Spirit – gevangen in het zand op Mars

Artist impression van de marsrover Spirit
Artist impression van de marsrovers Spirit en Opportunity. Credit: NASA/JPL

Spirit is een van de twee Mars rovers die in het kader van het Mars Exploration Rover (MER)-project door de NASA in 2003 zijn gelanceerd. Spirit arriveerde in januari 2004 met als opdracht uit te zoeken of er ooit leven is geweest op Mars, het onderzoeken van het huidige klimaat en het klimaat in het verleden en het onderzoeken van de geologie van Mars.

Spirit kreeg een garantietermijn van 90 Marsdagen mee (Sols genoemd) maar de rover hield het meer dan 2200 Sols, oftewel 2266 aardse dagen uit. Spirit reed zich uiteindelijk vast in het zand en werd uitgeschakeld. Zijn tweelingbroer, de rover Opportunity heeft het veel langer volgehouden. Opportunity was actief tot eind juni 2018 toen de rover werd uitgeschakeld door een gigantische zandstorm op Mars waardoor de zonnepanelen niet meer konden zorgen voor de energievoorziening.

Het onderzoek dat Spirit uitvoerde op Mars gaf wetenschappers een opmerkelijke kijk in de natte geschiedenis van de planeet.

Al snel na de landing vond de rover bewijs voor de aanwezigheid van carbonaten en hematiet. Dit zijn mineralen die altijd in een waterige omgeving worden aangetroffen. De rover overwon verschillende technische problemen en stuurde zes jaar lang wetenschappelijke gegevens terug naar de Aarde.

Helaas was eer één obstakel dat Spirit niet kon overwinnen: een onverwachte zandduin. NASA is weken bezig geweest om de rover naar een stevigere ondergrond te krijgen naar dat lukte niet. De rover bleef vastzitten in de zandduin en stopte op 22 maart 2010 met het zenden van gegevens naar de Aarde.

Spirit liet een schat aan informatie achter over de geschiedenis van Mars en de informatie die de NASA verkreeg via Spirit werden gebruikt voor een grotere en robuustere rover: de Curiosity. Curiosity moet dan weer als werkvoorbereider dienen voor de Mars 2020 rover die moet gaan zoeken naar tekenen van vroeger leven.

Op zoek naar het water

Spirit is er eentje van een hele serie van ruimtesondes die de NASA de laatste jaren naar Mars heeft gestuurd. In de jaren ’60 en ’70 stuurde de NASA ook al verschillende missies naar Mars maar nadat de Viking 1 en Viking 2 geen definitief bewijs voor vroeger of huidig leven konden vinden werd dit programma gestaakt.

In de jaren ’80 en ’90 toonden onderzoekers nieuwe interesse in Mars. Dit was nadat er op Aarde microben waren aangetroffen die onder extreme omstandigheden konden leven. Zo werden er micro-organismen aangetroffen in vulkanische gebieden op de bodem van de oceanen op Aarde. Dit was een interessante ontdekking omdat de Vikings wel mogelijk bewijs hadden gevonden voor de aanwezigheid van water in een ver verleden.

In 1996 stuurde de NASA de Mars Global Surveyor naar de planeet. De MGS moest gaan zoeken naar plekken waar mogelijk water kon voorkomen. Ook werden in 1997 de Mars Pathfinder en de Sojourner rover naar de planeet gestuurd. Deze missie vond stenen die hun vorm mogelijk hebben te danken aan de aanwezigheid van stromend water in een ver verleden.

De resultaten van deze missie waren aanleiding voor de NASA om meer verkenners naar Mars te sturen en in 2004 werden dan ook de Spirit en de Opportunity gelanceerd. Deze twee rovers zijn officieel bekend als de Mars Exploration Rovers. De twee autootjes kregen hun naam van de destijds 9 jaar oude Sofi Collis die een wedstrijd om de rovers een naam te geven, had gewonnen.

