De missie zou de eerste zijn die probeert gesteentemonsters van Mars naar de aarde terug te brengen, zodat wetenschappers deze kunnen analyseren op tekenen van vorig leven.

NASA-beheerder Bill Nelson zei tijdens een persconferentie op 15 april 2024 dat de missie zoals die nu is bedacht te duur en te traag is. NASA gaf particuliere bedrijven een maand de tijd om voorstellen in te dienen om de monsters op een snellere en goedkopere manier terug te brengen.

Als astronoom die kosmologie studeert en een boek heeft geschreven over vroege missies naar Mars, heb ik de sample return-saga zien gebeuren. Mars is de dichtstbijzijnde en beste plek om naar leven buiten de aarde te zoeken, en als deze ambitieuze NASA-missie zou worden ontrafeld, zouden wetenschappers hun kans verliezen om veel meer over de rode planeet te leren.

De bewoonbaarheid van Mars

De eerste NASA-missies die in 1976 het oppervlak van Mars bereikten, onthulden dat de planeet een ijskoude woestijn was, onbewoonbaar zonder een dikke atmosfeer die het leven tegen de ultraviolette straling van de zon beschermt. Maar studies die de afgelopen tien jaar zijn uitgevoerd suggereren dat de planeet enkele miljarden jaren geleden veel warmer en natter kan zijn geweest.

De rovers Curiosity en Perseverance hebben elk aangetoond dat de vroege omgeving van de planeet geschikt was voor microbieel leven.

Ze vonden de chemische bouwstenen van het leven en tekenen van oppervlaktewater in een ver verleden. Curiosity, dat in 2012 op Mars landde, is nog steeds actief; zijn tweelingbroer, Perseverance, die in 2021 op Mars landde, zal een cruciale rol spelen in de monsterretourmissie.

Waarom astronomen Mars-monsters willen

De eerste keer dat NASA naar leven zocht in een Mars-steen was in 1996. Wetenschappers beweerden dat ze microscopisch kleine fossielen van bacteriën hadden ontdekt in de Mars-meteoriet ALH84001. Deze meteoriet is een stukje Mars dat 13.000 jaar geleden op Antarctica landde en in 1984 werd teruggevonden. Wetenschappers waren het er niet over eens of de meteoriet ooit biologie had gehuisvest, en tegenwoordig zijn de meeste wetenschappers het erover eens dat er niet genoeg bewijs is om te zeggen dat de steen fossielen bevat.

De afgelopen veertig jaar zijn er honderden Marsmeteorieten op aarde gevonden. Het zijn gratis monsters die op de aarde zijn gevallen, dus hoewel het misschien intuïtief lijkt om ze te bestuderen, kunnen wetenschappers niet zeggen waar deze meteorieten op Mars vandaan kwamen. Bovendien werden ze door inslagen van het aardoppervlak weggeblazen, en die gewelddadige gebeurtenissen hadden subtiel bewijsmateriaal van leven in de rotsen gemakkelijk kunnen vernietigen of veranderen.

Er is geen vervanging voor het terugbrengen van monsters uit een regio waarvan bekend is dat deze in het verleden gastvrij was voor het leven. Als gevolg hiervan wordt het bureau geconfronteerd met een prijskaartje van $700 miljoen per ounce, waardoor deze monsters het duurste materiaal zijn dat ooit is verzameld.

Een meeslepende en complexe missie

Het terugbrengen van Mars-rotsen naar de aarde is de meest uitdagende missie die NASA ooit heeft ondernomen, en de eerste fase is al begonnen.

Perseverance heeft meer dan twintig steen- en grondmonsters verzameld en deze op de bodem van de Jezero-krater gedeponeerd, een gebied dat waarschijnlijk ooit onder water stond en leven had kunnen herbergen. De rover plaatst de monsters in containers ter grootte van reageerbuizen. Zodra de rover alle monsterbuizen heeft gevuld, verzamelt hij ze en brengt ze naar de plek waar NASA's Sample Retrieval Lander zal landen. De Sample Retrieval Lander bevat een raket om de monsters in een baan rond Mars te krijgen.

