Het MARSIS-instrument op ESA's Mars Express-ruimtevaartuig, beroemd om zijn rol bij de ontdekking van tekenen van vloeibaar water op de Rode Planeet, krijgt een grote software-upgrade waarmee het in meer detail onder de oppervlakken van Mars en zijn maan Phobos kan kijken dan ooit tevoren.

Mars Express was de eerste missie van ESA naar de Rode Planeet. 19 jaar geleden gelanceerd, op 2 juni 2003, heeft de orbiter bijna twee decennia besteed aan het bestuderen van de buur van de aarde en een revolutie teweeggebracht in ons begrip van de geschiedenis, het heden en de toekomst van Mars.

MARSIS:water op de rode planeet

Het Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding (MARSIS)-instrument op Mars Express was cruciaal bij het zoeken naar en ontdekken van tekenen van vloeibaar water op Mars, waaronder een vermoedelijk meer van 20 bij 30 km met zout water begraven onder 1,5 km van ijs in het zuidelijke poolgebied.

MARSIS wordt beheerd door het Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Italië, en volledig gefinancierd door het Italiaanse ruimteagentschap (ASI), en stuurt laagfrequente radiogolven naar de planeet met behulp van zijn 40 meter lange antenne.

De meeste van deze golven worden gereflecteerd vanaf het oppervlak van de planeet, maar aanzienlijke hoeveelheden reizen door de korst en worden gereflecteerd op de grens tussen lagen van verschillende materialen onder het oppervlak, waaronder ijs, aarde, gesteente en water.

Door de gereflecteerde signalen te onderzoeken, kunnen wetenschappers de structuur onder het oppervlak van de Rode Planeet in kaart brengen tot een diepte van enkele kilometers en eigenschappen bestuderen zoals de dikte en samenstelling van de poolkappen en de eigenschappen van vulkanische en sedimentaire gesteenten.

Van Windows 98 naar Mars 2022

"Na decennia van vruchtbare wetenschap en een goed begrip van Mars, wilden we de prestaties van het instrument verder brengen dan enkele van de beperkingen die nodig waren toen de missie begon", zegt Andrea Cicchetti, MARSIS Deputy PI en Operation Manager bij INAF, die leiding gaf aan de ontwikkeling van de upgrade.

"We stonden voor een aantal uitdagingen om de prestaties van MARSIS te verbeteren", zegt Carlo Nenna, MARSIS on-board software engineer bij Enginium, die de upgrade implementeert. "Niet in de laatste plaats omdat de MARSIS-software meer dan 20 jaar geleden oorspronkelijk is ontworpen met een ontwikkelomgeving op basis van Microsoft Windows 98!"

De nieuwe software is samen ontworpen door het INAF-team en Carlo, en wordt nu door ESA geïmplementeerd op Mars Express. Het bevat een reeks upgrades die de signaalontvangst en de gegevensverwerking aan boord verbeteren om de hoeveelheid en kwaliteit van wetenschappelijke gegevens die naar de aarde worden verzonden te vergroten.

"Voorheen, om de belangrijkste kenmerken op Mars te bestuderen, en om zijn maan Phobos überhaupt te bestuderen, vertrouwden we op een complexe techniek die veel gegevens met een hoge resolutie opsloeg en het interne geheugen van het instrument zeer snel vulde", zegt Andrea.

"Door gegevens die we niet nodig hebben weg te gooien, kunnen we met de nieuwe software MARSIS vijf keer zo lang inschakelen en met elke pas een veel groter gebied verkennen."

"Er zijn veel regio's in de buurt van de zuidpool op Mars waar we mogelijk al signalen hebben gezien die wijzen op vloeibaar water in gegevens met een lagere resolutie", voegt ESA Mars Express-wetenschapper Colin Wilson toe.

"De nieuwe software zal ons helpen deze regio's sneller en uitgebreider in hoge resolutie te bestuderen en te bevestigen of ze de thuisbasis zijn van nieuwe waterbronnen op Mars. Het is echt alsof we bijna 20 jaar na de lancering een gloednieuw instrument aan boord van Mars Express hebben. "

Het werkpaard van Mars

Oud genoeg om op veel plaatsen op aarde te stemmen, blijft Mars Express verbazingwekkende wetenschap leveren en blijft het een van ESA's goedkoopste missies om te vliegen.

"Mars Express en MARSIS hebben het nog steeds erg druk", zegt James Godfrey, Mars Express-ruimtevaartuigoperatiesmanager bij ESA's ESOC-missiecentrum in Darmstadt, Duitsland. "Het team heeft geweldig werk geleverd door de nieuwe software te ontwerpen, de impact te maximaliseren en de patches zo klein mogelijk te houden, waardoor we het meeste uit dit ervaren ruimtevaartuig kunnen blijven halen."

Lees meer over de andere nieuwe wetenschappelijke en operationele activiteiten die Mars Express onlangs heeft mogelijk gemaakt op de Mars Express-blog. + Verder verkennen

Afbeelding:Radarvoetafdrukken boven begraven Marsmeer