Spirit en Opportunity werden met een grote collectie wetenschappelijke instrumenten uitgerust. Iedere rover had een panoramische camera mee, een camera die microscopische opnames kon maken, drie verschillende spectrometers, een soort vijl om materiaal van gesteente te schrapen en een set magneten. De rovers waren daarnaast uitgerust met een kleine uitschuifbare arm waarmee ze close-up opnames konden maken van interessante objecten.

Op weg naar Gusev

Wetenschappers en ingenieurs hebben twee jaar onderhandeld over de meest geschikte landingsplekken voor Spirit en Opportunity. De voor wetenschappers meest interessante plekken zijn eigenlijk per definitie de meest gevaarlijke plekken voor de ingenieurs die zorg dragen voor de veiligheid van de rovers.

Opportunity werd uiteindelijk naar Meridani Planum gestuurd. Dit naar aanleiding van een stuk hematiet dat de MSG vanuit een baan om de planeet had ontdekt. Hematiet is een vorm van ijzeroxide dat vaak in water ontstaat. En zoals later zou blijken vond de Opportunity inderdaad heel veel hematiet aan het oppervlak.

Spirit werd op weg gestuurd naar de Gusev krater. Gusev is een enorme krater met een doorsnede van ongeveer 165 kilometer. Wetenschappers denken dat de krater in het verleden water heeft bevat. De krater is ontstaan als gevolg van een inslag door een komeet of een asteroïde ongeveer 3-4 miljard jaar geleden.

Spirit was de eerste rover die de Aarde verliet. De rover werd op 10 juni 2003 gelanceerd vanaf Cape Canaveral. De lancering vond plaats met behulp van een Delta II raket. Zeven maanden later, op 4 januari 20044 landde Spirit op de rode planeet.

Na het openen van de enorme remparachute lande de rover, omringd door airbags in de Gusev krater, precies zoals gepland. Op 25 januari 2004 landde ook de Opportunity rover op de juiste plaats.

Herstarts, water en wielen

Spirit bevond zich nog steeds op zijn landingsplek toen de eerste mogelijke signalen van water al werden gevonden: carbonaten die vaak ontstaan in natte omgevingen. Meteen dus een wetenschappelijk succes maar een week later begonnen al de eerste problemen van de Spirit. Op 21 januari 2004 stopte de rover tijdelijk met het terugsturen van gegevens. NASA ontdekte dat de computer van de rover spontaan herstartte als gevolg van een fout in de software. In drie dagen tijd startte de computer meer dan 60 keer opnieuw op.

NASA kreeg de Spirit in februari 2004 weer onder controle en in maart was het raak: Spirit vond een vulkanische steen waarvan de samenstelling overduidelijk wees op een verleden met veel water.

Drie maanden later verraste Spirit de NASA door het vinden van hematiet. Hiermee werd opnieuw bewijs toegevoegd voor de mogelijke aanwezigheid van water in de omgeving. Ook Opportunity vond hematiet op zijn landingsplaats aan de andere kant van Mars.

Eind 2005 was Spirit naar een plek gereden die Husband Hill werd genoemd. Van hieruit kon de rover de omgeving bekijken. Het was voor het eerst dat een rover op een andere planeet een heuvel omhoog was gegaan.

In maart 2006 stopte een van de wielen van de Spirit er mee. De rover was bezig om een helling op te rijden om zo genoeg zonlicht te vangen om de winter door te komen. In een tempo van 1 uur per dag werd de rover vanaf de Aarde geholpen om de heuvel op te komen en in april 2006 bereikte Spirit zijn plaats van bestemming. Het was een goede plek om te stoppen want de rover vond er later in 2006 door water veranderde mineralen.

De latere jaren op Mars

Ondanks mechanische en Martiaanse uitdagingen legde Spirit in totaal 7,7 kilometer af en dat is vele malen meer dan de afstand waar de NASA de rover voor had ontworpen.

