Mars Cave-Exploration Mission Entices Wetenschappers

NASA brengt een strategie in kaart om stukjes rots en aarde van het oppervlak van Mars naar de aarde te brengen, maar de meest intrigerende monsters van de Red Planet liggen in ondergrondse grotten, zeggen sommige wetenschappers.

De volgende stappen van het ruimtevaartagentschap op Mars zijn gericht op het opbouwen van een voorbeeldterugkeermissie, die algemeen wordt gezien als de beste manier om te zoeken naar tekenen van het leven in de Rode Planeet. Zulke tekenen zijn misschien eerder te vinden in materiaal dat uit de ondergrond wordt getrokken, dus sommige onderzoekers hopen dat NASA's eerste poging om monsters terug te brengen niet de laatste zal zijn.

"Hoewel ik erg geïnteresseerd ben in een oppervlakmonster-retour om ons over deze bult heen te krijgen, wil ik natuurlijk meteen doorgaan met het bemonsteren van meer cryptische materialen in grotten met lavastenen," zei astrobioloog en grotwetenschapper Penny Boston, van het New Mexico Institute of Mining and Technology in Socorro. "Ik zou dat geweldig vinden."

De Martiaanse metro

Ondergrondse formaties zijn vrij gebruikelijk op Mars, zei Boston. Baanbrekende ruimtevaartuigen hebben bijvoorbeeld veel slingerende lavabuizen gezien die zijn gemaakt door vulkanisme van lang geleden Red Planet. [Foto's: Mars-grotten en lavabuizen]

"Ik zou waarschijnlijk een paar honderd voorbeelden op Mars kunnen schrapen, en ik denk dat de aantallen alleen maar zullen toenemen als de interesse in deze structuren toeneemt," vertelde Boston aan ProfoundSpace.org.

Dergelijke cavernes kunnen een schat aan informatie over de geschiedenis en evolutie van Mars in stand houden, inclusief het verleden en het huidige potentieel om het leven te organiseren.

"Iets als de lava-buizen zou een prachtige val kunnen zijn voor materiaal uit vroegere klimaatregimes, deeltjes uit vorige tijdperken op Mars," zei Boston, opmerkend dat er vloeibaar water is bekend dat het lang geleden over het oppervlak van Mars heeft gestroomd.

Lavastenen grotten op aarde vangen vaak vluchtige materialen zoals water, voegde ze eraan toe.

"We vermoeden dat er op Mars misschien voorbeelden van zijn," zei Boston. "Het vermogen om ingevroren vluchtige stoffen aan te boren zou geweldig zijn, en misschien insectenlichamen - misschien bevroren lichamen, je weet maar nooit."

Het ijskoude, droge en door bestraling gebombardeerde Mars-oppervlak zal waarschijnlijk geen leven bieden zoals we dat nu kennen, zeggen veel onderzoekers. Maar organismen kunnen mogelijk overleven in een lava-buis van de Rode Planeet of een ander ondergronds leefgebied, waar de omstandigheden veel gunstiger kunnen zijn.

"De ondergrond zal radicaal anders zijn dan het oppervlak," zei Boston. "Elke indicatie die we hebben van grotten van allerlei aard overal op deze planeet laat zien dat er niet veel afstand verticaal nodig is voor een totaal andere omgeving."

Geen gemakkelijke taak

Het verkennen van het oppervlak van een andere wereld met een rover is een uitdagende genoeg propositie, en het onderzoeken van de ondergrond zou nog moeilijker zijn. [The Boldest Mars Missions in History]

Om te beginnen zou elke mogelijke grot-verkenningsmissie een aanlandingspunt moeten maken dat vrij dicht bij de mond van de grot ligt, zei Boston. NASA heeft de touchdown-precisie van de Mars in de loop der jaren enorm verbeterd - de ellipsen van de landingszone zijn gekrompen van 62 bij 174 kilometer voor de Vikingmissie van 1976 naar slechts 4 bij 12 mijl (6 bij 19 kilometer) voor de Curiosity Rover , die afgelopen augustus landde - maar verdere stappen zouden waarschijnlijk nodig zijn.

