ExoMars: Er der liv på Mars?

Europa er på vej til Mars. En Mars-satellit og et landingsmodul er kommet godt af sted efter en vellykket opsendelse fra den russiske rumhavn Bajkonur i Kasakhstan.

Mandag formiddag bragede en Proton-M raket mod himlen og signalerede, at den første af to ExoMars-missioner er begyndt (se en video om forberedelserne til opsendelsen i bunden af artiklen).

Om syv måneder når rumsonden frem, og så skal satellitten Trace Gas Orbiter (TGO) gå i kredsløb om Mars. Fra en højde på 400 km skal den analysere de gasser, der findes i planetens tynde atmosfære.

Forskellige gasser udsender elektromagnetisk stråling med forskellige bølgelængder, så en række instrumenter på TGO har til opgave at detektere infrarød og ultraviolet stråling med præcis de bølgelængder, der røber tilstedeværelsen af de molekyler, som forskerne er interesserede i.

De vil specielt gerne vide, hvor meget metan Mars-atmosfæren indeholder, om koncentrationen af metangas varierer, og hvor gassen kommer fra.

Vil finde metan og vand

Metan er spændende, fordi det kan stamme fra levende organismer. Metanet i Jordens atmosfære kommer primært fra mikroorganismer og kvæg.

Tidligere målinger fra Mars-satellitter og Mars-robotten Curiosity viser, at der er metan på Mars. Det må komme et sted fra, for det har ikke været der hele tiden.

Hvis der ikke hele tiden kommer nyt metan til, vil det forsvinde i løbet af få hundrede år, fordi det løbende nedbrydes af Solens stråler.

Spørgsmålet er så, om metanet kommer fra liv eller fra geologiske processer på planeten.

LÆS OGSÅ: Metan fundet på Mars kan stamme fra liv - eller vulkaner

Instrumenterne på TGO kan også hjælpe med at finde ud af, hvorfor vandet forsvandt fra Mars. Engang har der været oceaner på planeten, og forskerne vil selvfølgelig gerne vide, hvor det er blevet af.

Faktisk kan vandet stadig flyde på Mars. TGO medbringer et kamera, der skal tage billeder af overfladen, og ved hjælp af disse billeder vil forskerne blandt andet nærstudere de striber, der om sommeren dannes på skråninger på Mars – striber, der kan skyldes flydende saltvand.

LÆS OGSÅ: NASA: Vand driver ned ad skråninger på Mars

Satellitten er desuden forsynet med en neutron-detektor, som kan afsløre is, der gemmer sig under overfladen – indtil en meter nede.

Landingsmodulet Schiaparelli får mange udfordringer

TGO vil være lang tid om at finde ned i den helt rigtige bane om Mars, så satellittens videnskabelige mission påbegyndes først i december 2017. Men før da vil rumsonden frigive landingsmodulet Schiaparelli, som skal lande på Mars 19. oktober i år.

Formålet med Schiaparelli er ikke mindst at demonstrere en ny måde at lande på Mars. Det er nemlig ikke spor nemt.

Schiaparelli skal først bremses af Mars-atmosfæren. På vejen ned bliver instrumenterne beskyttet af et varmeskold, der smelter og fordamper i løbet af de 3-4 minutter, den første del af nedturen tager.

Cirka 11 km over overfladen af Mars vil hastigheden være nået ned på 1.700 km/t, og så udfoldes en faldskærm, der sænker farten til 250 km/t, mens landingsmodulet falder mere roligt mod Mars.

Hård landing forventes

Når faldskærmen har udspillet sin rolle, er det op til tre små raketmotorer at bremse Schiaparelli. Et radarsystem vil hele tiden måle afstanden til overfladen, og når landingsmodulet kun mangler to meter, får det lov til at dumpe resten af vejen ned.

Sammenstødet med Mars-overfladen dæmpes af en struktur, der er designet til at krølle sammen ved nedslaget, omtrent som karosseriet på en bil krøller kontrolleret sammen, hvis man kører ind i noget, så personskaderne minimeres. Forhåbentlig overlever Schiaparellis instrumenter nedslaget.

Hele vejen ned gennem Mars-atmosfæren vil instrumenter på landingsmodulet tage billeder og måle lufttrykket og vindhastigheden, og det er en avanceret strømforsyning og sensorenhed fra det danske firma Terma, der skal styre begivenhedernes gang på nedturen.

