Voor het eerst kan de landing van een ruimtevaartuig op Mars ‘gehoord’ worden. Een andere Marsrobot kan namelijk de seismische golven detecteren die ontstaan wanneer het vaartuig op de planeet arriveert.
De ‘oren’ in dit scenario bevinden zich op NASA’s Marslander InSight. Deze landde in 2018 in het gebied op de rode planeet met de naam Elysium Planitia. Sindsdien onderzoekt de stationaire lander de geologie van de planeet met behulp van verschillende instrumenten, waaronder een seismometer die bodembevingen detecteert. Dit apparaat heeft al honderden Marsbevingen gemeten.
Binnenkort krijgt de lander gezelschap van een ander vaartuig van NASA, namelijk de rover Perseverance. Volgens planning zal deze op 18 februari 2021 op onze buurplaneet neerstrijken. Astrofysicus Benjamin Fernando ontdekte samen met zijn collega’s van de Universiteit van Oxford dat InSight mogelijk de seismische golven van deze landing kan meten. Dat zou een primeur zijn binnen het planeetonderzoek.
Supersonische knal
‘Het is nog nooit gedaan omdat er niet eerder een seismometer aanwezig was op het oppervlak van een andere planeet’, zegt Fernando. Wel gebeurde het eerder op de maan. Seismometers die tijdens Apollo-missies werden gebruikt, detecteerden de impact van rakettrappen van latere missies die insloegen op het maanoppervlak. Fernando en zijn team presenteerden hun onderzoek op 10 december tijdens een bijeenkomst van de Amerikaanse Geofysische Unie.
Perseverance zal de Marsatmosfeer met een snelheid van zo’n 19.000 kilometer per uur binnenkomen, waarna hij in ongeveer zeven minuten het oppervlak bereikt. Dit veroorzaakt een supersonische knal die InSight zou kunnen detecteren, zegt Fernando. Toch benadrukt hij dat de seismometer van de lander hiervoor waarschijnlijk niet gevoelig genoeg is.
Lokale weer
Het is plausibeler dat er seismische golven gedetecteerd kunnen worden wanneer Perseverance twee stabiliserende dummy-gewichten loslaat tijdens het landingsproces. Deze objecten, genaamd cruise mass balance devices, zijn blokken van wolfraam die elk 77 kilo wegen. Ze zullen op het oppervlak storten met een kracht vergelijkbaar met een botsing van een auto die met duizenden kilometers per uur rijdt. Hierbij reizen trillingen door het binnenste van Mars, zegt Fernando.
Ondanks dat InSight zich ongeveer 3500 kilometer van Perseverances landingsplek in de Jezerokrater bevindt, zouden deze inslagen seismisch luid genoeg kunnen zijn voor een detectie door InSight. Althans, zolang het lokale Martiaanse weer niet voor te veel achtergrondruis zorgt.
Meteorietinslagen
Wanneer de omstandigheden precies goed zijn, dan zouden zowel een non-detectie als een detectie nuttige informatie opleveren. Het eerste geval geeft een limiet voor de gevoeligheid van de seismometer. Het tweede geval levert een precieze datum, tijd en magnitude op voor een inslag van bekende grootte. Deze informatie kan helpen bij het identificeren van meteorietinslagen in de seismische gegevens van InSight. Zulke inslagen waren verwacht, maar tot nog toe niet teruggevonden in de gegevens – zelfs niet toen in 2019 een kleine, nieuwe krater verscheen vlakbij de lander.
‘We kunnen enkele van onze vorige waarnemingen bekijken om te zien of zij dezelfde karakteristieken vertonen’, zegt geoloog Bruce Banerdt van NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Californië, die de InSight-missie leidt.
Ook de landing van de Chinese Tianwen-1-rover, die naar verwachting in april 2021 plaatsvindt, kan mogelijk door InSight gehoord worden. Er is echter meer informatie nodig over hoe en wanneer deze precies zal neerkomen op Mars. ‘Als iemand die de juiste informatie over Tianwen-1 bezit met ons wil samenwerken, dan zou dat geweldig zijn’, zegt Fernando.