De feitelijke grotverkenning zou ook technologische vooruitgang vereisen. Grotbewoners zouden bijvoorbeeld veel autonomer moeten zijn dan hun oppervlakkige broeders, omdat de onderliggende rots het vermogen om te communiceren met de aarde zou verminderen, zei roboticus Red Whittaker van de Carnegie Mellon University in Pittsburgh.

Cave-robots moeten wendbare navigators zijn, kaarten van hun donkere omgeving maken en dan hun weg banen door de met keien bezaaide tunnels.

Gewoon in een Mars-lavabuis stappen - en weer uitstappen, in het geval van een sample-return-missie, is ook een enorme uitdaging. Sommige zijn toegankelijk via "dakramen", gaten in de grond waar het dak van de buis is ingestort.

Een rover kan misschien in de buurt van dergelijke gaten rappelen, Whittaker zei 14 november op de 2012 NASA Innovative Advanced Concepts-bijeenkomst in Virginia. Maar deze manoeuvre kan stenen losschieten, waardoor de robot en de missie in gevaar kunnen komen. Dus een andere optie is om een ​​lijn langs de mond van het gat te laten rijgen en de koorddansrobot op een ketting als een spin naar de grond te laten afdalen.

"Ik hou van eenvoudig, dus dat is een goede keuze," zei Whittaker.

Als alternatief kan de speurmakende robot de grot in springen en zich gedragen als een "op zichzelf staand kanon", voegde hij eraan toe. Whittaker overweegt dergelijke opties als hij een NIAC-gefinancierd prototype missieconcept genaamd "Spelunker" ontwikkelt, dat een maanraam en een grot zou onderzoeken.

Reden voor optimisme

Wetenschappers en ingenieurs zijn nog niet klaar om robots voor verkennende grotten naar Mars te sturen, maar zo'n misson is bij uitstek mogelijk, zei Whittaker.

"Wat we hier bespreken is slechts de grote stap," zei Whittaker. "Het is niet alleen nieuw in termen van bestemming en agenda, maar de technologieën die vereist zijn om deze missies uit te voeren, zijn beide heel nieuw voor de ruimte en ook binnen handbereik."

Boston stemde optimisme dat een spelunking Mars-robot klaar zou kunnen zijn om te lanceren tegen het begin van de jaren 2030 of zo. De ontwikkeling van de noodzakelijke technologieën moet worden geholpen door het feit dat ze hier belangrijke toepassingen op aarde hebben, zei ze, en noemde als voorbeeld autonome zoek- en reddingsrobots.

"Ik denk dat we er echt aan werken," zei Boston. "Ik denk dat we een tijdperk ingaan waarin veel dingen die we in het verleden heel, heel moeilijk hebben gevonden steeds eenvoudiger zullen worden. En dus hoop ik zeker [een missie kan plaatsvinden] binnen de volgende 20 jaar, waar ik hoop nog steeds in leven te zijn om het te zien, "voegde ze er lachend aan toe.

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.

Menselijke verkenning helpen

Een onbemande missie om de ondergrondse Mars te verkennen kan ook helpen bij het sturen van astronauten naar de Rode Planeet, zei Boston.

Lava-buizen zijn waarschijnlijk de meest veelbelovende plekken om menselijke nederzettingen op Mars te vestigen, zei ze. Maar wetenschappers zouden eerst robotverkenners naar dergelijke sites moeten sturen, om zeker te zijn dat ze veilig zijn voor bewoning en om ze te controleren op inheemse levensvormen (die theoretisch zouden kunnen schaden, of zouden kunnen worden geschaad door astronauten in hun midden).

Het lanceren van een maangrottemissie - iets in de trant van Whittaker's Spelunker-concept, misschien - zou een goede manier zijn om de bal op weg te helpen naar een vergelijkbare inspanning op Mars, zei Boston. En het succes van sample-return van het oppervlak op het oppervlak van Mars zou de tafel kunnen leggen voor een zustermissie naar een grot in de Rode Planeet.

"Ik denk dat zodra we deze technologische en psychologische barrière passeren om eindelijk iets terug te halen van Mars dat we kunnen bestuderen, dat de volgende stap gemakkelijker zal zijn, omdat we al over die klif hebben gekeken en over en gesprongen zijn aan de andere kant gekregen, 'zei Boston. "Het zal ons aanmoedigen, ik hoop, op hetzelfde moment dat de technologie vordert."