Robothær inntar Mars

Uten ytterligere oppbremsing vil turen ende i en katastrofe. Men roveren er festet til et landingsfartøy som er utstyrt med åtte rakettmotorer. De sørger for bremsing, slik at resten av turen nedover foregår med en moderat fart på 2,7 kilometer i timen.

Men reisen er ikke over enda, for hvis landingsfartøyet ender på toppen av roveren, blir det også katastrofe.

Omkring 21 meter over overflaten forvandler fartøyet seg derfor til en kran som firer roveren ned det siste stykket. Mars 2020 lander nå stille og rolig i det røde støvet, kablene kappes, og landingsfartøyet flyr vekk fra roveren ved hjelp av rakettmotorene.

Det har bare gått sju minutter siden romkapselen kom inn i atmosfæren, og nå kan utforskningen begynne for alvor.

Det er forhåpentligvis slik det vil foregå i februar 2021, når Nasas femte Mars-rover når fram til målet.

Mars 2020 er basert på forgjengeren Curiosity, som har kjørt rundt på planeten siden 2012, men den er utstyrt med nye og langt mer følsomme instrumenter. Samtidig vil det nye navigasjonssystemet gjøre det mulig å plassere den om lag et tonn tunge Mars 2020-roveren mye mer presist. Dermed kan den plasseres nærmere det målet som forskerne aller helst vil undersøke nærmere.

Amerikanernes store Mars 2020-rover er bare en av tre som sendes opp i midten av 2020. De to andre er ExoMars-roveren fra Den europeiske romfartsorganisasjonen, Esa, og en mindre kinesisk rover.

Men vi trenger faktisk ikke vente så lenge på nyheter fra den røde planeten. I november 2018 begynner Nasas nye rover InSight å snuse rundt på Mars for å finne ny kunnskap om planetens indre. Fartøyet har blant annet med seg en mekanisk muldvarp som skal hamre seg flere meter ned i overflaten for å ta temperaturen på planeten, mens et uhyre følsomt seismometer måler rystelser fra geologisk aktivitet og meteornedslag.

Borer seg to meter ned i Mars

Mars er nå gjenstand for en enorm vitenskapelig interesse, og det er det to grunner til. For det første har det kanskje vært liv på naboplaneten vår, og for det andre er Mars det opplagte målet hvis vi vil sende mennesker ut i verdensrommet.

I dag er Mars iskald og tørr, men for mer enn tre milliarder år siden var det massevis av flytende vann på overflaten, i form av sjøer, elver og sannsynligvis et stort hav.

Flytende vann er så vidt vi vet en betingelse for liv. Det store spørsmålet er om det bare var på jorda kjemiske forbindelser slo seg sammen på den spesielle måten som forvandlet dem til levende organismer, eller om livet også har oppstått på andre himmellegemer i solsystemet.

Hovedformålet med de nye roverne som er under bygging, er å finne ut om det har vært liv på Mars. Målinger fra tidligere rovere og satellitter har vist at Mars en gang har vært både varmere og våtere, og nå skal forskerne finne ut om det fantes levende organismer den gangen. Og i prinsippet kan det fortsatt eksistere liv på planeten

Den nye generasjonen rovere har med seg avansert utstyr som er spesielt utviklet til å identifisere nettopp de molekylene som bare kan stamme fra levende organismer. Dessuten vil forskerne nå få tilgang til boreprøver fra opptil to meter under bakken i stedet for å bare skrape på overflaten.

Gjør tynn luft om til oksygen

Den fortsatte utforskningen av Mars skal også bane vei for bemannede romferder og på lang sikt en base på planeten. Spørsmålet er hvilket område som passer best til en permanent base. Det må være et sted der ressursene kan utnyttes.

Det er en stor fordel hvis astronautene har adgang til is, og CO2 i Mars-atmosfæren bør kunne spaltes for å utvinne oksygen. Atmosfæren består av 96 prosent CO2 og bare 0,13 prosent oksygen, så det er langt fra nivået i atmosfæren her på jorda (21 prosent oksygen).

Nasas Mars 2020-rover tar derfor med seg et instrument, MOXIE, som skal avsløre om den tynne lufta kan forvandles til oksygen som mennesker kan puste inn. Apparatet skal gjøre det plantene klarer her på jorda, med ved hjelp av elekt­rolyse i stedet for fotosyntese.