De European Space Agency heeft een Earth Return Orbiter ontworpen, die de raket in een baan om de aarde zal ontmoeten en de monstercontainer ter grootte van een basketbal zal vangen. De monsters worden vervolgens automatisch in een biocontainmentsysteem geplaatst en overgebracht naar een Earth Entry Capsule, die deel uitmaakt van de Earth Return Orbiter. Na de lange reis naar huis zal de toegangscapsule met een parachute naar het aardoppervlak landen.

De complexe choreografie van deze missie, waarbij een rover, een lander, een raket, een orbiter en de coördinatie van twee ruimtevaartorganisaties betrokken zijn, is ongekend. Het is de boosdoener achter het stijgende budget en de lange tijdlijn.

Voorbeeldretour is veel geld waard

Mars Sample Return heeft een gat in de begroting van NASA geslagen, waardoor andere missies die financiering nodig hebben in gevaar komen.

Het NASA-centrum achter de missie, het Jet Propulsion Laboratory, heeft zojuist ruim 500 werknemers ontslagen. Het is waarschijnlijk dat het budget van Mars Sample Return deels de oorzaak was van de ontslagen, maar het kwam er ook op neer dat het Jet Propulsion Laboratory een overvol planetaire missies had en te maken kreeg met bezuinigingen.

Het afgelopen jaar hebben een onafhankelijk rapport van de beoordelingsraad en een rapport van het NASA Office of Inspector General diepe zorgen geuit over de levensvatbaarheid van de monsterterugkeermissie. In deze rapporten werd het ontwerp van de missie beschreven als overdreven complex en werden zaken als inflatie, problemen met de toeleveringsketen en onrealistische schattingen van kosten en planning opgemerkt.

NASA voelt ook de hitte van het Congres. Voor het begrotingsjaar 2024 heeft de Senaatscommissie het budget voor planetaire wetenschap van NASA met ruim een ​​half miljard dollar verlaagd. Als NASA de kosten niet onder controle kan houden, kan de missie zelfs worden geannuleerd.

Out of the box denken

Geconfronteerd met deze uitdagingen heeft NASA een oproep gedaan voor innovatieve ontwerpen van de particuliere industrie, met als doel de kosten en complexiteit van de missie te verkleinen. De voorstellen moeten uiterlijk op 17 mei zijn ingediend, wat een extreem krap tijdschema is voor zo'n uitdagende ontwerpinspanning. En het zal moeilijk zijn voor particuliere bedrijven om het plan te verbeteren dat experts van het Jet Propulsion Laboratory meer dan tien jaar moesten opstellen.

Een belangrijke potentiële speler in deze situatie is het commerciële ruimtevaartbedrijf SpaceX. NASA werkt al samen met SpaceX aan de terugkeer van Amerika naar de maan. Voor de Artemis III-missie zal SpaceX voor het eerst in meer dan 50 jaar proberen mensen op de maan te laten landen.

De enorme Starship-raket die SpaceX voor Artemis gaat gebruiken heeft echter nog maar drie testvluchten achter de rug en heeft nog veel meer ontwikkeling nodig voordat NASA hem een ​​menselijke lading kan toevertrouwen.

In principe zou een Starship-raket in één enkele missie van twee jaar en tegen veel lagere kosten een grote lading Mars-stenen kunnen terugbrengen. Maar Starship brengt grote risico's en onzekerheden met zich mee. Het is niet duidelijk of die raket de monsters kan terugbrengen die Perseverance al heeft verzameld.

Starship maakt gebruik van een lanceerplatform en moet worden bijgetankt voor de terugreis. Maar er is geen lanceerplatform of tankstation bij de Jezero-krater. Starship is ontworpen om mensen te vervoeren, maar als astronauten naar Mars gaan om de monsters te verzamelen, heeft SpaceX een Starship-raket nodig die nog groter is dan de raket die het tot nu toe heeft getest.

Het sturen van astronauten brengt ook extra risico's en kosten met zich mee, en een strategie waarbij mensen worden ingezet zou weleens ingewikkelder kunnen uitvallen dan het huidige plan van NASA.

Met al deze druk en beperkingen heeft NASA ervoor gekozen om te kijken of de particuliere sector met een winnende oplossing kan komen. Volgende maand weten we het antwoord.

Aangeboden door The Conversation

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.