Marsmaan Phobos volgende bestemming? :: Nieuws

Marsmaan Phobos volgende bestemming?

Geplaatst op 16-02-2010 om 00u37 door Stefan De Decker - 20029 keer gelezen

Indien de koerswijziging die President Obama voorstelt wordt goedgekeurd, zal NASA haar Constellation programma dat voorzag in een terugkeer van bemande maanmissies tegen 2020 stopzetten en een geheel nieuwe koers varen.

Met de budgetten die vrijkomen zal NASA d.m.v. subsidies de private ruimtevaartsector stimuleren om de capaciteit te ontwikkelen bemande vluchten van en naar het ISS uit te voeren. Het ISS of International Space Station zal met bijkomende gelden die vrijkomen tot minimum 2020 operationeel blijven. Er zal ook meer geld zijn voor bijkomend onderzoek om lange bemande ruimtereizen mogelijk te maken.

Er zijn vele technologieën waarin stevig zal geïnvesteerd worden: nieuwe propulsie methodes, nieuwe sterke en tegelijk ultra lichte materialen, gebruik van robots, biologie, op -en overslag van brandstof in een baan om de aarde, zelfvoorzienend (closed loop) life-support en opblaasbare modules.

Er wordt ook meer aandacht geschonken aan het milieu. Zo zal vanuit het ISS aan aardobservatie gedaan worden, zal de bij lancering verloren Orbiting Carbon Observatory opnieuw gebouwd en gelanceerd worden en zal onderzoek en ontwikkeling ook leiden tot stillere en zuinigere motoren voor de luchtvaart.

Ook de planetaire wetenschappen krijgen een bescheiden budgetverhoging. Er zullen extra fondsen gaan naar het opsporen van NEO’s (Near Earth Objects). Dit zijn asteroïden die dicht bij de aarde komen. De Mars Science Laboratory, de grote broer van de Mars rovers, zal in 2011 gelanceerd worden. De productie van plutonium – nodig voor energievoorziening van missie naar de buitendelen van het zonnestelsel - zal heropgestart worden.

Phobos doel van bemande ruimtemissies?

Indien niet de maan het doel is van de volgende bemande ruimtemissie die verder gaat dan rondjes rond de aarde, wat dan wel? Mars? Neen, dit is nog veel moeilijker dan een maanmissie. De volgende bestemming zou wel eens een NEO kunnen zijn. Of Phobos, de grootste van de 2 maantjes die om Mars cirkelen.

De maan mag dan wel relatief dichtbij zijn, maar door haar zwaartekracht zijn zware raketten en veel brandstof nodig om mensen van en naar het oppervlak te brengen. Dit maakt zulke missie ontzettend duur. En Mars is nog een categorie zwaarder dan onze maan.

Phobos is erg klein (28 km doorsnede) en haar zwaartekracht is zo gering dat eens je in een baan rond Mars bent, het erg weinig energie kost om te landen en weer op te stijgen. Hierdoor is een missie naar het oppervlak van Phobos makkelijker dan een missie naar het oppervlak van onze maan.

Op Phobos kan aan Marsonderzoek gedaan worden: men kan er rovers op de oppervlakte van Mars besturen zonder dat de signalen minimum 8 minuten onderweg zijn zoals met de huidige rovers het geval is en er is een rijke collectie aan marsgesteenten die bij verschillende grote inslagen tot op Phobos geslingerd zijn. De meeste kraters op Phobos bevinden zich aan de zijde van de richting waarin de maan zich beweegt net zoals op vooruit van een auto in de zomer veel meer vliegen plakken dan op de achterruit.

Phobos werd in 1877 ontdekt en het ontstaan ervan is nog steeds een mysterie. Phobos en het kleinere maantje Deimos hebben allebei een onregelmatige vorm. Het eerste onderzoek van Phobos en Deimos van enige betekenis werd in de jaren 70 gedaan met de Mariner 9 en de 2 Viking missies. Hieruit bleek dat ze meer dan 90% van het zonlicht absorberen net zoals een groep van oude asteroïden. Dus zouden de 2 kleine manen asteroïden zijn die te dicht in de buurt van Mars zijn gekomen en door haar zwaartekracht gevangen. Wel, niet helemaal.

Ingevangen objecten zoals asteroïden hebben meestel een excentrieke of onregelmatige baan. De banen die de 2 marsmanen liggen echter in het verlengde van de evenaar, net zoals bv de 4 grote manen van Jupiter. Dit zou betekenen dat de 2 manen tegelijk met Mars ontstaan zijn. Misschien is de buitenkant van deze maantjes slechts een dun laagje materiaal dat in de loop van miljoenen jaren door het ruimteweer (o.a. geladen deeltjes van de zonnewind) veranderd is of fijn materiaal dat op de maantjes is terecht gekomen en hen het uiterlijk van asteroïden geeft?

