Mars

Mars

De planeet Mars

Mars is de vierde planeet van de Zon en staat doorgaans ook bekend als de rode planeet. Het is de planeet die in de laatste jaren volledig in de belangstelling staat door de vele ruimtesondes en Marsrovers die reeds bij de planeet zijn aanbeland.

Het gesteente, de bodem en de lucht hebben een rode of roze kleur door de aanwezigheid van veel (geoxideerd) ijzer. De distinctieve rode kleur werd al door de astronomen in een vroeg stadium waargenomen. De naam is gegeven door Romeinen om hun god van de oorlog te eren. Andere beschavingen gaven vergelijkbare namen. De oude Egyptenaren noemde de planeet ‘Her Descher’ wat ‘de rode’ betekent.

Voordat de ruimteverkenning begon was Mars de beste kandidaat om buitenaards leven te herbergen. Astronomen dachten lijnen te zien die over het hele oppervlak kruisten. Dit leidde tot het populaire geloof dat het irrigatiekanalen waren en dat deze aangelegd zouden zijn door intelligente wezens. Toen Orson Welles in 1938 een radio-optreden verzorgde die gebaseerd was op de sience-fiction klassieker War of the Worlds, geloofden veel mensen in het verhaal dat Martianen de Aarde aan het veroveren waren waardoor bijna paniek uitbrak.

Een andere reden voor onderzoekers om leven te verwachten op Mars had te maken met kleurveranderingen tijdens de seizoenen op het Marsoppervlak. Dit fenomeen leidde ertoe dat er gedacht werd dat er een Marsvegetatie groeide die bloeide gedurende de warmere maanden en dat de kleuren doffer werden in de koudere maanden zoals hier op de Aarde de herfst en winter invalt.

In de maand juli van 1965 zond de Marinier 4, 22 close-up foto’s terug van Mars. Het enige dat onthuld werd was een oppervlak met vele kraters en kanalen die natuurlijk zijn ontstaan. Niets wees erop dat er kunstmatige kanalen met vloeiend water op het oppervlak aanwezig waren. Uiteindelijk landden de Viking 1 en 2 op het marsoppervlak in 1976. De drie biologische experimenten die aan boord waren van de landers ontdekten raadselachtige chemische activiteit in de Marsbodem. Bewijs voor het bestaan van micro-organismen in de bodem nabij de landingsplaatsen was niet aanwezig.

het oppervlak van Mars

Het oppervlak van Mars

Volgens biologen steriliseert Mars zichzelf. Zij geloven dat de combinatie van de ultraviolette straling, de extreme droogte en de oxiderende werking van de stoffen die in de bodem aanwezig zijn, ervoor zorgen dat er zich geen leven in de bodem kan vormen. De vraag of er leven is op Mars blijft evengoed voor de toekomst open.

Andere instrumenten vonden geen enkel kenmerk dat zou wijzen op organische verbindingen nabij de landingsplaatsen. Ze gaven wel een duidelijke en precieze analyse van de atmosferische samenstelling en hier werden spoorelementen aangetroffen die nog niet eerder waren vastgesteld.

De atmosfeer
De atmosfeer op Mars verschilt erg met die van de Aarde. Het is voornamelijk opgebouwd uit koolstofdioxide met kleine hoeveelheden andere gassen. De zes meest voorkomende componenten binnen de atmosfeer van Mars zijn:

  • Koolstofdioxide (95,32%)
  • Stikstof (2,7 %)
  • Argon (1,6 %)
  • Zuurstof (1,6 %)
  • Water (0,03 %)
  • Neon (0,00025 %)

De Martiaanse lucht bevat ongeveer 1 duizendste deel water in vergelijking met onze lucht. Toch kan deze kleine hoeveelheid condenseren en wolken vormen hoog in de atmosfeer of rondzwevend rondom de toppen van vulkanen. Lokale gebieden van morgendauw kunnen zich vormen in de valleien. Bij de landingsplaats van de Viking 2 zorgde een dunne ijslaag elke winter voor grondbedekking.

Er is bewijs dat in het verleden de atmosfeer meer water heeft bevat en dat het zelfs gestroomd heeft over de planeet. Fysische kenmerken zoals kustlijnen, rivierbeddingen en eilanden suggereren dat grote rivieren ooit aanwezig waren op de planeet.

De gemiddelde temperatuur die op Mars is gemeten ligt rond de -63°C, met een maximum van 20°C en een minimum van -140°C.

De Barometrische druk is tot nu toe bij de verschillende landingen steeds anders geweest. Koolstofdioxide, de stof die het meest in de atmosfeer aanwezig is, bevriest om hiermee grote poolkappen te vormen op beide polen. Het koolstofdioxide zorgt voor een dikke laag sneeuw en verdampt weer als de lente aanbreekt. Toen de zuidelijke kap het grootst was werd door de Viking 1 een druk aangetroffen van 6,8 millibar. Op andere momenten in het jaar was de druk iets hoger, namelijk 9,0 millibar. De drukken die zijn aangetroffen bij de Viking 2 variëren van 7,3 tot 10,8 millibar. Ter vergelijking, onze atmosferische druk betreft zo’n 1000 millibar.

