Mars 96 was een onbemande Russische ruimtesonde die in 1996 gelanceerd werd. Ondanks zijn vele doelstellingen, tal van wetenschappelijke instrumenten en prestigieuze missie ging het ruimtetuig kort na de lancering verloren door het falen van één van de rakettrappen. Normaal had de Mars 96 ruimtesonde de atmosfeer en het oppervlak van de rode planeet uitvoerig moeten bestuderen terwijl er vier kleinere tuigjes naar het oppervlak van Mars gestuurd werden voor geologisch en meteorologisch onderzoek.
Door deze missie zouden wetenschappers destijds tal van vragen hebben kunnen beantwoorden en zou men een beter beeld krijgen over de evolutie van Mars. Ook Europa, met ondermeer België, ontwikkelden enkele belangrijke wetenschappelijke instrumenten voor deze ruimtesonde die voor bijzondere ontdekkingen konden zorgen. Het falen van deze missie wordt vaak omschreven als één van de grootste verliezen in de geschiedenis van de onbemande ruimtevaart doordat de Mars 96 missie van groot wetenschappelijk belang was en hier verschillende landen nauw bij betrokken waren.
Doel van de missie
De zeer prestigieuze Mars 96 Marsverkenner zou zowel de atmosfeer, het oppervlak, de inwendige structuur alsook het magnetisch veld van Mars bestuderen. Hiervoor beschikte deze ruimtesonde over meer dan twintig wetenschappelijke instrumenten. Daarnaast werden er ook nog eens twee Service Stations en twee Penetrators mee naar Mars gestuurd die samen uitgerust werden met nog eens achttien wetenschappelijke instrumenten. Verschillende Europese landen namen eveneens mee deel aan dit project en ontwikkelden verschillende wetenschappelijke experimenten. Frankrijk, Duitsland en Finland spendeerden samen 200 miljoen dollar voor de realisatie van hun wetenschappelijke instrumenten. Tijdens zijn reis naar Mars zou de Mars 96 ruimtesonde ook astrofysisch onderzoek uitvoeren.
Mars 96 orbiter
De Mars 96 orbiter had een gewicht van 6,1 ton (inclusief brandstof). Het ontwerp werd gebaseerd op dat van de Russische Phobos Marsverkenners. Ondanks het feit dat er verschillende problemen werden vastgesteld tijdens de twee Phobos missies in 1988, waren de Russische ingenieurs er toch van overtuigd dat hun ontwerp zeer functioneel en betrouwbaar was. Tot dan was Mars 96 de zwaarste planetaire ruimtesonde die ooit gebouwd werd. Twaalf instrumenten aan boord van de Mars 96 ruimtesonde werden ontwikkeld voor het onderzoeken van het oppervlak en de atmosfeer van Mars terwijl zeven andere instrumenten ondermeer het magnetisch veld van Mars zouden bestuderen. Enkele van de vele wetenschappelijke instrumenten waren een High Resolution Steroscopic TV-Camera (HRSC), Wide-Angle Steroscopic TV-Camera (WAOSS), Planetary Fourier Spectrometer (PFS), Visible and Infrared Mapping Spectrometer (OMEGA) en de Fast Omnidirectional Non-Scanning Ion Energy-Mass Analyzer (FONEMA). Tien maanden na zijn lancering zou Mars 96 in september 1997 moeten aankomen bij de rode planeet. Enkele dagen na zijn aankomst bij Mars zou de Mars 96 orbiter de twee Surface Stations loskoppelen zodat deze zouden kunnen landen op het noordelijk halfrond van Mars. De Mars 96 orbiter zou vervolgens zijn snelheid minderen waardoor het ruimtetuig zich in een elliptische baan om Mars zou hebben begeven met een omlooptijd van ongeveer 43 uur. Eenmaal in een vaste baan om Mars zou de Mars 96 ruimtesonde proberen contact te leggen met de twee Surface Stations waarna de twee Penetrators zouden worden losgekoppeld. Uiteindelijk zou de Mars 96 orbiter een maand na zijn aankomst bij de rode planeet zijn propulsiegedeelte hebben moeten afstoten waarna men definitief kon starten met het wetenschappelijk onderzoek.
Surface Stations en Penetrators
Naast de ruimtesonde zouden er tijdens de Mars 96 missie ook nog eens twee Service Stations en twee Penetrators mee naar de rode planeet gestuurd worden die elk een gewicht hadden van 25 kilogram. De Service Stations bevonden zich in twee bolvormige omhulsels met een diameter van één meter die verantwoordelijk waren voor een zachte landing. Ongeveer vijf dagen voor de aankomst van Mars 96 bij de rode planeet zou de ruimtesonde de twee Service Stations loskoppelen waarna deze zouden beginnen aan hun afdaling in de Marsatmosfeer. Elk grondstation beschikte over een Station Data Processing Unit (SDPI). De energie werd geleverd door een Radio-isotope Thermoelectric Generator (RTG). Eenmaal deze twee grondstations een zachte landing zouden gemaakt hebben op het oppervlak van Mars, zouden deze vooral meteorologisch en geologisch onderzoek hebben verricht. Hiervoor werden beide Service Stations uitgerust met het Meteorology Instrument System (MIS), Descent Phase Instrument (DPI), Panoramic Camera (PanCam), Microelectronics and Photonics Experiment (MAPEx) en Alpha-Particle, Photon, and X-Ray Spectrometer (ALPHA). De Verenigde Staten hadden voor de twee Service Stations het Mars Oxidant Experiment ontwikkeld waarmee men de aanwezigheid van een oxidator in de bodem en atmosfeer van Mars zou onderzoeken. De verwachte levensduur van deze grondstations was één jaar.
