Methaan op de planeet Mars is moeilijk te traceren, maar er is misschien een oplossing op komst. Een concept voor een onbemand vliegtuig in een vroeg stadium, MAGGIE genaamd, begint binnenkort met een negen maanden durend, door NASA gefinancierd onderzoek naar de haalbaarheid ervan om boven het oppervlak van de planeet Mars te zweven.
Het toekomstig vliegtuig niet snel naar de Rode Planeet gaan, maar er is een duidelijke wetenschappelijke behoefte aan meer vliegende voertuigen op Mars. NASA's Ingenuity-helikopter, de eerste drone dat op Mars vloog, heeft 72 vluchten achter de rug nadat hij in februari 2021 aankwam met de Perseverance-rover. Hoewel Ingenuity in januari 2024 een harde landing maakte en voorgoed aan de grond werd gehouden, is er in de toekomst nog genoeg ruimte voor meer vliegende voertuigen. MAGGIE, kort voor "Mars Aerial and Ground Intelligent Explorer", is ontworpen om een Martiaans jaar (bijna twee Aardse jaren) overal rond de rode planeet te opereren. Als hij 1.000 meter boven het oppervlak vliegt, zou een van zijn belangrijkste missies het vinden van methaan kunnen zijn. Deze ongrijpbare molecule zou een teken van leven kunnen zijn, maar wetenschappers hebben na tientallen jaren zoeken nog weinig geluk gehad met het vinden van methaan in de atmosfeer van Mars.
Methaan is moeilijk te vinden op Mars. Het duikt af en toe op in de atmosfeer, waarneembaar door ruimteschepen op of rond de rode planeet of door krachtige telescopen hier op aarde. NASA's langlopende Curiosity rover missie (voorganger van Perseverance), bijvoorbeeld, heeft sinds 2012 herhaaldelijk methaan gedetecteerd, maar de niveaus gaan op en neer, een achtergrondniveau van minder dan 0,5 deeltjes per miljard (ppb) moleculen in de lucht, soms pieken tot 20 ppb. De volgende logische stap zou een vliegend voertuig zoals MAGGIE kunnen zijn, vertelde hoofdonderzoeker Gecheng Zha aan Space.com. Zha is CEO van Coflow Jet en een professor aan de Universiteit van Miami die negen maanden financiering heeft ontvangen in het kader van het NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) programma om dit concept verder te onderzoeken.
MAGGIE zou volgens het ontwerp 179 km in de lucht kunnen blijven met één lading van de zonnepanelen. Zha zegt dat instrumenten met hoge resolutie aan boord sporen van methaan in de atmosfeer kunnen detecteren, of andere mogelijke tijdelijke fenomenen zoals vloeibaar water op Mars. Beter nog, "we kunnen ook landen op elke plek waar we monsters willen nemen," vertelde hij aan Space.com. MAGGIE's vermoedelijke bereik is te danken aan een gepatenteerde technologie die gebruik maakt van luchtcompressoren om het vliegtuig in de lucht te houden. De luchtcompressoren verplaatsen kleine hoeveelheden lucht van de achterkant van de vleugels naar de voorkant, waardoor de draagkracht toeneemt en de luchtweerstand afneemt.
Dit proces zou MAGGIE in staat stellen om flexibel te zijn voor verschillende temperaturen en drukniveaus van de atmosfeer, zodat het door de ijle lucht van Mars kan navigeren tijdens verschillende seizoenen en op verschillende breedtegraden, vooral tijdens lastige seizoenen zoals de winter. Normaal gesproken is de druk in de atmosfeer van Mars tussen de 6 en 10 millibar, slechts een honderdste van de druk aan het aardoppervlak, volgens NASA. En tijdens het koude seizoen condenseert ongeveer 25% van de atmosfeer op de poolkappen, waardoor de druk op de Rode Planeet nog verder daalt.
Voordat MAGGIE Mars bereikt, moet het belangrijkste doel van de NIAC fase 1 studie gehaald worden, namelijk bepalen of het vliegtuig inderdaad kan werken in de ijle atmosfeer van Mars. "We zullen meer doen aan voertuigontwerp en een haalbaarheidsstudie, en we zullen ook de wetenschappelijke missie doen," zei Zha, die benadrukte dat partners zoals NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië ook betrokken zullen zijn bij de wetenschappelijke kant. De volgende stap, als het eerste MAGGIE-onderzoek goed verloopt, is opname in de twee jaar durende fase 2 van NIAC om het ingenieurs- en wetenschapswerk te verdiepen. Afhankelijk van de prioriteit kunnen tijdens de missie verschillende onderzoeken worden uitgevoerd, zoals het onderzoeken van het vreemde magnetische veld van Mars of het fotograferen van oppervlaktekenmerken in hoge definitie.
Zha werkt al meer dan 20 jaar aan het idee achter MAGGIE, vooral aan de technische kant. Hiervoor ontving hij ook al verschillende beurzen, waaronder NASA-financiering voor een type straalstroomregeling en de Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) Award for Aviation Transports. Hij was blij dat Ingenuity in de tussentijd een vlucht nam: "Toen we de Ingenuity helikopter zagen vliegen, was dat erg opwindend en inspirerend." En hij kijkt ernaar uit dat andere Marsverkenners zo snel mogelijk het luchtruim kiezen. Dat zou relatief snel kunnen gebeuren, in afwachting van de aanhoudende problemen met de financiering van NASA's Mars Sample Return programma. Het huidige concept suggereert dat twee helikopters mee zouden kunnen rijden met de terugkeermissie in de jaren 2030, die caches van de oppervlakte zouden terugbrengen die door Perseverance zijn verzameld.
Bron: Space.com
