MSL launch
MSL Curiosity lancering 26 november 2011
MSL
MSL in de clean room
MSL
SAM in de clean room
© Inge Loes ten Kate

Mars Science Laboratory - Curiosity

 

Wat is SAM?

Artikel in Ruimtevaart (NVR) over SAM en mijn contributie.

Curiosityblog op NOS.nl:

2013-02-24: In memoriam: David S. McKay
2013-02-10: Curiosity: En er is geboord!
2013-01-16: Curiosity weer terug van vakantie
2012-12-04: Nog geen organisch materiaal op Mars
2012-11-21: Groot nieuws van Mars?
2012-11-20: Straling op Mars niet dodelijk
2012-11-01: Weer en eerste keertje voor Curiosity
2012-10-15: Pyramide op Mars doorgelicht
2012-09-30: Curiosity vindt bewijs: er was ooit vloeibaar water op Mars
2012-09-16: Sneeuw op de zuidpool van Mars
2012-09-09: Eindelijk is Curiosity's arm aan de beurt
2012-09-02: Curiosity onderweg naar Glenelg
2012-08-27: Veel goed nieuws met een beetje een zwart randje
2012-08-20: Curiosity begint nieuwsgierig te worden
2012-08-13: Marslanding Curiosity ‘euforische dag’

Interessante websites over Curiosity:

NASA website over de Curiosity missie: http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/index.html
JPL website over de Curiosity missie: http://mars.jpl.nasa.gov/msl/
JPL filmpje over Curiosity communicatie: MSL phone home
MSL fact sheet: http://mars.jpl.nasa.gov/msl/news/pdfs/MSL_Fact_Sheet-20100916.pdf
Goddard website over SAM: http://science.gsfc.nasa.gov/699/marsSAM.shtml
Filmpje over SAM: http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html?media_id=149564391

Foto van de dag: http://www.exploremars.org/page/curiosity/msl-picture-of-the-day-curiosity
Leuke opdrachten voor scholieren: http://getcurious.com/ , http://www.cerberusgame.com/

Gale Crater: http://www.youtube.com/watch?v=b6D19OZW-gM&feature=player_embedded

 

Belangrijke vragen:

1. Wat zijn de doelen van de Curiosity missie?

NASA heeft met deze missie vier wetenschappelijke doelen:

* Het bepalen of er ooit leven op Mars mogelijk is geweest.
* Het klimaat van Mars bestuderen.
* De geologie van Mars bestuderen.
* Het plannen van een bemande Mars missie.

2. Waarom ben ik hierin geïnteresseerd?

De voor mij belangrijkste vraag van de wetenschap is: "Hoe is het leven ontstaan?". We weten natuurlijk dat er leven op aarde is, maar hoe dat ontstaan is, is nog steeds zeer onduidelijk. We hebben echter wel een idee wanneer het leven op aarde is ontstaan, namelijk zo'n 3,5 tot 3,9 miljard jaar geleden. Ook weten we dat Mars en de aarde in de eerste miljard jaar van hun ontwikkeling meer op elkaar leken dan dat ze nu doen. Daarna zijn ze echter alletwee een volledie andere kant op ontwikkeld. Waar de aarde juist actiever werd, bijvoorbeeld vulkanisme, plaattectoniek, gebergetvorming, erosie, hield bij Mars de ontwikkeling min or meer op. Hierdoor zijn op Mars waarschijnlijk meer overblijfselen uit de vroege geschiedenis te vinden. En we weten dat Mars nu niet zulk uitgebreid leven kent zoals de aarde én we hebben nog geen leven op Mars gevonden. Door de verschillen in de ontwikkeling van Mars en de aarde te bestuderen kunnen we meer duidelijkheid krijgen over de omstandigheden waarin leven op aarde ontstaan is.

3. Wat is Curiosity?

Curiosity is een rijdend laboratorium ter grootte van een MINI Cooper, met 10 verschillende instrumenten. De rover is 900 kg zwaar, waarvan de instrumenten 80 kg uitmaken. Hij kan maximaal 90 m/u rijden en de gemiddelde snelheid is ongeveer 30 m/u. Ook kan hij over obstakels van maximaal 75 cm heen rijden. Gedurende de twee jaar waarvoor Curiosity is ontworpen, zal hij zo'n 20 km afleggen. In tegenstelling tot de Spirit en Opportunity rovers komt het vermogen van een plutoniumbron en niet van zonnepanelen.

