Opportunity – de langst werkende Mars Rover
De Opportunity rover is sinds januari 2004 actief op Mars. Oorspronkelijk gebouwd voor 90 dagen trekt de rover nu al 13 jaar over de rode planeet rond. In 2015 had de rover een afstand gelijk aan een marathon afgelegd, dat is 42,1 kilometer.
De laatste jaren zijn echter ook sporen van slijtage zichtbaar. In 2014 en 2015 heeft de NASA verschillende pogingen gedaan om het flash geheugen van de rover te herstellen nadat er problemen waren opgetreden. Dit flash memory gebruikt de rover om informatie op te slaan zelfs als de rover is uitgeschakeld.
In 2015 besloot de NASA om de meeste operaties uit te voeren met het normale computergeheugen van de rover, dit geheugen houdt alleen maar data vast als de rover is ingeschakeld. De rover moest dan wel steeds belangrijke data direct naar de Aarde versturen omdat het anders, bij uitschakelen van de rover, verloren zou gaan.
De missie op de rode planeet is extreem productief geweest. De Opportunity heeft twee grote kraters, Victoria en Endeavour, onderzocht en daarnaast ook nog enkele andere locaties. Tijdens zijn marathon over de rode planeet heen heeft de rover meerdere signalen van water gevonden, vastgezeten in het zand en een grote storm overleefd.
De droom van een weeskind
Opportunity en zijn tweeling rover Spirit kregen hun naam van de destijds 9 jaar oude Sofi Collis. Ze was de winnares van de wedstrijd die de NASA had gehouden om namen te vinden voor de twee autootjes. Collis werd in Siberië geboren en op 2-jarige leeftijd geadopteerd. Ze kwam terecht bij haar nieuwe familie in Arizona.
Ze schreef in haar winnende verhaal: “Ik heb in een weeshuis gewoond en daar was het donker, koud en ik was er eenzaam. ’s Nachts keek ik naar de sterren en voelde ik me beter. Ik droomde dat ik kon vliegen. In Amerika kan ik al mijn dromen waarmaken. Dankjewel voor de “spirit” en voor de “opportunity”.
De Mars Exploration Rovers, zoals ze officieel heten, werden in 2003 gelanceerd en legden 455 miljoen kilometer af op zoek naar water op Mars. De missie kostte destijds 800 miljoen dollar voor beide rovers. Ze zijn uitgerust met een panorama camera en een kleine thermische emissie spectrometer die signalen van warmte op zou moeten pikken. Iedere rover heeft ook een kleine arm aan boord die is uitgerust met spectrometers en een microscopische camera.
Op weg naar Mars
De Opportunity werd op 7 juli 2003 met behulp van een Delta II-raket gelanceerd op weg naar Meridiani Planum aan de evenaar van Mars. NASA was geïnteresseerd in een laag hematiet die door de Mars Global Surveyor daar was gevonden. Hematiet is een ijzeroxide dat vaak ontstaat in vochtige gebieden. NASA wilde weten hoe dit water daar was gekomen en waar het water was gebleven.
De rover bereikte op 25 januari 2004 Mars en maakte met behulp van een grote parachute en omhuld door airbags een geslaagde landing op de rode planeet. Opportunity kwam in een kleine krater van 20 meter terecht.
De eerste wetenschappelijke resultaten
Opportunity en Spirit (die drie weken eerder op 3 januari 2004 was geland) hadden tijdens hun tijd op Mars als belangrijkste doel om op zoek te gaan naar water. Ze zouden zoeken naar allerlei kenmerken in de omgeving die als bewijs zouden dienen voor het voorkomen van water. Ze zouden in het bijzonder moeten zoeken naar mineralen die waren achtergebleven nadat het water was verdwenen.
Dat doel werd door de beide rovers al snel bereikt. Begin maart, krap zes weken na de landing, vond de Opportunity een rotsachtige aardlaag waar bewijs werd gevonden voor een vloeibaar verleden. Deze rotsen hadden sulfaten en kristallen die beiden te herleiden waren naar water. In dezelfde week vond Spirit op eigen kracht hetzelfde bewijs op een andere plek op de rode planeet.