Scheervluchten langs Phobos

In een poging meer te weten te komen heeft ESA verschillende scheervluchten langs Phobos gemaakt. In 2008 scheerde Mars Express op slechts 270 km voorbij Phobos. Daarbij werden onder andere hoge resolutie foto’s genomen en 3D metingen gedaan die een precies 3D model en een nauwkeurige meting van het volume van Phobos opleverden.

Door de geringe zwaartekracht van Phobos werd de snelheid van Mars Express met enkele milimeters per seconde veranderd en dit had een meetbaar effect op Mars Express’ radiosignaal. Hierdoor kon de massa van Phobos 100 keer nauwkeurigere dan voorheen gemeten worden. Dit geeft op zijn beurt dan weer de mogelijkheid om Phobos zelf te gebruiken om iets te leren over het zwaartekrachtveld en de interne structuur van Mars. Net als Mars Express bij Phobos, zal Phobos in haar baan rond Mars kleine variaties vertonen die meetbaar zijn.

Nu het volume en het gewicht bepaald zijn kennen de wetenschappers het gemiddeld soortelijk gewicht van Phobos. Als geheel. Inwendige holtes kunnen een vertekend beeld geven. Indien Phobos een ingevangen asteroïde is, dan heeft het materiaal waaruit ze bestaat een lagere dichtheid dan gewone rots en zou Phobos inwendig voor ongeveer 15% uit lege holtes moeten bestaan. Indien Phobos bestaat uit hetzelfde materiaal als Mars, dan zou dit moeten oplopen tot 45%. In dit geval zou het onwaarschijnlijk zijn dat Phobos is ontstaan uit de samenklontering van kleine stofdeeltjes in een baan rond Mars. Een samenklontering van kleine deeltjes vormt namelijk een homogene vaste structuur.

Belgische wetenschappers van het Koninklijk Observatorium in Brussel suggereren dat Phobos is ontstaan uit een gigantische impact op Mars die grote brokstukken in een baan om de planeet heeft doen belanden. Deze brokstukken zijn daarna samengeklit tot Phobos en Deimos. Dit zou de holtes verklaren die door de erg lage dichtheid van Phobos verwacht mogen worden.

Om dit te testen wordt over enkele weken een nog extreme scheervlucht uitgevoerd: Mars Express zal op niet meer dan 50 km langs Phobos passeren en erg precieze radio Doppler gegevens verzamelen. De veranderende frequentie van de radio signalen tijdens de scheervlucht zal ongekend nauwkeurige data opleveren over het zwaartekrachtveld van Phobos. De zwaartekracht is gerelateerd met de inwendige massadistributie. Met andere woorden: wanneer Mars Express over een deel van Phobos vliegt met veel of grote holtes zal het iets minder aantrekkingskracht ondervinden.

Later geplande passages zullen gebruikt worden voor radar metingen die de inwendige structuur en verdeling van massa van Phobos in beeld zullen brengen. Hoe poreus is Phobos? Is Phobos met zijn laag soortgelijk gewicht vol met grote inwendige holtes? Misschien zijn er wel grotten waar er veel minder straling is. Is er ijs? Dit zijn belangrijke vragen voor latere bemande missies.

Russische Phobos-Grunt missie

Zonder grondig onderzoek in gesofistikeerde labo’s op aarde van teruggebrachte monsters van Phobos zal de samenstelling grotendeels een vraagteken blijven. En dit is nu net wat Rusland van plan is met hun Phobos-Grunt missie die gelanceerd zal worden in 2011. Phobos is relatief makkelijk bereikbaar en bovendien zijn oude brokstukken van Mars op Phobos beter bewaard gebleven dan op Mars zelf. Phobos is in tegenstelling tot Mars na zijn ontstaan geologisch niet meer actief geweest.

Een recente studie heeft aangetoond dat indien NASA de benodigde budgetten ter beschikking krijgt, ze een bemande missie die landt op Phobos én Deimos tot een goed einde kan brengen in 5 jaar tijd.
Let’s go!

Bron: New Scientist & ESA

Gerelateerde berichten

Lees ook: Primeur: NASA zendt zes Belgen naar Mars in simulatie
Lees ook: HiRISE fotografeert 'lente op Mars'
Lees ook: Nieuwse inzichten over water op de Rode Planeet
Lees ook: Bevroren water in kraters op Mars gevonden door MRO
Lees ook: Toch geen inslag op Mars
Lees ook: Water op Mars

Bekijk alle berichten uit deze categorie.

desterren.net

Nieuws