Ruimte
Het vinden van de atmosfeer van Mars – Begrijpen van het verleden is de sleutel tot het realiseren van kolonisatie
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Ruimteverkenning is een triljoen-dollar kans. Volgens schattingen van McKinsey, zal de wereldwijde ruimte-economie tegen 2035 $1,8 biljoen bedragen (inclusief inflatie), een stijging ten opzichte van $630 miljard in 2023.
Een van de belangrijkste redenen die investeerders aantrekt om op de ruimteverkenningskar trekt, is de kolonisatie van Mars. De toename van wetenschappelijke kennis en gegevens over Mars en haar gedrag heeft geleid tot meer studies gericht op potentiële constructie op Mars. Maar voordat we dieper ingaan op het nieuwste onderzoek naar het begrijpen van Mars, laten we eerst een kort overzicht geven van hoe de Marsmissie zich in de loop der tijd heeft ontwikkeld.
Een korte geschiedenis van belangrijke missies naar Mars
Meer dan vijf decennia geleden, arriveerde in 1965 NASA’s Mariner 4 op Mars en stuurde 21 foto’s van de planeet terug naar de aarde. Zes jaar later, in 1971, voltooide de Sovjet-Unie’s Mars 3-lander een zachte landing op Mars. In hetzelfde jaar ontdekte NASA’s Mariner 9 vulkanen en de Valles Marineris, en terwijl hij duizenden foto’s maakte, stuurde hij ze uiteindelijk terug vanuit de baan van Mars.
Source: NASA
In 1976 arriveerden Viking 1 en Viking 2 op Mars en stuurden hun landers naar het oppervlak. Terwijl elk ruimtevaartuig veilig jaren aan gegevens kon terugsturen, konden ze het bestaan van micro-organismen op Mars niet aantonen.
Na 1976 duurde het meer dan twee decennia voordat er een significante doorbraak in de Marsmissie werd bereikt. In 1997 arriveerden NASA’s Pathfinder-lander en Sojourner-rover op het oppervlak van Mars.
Source: Research Gate
In 2001 begon NASA’s Mars Odyssey. Tot nu toe is het een van de meest belangrijke ondernemingen gericht op Mars, met meer dan twee decennia aan het doorgeven van gegevens van de rode planeet naar de aarde.
Reizen naar Mars zijn niet beperkt gebleven tot de inspanningen van de Verenigde Staten. Veel andere landen hebben in de daaropvolgende jaren het pad gevolgd. Bijvoorbeeld, in 2014 arriveerde India’s Orbiter-missie op Mars. In 2021 kwam de eerste interplanetaire missie van de VAE, de Hope Orbiter, op Mars. In 2021 bereikte China’s Tianwen-1-missie een baan om Mars. Drie maanden later slaagde China erin de lander en rover te laten inzetten.
Vandaag de dag zijn tal van landen en bedrijven sterk betrokken bij hun respectieve missies om Mars beter te leren kennen. Gerespecteerde onderzoeksorganisaties doen ook hun best. Een daarvan is de missie van MIT, waarvan de nieuwste studie aantoont dat de ontbrekende atmosfeer van Mars misschien niet echt ‘ontbreekt’. Het zou wel in het zicht kunnen liggen.
Het mysterie achter de ‘ontbrekende atmosfeer’ van Mars
Om strikt wetenschappelijk te spreken, kwantificeerde de studie, gepubliceerd door Joshua Murray en Oliver Jagoutz, de effecten van ultramafische alteratie op de koolstofcyclus van de vroege Mars.
Ze berekenden de capaciteit van klei uit het Noachische tijdperk om organische koolstof op te slaan. Hun berekeningen, waarvan het numerieke deel we later zullen zien, kunnen helpen het volume van het reservoir te berekenen dat zou worden gebruikt als energiebron voor langdurige missies. De resultaten van de studie toonden ook de controle van water-gesteente reacties op de atmosferische evolutie van planeten.
Hoewel dit allemaal te wetenschappelijk kan klinken voor de gewone mens om te begrijpen, stelde de wetenschappers in hun studie dat een groot deel van de ontbrekende atmosfeer van Mars opgesloten zou kunnen zitten in de klei-bedekte korst van de planeet. Verder toelichtend over de oorsprong van het fenomeen, benadrukten de wetenschappers de mogelijkheid dat water, terwijl het nog aanwezig was op de planeet, door bepaalde rottypen sijpelde en een langzame keten van reacties in gang zette die geleidelijk koolstofdioxide uit de atmosfeer trok en omzette in methaan.