Den skal løbende måle, at Schiaparelli opfører sig som forventet, og den skal sørge for, at varmeskjold og faldskærm bliver frigjort på de rigtige tidspunkter. Instrumentet skal også styre de små raketmotorer.

Skal aflevere en vejrstation på Mars

Sidste gang et europæisk rumfartøj skulle lande på Mars var i 2003, men noget gik galt. Beagle 2 lod aldrig høre fra sig.

Forhåbentlig går det bedre denne gang, så forskerne kan få data fra den vejrstation, Schiaparelli har med.

Vejrstationen vil måle vindhastighed og vindretning, luftfugtighed, lufttryk, atmosfærens gennemsigtighed (som afhænger af mængden af støv) og endelig styrken af elektriske felter på Mars' overflade.

Elektriske kræfter kan måske spille en rolle for, hvordan støvet letter fra overfladen, og forskerne håber på, at der vil være en støvstorm på spil, mens Schiaparelli stadig sender data fra Mars. Det bliver kun i få dage, for så løber batteriet tør for strøm.

Stor robot skal bore efter liv

Schiaparelli skal bane vejen på den næste ExoMars-mission, hvor en stor europæisk robot helst skal lande sikkert på Mars. Den skal køre rundt og lede efter tegn på liv, og den udstyres med et bor, så undergrunden også kan undersøges.

Hvis der er mikroorganismer på Mars, befinder de sig nemlig næppe på overfladen, hvor de hurtigt ville blive svitset af de kraftige stråler fra Solen. Solens skadelige stråler stoppes nemlig ikke af atmosfæren, som det er tilfældet på Jorden.

Et stykke under overfladen kan mikroorganismer imidlertid godt tænkes at overleve, og derfor skal ExoMars-roveren bore op til to meter ned og hente prøver op. Disse prøver skal så analyseres i robottens laboratorium, og så vil det vise sig, om der er organiske materiale.

Det er planen, at robotten skal opsendes i 2018, så den er fremme i starten af 2019. Men den europæiske rumfartsorganisation ESA er løbet ind i pengeproblemer, så hvis ikke medlemsstaterne – herunder Danmark – spytter lidt ekstra i kassen, er det muligt, at missionen bliver udskudt til 2020.

Mars simuleres i Aarhus

I mellemtiden har de travlt på Aarhus Universitet, hvor testcenteret Planetary Environment Facilities befinder sig. Det fortæller seniorforsker Jonathan Merrison fra universitetets Institut for Fysik og Astronomi:

»Vi kan simulere de forhold, der er på overfladen af Mars. Vi udsætter udstyret for temperatur og tryk som på Mars, og vi kan simulere vinden og støvet på planeten.«

Universitetet har et kammer på 40 kubikmeter, hvor forholdene på Mars og andre planeter kan simuleres. Kammeret har en indbygget vindtunnel, så der kan skrues op og ned for vindstyrken. Og det er nyttigt for de forskere, der vil teste deres udstyr, før det sendes op.

Flere års testning

»Det seneste år har vi haft travlt med at teste det ExoMars-udstyr, der skal sendes op i 2018 eller i 2020, og det fortsætter nok det næste halvandet års tid. Det er meget omfattende,« fortæller Jonathan Merrison.

»De kan ikke få testet udstyret andre steder end her. Vi er den eneste facilitet, der kan simulere Mars så nøjagtigt.«

Landingsmodulet Schiaparelli, der nu er på vej mod Mars, har dog ikke været en tur i testkammeret, men ESA overvejer at lade en nøjagtig kopi få en omgang derinde:

»Vi nåede ikke at få 2016-landeren i testkammeret, men vi har snakket med ESA om at sætte en kopi af hele Schiaparelli derind. Så kan de bruge informationerne til en sidste kalibrering før landingen. Men ESA vil nok lige vente og se, om turen til Mars går efter planen,« siger Jonathan Merrison.

Aarhus-forskerne skulle egentlig også have leveret et instrument til måling af støvet på Mars, men det blev ikke til noget, fordi missionen blev ramt af besparelser.

Nu må de nøjes med at teste andre instrumenter, som forhåbentlig klarer turen til Mars og ender med at give os ny information om den røde planet.

I videoen herunder kan du se, hvordan ESA forberedte opsendelsen af Exo-Mars 2016.

(Video: ESA.)