NASA's InSight-lander landde op 26 november 2018 met succes op Mars. Zeventig dagen later op Mars begon de seismometer, SEIS genaamd, die op het oppervlak van Mars werd opgesteld, de trillingen van de Rode Planeet op te nemen. Het heeft tot nu toe meer dan 1.300 aardbevingen geregistreerd. Dankzij deze seismische opnamen konden de onderzoekers de inwendige structuur van Mars nauwkeuriger dan ooit tevoren beschrijven.

Maar nu dreigt de missie ten einde:de zonnepanelen leveren te weinig stroom omdat ze onder het stof zitten. ETH-professor Domenico Giardini, die met een team van onderzoekers en ingenieurs van ETH Zürich werkte om de besturingselektronica voor SEIS te ontwikkelen en verantwoordelijk is voor de marsquake-service, legt uit waarom hij ondanks deze omstandigheden niet zo pessimistisch is.

ETH News:NASA verwacht de seismometer tegen het einde van de zomer en de lander rond het einde van het jaar uit te schakelen, omdat de stroomvoorziening niet langer voldoende is. Wat is uw beoordeling van deze situatie?

Domenico Giardini:Zoals verwacht is de energievoorziening in maart en april verder verslechterd door het stofstormseizoen. Dan hoopt zich veel stof op op de zonnepanelen van de lander, waardoor de stroomvoorziening afneemt. Maar er zijn ook wervelwinden die af en toe het stof doen opwaaien. Dus we hopen dat we nog wat meer tijd hebben.

En zijn dat soort windstoten voldoende om de panelen schoon te maken?

Niet helemaal. Het ultrafijne stof is vooral problematisch omdat het door elektrostatische aantrekking aan de panelen blijft kleven. Daarom ging NASA ervan uit dat het na de zomer niet meer mogelijk zou zijn om voldoende stroom op te wekken om de missie voort te zetten. Nu zien we echter dat de energievoorziening beter is dan verwacht en dat ons instrument in ieder geval kan blijven werken.

Hoe lang gaat de stroom mee?

We kunnen zeker tot ergens in augustus metingen doen, en met een beetje geluk zelfs nog langer. De operaties gaan nu goed:de seismometer meet constant en de lander laadt regelmatig gegevens op. Vanaf juli kunnen we waarschijnlijk nog maar een paar uur per keer meten. We moeten ook de gegevensoverdracht naar de aarde optimaliseren. Dan zullen we waarschijnlijk maar sporadisch gegevens ontvangen.

Hoe is de missie volgens jou, ondanks het naderende einde, zo ver gegaan?

Wij zijn zeer tevreden. De InSight-missie heeft al bijna twee keer zo lang geduurd als oorspronkelijk gepland en is een van de meest opwindende projecten waar ik ooit aan heb mogen werken. Een van zijn grootste successen is hoe het de wetenschap zelf een paar stappen vooruit heeft gebracht. Dit was een compleet nieuwe planeet om te verkennen; we wisten er bijna niets van of de interne structuur ervan. Tegenwoordig weten we zoveel meer over Mars dan voorheen.

Is NASA ook tevreden?

De interne missiebeoordeling die NASA dit voorjaar heeft uitgevoerd, was erg enthousiast. NASA was zelfs bereid om een ​​extra verlenging van twee jaar toe te staan ​​als de stroomvoorziening gegarandeerd was. Het bureau heeft er veel belang bij om het station zo lang mogelijk in leven te houden en door te gaan met de metingen omdat ze zoveel wetenschappelijk rendement hebben opgeleverd.

Wat ging er niet zo goed als gehoopt?

Het enige is misschien dat we hoopten dat Mars seismisch actiever was, dat het meer - en vooral grotere - aardbevingen had met een magnitude van 5 of groter. Voor de missie hadden we een kaart gemaakt van waar we seismisch actieve zones verwachtten. Maar uit de metingen bleek dat de bevingen op andere en minder locaties optraden en dat de bevingen kleiner waren. De seismische activiteit vond voornamelijk plaats in een regio die recentelijk vulkanisch actief was geweest. Dat hadden we verwacht. Maar de bevingen die we op andere plaatsen hadden verwacht, kwamen niet voor, wat me verbaasde. Uiteindelijk hebben we echter veel middelgrote gebeurtenissen vastgelegd, waardoor we de interne structuur van de planeet in kaart konden brengen, wat de belangrijkste reden was voor de lancering van InSight naar Mars.