Methaan was de vorm van koolstof die gedurende eonen op het kleioppervlak van de planeet opgeslagen kon blijven. Het meest nuttige resultaat van dit onderzoek voor de wetenschappelijke gemeenschap die geïnteresseerd is in Mars, was de mogelijkheid dat deze opgesloten Mars-koolstof kon worden teruggewonnen en omgezet in brandstof voor toekomstige missies tussen Mars en de Aarde.
Volgens studie‑auteur Oliver Jagoutz, professor geologie aan MIT’s Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS):
“Dit methaan zou nog steeds aanwezig kunnen zijn en misschien zelfs in de toekomst als energiebron op Mars kunnen worden gebruikt.”
Het belang van het kennen van de geschiedenis van de planeet
Hoewel het onderzoek en de bevindingen groot potentieel voor onze toekomst bieden, zou de doorbraak niet bereikt zijn door de wetenschappers als zij de geschiedenis en samenstelling van de planeet niet bestudeerd hadden.
Inspanningen om deze geschiedenis te onthullen leidden tot verschillende cruciale inzichten. Bijvoorbeeld, sommige remote metingen van het oppervlak van Mars suggereerden dat ten minste een deel van de korst ultramafische magmatische gesteenten bevatte. Het proces van het vormen van deze gesteenten was vergelijkbaar met wat leidde tot de productie van smectieten op aarde.
Smectiet – een type oppervlakteklei‑mineraal – staat bekend als een zeer effectieve koolstofval. Een enkel korreltje smectiet heeft een veelvoud aan vouwen waarin koolstof ongestoord kan blijven gedurende miljarden jaren.
De effecten van ultramafische alteratie op Mars waren vergelijkbaar. De Noachische klei die door deze alteratie gevormd werd, kon organische koolstof opslaan. Tot 1,7 bar CO₂ zou plausibel kunnen worden geabsorbeerd op kleioppervlakken. Het koppelen van abiotische methanogenese met de beste schattingen van Mars’ δ13C‑geschiedenis leidde tot de voorspelling van een reservoir van 0,6 tot 1,3 bar CO₂‑equivalent.
De wetenschappers doken dieper in dit fenomeen van ultramafische gesteenten. Ze onderzochten de mogelijkheid dat water reageert met de diepe ultramafische gesteenten van Mars op een manier die klei zou produceren die het oppervlak vandaag de dag bedekt.
Hun onderzoek leidde hen tot de conclusie dat het gesteente rijk is aan het mineraal olivijn.
Ze onderzochten verder de vooruitzichten en het potentieel van deze olivijnrijke gesteenten om koolstof op te slaan, wat hen deed beweren dat olivijn zou kunnen reageren met water dat door de korst sijpelt. Olivijn – een mineraal rijk aan een gereduceerde vorm van ijzer – zou zich kunnen binden aan het zuurstof in water, waardoor waterstof vrijkomt en het rode geoxideerde ijzer vormt, wat de planeet haar kleur geeft.
Ten slotte zou het vrije waterstof uit het water hebben gecombineerd met koolstofdioxide in het water om methaan te vormen.
Het werk, gedeeltelijk ondersteund door de National Science Foundation, zou een spelbreker kunnen zijn aangezien de betrokken wetenschappers meerdere significante beweringen deden.
“Op dit moment in de geschiedenis van Mars denken we dat CO₂ overal is, in elke hoek en kier, en water dat door de rotsen percoleert, zit ook vol CO₂.”
– Joshua Murray
Door de belangrijkheid van het onderzoek uit te leggen, zei Bruce Jakosky, emeritus professor geologie aan de University of Colorado en hoofdonderzoeker van de Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) missie, die sinds 2014 de bovenste atmosfeer van Mars in een baan om de planeet bestudeert:
“Murray en Jagoutz onderzoeken de chemische interactie van gesteenten met de atmosfeer als een manier om CO₂ te verwijderen. Aan de hoge kant van onze schattingen van hoeveel verwering heeft plaatsgevonden, zou dit een belangrijk proces kunnen zijn om CO₂ uit de vroege atmosfeer van Mars te verwijderen.”
