NBI-forskere med på ny NASA Mars-mission
Mars har været en beboelig planet med flydende vand – det har undersøgelserne med NASA’s Mars-sonde, Curiosity allerede vist. Men har der 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.
NASA’s Mars-missioner har deltagelse fra mange prominente forskningsinstitutioner i verden, dog flest fra USA, men også Europa, og der er stor interesse for at få mulighed for at deltage. NASA modtog 58 forslag til eksperimenter og eksperimentudvikling fra forskere og ingeniører verden over. Det var dobbelt så mange som ved tidligere missioner. Danske forskere fra Niels Bohr Institutet var med på to forslag til eksperimenter, Mastcam-Z og MOXIE.
”Da vi blev inviteret til at deltage i MOXIE-eksperimentet, og jeg spurgte lederen projektet, Mike Hecht om, hvorfor vi var udvalgt, lød svaret: ”fordi I har den ekspertviden, vi har brug for, og fordi I er erfarne med rum-missioner”, fortæller Morten Bo Madsen, leder af Mars-gruppen på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.
Mars 2020 roveren vil blive baseret på designet af den meget succesfulde Mars Science Laboratory rover, Curiosity, som landede for omtrent to år siden, og som stadig er i funktion og meget aktiv på Mars. Den nye rover skal medbringe mere sofistikeret og opgraderet teknisk udstyr og nye instrumenter til at foretage geologiske undersøgelser og prøve at opklare miljøets beboelighed samt direkte søge efter tegn på forhistorisk liv. (NASA, kunstnerisk gengivelse)
Og erfaring med rum-missioner har Morten Bo Madsen og hans forskningsgruppe. De har deltaget i Mars Pathfinder i 1997, Spirit and Opportunity i 2004, Phoenix Mars Lander i 2008 og Mars Science Laboratory med roveren, Curiosity, som landede i august 2012.
Mars-gruppen arbejder eksperimentelt med udforskning af overfladen på Mars. Det er især det luftbårne støv, de har forsket i, og eksperimenterne er baseret på instrumenter, som gruppen selv har designet og bygget til Mars lander missionerne.
Mars-2020 missionen
Det er netop blevet offentliggjort, hvilke instrumenter NASA har valgt til 2020-roveren, og den danske forskningsgruppe skal være med i arbejdet på to af dem.
”Vi skal arbejde på det stereokamera, der sidder på masten, Mastcam Z, som både kan se langt ud i terrænet og zoome ind og lave nærbilleder. Det skal både se på støv i luften og sten på overfladen. Vores opgave bliver at medvirke til kalibrering, så billederne både bliver naturtro og videnskabeligt korrekte. Kjartan Kinch fra den danske forskningsgruppe har en helt enestående viden om, hvordan man bedst kompenserer for støver, som på Mars er overalt, når billederne skal kalibreres. Kalibreringen foretages med et særligt kalibrerings-target, som har nogle særdeles velkarakteriserede farvepletter til farvejustering og nogle indbyggede magneter, som kan samle støvet og holde de områder, der bruges til kalibreringen, rene for støv. Det bliver muligvis os, der skal designe og producere denne kalibrerings-enhed”, siger Morten Bo Madsen.
Mars 2020 roveren skal medbringe syv instrumenter til videnskabelige undersøgelser. MastCam-Z, som er et stereokamera. SuperCam, som er et avanceret instrument med spektrometre og mulighed for at detektere organiske forbindelser. MOXIE, som skal producere ilt ud fra atmosfærens CO2. MEDA, som er en meteorologi-station. RIMFAX, som er en radar, der kan se op til 500 meter ned i undergrunden. På armen vil der være to instrumenter, PIXL til grundstofanalyse og SHERLOC, som er et UV-spektrometer. (NASA)
Ilt til vejrtrækning
Det andet eksperiment, som den danske forskningsgruppe skal arbejde med, har fået navnet MOXIE, som står for Mars Oxygen Insitu Resource Utilization Experiment.
”MOXIE’en er et instrument, som skal producere ilt ud fra CO2, som er i atmosfæren. 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. Desuden vil ilten kunne bruges til en retur-raket, der skal rejse hjem til Jorden igen”, fortæller Morten Bo Madsen.
Han forklarer, at MOXIE’en er en slags omvendt brændselscelle. En brændselscelle producerer energi ved en kemisk reaktion, der sammensmelter brint og ilt til vand. I den ’omvendte’ brændselscelle tilføres der energi (fra en radioaktiv el-generator på roveren) for at adskille CO2 til ilt (O2) og CO (kulmonoxid).
Mars 2020 roveren skal også lave boreprøver af undergrunden, og her er målet at finde aflejringer, som vil kunne indeholde fossiler, altså forsteninger eller aftryk af f.eks. 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/august 2020, og rejsen ud til Mars vil tage 7-9 måneder. Efter planen skal roveren udføre eksperimenter i et Mars-år (Knapt to Jord-år). Mars-gruppen med Morten Bo Madsen i spidsen vil dermed være med i planlægningen af de videnskabelige eksperimenter, som skal udføres på den røde planet.