2021 er et historisk år for utforskningen av Mars. Sommeren 2020 sendte hele tre land av sted to rovere, et landingsfartøy, et minihelikopter og to kretsløpssonder mot den røde planeten, og nå ankommer den første: Sonden Hope, som er De forente arabiske emiraters første Mars-sonde.
De tre landenes Mars-prosjekter kommer til å utføre de hittil mest detaljerte studiene av Mars – fra planetens atmosfære helt ned til sanden på overflaten.
Atmosfæren blir undersøkt av to nye kretsløpssonder – Hope, samt den sonden som Kina har sendt av sted: Tianwen-1.
Emiratenes sonde, kalt Hope, har blant annet et spektrometer om bord. Alle stoffer sender ut – eller tar opp – lys ved spesifikke bølgelengder, og et spektrometer måler hvor sterkt lyset er ved ulike bølgelengder.
Slik kartlegger forskerne stoffene i atmosfæren. Hope-sonden kan blant annet måle hvor mye varme det stiger opp fra Mars og tas opp av karbondioksid i atmosfæren.
Det kan bidra til å varme opp planeten – akkurat som på jorden.
Slik kartlegger Hope klima på Mars
Sonden Hope lager målinger av både synlig, infrarødt og ultrafiolett lys for å samle inn data om blant annet temperatursvingninger og ozon i Mars' atmosfære.
Ved hjelp av nye, detaljerte målinger av ikke bare karbondioksid, men også vanns bestanddeler hydrogen og oksygen kan forskerne med Hopes data faktisk regne ut en dag til dag-værvarsel for Mars med temperaturer, skyer og nedbør.
Mens Hope-sonden altså gir forskerne det første detaljerte overblikket over klimaet på Mars, skal Kinas sonde samle data om en viktig brikke i puslespillet om liv på Mars: metan.
Roveren Curiosity som kom til Mars i 2012 og er for tiden den eneste aktive roveren på planeten. Den har målt store svingninger i mengden av metangass ved Mars' overflate.
Men sonder i bane har ikke målt samme svinginger, så kanskje brytes gassen ned på vei oppover i atmosfæren.
Sonder skal måle marsgasser
To nye sonder i bane rundt Mars skal måle gasser i atmosfæren. Dermed vil forskerne svare på tre store gåter om klima, vann og mulige livsformer.
Hvordan varierer klimaet på Mars?
Forskerne har i dag et grovt bilde av klimaet på Mars, men med data fra Hope-sonden kan de utarbeide et detaljert værvarsel med daglige variasjoner i temperaturer, skydekke og nedbør. Svingninger i temperaturer kan blant annet leses av ut fra mengden av infrarødt lys – varme – som karbondioksid i atmosfæren tar opp. Karbondioksid tar særlig opp lys i bølgelengdene 7–8 og 14–16 mikrometer.
Hvor raskt mister Mars vannet sitt?
Mars har mistet vann lenge. Hastigheten i vanntapet viser hvor lang tid biologisk liv har kunnet utvikle seg. Hope-sonden skal måle mengden av UV-lys ved bølgelengdene 121,6 og 135,6 nm. Nettopp her sender bestanddelene i vann, hydrogen og oksygen, ut lys når de blir truffet av sollys. Med flere målinger kan forskerne beregne hvor raskt mengden av vann svinner inn.
Kan mikroorganismer være kilden til metan?
Kinas sonde, som er en del av prosjektet Tianwen-1, skal måle metan i atmosfæren. Andre sonder har så langt ikke kunnet måle de store svingningene i mengden av metan som overflatemålinger har påvist. Med nye data vil forskere teste den ledende teorien: Metan dannes i et underjordisk hav, enten av bergarten olivin eller av mikrober, og kapsles inn i isstrukturer som kalles klatrater som smelter om sommeren, så metanet fordamper.
Den kinesiske sonden skal lete etter metan lenger nede i atmosfæren og gi forskerne data som kan sannsynliggjøre den ledende teorien om metanet.
Stoffet skapes i et underjordisk hav og kan komme fra enten stein eller mikroskopisk liv.
Både mikrober og reaksjoner mellom vann og klippe kan danne metan, som på jorden blir kapslet inn i ismolekyler som kalles klatrater.
Om sommeren smelter klatratene, er teorien, og dermed frigis metangassen fra bakken og stiger opp i atmosfæren.
Nasa frykter trafikkork på Mars
Etter at Hope har ankommet, følger Kina og USA snart opp med.
Trafikken blir så tett at Nasa holder spesielt øye med fartøyenes baner når de nærmer seg den røde planeten.
De risikerer nemlig å støte inn i hverandre – eller for eksempel sonder som allerede går i bane rundt Mars.