Samengevat heeft het onderzoek de geschiedenis van de rode planeet opgegraven om te begrijpen waar de CO₂ van een vroege, dichtere atmosfeer naartoe is gegaan. De vraag is ongetwijfeld fundamenteel voor het begrijpen van de atmosfeer van Mars, haar klimaat en de habitabiliteit van microben.
Naast de onderzoeksinstellingen zijn er bedrijven die geïnteresseerd zijn in het verkennen van Mars. Een zo’n bedrijf is SpaceX (SPCX ).
#1. SpaceX
https://news.mit.edu/2024/mars-missing-atmosphere-could-be-hiding-plain-sight-0925
Marsmissie van SpaceX werkt met de visie om de weg te banen naar een mensheid die zich over meerdere planeten verspreidt. Elon Musk, de bekende oprichter van SpaceX, een wereldwijd besproken figuur op het gebied van ruimteverkenning en meer, is enorm ambitieus met de Marsmissie van zijn bedrijf.
“Je wilt ’s ochtends wakker worden en denken dat de toekomst geweldig gaat worden – en dat is waar een ruimtevaardende beschaving om draait. Het gaat erom in de toekomst te geloven en te denken dat de toekomst beter zal zijn dan het verleden. En ik kan me niets spannenders voorstellen dan daarheen te gaan en tussen de sterren te zijn.”
– Musk, terwijl hij zijn visie schetste
SpaceX Mars-oplossing: Starship
Starship is de ruimtevaartuig van SpaceX gecombineerd met de Super Heavy-raket. De combinatie vormt een volledig herbruikbaar transportsysteem dat zowel bemanning als vracht kan vervoeren naar een aardse baan, de maan, Mars en daarbuiten. Het heeft de reputatie verworven als het krachtigste lanceervoertuig ter wereld ooit ontwikkeld, in staat om tot 150 metrische ton volledig herbruikbaar en 250 metrische ton niet‑herbruikbaar te vervoeren.
SpaceX beweert officieel dat het zes maanden nodig heeft om Mars te bereiken en de atmosfeer van Mars zal betreden met een snelheid van 7,5 kilometer per seconde. Het zal aerodynamisch vertragen. Het is in staat om in een baan te worden bijgevuld, waardoor het tot 100 ton naar Mars kan transporteren.
Met de hoge hergebruikcapaciteit die erin is ingebouwd, heeft het tankerpakket het potentieel om de missiekosten te verlagen, aangezien de primaire kosten alleen die van zuurstof en methaan zouden zijn, een geheel goedkope aangelegenheid.
De reden waarom SpaceX geïnteresseerd is in Mars is multidimensionaal. Het bedrijf ziet Mars als een van de dichtstbijzijnde bewoonbare buren van de Aarde met voldoende zonlicht. Hoewel het de kou van de planeet erkent, is het ervan overtuigd dat het opgewarmd kan worden.
Echter, volgens Musk’s eigen erkenning blijft de missie naar Mars een kostbare aangelegenheid. Volgens zijn eigen X‑bericht van het begin van deze maand:
“Het kost momenteel ongeveer een miljard dollar per ton bruikbare lading naar het oppervlak van Mars. Dat moet worden verbeterd tot $100k/ton om daar een zelfvoorzienende stad te bouwen, dus de technologie moet 10.000 keer beter zijn. Extreem moeilijk, maar niet onmogelijk.”
SpaceX werkt samen met NASA. Op 26 september 2024 nodigde NASA het publiek uit om als virtuele gasten deel te nemen aan de lancering van de SpaceX Crew‑9‑missie, waarbij NASA‑astronaut Nick Hague, commandant, en Roscosmos‑cosmonaut Aleksandr Gorbunov, missiespecialist, aan boord zouden gaan van een SpaceX Dragon‑ruimtevaartuig, dat niet eerder dan 13:17 EDT op zaterdag 28 september zou worden gelanceerd vanaf Space Launch Complex‑40 bij Cape Canaveral Space Force Station in Florida.
SpaceX wordt gezien als een van de meest cruciale en geheimzinnige particuliere bedrijven die zichzelf heeft opgeklommen van een verliesgevende $2 miljard omzet tot, naar verluidt, $9 miljard voor 2023 met een voorspelde $15 miljard in 2024 en $3 miljard winst.
