto's: JPL]
Tweelingbroer Opportunity heeft ondertussen al meer dan 27km afgelegd in de buurt van de krater Endeauvour.
De rovers hebben al een heleboel nuttige foto's en informatie doorgestuurd. Zo is er bewijs gevonden dat vloeibaar water
door het oppervlak van Mars gesijpeld is, misschien smeltwater van sneeuw of ijs.
In 2003 kwam de Mars Express missie van ESA aan bij de rode planeet. De lander Beagle is spijtig genoeg bij de
landing verloren gegaan. De orbiter heeft goede diensten bewezen bij het in kaart brengen van het oppervlak in hoge resolutie.
ESA heeft beslist de missie te verlengen.
Toekomst
De Mars Science Laboratory missie en de rover 'Curiosity' zullen begin 2012 op de planeet aankomen.
De volgende generatie rover gaat een toplocatie bezoeken en stenen letterlijk zappen met een laser om de samenstelling
te bepalen en nog beter te kunnen speuren naar sporen van leven.
Curiosity in opbouw [Foto's: JPL]
De MAVEN missie (Mars Atmospheric an Volatile EvolutioN) zal de planeet in 2014 bereiken om metingen te doen van de
atmosfeer om beter te begrijpen welke indrukwekkende wijzigen er zich hebben vorgedaan.
De ExoMars/Trace Gas Orbiter is een missie van NASA en ESA voor 2016 waarbij een orbiter rond de planeet zal draaien
en een lander op het oppervlak zal afdalen. De orbiter gaat gassen in de atmosfeer analyseren en bepalen of ze van
vulkanische of biologische oorsprong zijn.
Verwante links
Verwante nieuwsberichten:
|
