RoadMap (voor “ROle and impAct of Dust and clouds in the Martian AtmosPhere”), een gloednieuw Horizon 2020 project, is net van start gegaan. Drie jaar lang zal een enthousiast team van wetenschappers en ingenieurs uit België, Denemarken, Duitsland en Spanje samenwerken om enkele van de resterende mysteries van de planeet Mars te ontrafelen
Mars: de resterende onbekenden
Als je dit leest, is de kans groot dat je het ermee eens bent dat Mars een fascinerende planeet is. Dit ondanks het feit dat daar niet zoveel te zien is, althans niet met het blote oog. Een lange reeks rovers en landers zijn reeds op het oppervlak van de planeet neergedaald, en alle foto's die ze hebben teruggestuurd hebben één gemeenschappelijk element onthuld: de overvloed aan stof. Het maakt niet uit in welke richting ze keken, Curiosity, InSight en hun voorgangers zagen alleen een planeet bedekt met roestkleurig stof, niet alleen op de grond, maar ook in de atmosfeer. Aangezien Mars het middelpunt is van de toekomstige ruimteverkenning, zowel robotisch als menselijk, is het cruciaal dat we de atmosfeer en het klimaat op Mars nog beter begrijpen dan vandaag het geval is.
"Hoewel stof in de hele Marsatmosfeer aanwezig is, zijn de hoeveelheid en de fysische eigenschappen ervan nog steeds slecht gedefinieerd. Ook de invloed van stof op de samenstelling, de structuur en de dynamiek van de atmosfeer begint nog maar net aan de orde te komen. Meer bepaald is nauwkeurige kennis van de eigenschappen van stof en ijswolken cruciaal voor de interpretatie van de teledetectiewaarnemingen, zowel in het infrarood als in het ultraviolet spectrum." legt RoadMap's Principal Investigator, Dr. Ann Carine Vandaele van het BIRA, uit.
Een interdisciplinaire aanpak
RoadMap, een Europees Horizon 2020-project, heeft net het startschot gekregen met als doel een sprong voorwaarts te maken met betrekking tot deze gaten in onze kennis. RoadMap is van plan deze doelstellingen te realiseren dankzij een bijzondere strategie. De kracht van het project is dat het niet alleen verschillende teams van wetenschappers uit verschillende landen samenbrengt, maar ook experts uit de specifieke vakgebieden die nodig zijn om de Marsstofpuzzel aan te pakken.
Het fysisch probleem zal vanuit drie verschillende invalshoeken tegelijkertijd worden onderzocht:
- Wetenschappers in de laboratoriumgemeenschap zullen Marsstof recreëren, en deze nieuwe analoog van het stof definiëren om de precieze fysische eigenschappen ervan uit te werken en de beste experimentele gegevens hier op aarde te verzamelen.
- Wetenschappers die betrokken zijn bij ruimtemissies naar Mars kennen de specificaties en het potentieel van hun instrumenten , en bewust zijn van welke gegevens er van de planeet zelf al werden en kunnen verzameld worden.
- Wetenschappers die numerieke modellen ontwikkelen, zoals de Global Circulation Models (GCM), weten welke gegevens en informatie relevant zijn voor hun modellen en hoe ze hun resultaten het beste kunnen interpreteren.
Deze drie benaderingen samen hebben het potentieel om veel openstaande vragen over Mars te beantwoorden: Waarom zien we ook buiten het stofseizoen aanzienlijke hoeveelheden stof in de atmosfeer? Hoe ontstaan, groeien en eindigen stofstormen, die soms de hele planeet kunnen omhullen? Waarom kunnen stofstormen zo hard verschillen van jaar tot jaar?
RoadMap zal onze visie op de Marsatmosfeer verbeteren en een nieuwe generatie gegevens van hoge kwaliteit opleveren, wat het wetenschappelijke rendement van de vroegere en huidige missies naar Mars zal vergroten en de toekomstige missies naar de planeet zal vormgeven.
De RoadMap-onderzoeksteams
Het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA, België), coördinator van het project, werkt nauw samen met de teams van de Aarhus University (AU, Denemarken), de Duisburg & Essen University (UDE, Duitsland), het Instituto de Ceramica y Vidrio (ICV-CSIC, Spanje), en het Instituto de Astrofísica de Andalucia (IAA-CSIC, Spanje), die elk hun eigen specifieke expertise inbrengen in het RoadMap-project. Het BIRA zal de bestaande gegevens over Mars opnieuw onderzoeken, met behulp van de verbeterde stralingskarakteristieken van stof en ijswolken die in laboratoria werden behaald.
"We zullen ons richten op twee Europese missies die nog steeds actief zijn rond de rode planeet. We zullen in het bijzonder gebruik maken van het ExoMars TGO-instrument NOMAD, dat geoptimaliseerd is voor de detectie van spoorgassen, stof en wolken in de Marsatmosfeer." zegt Vandaele. Het BIRA zal ook de 3D-modellering van de Marsatmosfeer verbeteren door betere parametrisering van de processen met betrekking tot stof, zoals ‘lifting’ en transport, en de stralingsimpact van stof.
De faciliteit voor het simuleren van planetaire omgevingen in de AU heeft de mogelijkheid om de condities die dicht bij het oppervlak van Mars worden aangetroffen na te bootsen, en zal worden gebruikt om de aanmaak en eigenschappen van analoge Mars-aerosolen te bestuderen, in nauwe samenwerking met UDE, ICV-CSIC en IAA-CSIC. UDE zal experimenten uitvoeren met verschillende Marsstof-simulanten om de fysische eigenschappen van zwevende stofdeeltjes en hun potentiële samenklontering te karakteriseren. ICV-CSIC beschikt over de expertise om de set van analoge Marsstofstalen in hun laboratoria aan te maken en te karakteriseren met de vormen, afmetingen en samenstellingen die representatief zijn voor de Marsatmosfeer.
IAA-CSIC zal een unieke database van experimentele verstrooiingseigenschappen van Marsstofanalogen produceren die het stralingsoverdrachtmodel zullen voeden. Geavanceerde numerieke technieken, gevalideerd aan de hand van de experimentele gegevens, zullen vervolgens worden gebruikt om een database van berekende optische eigenschappen te produceren die het volledig geobserveerd golflengtegebied beslaat.
Website RoadMap: https://roadmap.aeronomie.be/