Twee weken later ontdekte Opportunity hematiet in het binnenste van wat bodemmateriaal. Met behulp van een spectrometer vond Opportunity bewijs van ijzer in een groep van deze steentjes
De maand was nog niet voorbij of Opportunity vond nog meer bewijs voor water. Deze keer werd dat gevonden in en afzettingslaagje dat vermoedelijk in een ver verleden is ontstaan uit een neerslag van zout water.
Al met al een positieve start van de Opportunity die nog niet eens de krater waarin hij was geland had verlaten. Voordat de geplande 90-daagse missie van de Opportunity voorbij was, was de rover uit de Eagle krater geklauterd en op weg naar zijn volgende doel ongeveer 800 meter verderop lag: de Endurance krater. In oktober 2004 werden in de Endurance krater meer sporen van water aangetroffen.
Vast in het zand
In 2005 beleefde de Opportunity een van zijn gevaarlijkste momenten toen de rover gedurende 5 weken vastzat in het zand. De NASA had de rover op 26 april 2005 op de automatische piloot gezet en dat betekende dat de rover niet controleerde waar hij reed. Opportunity ploegde zich in een 30 cm hoge zandduin vast en de zes-wielige rover had de grootste problemen om daar weer uit te komen.
In een poging om de rover te redden voerde de NASA met een model testen uit in een nagemaakte Martiaanse zandbak in het Jet Propulsion Laboratory. Gebaseerd op de ervaringen in de zandbak werd er een serie commando’s naar de rover gestuurd. De rover had ongeveer 190 meter aan wieldraaiingen nodig om zich ongeveer 1 meter te verplaatsen maar uiteindelijk lukte het toch om zich begin juni 2005 te bevrijden.
Hierna besloot de NASA om de rover in voorzichtige incrementen te laten voortbewegen. Dat was mede noodzakelijk omdat het rechter voorwiel niet meer gebruikt kond worden voor de besturing (wegens een defecte stuurmotor). Deze motor begaf het enkele dagen voordat de rover zich vastreed in het zand. De rover was nog goed te besturen met de overige drie bestuurbare wielen.
De ervaringen met de Opportunity in het losse zand kwamen in oktober 2005 goed van pas want toen, tijdens Sol 603, deden er zich ongewone problemen met de aandrijving voor. De Opportunity had net de eerste 5 meter van een stuk van 45 meter afgelegd toen een automatische controle buiten de ingestelde limieten kwam en de Opportunity stopte. Twee Marsdagen later loste de rover het probleem zelf op en vervolgde hij zijn weg.
De Victoria krater
Na 21 maanden onderweg te zijn geweest bereikte de Opportunity eind september 2006 de Victoria krater en na enkele maanden aan de rand van de krater te hebben vertoefd en daar foto’s te hebben gemaakt en enkele gelaagde stenen te hebben onderzocht besloot de NASA in juni 2007 om de rover te laten afdalen de krater in. Dat was een risico want misschien zou de Opportunity nooit meer uit de krater kunnen klauteren.
Volgens de NASA was de wetenschappelijke waarde hiervan dat men de kans kreeg om de samenstelling en de structuren van de blootgestelde materialen in de diepte van de krater te onderzoeken op aanwijzingen voor oude natte omgevingen.
De tocht naar beneden werd in juli 2007 onderbroken door een zeer zware stofstorm. Doordat de zonnepanelen van de rover met stof werden bedekt zakte de energieproductie van de Opportunity binnen een week met 80% en later in die week zakte de energievoorraad van de rover tot een kritisch niveau. NASA was bang dat de rover zou uitvallen maar de Opportunity kwam redelijk ongeschonden uit de storm.
Het duurde tot eind augustus alvorens de hemel boven de Opportunity voldoende was opgeklaard en de rover weer aan het werk gezet kon worden. Opportunity zwierf ongeveer een jaar door de Victoria krater en bestudeerde de bovenste lagen op de bodem van de krater en stelde vast dat deze vermoedelijk door water waren vormgegeven.
