Dansk Mars-forskning på nye missioner

Selvom Jens Martin Knudsen gik på pension i 2000, forblev han meget aktiv både i Mars-gruppen og som foredragsholder i offentligheden.

Jens Martin Knudsen sørgede for, at hans 'co-Investigator'-rolle for Mars Exploration Rovers i 2001 blev overdraget til Morten Bo Madsen, men Jens Martins Knudsens interesse fortsatte uformindsket lige så længe, han levede – og det samme gjorde hans bidrag til gruppens arbejde.

Phoenix-missionen 2008

I 2008 deltog gruppen i NASA's såkaldte 'Phoenix Mission', hvor de danske forskere og teknikere leverede et sæt af tre reference-plader til farve-kalibrering af stereo-farvekameraet om bord på missionen.

Forbedringen bestod dels i, at magneterne var blevet større – og det gjorde det relativt rene område i midten lidt større.

Disse farvereference-plader var samtidig forbedrede i forhold til de støvsuger-magneteksperimenter, der var blevet gennemført på tidligere missioner, i forhold til at undersøge det ikke-magnetiske støv, som er i stand til at lande i området midt i ringmagneterne.

Dels var farverne af det beskyttede område i midten af magneterne nu forskellige, og det danske hold håbede, at dette ville gøre det muligt at detektere det støv, som måtte finde vej ind til midten af den kraftige ringmagnet.

Eksperimenterne med indsamling af støv på farvereference-pladerne viste, at mængden af ikke-magnetisk støv er (sandsynligvis meget) mindre end 30% af den samlede støv-mængde, men eftersom missionen kun varede 150 dage på Mars, var det vanskeligt ud fra de tilgængelige data at sige noget meget præcist om egenskaberne af de få partikler, som landede i det mere eller mindre beskyttede område midt i magneterne.

Med inspiration fra vikingerne

En væsentlig del af det danske engagement i Phoenix-missionen var, at Niels Bohr Institutets kolleger i Aarhus leverede en vindmåler, kaldet en 'Telltale', til Phoenix-missionen.

Det er et lille og simpelt instrument, der samtidig er meget præcist, og som har givet de bedste vindmålinger på Mars til dato. Instrumentet er inspireret af de små trådstykker som allerede vikingerne brugte på forsiden af deres sejl på vikingeskibene for at kunne indstille sejlene optimalt for effektiv sejlads.

Det bestod af et lille ultralet rør udformet i Kapton og ophængt i flettede kevlar-fibre for at give en smule dæmpning, så røret ikke skulle svinge ligesom et pendul. Under Kapton-røret var anbragt et lille kvadratisk spejl, som gjorde det muligt i billeder fra missionens stereokamera at observere udsving i alle retninger.

Instrumentet var nøje kalibreret i vindtunnelen i Mars-simuleringslaboratoriet, og det var derfor muligt ved hjælp af rigtig mange billeder af den lille Telltale at udføre de hidtil bedste vindmålinger på Mars gennem de 150 dage, missionen varede på Mars.

Mars Science Laboratory, 2012

I november 2011 sendte NASA en ny mission til Mars, nemlig 'Mars Science Laboratory' eller MSL, der medbragte roveren Curiosity. Efter ni måneders rejse landede den på Mars i det videnskabeligt set meget spændende Gale-krater.

Et af de interessante resultater fra den mission er opdagelsen af spor fra gamle vandløb, der beviste, at der har været flydende, strømmende vand på Mars. Dette kunne man konkludere ud fra et studie af stens særlige nedslidning i vand.

Når sten slides af vinden, bliver de kantede og ru – ligesom ved sandblæsning. Når sten slides i strømmende vand, kommer de til at se ud på en helt anden måde. Der tumler de rundt og støder mod hinanden og efterhånden slides hjørner og kanterne af, og stenene bliver glatte og afrundede. Forskerne kunne derfor ud fra stenenes form tydeligt konkludere, at nedslidningen må være sket i forholdsvist stærkt strømmende vandløb, der kan sammenlignes med en typisk dansk å.

Mars har altså været en beboelig planet med flydende vand – undersøgelserne i det lavestliggende område nået med Mars-sonden Curiosity viste for eksempel, at dette område er en gammel søbund, som indeholder både lermineraler og sulfater.

Næste mission - Mars 2020

De mineraler, man fandt i Gale-krateret, viste, at området ikke blev dannet i et surt eller basisk miljø men ved neutral pH. Da området samtidig er karakteriseret ved en grundstofsammensætning, der – bortset fra organisk kulstof – er som en god landbrugsjord, viser disse resultater tilsammen, at netop dette område i Gale-krateret på Mars engang har været beboeligt i det mindste for mikroorganismer.

Men har der nogensinde været liv? - og når en bemandet mission engang skal til Mars, hvordan får astronauterne så ilt til at trække vejret, når de er derude? Det skal den næste mission, Mars-2020, prøve at finde ud af, og missionen har dansk deltagelse med Mars-gruppen på Niels Bohr Institutet i forbindelse med to eksperimenter, nemlig Mastcam-Z og MOXIE.

Mastcam-Z er et stereokamera, der sidder på masten, som både kan se langt ud i terrænet og zoome ind og lave nærbilleder. MOXIE står til gengæld for 'Mars OXygen In situ resource utilization Experiment', og det er et instrument, som skal producere ilt med udgangspunkt i den CO₂, som allerede findes i atmosfæren.

Desuden vil ilten skulle bruges til en retur-raket, hvori de besøgende skal rejse hjem til Jorden igen.Der er stort set ingen ilt i Mars’s atmosfære, så det at kunne producere ilt (oxygen) er en forberedelse til bemandede missioner til Mars, hvor mennesker skal kunne trække vejret og få den nødvendige ilt.

Mars 2020-roveren skal også lave boreprøver af undergrunden, og her er målet at finde aflejringer, som vil kunne indeholde fossiler, altså forsteninger eller andre signaler af for eksempel mikrober i sten. Meningen er så, at prøverne skal opbevares på Mars, så de kan blive bragt til Jorden med en senere mission.

Mars 2020 roveren skal sendes af sted i juli eller august 2020, og rejsen ud til Mars vil tage syv til ni måneder. Efter planen skal roveren udføre eksperimenter i et Mars-år (knap to Jord-år).

Mars-gruppen vil dermed være med i planlægningen af de videnskabelige eksperimenter, som skal udføres på den røde planet – inklusive valget af de prøver som til sin tid skal bringes retur fra Mars.

Tak til:

• Anne Knudsen, Jens Martins enke, for billeder og minder
• Morten Bo Madsen, lektor i fysik ved Niels Bohr Institutet, for historier og hjælp til formidling af især den videnskabelige del af portrættet

Læs mere:

• Læs mere om Niels Bohr Institutets Mars-gruppe (på engelsk)