Curiosity verschilt in een aantal opzichten van de Spirit en Opportunity rovers. Allereerst rijdt Curiosity sneller (30-90 m/u tegen 18 m/u voor Spirit/Opportunity) en is Curiosity ontworpen om langere afstanden af te leggen tijdens de oorspronkelijke missie (20 km in 2 jaar tegen 600 m in 90 dagen, maar Opportinunity is inmiddels de 32 km gepasseerd). Ten tweede is dit de eerste keer dat een rover grond- en steenmonsters neemt en gaat analyseren. Eerder hebben wel de Viking en Phoenix landers dit gedaan, maar de Sojourner rover, onderdeel van de Pathfinder missie, en Spirit en Opportunity hadden "alleen" contactinstrumenten aan boord, waarbij een instrument tegen een steen of een rotsblok aan werd gezet om metingen de toen.

De instrumenten zijn onder te verdelen in 4 categorieën: Camera's, contact instrumenten, omgevingsinstrumenten, en het analytische lab. De camera's maken beeldopenames in verschillende resoluties. De contactinstrumenten analyseren de mineralogische samenstelling van de stenen en maken microscopische opnamens. De omgevingsinstrumenten meten verschillende soorten straling, het weer, en de hoeveelheid waterstof in de bodem.

Het analytische lab is het paradepaardje van deze missie en bestaat uit twee instrumenten die monsters gaan analyseren: CheMin, een röntgendiffractometer, die de chemie en mineralogie van de monsters gaat bepalen, en SAM, Sample Analysis at Mars.

4. Wat is SAM?

SAM staat voor Sample Analysis at Mars en is een mini-laboratoriumpje, waarin drie instrumenten zitten. SAM krijgt gemalen monsters van de rover en warmt die monsters vervolgens langzaam op. Bij het opwarmen komen er op verschillende temperaturen verschillende gassesn vrij die gemeten worden met een van de drie instrumenten. Het eerste instrument is een quadrupool massaspectrometer, die gassen meet aan de hand van hun massa. Het tweede instrument is een gaschromatograaf, die gassen meet aan de hand van de tijd die ze erover doen om door de chromatografische kolommen te reizen. Deze instrumenten meten ieder afzonderlijk, maar kunnen ook gecombineerd meten en kunnen op die manier heel precies zeggen wat er voor stoffen in de monsters zitten. Het derde instrument is een tuneable laser spectrometer, die isotopen van zuurstof (16O, 17O, en 18O) en koolstof (12C en 13C) in koosltofdioxide (CO2) en methaan (CH4) kan meten.

SAM kan helpen bij het identifeceren van carbonaten door het meten van koolstofdioxide en kleien door het meten van water, maar het belangrijkste dat SAM kan meten is organisch materiaal.

5. Waarom is organisch materiaal zo belangrijk?

Organisch materiaal wordt op allerlei manieren gevormd, waaronder in het heelal en in geologische processen. Leven gebruikt dit organische materiaal. Geen kip en ei hier, er was eerst orgniasch materiaal en toen pas leven, dus op de een of andere manier is uit bestaand organisch materiaal leven gevordm. We weten inmiddels dat er op een geologische manier organisch materiaal gevormd wordt op Mars, door metingen aan meteorieten. Door combinatie van gegevens over de organisch stoffen die SAM meet, de isotopenverhoudingen, en de chemische en mineralogische samenstelling van de stenen er om heen, die gemeten worden door onder andere ChemCam en CheMin, proberen we te begrijpen hoe het organische materiaal daar gekomen is.

Alleen als er organisch materiaal gevonden wordt, dat niet verklaard kan worden door niet-biologische processen en waarvoor eventuele biologische processen de meest logische verklaring zijn, zal de conclusie getrokken kunnen worden dat het organische materiaal biologisch zou kunnen zijn.

6. Waar landt Curiosity?

Curiosity landt in de Gale krater. Deze krater is ergens tussen de 3,5 en 3,8 miljard jaar oud, dus ongeveer net zo oud als de aarde toen leven ontstond. In het midden van de krater staat een berg, Aeolis Mons. Met behulp van satellietbeelden is gebleken dat die berg uit verschillende lagen afzettingen bestaat, waarin we verschillende episodes uit de geschiedenis van Mars kunnen bestuderen.

7. Is Curiosity nou echt zo duur?

Curiosity kostte uiteindelijk 1,9 miljard euro. Dit lijkt een heleboel geld, maar hiervoor sturen we een kleine personenauto met een volledig laboratorium naar een andere planeet. Ter vergelijking: de Betuwelijn was geraamd op 2,5 miljard euro en kostte uiteindelijk 4,7 miljard euro.