Het defecte wiel bleek zelfs bruikbaar voor de missie want in maart 2007 kondigde de NASA aan dat het wiel grond met zwavel en sporen van water omhoog had gewoeld waarmee werd gesuggereerd dat er bronnen zijn waaruit verdamping plaatsvindt

Spirit toonde aan dat op de plek waar de rover zich bevond zich mogelijk vroeger een vulkanische uitbarsting had voorgedaan. Ook overleefde de rover een stofstorm. Einde 2008 kwam de rover opnieuw in de problemen doordat een andere stofstorm ervoor zorgde dat het energieniveau dramatisch zakte, maar de rover overleefde dit allemaal.

In februari 2009 ging de stofstorm liggen en klaarde het weer op. In april van dat jaar begon de computer van de rover weer spontaan te herstarten. NASA wist ook dit probleem op te lossen en de rover vervolgde zijn weg tot er zich een nieuw probleem voordeed: de rover reed zich vast in een soort van drijfzand. Op 23 april 2009 zakte de rover door een hardere laag zand in een gebied van heel zacht zand. De rover kon hier niet uit komen.

NASA was maandenlang met allerlei simulaties bezig en stuurde verschillende nieuwe commando’s naar de vastgelopen rover. De rover ging tijdens deze pogingen gewoon door met zijn wetenschappelijke onderzoek. Op de vastgereden locatie vond de rover zand dat basalt, zwavel en silicaten bevatte. De locatie werd oor de NASA “Troy” genoemd.

Op 31 december 2009 had de NASA berekend dat er mogelijk niet genoeg energie aanwezig was om de rover door de winter heen te krijgen. De laatste communicatie met de rover vond plaats op 22 maart 2010. In de daaropvolgende maanden probeerde de NASA contact te leggen met de rover maar die gaf geen kik meer en NASA besloot de rover als verloren te beschouwen.

Spirit’s erfenis

Spirit stopte in 2010 met het communiceren met de Aarde maar de Opportunity bleef stug volhouden tot medio 2018. Dat is ruwweg 14,5 jaar na zijn landingsdag. Helaas remde een gigantische stofstorm de Opportunity in juni 2018 af en sindsdien is het niet duidelijk wat de status van de rover is. NASA zoekt contact met Opportunity maar de kans is groot dat de oude rover de stofstorm niet heeft overleefd. Beide rovers hebben een hele grote bijdrage aan de wetenschap geleverd en uitgebreid en gedegen bewijs geleverd dat er water voorkomt op de rode planeet.

De ervaringen die de NASA opdeed met de beide rovers kwamen goed van pas bij de nieuwere Curiosity rover die in 2012 op Mars landde en die sindsdien de Gale kater en Mount Sharp (Aeolis Mons) heeft bestudeerd. De Curiosity is uitgerust met sensoren en kan zichzelf niet in los zand vastrijden zoals dat bij Spirit en Opportunity wel gebeurde.

De Mars 2020 zal gaan zoeken naar organische componenten en ander bewijs van vroeger leven aan het oppervlak van Mars. Zoals het er nu uitziet is de Gusev krater, waar de Spirit zijn ondergang tegenmoet ging, een van de beoogde landingsplaatsen. De ontdekkingen die Spirit daar deed zijn zo belangrijk voor NASA dat de Gusev tot de potentiële landingsplaatsen behoort.

Spirit blijft voor de NASA een hele belangrijke missie. De rover toonde namelijk aan dat er in het verleden water voorkwam op Mars en daarnaast legde Spirit een stevig fundament voor toekomstige missies.

 

Eerste publicatie: 13 oktober 2018

We doen dagelijks onze best om alle artikelen zonder taal-, tik- en inhoudelijke fouten te plaatsen maar ondanks alle controle zie je zelf vaak je eigen fouten niet meer. Daarom stellen we het uitermate op prijs als je een fout komt melden!
Als je een spelfout hebt gevonden selecteer dan a.u.b. de tekst en druk Ctrl+Enter. Heb je een inhoudelijke fout gevonden, schrijf dan in het commentaarveld wat er volgens jou niet correct is.
We proberen alle gemelde fouten zo snel als mogelijk te verbeteren. Omdat de meldingen anoniem zijn vindt er geen communicatie plaats met de indiener. We houden ons het recht voorbehouden om meldingen niet te verwerken.