Ow nee, de Mars Odyssey heeft toch nog voldoende brandstof
De 22 jaar oude Mars Odyssey vertoonde onlangs tekenen van ontbrekende brandstof en dit leidde tot een interplanetair mysterie dat een aantal slimme wetenschappelijke speurtochten vereiste.
Bijna twee jaar lang waren de ingenieurs van NASA bezorgd dat de brandstofvoorraad van de Mars Odyssey ruimtesonde bijna op was. Hierdoor zou er een tragisch einde komen aan de kostbare ruimtesonde. Maar het bleek dat ze verkeerd hadden ingeschat wat er nog in de brandstoftank van de orbiter zit en dat dit voldoende is om nog twee jaar mee te gaan.
De Mars Odyssey draait al meer dan twee decennia in een baan om Mars en heeft in die tijd een afstand afgelegd die overeenkomt met 2,21 miljard kilometer in de ruimte. Toen de ruimtesonde in 2021 werd gelanceerd had de orbiter 225,3 kilogram hydrazine aan boord voor zijn rondjes om Mars. Wat Odyssey echter niet heeft is een brandstofmeter waardoor het voor missiecontrollers moeilijk is om precies te bepalen hoeveel brandstof de orbiter nog in zijn tank heeft.
Om de brandstofhoeveelheid van de orbiter te controleren zou het missieteam de twee brandstoftanks van de ruimtesonde opwarmen en kijken hoelang het duurt voordat ze een bepaalde temperatuur hebben bereikt. Net als bij een theepot zou een bijna lege brandstoftank sneller opwarmen dan een volle, het is geen perfecte methode maar het gaf de missieleiding nog steeds een goede schatting van de hoeveelheid hydrazine in de tank.
In de zomer van 2021 leken brandstofschattingen erop te wijzen dat Odyssey met nog ongeveer 5 kilogram hydrazine bijna aan zijn einde was. Later in 2022 toonden berekeningen aan dat er volgens NASA nog maar 2,8 kilogram hydrazine over was. Dat betekende dat de missie binnen een jaar zonder brandstof zou komen zitten, sneller dan het team had verwacht.
Missie-ingenieurs waren stomverbaasd; of de ruimtesonde lekte brandstof of hun berekeningen klopten gewoon niet. Ze hebben er maanden over gedaan om erachter te komen voordat ze een externe adviseur, gespecialiseerd in het schatten brandstofvoorraden van ruimtevaartuigen, inschakelden.
Na het bestuderen van de interne werking van Odyssey ontdekte deze adviseur de oorzaak achter de verdwijnende brandstof. De orbiter gebruikt verwarmingselementen om te voorkomen dat zijn onderdelen in de verre ruimte bevriezen, en een van die verwarmingselementen, die de brandstoftanks met elkaar verbindt, zorgde ervoor dat de hydrazine sneller werd opgewarmd dan verwacht. Als gevolg hiervan werden de pogingen van het team om tee schatten hoeveel brandstof er nog over was in Odyssey verijdeld omdat de brandstof sneller opwarmde dan ze verwachtte waardoor ze dachten dat er minder brandstof in de tank van de orbiter zat.
De methode van meten was goed, aldus NASA, het probleem das dat de vloeistofdynamiek aan boord van Odyssey ingewikkelder is dan verwacht.
Het missieteam ging terug naar de tekentafel en berekende hoeveel brandstof er nog over was in Odyssey, rekening houdende met de extra warmte. Het blijkt dat de orbiter goed is om te gaan tot 2025. Maar dat wil niet zeggen dat het gegarandeerd is, aangezien het team nog steeds werkt aan het verfijnen van de metingen.
Het lijkt een beetje op het proces voor wetenschappelijke ontdekkingen, aldus een missie=lid. “je verkent een technisch systeem zonder te weten wat je zult vinden. En hoe langer je kijkt hoe meer je ontdekt dat je niet had verwacht.”
Odyssey is een cruciaal lid van de Martiaanse vloot van de NASA. De orbiter geeft niet alleen gegevens door tussen NASA’s grondcontrole en zijn rovers op Mars, de ruimtesonde heeft ook geholpen bij de ontdekking van mineralen, ijsafzettingen en mogelijke landingsplaatsen op de rode planeet. Hopelijk heeft de ruimtesonde nog wat gas in de tank waarmee het zijn 22 jaar oude erfenis nog even kan voortzetten.
Eerste publicatie: 18 maart 2023
Bron: NASA
