De toekomst van ruimteverkenning is rood

De mensheid is altijd gefascineerd geweest door de ruimte: de uitgestrekte leegte onaangeroerd en in het verleden onbereikbaar. Ooit dachten we dat we nooit een voet op de maan zouden zetten; het was gewoon buiten ons bereik, en de gedachte alleen al om op Mars te landen was belachelijk.

Sinds het eerste contact van de USSR met de maan in 1959 en NASA's Apollo 8-missie in 1968 is de honger van de mensheid naar ruimteavontuur gegroeid. We hebben vaartuigen tot ver in ons zonnestelsel gestuurd, zijn geland op planeten die ooit onbereikbaar waren, en we hebben interstellaire objecten op miljarden lichtjaren afstand bekeken.

Om dit te doen moesten we onze technologische en fysieke capaciteiten tot het uiterste drijven; we hadden nieuwe uitvindingen en nieuwe initiatieven nodig om de mensheid op het scherpst van de snede te houden, te blijven verkennen en onze kennis van het universum te blijven uitbreiden. Wat we als de toekomst beschouwen, komt steeds dichter bij het heden.

DE VOLGENDE BEMANDE MISSIES

In april 2013 zocht de in Nederland gevestigde organisatie Mars One naar gewillige kandidaten die aan een gevaarlijke missie zouden beginnen: een enkele reis naar de Rode Planeet. Met meer dan 200,000 vrijwilligers hoeven we niet te zeggen dat ze voldoende deelnemers hebben gevonden voor de excursie.

De expeditie zou de aarde in 2018 verlaten en ongeveer 500 dagen later op Mars aankomen; het doel van deze missie is om tegen 2025 een kolonie te stichten. Sommige partners van Mars Ones zijn Lockheed Martin, Surry Satellite Technology Ltd., SpaceX en anderen. Ze kregen contracten om een ​​Mars-lander, een datalink-satelliet te ontwikkelen en een manier te bieden om daar te komen en een kolonie te stichten.

Er zijn verschillende raketten nodig om de ladingen in een baan om de aarde en vervolgens naar Mars te brengen; deze ladingen omvatten satellieten, rovers, vracht en natuurlijk mensen. Het plan is om de Falcon Heavy-raket van SpaceXs te gebruiken voor de missie.

Het Mars-transitvoertuig zal bestaan ​​uit twee fasen, een landingsmodule en een transithabitat. De landingscapsule die voor de missie in aanmerking komt, is een variant van de Dragon-capsule, wederom van SpaceX-ontwerp. De lander zal levensondersteunende eenheden vervoeren om energie, water en ademlucht voor de bewoners te genereren. Het zal ook de bevoorradingseenheden huisvesten met voedsel, zonnepanelen, reserveonderdelen, verschillende andere componenten, opblaasbare wooneenheden en mensen.

Er zijn twee rovers die voor de bemanning uit zullen worden gestuurd. Eén zal het oppervlak van Mars verkennen om een ​​plek te zoeken om zich te vestigen, grote hardware te vervoeren en te helpen bij de algemene vergadering. De tweede rover zal een aanhanger vervoeren voor het transport van de landingscapsule. Om de extreme temperatuur, dunne, niet-ademende atmosfeer en zonnestraling op het oppervlak te bestrijden, zullen de kolonisten Mars-pakken dragen wanneer ze over het oppervlak lopen.

NASA heeft ook een plan om voet op de Rode Planeet te zetten, maar hun missie is gepland voor rond 2030. Ze zijn van plan een groep van zestig individuen te sturen die meer dan 30 overheidsinstanties, industrieën, academische instellingen en andere organisaties vertegenwoordigen.

De haalbaarheid van deze missie vereist internationale en particuliere steun van de industrie. Chris Carberry, uitvoerend directeur van de Mars Society, vertelde Space.com: “Om het haalbaar en betaalbaar te kunnen maken, heb je een duurzaam budget nodig. Je hebt een budget nodig dat consistent is, dat je van jaar tot jaar kunt voorspellen en dat niet in de volgende administratie wegvalt”.