Forskerne håper at apparatet kan produsere 10 gram oksygen i timen. Det er ikke nok til å forsyne et menneske med oksygen, men det er bare snakk om en liten prototype. En bemannet romferd vil kreve en oksygenmaskin som er 100 ganger større enn MOXIE, som er på størrelse med et vanlig bilbatteri.

Is er det nok av på Mars. Begge polene er dekket av tykke iskapper. Mars har årstider, akkurat som jorda, og om vinteren dekkes polene av et metertykt lag frossent karbondioksid, men særlig ved nordpolen er det fri adgang til vanlig is hele sommerhalvåret.

Litt lenger mot ekvator finnes det is like under overflaten. Det avslørte landingsfartøyet
Phoenix i 2008. Det landet ved 68 grader nordlig bredde – omtrent så langt nord som Lofoten hvis det hadde vært på jorda – og fartøyets robotarm trengte ikke skrape særlig mye i Mars-støvet før isen åpenbarte seg.

I januar 2018 viste bilder fra satellitten Mars Reconnaissance Orbiter at det også finnes store mengder is lenger mot ekvator. På breddegrader som svarer til der Danmark ligger på jorda, og lignende breddegrader på den sørlige halvkula, fikk forskerne øye på lag av is da de studerte bildene av bratte skråninger. Noen av disse funnene av is er mer enn 100 meter tykke.

Radarer skanner undergrunnen

Nå mener Nasa-forskerne at det finnes is under støvet på en tredjedel av Mars, og mange steder gjemmer isen seg bare en meter eller to under overflaten. Astronautene trenger vann de kan drikke, men det er også mulig å spalte vann til oksygen og hydrogen som kan brukes som rakettdrivstoff.

De tre Mars-roverne som skal på oppdagelsesferd fra 2021, tar med seg hver sin jordradar, som vil avsløre detaljer om bakken i lag til en dybde på ti meter og kan vise om det gjemmer seg et tykt lag av is under støvet. Isen er ikke bare interessant for framtidige baser, men også fordi den gir et innblikk i den geologiske historien til planeten. Det kan blant annet vise hvor det har blitt av vannet.

Satellittbilder viser tydelige linjer i landskapet, og de fleste forskerne mener at de markerer hvor vannet en gang nådde til – altså fortidens kystlinjer. På bakgrunn av disse dataene kom forskere ved University of California i mars 2018 fram til at Mars blant annet hadde et stort hav for fire milliarder år siden.

Havet inneholdt mer enn 41 millioner kubikkilometer vann og var dermed ti ganger større enn Middelhavet. Vannet holdt seg ikke bare til havet, men fløt gjennom store elver som skar kløfter gjennom landskapet.

Flere steder – blant annet i Galekrateret – oppstod det også innsjøer. Her kjører Curiosity rundt og finner det ene beviset etter det andre for at det fantes gode betingelser for liv.

Prøver undersøkes på stedet

Finnes det liv på Mars i dag, er det sannsynligvis under overflaten. Mars er utsatt for ganske kraftig kosmisk stråling som raskt vil drepe eventuelle organismer på overflaten. Fossile rester av mikroorganismer vil også ha gått i oppløsning for lenge siden i det barske miljøet på Mars.

Den europeiske ExoMars-roveren tar derfor med seg et bor som kan trenge to meter ned i bakken, der sjansene for å finne spor etter liv er større. Roveren kan også hente opp boreprøver.

Prøvene vil være tre centimeter lange og én centimeter i diameter, og hver boreprøve hentes opp til et lite laboratorium i roveren. Her blir prøven først fotografert, så knust og deretter sendt videre til ulike instrumenter som kan fortelle forskerne alt om den kjemiske sammensetningen – blant annet om den inneholder organiske molekyler fra levende vesener. Prøven blir både beskutt med laser og varmet opp i en liten ovn, før målinger fra spektrometre identifiserer alle kjemiske forbindelser.

Den 310 kilo tunge roveren med seks hjul kommer til Mars sammen med en russisk landingsplattform som blir utstyrt med sine egne instrumenter. De skal observere været, sammensetningen av atmosfæren og magnetfeltet på Mars. Ved ankomsten til Mars befinner den soldrevne roveren seg på toppen av plattformen. Den kjører ut på et oppdrag som skal vare i sju måneder.

Ingeniørene vil utvilsomt bite negler under landingen i mars 2021, for verken Europa eller Russland har, tross mange forsøk, noen gang foretatt en vellykket landing på Mars. Og generalprøven til ExoMars, som foregikk i oktober 2016, gikk helt galt.

