De planeet Mars fascineert wetenschappers al meer dan een eeuw. Vandaag, het is een ijskoude woestijnwereld met een koolstofdioxide-atmosfeer die 100 keer dunner is dan die van de aarde. Maar er zijn aanwijzingen dat in de vroege geschiedenis van ons zonnestelsel, Mars had de waarde van een oceaan aan water. NASA's James Webb Space Telescope zal Mars bestuderen om meer te weten te komen over de overgang van de planeet van nat naar droog, en wat dat betekent over zijn vroegere en huidige bewoonbaarheid.

Mars zal worden aangevallen als onderdeel van een Guaranteed Time Observation (GTO)-project onder leiding van Heidi Hammel, een planetaire astronoom en executive vice president van de Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) in Washington, D.C. Het GTO-programma biedt toegewijde tijd aan de wetenschappers die met NASA hebben samengewerkt om de wetenschappelijke capaciteiten van Webb tijdens de ontwikkeling ervan te ontwikkelen. Hammel werd in 2003 door NASA geselecteerd als JWST Interdisciplinair Wetenschapper. Mars zal van mei tot september 2020 zichtbaar zijn voor Webb tijdens het eerste jaar van zijn operatie, bekend als cyclus 1.

"Webb zal uiterst interessante metingen van chemie in de atmosfeer van Mars retourneren, " merkte Hammel op. "En het allerbelangrijkste, deze Mars-gegevens zullen onmiddellijk beschikbaar zijn voor de planetaire gemeenschap, zodat ze in toekomstige cycli nog gedetailleerdere Mars-waarnemingen met Webb kunnen plannen."

"We kijken allemaal uit naar Webb's observaties van Mars. Ik weet gewoon dat ze fantastisch zullen zijn, met het potentieel voor onmiddellijke wetenschappelijke ontdekkingen, " zei Jim Groen, directeur van NASA's Planetary Science Division, NASA-hoofdkwartier, Washington, gelijkstroom

De voordelen en uitdagingen van Webb

Mars is door meer missies bezocht dan enige andere planeet in ons zonnestelsel. Het wordt momenteel in een baan om de aarde gebracht door zes actieve ruimtevaartuigen, terwijl twee rovers over het oppervlak rollen. Webb biedt verschillende mogelijkheden die deze missies van dichtbij aanvullen.

Een belangrijke troef is het vermogen van Webb om in één keer een momentopname te maken van de hele schijf van Mars. Orbiters, in tegenstelling tot, de tijd nemen om een ​​volledige kaart te maken en kan daarom worden beïnvloed door de dagelijkse variabiliteit, terwijl rovers maar één locatie kunnen meten. Webb profiteert ook van een uitstekende spectrale resolutie (het vermogen om kleine verschillen in golflengten van licht te meten) en een gebrek aan storende atmosfeer die metingen vanaf de aarde plaagt.

Dat gezegd hebbende, het observeren van Mars met Webb zal niet gemakkelijk zijn. "Webb is ontworpen om extreem zwakke en verre doelen te detecteren, maar Mars is helder en dichtbij, " zei Geronimo Villanueva van NASA's Goddard Space Flight Center, Mars leidt bij het GTO-project. Als resultaat, de observaties zullen zorgvuldig worden ontworpen om te voorkomen dat Webb's delicate instrumenten met licht worden overspoeld.

"Heel belangrijk, observaties van Mars zullen ook de mogelijkheden van Webb testen bij het volgen van bewegende objecten aan de hemel, wat van cruciaal belang is bij het onderzoeken van ons zonnestelsel, " zei Stefanie Milam van NASA's Goddard Space Flight Center, Groene riem, Md. die het zonnestelselprogramma coördineert met Webb.

Water en methaan

Veel van het water dat Mars ooit vasthield, ging in de loop van de tijd verloren doordat ultraviolet licht van de zon watermoleculen uit elkaar brak. Onderzoekers kunnen schatten hoeveel water er is verdwenen door de overvloed aan twee enigszins verschillende vormen van water in de atmosfeer van Mars te meten:normaal water (H2O) en zwaar water (HDO), waarin één waterstofatoom is vervangen door natuurlijk voorkomend deuterium. De preferentiële ontsnapping van lichtere waterstof in de loop van de tijd zou dan leiden tot een scheve verhouding van H2O tot HDO op Mars, geeft aan hoeveel water de ruimte in is ontsnapt. Webb kan deze verhouding op verschillende tijdstippen meten, seizoenen en locaties.

"Met Webb, we een echte en nauwkeurige meting kunnen verkrijgen van de verhouding van H2O tot HDO over Mars, waardoor we konden bepalen hoeveel water er werkelijk verloren was gegaan. We kunnen ook bepalen hoe water wordt uitgewisseld tussen poolijs, de atmosfeer, en de grond, " legde Villanueva uit.

Hoewel het meeste water op Mars is opgesloten in ijs, de mogelijkheid blijft bestaan ​​dat er wat vloeibaar water in ondergrondse watervoerende lagen zou kunnen voorkomen. Deze potentiële reservoirs kunnen zelfs leven herbergen. Dit intrigerende idee kreeg een boost in 2003, toen astronomen methaan ontdekten in de atmosfeer van Mars. Methaan kan worden gegenereerd door bacteriën, hoewel het ook afkomstig kan zijn van geologische processen. Gegevens van Webb kunnen nieuwe aanwijzingen geven over de oorsprong van deze methaanpluimen.

De James Webb Space Telescope is 's werelds belangrijkste infrarood-ruimteobservatorium van het volgende decennium. Webb zal mysteries van ons zonnestelsel oplossen, verder kijken naar verre werelden rond andere sterren, en onderzoek de mysterieuze structuren en oorsprong van ons universum en onze plaats daarin. Webb is een internationaal programma onder leiding van NASA met haar partners, de European Space Agency (ESA) en de Canadian Space Agency (CSA).