Mars 'Express' kreeg zijn naam omdat hij in recordtijd en tegen veel lagere kosten werd gebouwd en gelanceerd dan vorige, vergelijkbare missies, maar verder is er niets snel gegaan. In alle opzichten heeft Mars Express de verwachtingen overtroffen en zelfs overtroffen. In mensenjaren zou Mars Express nu heel oud zijn en vijf keer langer hebben overleefd dan waarvoor hij was ontworpen. Hij mag dan wel zijn leeftijd voelen, maar hij blijft het deksel van de Rode Planeet lichten, met gevolgen voor ons begrip van ons eigen huis. Gefeliciteerd, Mars Express.
Mars Express werd op 2 juni 2003 gelanceerd vanop het Baikonur Cosmodrome in Kazachstan en begon aan Europa's eerste verkenningstocht van onze karmozijnrode buur en zelfs van elke andere planeet. Het ruimteschip, dat een reeks wetenschappelijke instrumenten aan boord had, bestudeerde de geologie, het klimaat en de atmosfeer van Mars om waardevolle inzichten te krijgen in zijn geschiedenis en zijn potentieel om leven te herbergen. Een van de belangrijkste prestaties van de missie was de succesvolle aankomst op Mars op 25 december 2003, toen het ruimteschip behendig in een baan om de planeet kwam - geen gemakkelijke prestatie. Gevangen door de zwaartekracht van Mars opende zich een venster voor ons om adembenemende beelden van het Marsoppervlak en veranderende weerpatronen vast te leggen, die diverse landschappen onthulden, van torenhoge vulkanen tot diepe valleien en oude rivierbeddingen.
Hoge-resolutiebeelden van het HRSC-instrument van het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum (DLR) blijven wetenschappers voorzien van gegevens van onschatbare waarde, waardoor ze de geologische geschiedenis van de planeet kunnen reconstrueren en licht kunnen werpen op het potentieel voor leven, vroeger of nu. Maar het zijn niet alleen de beelden die ons begrip van Mars hebben gevormd. MARSIS, het radarinstrument van Mars Express, heeft geholpen bij het opsporen van waterijs boven en verborgen onder het oppervlak van de planeet en het OMEGA-instrument, een van de eerste ontdekkingen van MEX, vond blootgesteld waterijs in de poolkappen.
Nog opwindender was de ontdekking door MARSIS van tekenen van vloeibaar water dat verborgen ligt onder ijslagen in arctische gebieden en "doet denken aan het Vostokmeer, dat ongeveer 4 km onder het ijs in Antarctica op aarde werd ontdekt". Deze bevindingen hebben verstrekkende gevolgen. Omdat water een vitaal ingrediënt is voor het bestaan van leven zoals wij dat kennen, heeft Mars Express verdere interesse gewekt voor toekomstige missies naar de Rode Planeet, gericht op het onderzoeken van de mogelijkheid van microbieel leven in het verleden of het heden.
Een 35-kilometer grote inslagkrater op het Marsoppervlak met een diepte van maximaal
twee meter met in het midden waterijs - Foto: ESA/DLR/FU Berlin
De missie met veel meer dan negen levens
De lange levensduur van Mars Express is geen toeval. De lange levensduur en jaren van 'extra' wetenschap zijn te danken aan het robuuste ontwerp van het ruimteschip en aan de vindingrijkheid en toewijding van het missieoperatieteam bij ESA's missiecontrole in Darmstadt, Duitsland, het wetenschappelijke operatieteam bij ESAC in Madrid, Spanje, en de wetenschappers en industriële partners in heel Europa die geholpen hebben om de missie lang na de geplande nominale levensduur van één Marsjaar (687 aardse dagen) in de lucht te houden. Samen hebben de 'MEX'-ingenieurs en wetenschappers een duizelingwekkend aantal problemen overwonnen vanaf honderden miljoenen kilometers afstand.
Kort na de lancering leidde een probleem met de bedrading van de zonnepanelen van Mars Express ertoe dat slechts 60% van het verwachte vermogen beschikbaar was. Door deze tegenslag moest het controleteam een geheel nieuw missieconcept ontwikkelen binnen de zes maanden die nodig waren om Mars te bereiken, waarbij de energie-instellingen werden aangepast en het lukte om het vermogen te verhogen tot ongeveer 70%. Op weg naar Mars werd het ruimteschip ook uit verschillende Veilige Modi gehaald en tijdens de installatie van de MARSIS-radararm kwam het eerste deel vast te zitten. Het team moest een oplossing bedenken om het op te warmen en met succes los te maken.