Naast de twee Service Stations werden ook nog eens twee Penetrators met de Mars 96 ruimtesonde mee naar Mars gestuurd. Deze Penetrators beschikten elk over twee onderdelen waarvan één onderdeel zichzelf dieper in de Marsbodem zou boren eenmaal de Penetrator in het oppervlak terecht- kwam. Uiteindelijk moesten de Penetrators zichzelf met een snelheid van 80 meter per seconde in het oppervlak van Mars slaan waarna het onderste gedeelte zich tot 6 meter diep zou boren. Met deze Penetrators wou men vooral geologische en seismologische gegevens verzamelen. Hiervoor werd elke Penetrator uitgerust met tien wetenschappelijke instrumenten waaronder enkele spectrometers, een televisiecamera, een seismometer en een weerstation. Net als bij de Service Stations werden ook de twee Penetrators uitgerust met elk één RTG die voor voldoende energie moest zorgen.
België mee aan boord
Toen men beroep deed op de medewerking van de hele wetenschappelijke wereld voor de ontwikkeling van wetenschappelijke instrumenten voor het Mars 96 project stelde een Belgisch-Frans-Russisch team SPICAM voor. SPICAM staat voor ‘Spectroscopie pour l’Investigation des Caractéristiques de l’Atmosphère de Mars’ en werd specifiek ontwikkeld om de Marsatmosfeer te onderzoeken. Het SPICAM instrument zelf omvatte meerdere instrumenten en één daarvan was SPICAM-S dat ontworpen en ontwikkeld werd onder de verantwoordelijkheid van het Belgisch Instituut voor Ruimte-Aëronomie (BIRA). SPICAM-S had als doel de karakteristieken van de Marsatmosfeer vast te stellen en zou dit doen door gebruik te maken van absorptie spectroscopie met behulp van de zonsverduisteringstechniek. Bij absorptie spektroscopie zal het spektrum van een lichtbron (in dit geval de Zon) gewijzigd worden ten gevolge van absorptie door chemische elementen bij bepaalde golflengtes. Zo draagt het Zonlicht, wanneer de Zon, de Marsatmosfeer en de ruimtesonde zich op één lijn bevinden, bij aankomst in het SPICAM-S instrument informatie met zich mee over de samenstelling van de Marsatmosfeer doordat het Zonlicht in deze atmosfeer fotochemisch reageert. Het SPICAM-S instrument bestond uit een 45 centimeter grote doos die een gewicht had van 20 kilogram. Doordat SPICAM-S een optische spectrometer was die gebruikmaakte van Zonlicht, moest dit instrument zich naar onze ster richten en deze volgen. Dankzij SPICAM-S kregen het BIRA en haar onderzoekers de unieke kans om deel te nemen aan een internationaal planetair onderzoeksproject.
Lancering
Op 16 november 1996 werd de Mars 96 ruimtesonde gelanceerd vanop de Bajkonoer lanceerbasis door middel van een krachtige Proton draagraket. De ruimtesonde werd probleemloos in een tijdelijke baan om de Aarde gebracht waarna de vierde rakettrap voor een tweede maal tot ontbranding zou gebracht worden. Helaas bleek deze tweede ontbranding niet plaats te vinden waarna de ruimtesonde zich loskoppelde van deze rakettrap. Door het falen van de vierde Proton rakettrap kon de Mars 96 ruimtesonde niet op weg gebracht worden naar de planeet Mars. Hierdoor viel de Marsverkenner terug in de atmosfeer van de Aarde en brandde het ruimtetuig volgens de eerste analyses op boven de Stille Oceaan. In maart 1997 bleek echter dat de US Space Command een berekeningsfout had gemaakt en de locatie van het opbranden van Mars 96 niet helemaal correct was. Enkele weken na de mislukte lancering doken in Chili en Bolivië berichten op van ooggetuigen die brokstukken hadden zien neerkomen. Tot op heden is de oorzaak van het falen van de vierde Proton rakettrap nog steeds onbekend. Ondanks het opbranden van de ruimtesonde maakte men zich meteen na de mislukte lancering grote zorgen om de twee Service Stations en Penetrators. Deze vier tuigen werden ontworpen om een afdaling in een atmosfeer te overleven en beschikten elk over een Radio-isotope Thermoelectric Generator (RTG) die alles samen voorzien werden van 200 gram plutonium als brandstof. Ondanks de meldingen van ooggetuigen en de radioactieve vracht aan boord van de Service Stations en Penetrators werd er tot op heden door Rusland geen enkele bergingsactie ondernomen.