#2. Blue Origin
https://www.nasa.gov/get-involved/virtual-guest-program/nasa-invites-public-to-join-as-virtual-guests-for-spacex-crew-9-launch/
Een ander bedrijf dat beroemd opereert in dezelfde markt als SpaceX is Jeff Bezos’ Blue Origin. Het werkt met de missie om ‘een weg naar de ruimte te bouwen zodat onze kinderen de toekomst kunnen bouwen.’
Opgericht met de visie om miljoenen mensen in staat te stellen in de ruimte te leven en te werken ten voordele van de Aarde, ziet Blue Origin een toekomst waarin de mensheid kan profiteren van de onbegrensde hulpbronnen van de ruimte en schadelijke industrieën buiten onze planeet kan verplaatsen om de Aarde te behouden — ons blauwe oorsprong.
Het bedrijf heeft haar visie opgesplitst in haalbare missies die onder meer het vergroten van de toegang tot de ruimte via herbruikbare raketten omvatten. Het wil ruimtevoertuigen van de toekomst ontwikkelen die niets anders zijn dan herbruikbare lanceervoertuigen en in‑ruimtesystemen die veilig, kosteneffectief zijn, en voldoen aan de behoeften van alle civiele, commerciële en defensieve klanten.
Het bedrijf test sinds 2012 haar New Shepard‑raket en de redundante veiligheidssystemen. Het heeft tot nu toe 22 opeenvolgende succesvolle missies uitgevoerd, inclusief drie succesvolle ontsnappingstests. Het bedrijf gelooft dat operationele herbruikbaarheid de enige manier is om de kosten van toegang tot de ruimte te verlagen, en zowel haar oplossingen – New Shepard en New Glenn – zijn vanaf het begin ontworpen met herbruikbaarheid in gedachten.
Het is hier relevant om te vermelden dat NASA’s Launch Services Program (LSP) heeft New Glenn de Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (ESCAPADE) contract toegekend, een onderdeel van het NASA Small Innovative Missions for Planetary Exploration (SIMPLEx) programma, een dubbele ruimtevaartuigmissie om de magnetosfeer van Mars te bestuderen.
Volgens de laatst beschikbare rapporten heeft Blue Origin $596,4 M opgehaald in 8 financieringsrondes, waarbij de laatste financieringsronde een subsidie was – VII voor $34,7 M op 25 jul 2023.
Afsluitende gedachten
Het staat buiten kijf dat de meest visionaire bedrijfsleiders ter wereld Mars verkennen. Tegelijkertijd zijn de beste onderzoeksinstellingen en ruimteagentschappen uit vele landen er ook bij betrokken. Het doel is een veilige, kosteneffectieve route naar Mars te vestigen.
Echter, elke belanghebbende is zich er goed van bewust dat succes afhangt van een effectief begrip van de gebeurtenissen uit het verleden die zich op de planeet hebben voorgedaan. Volgens de officiële verklaring van NASA, heeft het agentschap door de jaren heen ‘een systematische inspanning ondernomen om de vroege geschiedenis van Mars te bepalen en hoe deze ons kan helpen de vorming en evolutie van bewoonbare werelden, inclusief de Aarde, te begrijpen.’
Echter, dergelijke inspanningen zouden meer middelen vereisen, zowel financiële als intellectuele. Bijvoorbeeld, het Sample Return Programme van NASA, dat innovatieve ontwerpen zoekt om waardevolle monsters van Mars naar de Aarde terug te brengen, zal een van de meest complexe missies zijn die NASA ooit heeft ondernomen. Het heeft een budget van US$11 billion.
Volgens NASA‑administrator Bill Nelson:
“Veilig landen en verzamelen van de monsters, een raket lanceren met de monsters van een andere planeet – iets dat nog nooit eerder is gedaan – en de monsters veilig meer dan 33 miljoen mijl terug naar de Aarde transporteren is geen kleine taak. We moeten buiten de gebaande paden denken om een oplossing te vinden die zowel betaalbaar is als de monsters binnen een redelijke tijd terugbrengt.”
Met al deze gigantische missies in uitvoering moet men ook onthouden dat het toewijzen van fondsen voor voorlopige ruimteprogramma’s ook een resource‑tekort kan betekenen in de inspanningen om onze planeet Aarde duurzaam te maken. Er moet een evenwicht worden gevonden waarbij ruimte‑missies voordelen opleveren voor de Aarde en haar bewoners, de menselijke beschaving, het dierenrijk en de overvloedige natuur waarin we leven.