Wat betekent dat voor de analyse?

We moesten kleine en middelgrote aardbevingen in onze analyse opnemen die we normaal gesproken minder zouden hebben gebruikt op aarde. Het was echt speurwerk. We konden veel van de technieken die we wilden toepassen niet gebruiken en we moesten nieuwe benaderingen voor seismologie met één station ontwerpen. Gelukkig zijn we erin geslaagd.

Midden mei was er een grote verrassing - en net op tijd:NASA kondigde aan dat SEIS voor het eerst een aardbeving van magnitude 5 op Mars had gemeten. Heb je daar iets mee kunnen doen?

We zaten met smart te wachten op zo'n evenement. Na verschillende gebeurtenissen van magnitude 4, eindelijk een magnitude 5! Ook deze beving kwam op het juiste moment. We begrijpen nu veel meer over de seismiciteit en de inwendige structuur na drie jaar analyses en kunnen veel nieuwe dingen doen met de data. Het zal in onze verdere analyse vloeien. We staan ​​nog maar aan het begin van het bestuderen van golven die op het oppervlak van Mars reizen, omdat zulke golven alleen worden uitgezonden door grote gebeurtenissen. In het geval van deze nieuwe gebeurtenis hebben we krachtige oppervlaktegolven waargenomen die verschillende keren rond Mars reizen, wat ons een onschatbaar hulpmiddel gaf om de structuur van de korst te verkennen. Alle teams werken nu keihard.

Wat is de kans dat er in de resterende tijd nog meer grote aardbevingen plaatsvinden en worden geregistreerd?

De magnitude is belangrijk, maar de combinatie van magnitude en afstand is nog belangrijker. Voor ons onderzoek zoeken we naar speciale golven die door de kern of het oppervlak reizen voordat ze terugkeren naar het oppervlak van de planeet. Dergelijke golven zijn zelfs zeldzaam op aarde, en op Mars hebben we er maar een handvol gezien. Elk nieuw groot evenement kan ons meer informatie geven.

Dus er zijn niet genoeg gegevens?

Wat ideaal zou zijn, is als we een nieuwe gebeurtenis buiten de vulkanische zone zouden kunnen opnemen, waar we al 30 gebeurtenissen hebben geregistreerd. We bestuderen een hele planeet met slechts tien bevingen van verschillende afstanden. Als al deze bevingen hetzelfde epicentrum hebben, zouden zelfs honderd gebeurtenissen ons niet helpen.

Zou het theoretisch helpen om extra seismometers op Mars te plaatsen?

Zeker! We zien geen bevingen van de andere kant van de planeet als ze te klein zijn. Ze gaan verloren in het zware achtergrondgeluid. We weten dus niet wat er aan de andere kant gebeurt.

Wat is de toekomst voor Mars-onderzoek bij ETH na InSight?

Op dit moment is de primaire focus van de Mars- en Maan-programma's om mensen daarheen te vliegen. Dat is niet onze expertise. We zullen zeker meedoen wanneer wetenschappelijke apparatuur aan boord kan gaan, bijvoorbeeld om te onderzoeken hoeveel water en ijs er op de maan is. We gaan apparaten ontwikkelen waarmee we op grotere diepte op de maan naar water kunnen zoeken. We verwachten de oproep voor een dergelijk project in 2022 of 2023. De technologie die we daarvoor nodig hebben, is vergelijkbaar met die voor InSight.

U gaat binnenkort met pensioen. Hoe motiveer je jezelf om projecten te lanceren waarvan je misschien nooit de conclusie zult zien?

Ik zal tot 2028 professor zijn aan de ETH Zürich, maar zulke grote ruimtemissies als deze zijn multigenerationele projecten. Alle wetenschappers zouden zelfs dingen moeten willen bevorderen waarvan ze de uitkomst misschien niet zullen meemaken.

Dus u twijfelt er niet aan dat dit soort levenslange investeringen geschikt zijn?

Nee. In een land als Zwitserland, met al zijn mogelijkheden, twijfel ik daar niet aan. Ik werk al 20 jaar aan de LISA ESA-missie gewijd aan de detectie van zwaartekrachtsgolven in de ruimte. En LISA wordt pas in 2035 gelanceerd. Als er een ESA-oproep is voor projecten op de maan, waarom zou ik me dan niet aanmelden? Ik heb nog lang niet genoeg gehad. + Verder verkennen

NASA's InSight registreert monsterbeving op Mars