De technologie die ze voor deze missie willen gebruiken, omvat hun Space Launch System (SLS) en hun Orion deep space crew-capsule. Tijdens de Mars Workshop in december 2013 hebben NASA, Boeing, Orbital Sciences Corp. en anderen afspraken gemaakt over wat de missie zou moeten bereiken en hoe ze dat zouden doen.

Deze afspraken houden onder meer in dat bemande verkenning van Mars in 2030 technologisch haalbaar is, dat Mars de komende twintig tot dertig jaar de belangrijkste focus moet zijn voor bemande ruimtevluchten, en dat het gebruik van het International Space Station (ISS), inclusief internationale partnerschappen, essentieel voor deze deep space-missies.

NASA gelooft nog steeds dat ze meer informatie nodig hebben voordat ze naar de Rode Planeet vertrekken; om zich hierop voor te bereiden, gaan ze in de jaren 2020 rovers op voorlopermissies sturen voordat ze mensen naar de planeet sturen. Deskundigen zijn onzeker over de lengte van de missie en zullen dat beslissen naarmate we dichter bij de lanceringsdatum van 2030 komen.

Mars One en NASA zijn niet de enige organisaties die Mars op het oog hebben. Anderen willen graag naar Mars, zoals Inspiration Mars, Elon Musk en Mars Direct.

Inspiratie Mars wil twee mensen lanceren, bij voorkeur een getrouwd stel. Het paar zal ergens in januari 2018 langs Mars vliegen, waar ze van plan zijn om in augustus van datzelfde jaar tot 160 kilometer dichtbij te komen.

De oprichter van SpaceX, Elon Musk, droomt ervan de mensheid in een soort met meerdere planeten te veranderen. Hij is van plan naar Mars te gaan met een herbruikbare raket die wordt aangedreven door vloeibare zuurstof en methaan. Het plan is om te beginnen met ongeveer tien mensen op de planeet te zetten, wat uiteindelijk zal uitgroeien tot een zelfvoorzienende nederzetting met ongeveer 80,000 mensen. Volgens Musk is de herbruikbare raket de sleutel tot de hele missie.

Mars Direct, dat in de jaren negentig voor het eerst werd opgericht door het hoofd van de Mars Society, Robert Zubrin, stelt dat een "live-off-the-land"-benadering nodig is om de kosten laag te houden. Hij is van plan dit te doen door zuurstof en brandstof op te wekken door materiaal voor brandstof uit de atmosfeer te halen, de grond te gebruiken om water te krijgen en middelen voor constructie: dit alles stroomt uit een kernreactor. Zubrin stelt dat de nederzetting na verloop van tijd zelfvoorzienend zal worden.

DE VLIEGENDE SCHOTEL VAN NASA

Op 29 juni 2014 lanceerde NASA hun nieuwe Low-Density Supersonic Decelerator (LDSD) -vaartuig op zijn eerste testvlucht. Dit vaartuig is ontworpen voor mogelijke missies naar Mars in de nabije toekomst. Het werd getest in de bovenste atmosfeer van de aarde om te experimenteren hoe het vaartuig en zijn Supersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator (SIAD) en LDSD-systemen zouden functioneren in een Mars-omgeving.

Het schotelvormige vaartuig heeft twee paar stuwraketten voor eenmalig gebruik die het laten draaien, evenals een enkele solid-state raket onder het midden van het vaartuig om het voort te stuwen. Voor de testvlucht bracht een grote wetenschappelijke ballon het vaartuig naar een hoogte van 120,000 voet.

Toen het vaartuig de juiste hoogte bereikte, werden stuwraketten geactiveerd om het te laten draaien, waardoor de stabiliteit toenam. Tegelijkertijd versnelde de raket onder het vaartuig het voertuig. Toen de juiste acceleratie en hoogte waren bereikt - Mach 4 en 180,000 voet - viel de raket uit en een tweede stel stuwraketten die in de tegenovergestelde richting waren gericht, ontstak om het vaartuig te ontspinnen.