In 2011 kreeg Mars Express te maken met een massa-geheugenprobleem waardoor de opslagcapaciteit van het langetermijngeheugen verloren ging. Als reactie hierop ontwikkelden de teams een nieuw operationeel concept waarbij gebruik werd gemaakt van het kortetermijngeheugen van het ruimteschip. Hiervoor moesten ze een manier vinden om 3000 'telecommando's' in een wachtrij te plaatsen die er maar 117 kon bevatten. Omdat de batterijen van het ruimteschip na verloop van tijd ook verouderden, implementeerde het missiecontroleteam steeds uitgebreidere energiebesparende maatregelen om de levensduur te maximaliseren. Door het stroomverbruik en -gebruik te optimaliseren, maakten ze van Mars Express een van de meest efficiënte schepen die de aarde verlieten.
In 2014 moest Mars Express een ontmoeting met komeet Siding Spring zien te overleven. Hoewel de komeet Mars en zijn orbiter zou missen, reisden de deeltjes in zijn staart met een snelheid van maar liefst 56 km/seconde! Ingenieurs beschermden de missie tegen dit rondvliegende stof door de baan aan te passen en Mars zelf als schild te gebruiken, terwijl ze er ook in slaagden wetenschappelijke waarnemingen te verzamelen van het unieke moment waarop een komeet langs een rotsachtige planeet vloog. En in 2018 nam MEX het voortouw door als eerste ESA-ruimtevaartuig 'gyroloos' te gaan. Vaak zijn de gyroscopen (afkorting voor gyroscopen) het meest levensbeperkende onderdeel van een verouderend ruimteschip, snel ronddraaiende onderdelen die een ruimteschip vertellen welke kant het op moet kijken in de ruimte. Het Flight Control Team van de missie heeft vijf jaar geleden het ruimteschip geherprogrammeerd zodat de gyroscopen voor langere perioden uitgeschakeld konden worden. Zo kan het ruimteschip alleen op sterrencamera's vertrouwen om zijn oriëntatie te berekenen, wat de bruikbare levensduur van de missie waarschijnlijk met 10 jaar verlengt.
Ondanks dit alles (en meer) heeft Mars Express 18 jaar langer geleefd dan gepland. Het heeft zelfs, in een ongehoorde beweging voor een ruimtevaartuig dat al in een baan om de aarde is, een nieuw instrument gekweekt - de 'Mars Webcam'! De MELACOM-relaisradio van de lander werd opnieuw gebruikt om de Marsatmosfeer te onderzoeken met ESA's ExoMars Trace Gas Orbiter en, wat nog belangrijker is, het is een enorme hulp geweest voor de hele gemeenschap van wetenschappelijke missies op Mars. Het speelde een vitale rol bij de ondersteuning van de landingen van NASA's Phoenix-missie in 2008 en de Mars Science Laboratory-missie, die de Curiosity-rover vervoerde in 2012.
Nog meer Mars Express
De levensduur van Mars Express is al meerdere keren verlengd en dat is geen wonder. De missie zal zijn verkenning van de Rode Planeet voortzetten tot minstens 2026, zoals net dit jaar werd aangekondigd in de laatste missieverlenging. Het blijvende succes van Mars Express biedt ook waardevolle lessen voor komende missies, waaronder de ExoMars rover en sample return missies, en meer mogelijkheden om partners te ondersteunen door dataoverdracht en communicatieondersteuning, waaronder NASA's Mars Sample Return campagne. Mars Express draait miljoenen kilometers rond de aarde en blijft de geheimen van Mars onthullen, een planeet die ooit leven kan hebben gehuisvest en die klaar is om een toekomstige thuis voor de mensheid te worden. Deze verkenning is een basis voor onze verdere verkenning van het zonnestelsel, maar ook een kostbare kans om terug te kijken op onze eigen planeet, zijn potentiële toekomst te begrijpen en ervoor te zorgen dat hij de wervelende blauwe en groene stip blijft die hij nu is.
Bron: ESA