In augustus 2008 klom de Opportunity weer de Victoria krater uit en begon aan zijn reis naar Endeavour die 21 kilometer verderop ligt. De Opportunity had 3 jaar nodig om daar te komen maar onderweg werd er wel gestopt om interessante objecten te bestuderen. In augustus 2011 arriveerde Opportunity bij Endeavour.
Onderzoek van Endeavour en geheugenproblemen
Opportunity ging bij Endeavour verder met zijn zoektocht naar water. Zo werd in 2013 de steen “Esperance” geanalyseerd. Deze steen bevat niet alleen mineralen die door water zijn ontstaan maar er was ook genoeg vloeistof aanwezig geweest om ionen uit te spoelen die bij deze reacties vrijkwamen.
Midden 2014 traden er echter problemen op met het ouder wordende geheugen van de Opportunity. De rover maakt gebruik van flashgeheugen om informatie op te slaan als de rover gaat slapen tijdens de koude nachten op Mars. Deze nachten komen even vaak voor als op Aarde.
Vanaf de Aarde werd het geheugen gewist maar de problemen en de herstarts met het geheugen bleven zich voordoen. Uiteindelijk werd ervoor gekozen om het flashgeheugen niet meer te gebruiken en over te stappen op het random access memory (RAM) van de rover. In 2015 nam de NASA de beslissing om helemaal over te stappen naar het RAM-geheugen en dat betekent dat er niks meer kan worden opgeslagen en de rover alle data rechtstreeks moet versturen. Ook als de rover in slaapstand staat kan er niks worden bewaard in dit RAM-geheugen.
Ondanks deze problemen blijft de rover rondrijden op de rode planeet. In juli 2014 werd er een record gevestigd; toen had de rover 40,2 kilopmeter afgelegd op Mars en daarmee werd het vorige record van de Russische maanrover Lunokhod-2 uit 1973 verbroken. In maart 2015 werd weer een nieuw record gevestigd, toen had de rover de marathon afgelegd op Mars.
In oktober 2014 scheerde de komeet Siding Spring op zeer korte afstand langs Mars. Deze komeet werd door de Opportunity waargenomen. In januari 2015 maakte de Opportunity vanaf een hoog punt op de rand van Endeavour opnames van de bodem van de krater. In maart 2015 kondigde de NASA aan dat de rover, die een gebied onderzocht dat men “Marathon Valley” noemde, enkele stenen had gezien met een andere samenstelling dan die eerder door Spirit en Opportunity waren bestudeerd. De stenen bevatten o.a. hoge concentraties aluminium en silicium.
In maart 2016 overwon de Opportunity zijn steilste helling ooit, de helling bedroeg 32°, in een poging zijn volgende doel in “Marathon Valley” te bereiken. Dit doel wordt “Knudsen Ridge” genoemd. De vluchtleiding zag de wielen van de rover echter doorslippen en met enige tegenzin besloten ze om “Knudsen Ridge” over te slaan en de rover naar een ander doel te sturen.
In juni 2016 kondigde de NASA aan om de onderzoeken in “Marathon Valley” af te sluiten. Een van de wielen van de Opportunity schraapte nog een toplaagje van wat materiaal af en daaronder trof de NASA de hoogste zwavelconcentratie aan die tot nu toe op Mars is gevonden. NASA zegt dat dit materiaal magnesiumsulfaat bevat waarvan men aanneemt dat het uit water is neergeslagen.
Sinds augustus 2017 is de Opportunity gepositioneerd op een plek die “Perseverance Valley” wordt genoemd. Dit is op de rand van de Endeavour krater. De rover heeft inmiddels meer dan 45 kilometer afgelegd. In augustus 2018 werd de rover overvallen door een gigantische stofstorm die de hele planeet omspande. Die stofstorm is inmiddels gaan liggen maar de vluchtleiding heeft nog geen contact met de Opportunity kunnen leggen en men vermoedt dat de rover de hevige storm niet heeft overleefd. Op het moment van schrijven loopt er een 45 dagen durende periode waarin dagelijks contact wordt gezocht met de Opportunity. Als de rover binnen deze 45 dagen geen teken van leven geeft dan zal de rover vermoedelijk als verloren worden beschouwd.
Bronnen:
Eerste publicatie: 17 september 2018
