Nieuwe Amerikaanse postzegels Eer Astronaut Alan Shepard en Mission to Mercury

In de komende paar maanden zal de NASA een strategie uitstippelen voor het terugsturen van stukjes Marssteen en aarde naar de aarde, zodat wetenschappers ze kunnen bestuderen voor tekenen van het leven in de Rode Planeet.

Dat ambitieuze doel zou de volgende stappen van het ruimtevaartagentschap bij Mars moeten drijven, volgens een rapport dat dinsdag (25 september) is vrijgegeven door de Mars Program Planning Group. Het rapport beschrijft ook verschillende manieren waarop Mars-bemonsteringsrendement kan worden uitgevoerd in de komende tien jaar of twee, en NASA bekijkt die opties nu.

Het agentschap kan het gekozen pad onthullen in februari, nadat het Witte Huis zijn federale begrotingsaanvraag voor het fiscale jaar 2014 heeft vrijgegeven, zeiden NASA-functionarissen dinsdag. In de tussentijd is hier een kort overzicht van de scenario's waarnaar ze kijken.

Meerdere lanceringen

Alle belangrijke opties die door de planningsgroep van Mars worden voorgesteld, delen drie basiscomponenten gemeen: een bemonsteringsrover, een Mars Ascent Vehicle (MAV) voor het stralen van de verzamelde rots en aarde van het oppervlak van de Red Planet en een retourbatterij, die de monsters zal haken in de ruimte en ze naar de buurt van de aarde brengen.

In één scenario worden deze drie stukken allemaal apart gelanceerd, met een kleine "fetch" -rover samen met de MAV. Zoals de naam al doet vermoeden, zal de fetch rover Red Planet vuil van de sample rover terug naar de MAV vervoeren. [7 grootste mysteriën van Mars]

Deze strategie heeft het voordeel dat ze de kosten en technische uitdagingen spreidt over drie missies - die elk ten minste twee jaar uit elkaar kunnen liggen, aangezien Mars-lanceringsvensters elke 26 maanden tot stand komen - volgens het rapport van de planningsgroep.

Een andere optie is om te consolideren in twee lanceringen. De bemonsteringsrover zou alleen rijden, terwijl een andere lancering de MAV zou vervoeren, rover halen en orbiter terugbrengen.

In dit geval zou de orbiter waarschijnlijk moeten worden aangedreven door zonne-energie-aandrijving (SEP), om het gewicht te verminderen. De hoeveelheid vloeibaar drijfgas die nodig is voor een traditioneel aangedreven ruimtevaartuig zou behoorlijk zwaar zijn.

Een enkele lancering

Als alternatief kunnen alle stukjes die nodig zijn voor de monsterteruggave van Mars in één keer worden verhoogd, zegt het rapport.

In dit geval zou de sampling rover een geïntegreerde MAV met zich meedragen, waardoor een fetch rover niet nodig is. Nogmaals, de retour-orbiter zou een SEP-vaartuig zijn, dat stuwkracht creëert door elektrisch geladen atomen of moleculen te versnellen.

De enkele-lanceringsoptie zou sommige missiekomplexiteiten elimineren, zoals het coördineren van de meetup van monsters met de MAV. En het zou de totale kosten van het project verlagen door een paar lanceringen uit te schakelen. Maar dit scenario heeft de hoogste piekjaarkosten, stelt het rapport.

"Ze hebben allemaal hun plussen en minnen", zegt Orlando Figueroa, teamleider van de Mars Program Planning Group, over de opties 1-, 2- en 3-lancering.

"Het geeft je meerdere manieren om naar dit probleem te kijken, in overeenstemming met budgettaire zorgen, consistent met mogelijkheden voor samenwerking, meer technologie, enzovoort", vertelde Figueroa dinsdag aan verslaggevers. "En dat is wat we probeerden te doen - breng al deze opties naar de NASA voor overweging."

Meerdere rovers?

De bovenstaande opties gaan ervan uit dat de NASA geschikte bemonsteringssites kiest met behulp van bestaande gegevens. Maar het MPPG-rapport schetst ook een pad dat meer onderzoek op de grond mogelijk maakt, waarvan sommige wetenschappers menen dat het gerechtvaardigd is voor een dergelijk ambitieus en duur project.

"Het behoud van biologische signaturen is zeldzaam op aarde en onderzoeken op meerdere locaties op Mars verbeteren de kans op het identificeren van biologisch relevante monsters dramatisch," stelt het rapport. [5 Bold Claims of Alien Life]

Als NASA deze cursus kiest, worden meerdere rovers verzonden om verschillende sites te onderzoeken. Op basis van de bevindingen van de rovers, zouden wetenschappers uiteindelijk één site selecteren voor het retourneren van monsters. Marsmateriaal zou via een MAV en retour-orbiter op aarde worden afgeleverd, zoals hierboven besproken.

Meerdere rovers zouden hogere kosten met zich meebrengen, maar het bouwen van identieke robots uit een productielijn zou kunnen helpen het prijskaartje laag te houden, aldus het rapport.

Geen enkele planeet is meer doordrenkt van mythe en misvatting dan van Mars. Deze quiz onthult hoeveel je echt weet over de meest goofiest beweringen over de rode planeet.

De menselijke aanraking

In 2010 riep president Barack Obama NASA op om in het midden van de jaren 2030 astronauten naar de omgeving van Mars te brengen.

Het ruimteagentschap is van mening dat dit doel goed aansluit op de ambities van voorbeeldterugkeer en er is volop ruimte voor samenwerking tussen zijn robot- en menselijke exploratieprogramma's in deze arena.

Bijvoorbeeld, astronauten aan boord van de Orion-capsule van NASA - die nog in ontwikkeling is - kunnen worden verzonden om de retourbuiter in de diepe ruimte te onderscheppen en de Mars-monsters naar de aarde te brengen, zeiden ambtenaren dinsdag.

Deze benadering zou de noodzaak elimineren om de monstercapsule voor toetreding tot de aarde uit te harden, omdat deze aan boord van Orion zou landen. En een astronauteninspectie zou er ook voor zorgen dat het monster van Mars voldoende wordt ingeperkt, aldus ambtenaren.

"Het maakt gebruik van de menselijke architectuur, omdat we verwachten dat het er zal zijn", zei John Grunsfeld, associate administrator voor het Directoraat Wetenschapsmissie van NASA.

"En het lost mogelijk een probleem op van, als we monsters retourneren, ergens dat we ervoor moeten zorgen dat de monsters volledig worden ingeperkt, dus er is geen enkele kans - hoe ver het ook is - dat er iets op Mars is dat de aarde zou kunnen besmetten," hij toegevoegd.

NASA hoopt in 2018 of 2020 het eerste stuk van de sample-returnarchitectuur van Mars te lanceren, zei Grunsfeld. Het bureau heeft tot op dat moment slechts $ 800 miljoen om mee te werken - te weinig voor een rover, dus NASA zal waarschijnlijk een orbiter lanceren als het de gelegenheid 2018 kiest, zei Figueroa.

Maar net wanneer ongerepte kleine stukjes van de Rode Planeet hun weg naar de aarde kunnen vinden - en naar de laboratoria van wetenschappers - blijft ze nog steeds heel erg in de lucht hangen.

"Wat het tijdsbestek betreft - dat is allemaal voorwaarts werk, om erachter te komen," zei Grunsfeld.