Ondanks alle optimistische geluiden die vanuit Curiosity komen ben ik toch enigszins aangeslagen door de dood van Neil Armstrong zaterdagavond. Hij vertegenwoordigde een tijdperk waarvan ik hoop dat we dat ooit weer terugkrijgen.Het is toch eigenlijk ongelooflijk dat ik uit geschiedenisboekjes heb moeten leren dat er ooit mensen op de Maan liepen, als je bedenkt hoeveel verder we zijn dan in die tijd.
Een Nederlander aan het roer!
Eerst nog even terug naar de landing waar, in Nederlandse traditie van navigerend en zeevarend volk, een wel heel Nederlands tintje aanzat. Gerhard Kruizinga is navigator en de leider van het team dat de koers berekende en voorspelde voor Curiosity tijdens de vlucht van de aarde naar de planeet Mars. Hier legt hij uit hoe dat precies in zijn werk ging: “Om te kunnen landen in Gale krater was een koersberekening met grote nauwkeurigheid nodig.
Ter vergelijking: navigeren naar Gale krater op Mars is hetzelfde als een golfer die afslaat in Amsterdam, terwijl de “putt” zich bevindt in Wellington, Nieuw-Zeeland. De exacte landingslocatie was al bepaald, met daaromheen een ellips van 20 bij 7 km, waarin Curiosity zou moeten landen. Tijdens de vlucht waren er vijf mogelijkheden om een koerscorrectie uit te voeren met stuurraketten die zijn bevestigd aan de capsule waarin Curiosity zich bevond tijdens de vlucht.
Navigatiefout
De eerste twee koerscorrecties waren nodig om een bewuste navigatiefout van de lanceerraket te corrigeren. Niet alleen Curiosity ging naar Mars, maar ook de stuwraket die Curiosity de snelheid geeft om naar Mars te kunnen vliegen. Na de eerste twee koerscorrecties vloog Curiosity naar de Gale krater op Mars, terwijl de inmiddels losgekoppelde stuwraket zijn oorspronkelijke koers bleef volgen en op een veilige afstand van 1 miljoen km langs Mars vloog. Op deze manier wordt voorkomen dat eventueel leven dat zich op de stuwraket bevindt niet geïntroduceerd wordt op Mars.
Tijdens de vlucht werd de koers dagelijks berekend met meetgegevens over de snelheid, afstand en positie ten opzichte van de sterren, bepaald uit radio signalen die werden ontvangen door NASA grondstations in Californië, Spanje en Australië. Na een vlucht van ruim acht maanden arriveerde Curiosity bij de planeet Mars. In de laatste week voor de landing werkte het navigatieteam 24 uur per dag en werd het voorspellen van de koers erg belangrijk. De berekende positie en snelheid van Curiosity werd naar de computer aan boord gestuurd en gebruikt door de automatische piloot om te landen.
Ellips
De laatste voorspelling van de positie en snelheid werd zeven dagen voor de landing verstuurd naar Curiosity, toen Curiosity nog 2,6 miljoen km van Mars verwijderd was. Vanaf dat moment moest Curiosity het zelf doen en zo dicht mogelijk bij de geselecteerde plek, binnen de ellips van 20 bij 7 km landen. Bij het binnenvliegen van de atmosfeer van Mars was de positie van Curiosity slechts 250 m (!) afgeweken van de voorspelling, na een reis van ruim 563 miljoen km.
Ter vergelijking: een gemiddeld GPS-navigatiesysteem heeft een afwijking van 15 m, en dan word je bestuurd door satellieten op een afstand van slechts 19000 km. Door verstoringen in de atmosfeer, zoals de wind, was de uiteindelijke landingsplaats zo’n 2,4 km verwijderd van het doel. Vanaf daar werd de navigatie van Curiosity overgedragen aan het “rover” team.”
De eerste echte metingen
Inmiddels komen de eerste metingen binnen. Een aantal instrumenten staat inmiddels standaard aan en stuurt dagelijks gegevens terug. DAN is het instrument dat gaat zoeken naar waterstof en mineralen die water bevatten, zoals opaal en klei. RAD is het instrument dat straling, zoals kosmische straling en hoogenergetische zonnestraling, die op het oppervlak aankomt meet. Deze straling wordt op aarde tegengehouden door het magnetische veld dat om de aarde heen zit. Gelukkig maar, want deze straling is nogal schadelijk voor leven.
Mars heeft geen magnetisch veld en omdat deze straling zo schadelijk is, willen we graag weten hoeveel er precies het oppervlak bereikt. Niet alleen om beter te begrijpen waarom er geen marsmannetjes zijn, maar ook voor bemande missies in de toekomst. Het derde instrument is REMS, het Spaanse weerstation. Helaas is een van de windsensoren van dit instrument stuk gegaan, waarschijnlijk door opspattend grind tijdens de landing. Gelukkig zit er nog een windsensor op dus waarschijnlijk valt de schade hierdoor mee. Het Spaanse team heeft een mooie website gemaakt waarop het Marsweer wordt bijgehouden.
Laserquest
Ook de laser heeft inmiddels steen N165, inmiddels Coronation gedoopt, beschoten. Zoals ik vorige week uitlegde, veroorzaakt de beschieten een lichtflits die met een telescoop waargenomen wordt. Het licht wordt vervolgens geanalyseerd met een spectrometer. Het resultaat daarvan is heel mooi te zien op deze figuur. Hier staat op de x-as de golflengte van het licht in nanometers (nm) en op de y-as de intensiteit van het licht.
Chemische elementen hebben allemaal hun eigen golflengte waarop ze licht uitzenden, zoals duidelijk te zien is aan de verschillende pieken. Zichtbaar licht loopt min of meer van 380 – 780 nm. De twee grote calcium-aluminium pieken tussen 390 en 400 nm zijn dus blauwig licht, de natrium (sodium) piek rond 580 nm is geel, en de kalium (potassium) en zuurstof (oxygen) pieken rond 770 nm zijn rood.
En niet te vergeten.. Curiosity rijdt!
Alle mooie plaatjes hiervan zijn al uitgebreid in het nieuws geweest, dus zoals beloofd een uitleg over hoe dat rijden nu eigenlijk in zijn werk gaat. De verschillende camera’s op Curiosity maken foto’s die ze terug naar de aarde sturen. In Pasadena wordt uit deze foto’s een digitaal model van de omgeving gemaakt. Met behulp van dit digitale model stippelen de navigators de route voor de volgende dag uit. Deze route wordt vervolgens helemaal geprogrammeerd en in het digitale model getest. Hierbij wordt dus ook rekening gehouden met stenen die in de weg liggen – Curiosity kan over stenen tot 75 cm hoog heen rijden, en eventuele kuilen in de weg. Zodra uit het testen blijkt dat de route klopt, wordt het programma naar Curiosity gestuurd, zodat hij weer verder kan. Overigens is de maximum snelheid van Curiosity slechts 90 meter per uur. Zoals ik al eerder schreef werkt Pasadena dus op Marstijd. Ze werken echter in tegenfase van Curiosity. Pasadena werkt in de Marsnacht, zodat tegen de Marsochtend de nieuwe opdrachten en routes doorgeseind kunnen worden en Curiosity tijdens de Marsdag aan het werk kan.
Als afsluitende foto alvast een voorproefje op de instrumenten op de arm, die binnenkort ook aan het werk gaan:
Inge Loes ten Kate is onderzoekster aan de Universiteit van Utrecht en is sinds zes jaar betrokken bij de ontwikkeling van de Marsverkenner Curiosity. Zij houdt voor de NOS een blog bij over de verkenningstocht van de Marswagen.
Bron: NOS