Her skulle den lille sonden Schiaparelli lande ved hjelp av fallskjermer og bremseraketter, men en feil i landingssystemet gjorde at bremserakettene ble avfyrt i 3 sekunder i stedet for i 30 sekunder. Sonden falt fra 3,7 kilometer over overflaten og traff Mars med 540 km/t.

Satellitten Trace Gas Orbiter (TGO) kom seg imidlertid i bane rundt Mars. Den befinner seg 400 kilometer over overflaten. Instrumentene på satellitten forsøker nå å tegne et detaljert bilde av atmosfæren. Det er særlig gasser som metan som er interessante, siden de er knyttet til biologiske prosesser.

Den mislykkede landingen forsinket rover-prosjektet med to år. Det understreket hvor vans­kelig det er å lande på den røde planeten. Hittil er det bare Nasa som har hatt vellykkede landinger, både med og uten robotkjøretøyer. De fire roverne Sojourner, Spirit, Opportunity og Curiosity kom alle trygt fram til Mars, og til sammen har de tilbakelagt 75 kilometer og foretatt en lang rekke vitenskapelige eksperimenter.

Rover etterlater boreprøver

Den tre meter lange Mars 2020-roveren ligner ganske mye på Curiosity, som landet i 2012. Men med en vekt på 1050 kilo blir Mars 2020 litt tyng­re enn Curiosity, som veier 899 kilo.

Vektøkningen skyldes blant annet mer solide hjul. Etter seks år på farten er hjulene til Curiosity slitt og har faktisk enkelte hull. Selv om hjulene antagelig kan holde et par år til, har Nasa valgt å utstyre Mars 2020 med mer robuste hjul med et
tykkere lag aluminium.

Noen av instrumentene på den nye roveren er oppgraderte versjoner av lignende instrumenter på Curiosity, mens andre er helt nye. Roverne har ikke solpaneler, men er drevet av radioaktive batterier der varmen fra nedbrytingen av plutonium forvandles til elektrisitet. Slike batterier kan ofte holde i et tiår.

Curiosity ble sendt til Mars for å undersøke om ørkenplaneten noensinne har hatt et miljø der mikrober kunne overleve. Det krever ikke bare vann, men også grunnstoffer som oksygen, karbon, hydrogen, nitrogen, fosfor og svovel.

Allerede etter et års tid var det tydelig at de nødvendige betingelsene for liv har vært til stede i det området der Curiosity kjører rundt, så nå skal Mars 2020-roveren på et mer målrettet oppdrag for å finne spor etter fortidens liv – akkurat som Esas ExoMars-rover skal gjøre et annet sted på planeten.

Ved hjelp av instrumentene ved enden av den lange robotarmen skal roveren finstudere bergartene. Et røntgeninstrument kan undersøke detaljer på størrelse med saltkorn, og det skal avsløre bergartenes sammensetning og struktur. Et annet instrument skal analysere enda mind­re strukturer med et kamera, et spektrometer og en ultrafiolett laser for å finne karbonholdige molekyler som kan stamme fra
mikroorganismer.

Siden rovere må være lette, kan de ikke ta med store mengder laboratorieutstyr. Mars 2020-roveren skal derfor etterlate små gaver til ettertiden.

Den er utstyrt med en boremaskin og tar med 43 små titanrør som kan inneholde en 15 gram tung boreprøve med en lengde på fem centimeter og en
diameter på én centimeter. I løpet av oppdraget sitt skal roveren samle inn minst 20 bore­prøver som plasseres i rørene. De blir forseglet og deretter lagt på et lett tilgjengelig sted på Mars.

Planen er at boreprøvene skal samles opp av en framtidig rover, som skal sørge for at de blir sendt tilbake til jorda med et fartøy som fortsatt ikke har forlatt tegnebrettet. Dermed kan boreprøvene bli utsatt for en langt mer intensiv analyse enn det som er mulig på Mars.

Et prosjekt for å frakte Mars-prøver tilbake til jorda kan bli til virkelighet på slutten av 2020-tallet.

I første omgang kan vi imidlertid glede oss til resultatene fra InSight-landeren, som i løpet av nesten to år tar for seg planetens indre. Målingene skal blant annet avsløre den indre temperaturen og i tillegg måle små rystelser i bakken – og dermed avgjøre en gang for alle om naboplaneten vår fortsatt er geologisk aktiv.