Water en ijs
Bij een eerste introductie met de planeet Mars kan de vraag of er water op de rode planeet aanwezig is, natuurlijk niet ontbreken. Mars is de planeet die het meeste onderzocht is en de laatste jaren ook enorm in het nieuws is geweest. Werd er eerste nog gezocht naar (microscopisch) leven, de laatste tijd was het vooral te doen om de vraag, rondom het water, te beantwoorden. Het antwoord op de vraag is bevestigend: er is water op de planeet Mars. Met zekerheid is vastgesteld dat het in de vorm van ijs aanwezig is. Of het water ook in vloeibare vorm aanwezig is, is nog niet geheel duidelijk hoewel er enkele kenmerken zijn op het oppervlak die dit zouden bevestigen.

Reeds in 2001 werd al aangetoond dat er ijs onder het oppervlak aanwezig zou zijn. De metingen die hierop wezen zijn gemaakt door de Amerikaanse sonde Mars Odyssey, die in een baan rondom de planeet draait.

Mars Odyssey begon op 19 februari 2001 met zijn wetenschappelijke meetprogramma. De gammaspectrometer aan boord van de ruimtesonde heeft toen al de aanwezigheid van grote aantallen waterstofatomen in de Marsbodem aangetoond. Verreweg de meest waarschijnlijke verklaring die toen werd gegeven is dat er ijs in de bodem voorkomt. Volgens onderzoekers zou het gaan om slechts enkele procenten.

Hoogenergetische kosmische straling die op het Marsoppervlak terecht komt, produceert snelle neutronen, die door botsingen met atoomkernen worden afgeremd. Waterstofatomen zijn zeer efficiënte ‘remmers’, omdat ze ongeveer even zwaar zijn als neutronen. De trage neutronen worden geabsorbeerd door atoomkernen, onder uitzending van gammastraling, waarvan de energie karakteristiek is voor het absorberende atoom.

De zuidpool van Mars

De zuidpool van Mars gefotografeerd door de Odyssey-sonde

In een 3500 kilometer groot gebied rond de zuidpool van Mars heeft Mars Odyssey een groot tekort aan snelle neutronen geregistreerd (blauwe gebieden op de foto boven). Tevens werd uit dit gebied gammastraling opgevangen met een energie die kenmerkend is voor waterstof. Dat de metingen verklaard worden door ijs in de Marsbodem, werd nu door vrijwel niemand in twijfel getrokken.

Dichter bij de evenaar bevindt het ijs zich waarschijnlijk op grotere diepte, en kan de gammaspectrometer het niet detecteren. Rond de noordpool van Mars, gaat de bodem in de winter daarnaast schuil onder een uitgestrekte poolkap van bevroren koolzuur.

In 2004 kwamen onderzoekers van de Europese ruimtevaartdienst ESA met het nieuws, hernieuwde sporen te hebben ontdekt van water en ijs op de planeet Mars. Instrumenten aan boord van de ruimtesonde Mars Express hebben in de atmosfeer van de rode planeet namelijk waterdamp gemeten. Bovendien is in de zuidelijke poolkap van de planeet daadwerkelijk ijs ontdekt.

De vondst van water was een snel succes voor de Marsmissie van de ESA, die daarmee ook zeer gedetailleerde foto’s van de rode planeet kon maken. Daarmee was de ESA de NASA net iets voor.

Het ijs dat Mars Express heeft ontdekt, ligt aan de oppervlakte van Mars en wordt vrijwel niet bedekt door kooldioxide. Andere metingen bevestigen ook de sterke aanwijzingen voor grote hoeveelheden water in de vorm van ijs onder de oppervlakte van de planeet.

Het vinden van water was een van de centrale opdrachten van Mars Express, die eind december 2003 in een baan rond de planeet werd gebracht. Water is een voorwaarde voor levensvormen en de vondst van ijs versterkt de hoop dat de wetenschappers ook stromend water op de planeet aantreffen. “Een grote dag”, juichte de ESA, die iets eerder een grote tegenslag te verduren kreeg door het verlies van de lander Beagle 2 die ook de planeet Mars moest verkennen. Deze sonde verdween tijdens de landing op Mars een maand eerder.

Op de beelden die Mars Express heeft gemaakt, zijn onder meer een diepe slenk en landschappen te zien met scherpe details zoals stof dat over de rand van een krater wordt geblazen. De foto’s maken de theorie waarschijnlijk dat er op de rode planeet in het verre verleden veel water heeft gestroomd. Geulen op Mars lijken geërodeerd te zijn door water, zie hiervoor de afbeeldingen bij dit artikel.

Mars-oppervlak

het oppervlak van Mars gefotografeerd vanuit de ruimte

Door afkoeling is het water later mogelijk in of onder de grond bevroren. Een deel zou ook in de ruimte zijn verdampt door een steeds ijler wordende atmosfeer.

Informatie van het Amerikaanse ruimteschip Mars Odyssey wees dus al eerder op de waarschijnlijkheid dat er zich ijs op de zuidpool van Mars bevindt, maar definitief bewijs was er tot de Mars Express niet. De aanwezigheid van ijs op de noordpool, bedekt met kooldioxide, was wel al aangetoond.

Algemeen
In de hieronder geplaatste tabel zijn enkele algemene kenmerken van Mars terug te vinden.

Tabel met gegevens over Mars

Tabel met algemene gegevens over Mars