Op dat moment werd het SIAD-systeem ingezet, een opblaasbare ring rond het vaartuig breidde zich uit, waardoor de diameter van het vaartuig van 20 naar 26 voet werd gebracht en het werd vertraagd tot Mach 2.5 (Kramer, 2014). Volgens NASA-ingenieurs werd het SIAD-systeem ingezet zoals verwacht met minimale verstoring van het vaartuig. De volgende stap was het inzetten van de supersonische parachute die wordt gebruikt om het vaartuig te vertragen om te landen.

Om dit te doen a balluut werd gebruikt om de parachute te ontplooien met snelheden van 200 voet per seconde. De kogel werd vervolgens losgesneden en de parachute werd uit de opslagcontainer gehaald. De parachute begon te scheuren zodra hij werd losgelaten; de omgeving met een lage atmosfeer bleek te veel voor de parachute en scheurde hem uit elkaar.

Hoofdonderzoeker voor LDSD, Ian Clark zei dat “[ze] aanzienlijk inzicht kregen in de fundamentele fysica van parachute-inflatie. We zijn letterlijk de boeken over snelle parachute-operaties aan het herschrijven, en we doen het een jaar eerder dan gepland” tijdens een persconferentie.

Zelfs met het falen van de parachute beschouwen de ingenieurs erachter de test nog steeds als een succes, omdat het hen de kans gaf om te zien hoe een parachute zou functioneren in een dergelijke omgeving en hen beter zou voorbereiden op toekomstige tests.

MARS ROVER MET LASERS

Met het aanhoudende succes van hun Marsrover Curiosity heeft NASA plannen gemaakt voor een tweede. Deze rover zal grotendeels gebaseerd zijn op het ontwerp van Curiosity, maar de belangrijkste focus van de nieuwe rover is grondpenetratieradar en lasers.

De nieuwe rover zal eruitzien en functioneren als Curiosity; het zal 6 wielen hebben, een ton wegen en zal landen met behulp van een door een raket aangedreven luchtkraan. Het belangrijkste verschil tussen de twee is dat de nieuwe rover zeven instrumenten zal hebben tegenover de tien van Curiosity.

De mast van de nieuwe rover krijgt de MastCam-Z, een stereoscopische camera die kan zoomen, en de SuperCam: een geavanceerde versie van Curiosity's ChemCam. Het zal lasers schieten om de chemische samenstelling van rotsen van een afstand te bepalen.

De arm van de rover zal een Planetair Instrument voor X-Ray Lithochemie (PIXL) hebben; dit is een röntgenfluorescentiespectrometer met een beeldvormer met hoge resolutie. Hierdoor kunnen wetenschappers gedetailleerd onderzoek doen naar gesteentematerialen.

Naast de PIXL zal de nieuwe rover beschikken over de zogeheten Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC). Dit is een spectrofotometer voor de gedetailleerde studie van gesteenten en mogelijk gedetecteerde organische stoffen.

Het lichaam van de rover zal plaats bieden aan de Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), een hightech weerstation, en een Radar Imagers for Mars' Subsurface Exploration (RIMFAX), een gronddoordringende radar.

Een Mars Oxygen ISRU - in situ resource utilisation - Experiment (MOXIE) zal testen of zuurstof kan worden gemaakt uit de koolstofdioxiderijke atmosfeer van Mars. Het laatste instrument is een kernboor die zou worden gebruikt om monsters te verzamelen; de monsters zouden op de rover of op de grond op een bepaalde locatie worden opgeslagen.

De nieuwe rover zal in de jaren 2020 worden gebruikt tijdens een missie naar Mars met als doel rotsen te identificeren die de meeste kans hebben op het verkrijgen van bewijs van vorig leven op Mars. De rover zal het pad volgen dat Curiosity nam toen het op Mars landde om een ​​plek te controleren die door Curiosity was vastgesteld en mogelijk leven heeft geleid.

De nieuwe rover kan zoeken naar biosignaturen, cachemonsters met de mogelijkheid om naar de aarde terug te keren, en bevordert het doel van NASA om mensen op Mars te zetten. Als de rover niet zelfstandig naar de aarde kan terugkeren, kunnen astronauten de monsters later opeisen; wanneer ze verzegeld zijn, kunnen de monsters tot twintig jaar na verzameling meegaan.