Stel je voor… dat we naar Mars kunnen

Nog nooit zette de mens voet op een andere planeet. Maar wat als wetenschap en technologie wél zo ver zijn. Maandenlang onderweg in een ruimteschip, onderweg naar een onbekende plek hier ver vandaan. Stel je voor dat we Mars kunnen bezoeken. Wat zouden we doen? En wat is daarvoor nodig?

Een gekke gedachte is het niet. Er zijn al tientallen onbemande Mars-missies ondernomen. Sinds 2012 rijdt Marsvoertuig Curiosity er rond voor onderzoek. ‘We kunnen karretjes op Mars neerzetten, maar dit zijn onbemande reizen, want terugreizen kunnen we nog niet’, zegt astrobiologe Inge Loes ten Kate van de Universiteit Utrecht. ‘Al wordt er volop gebouwd aan raketten en bevoorradingsschepen, er moet nog flink wat gebeuren voordat een mens naar Mars kan.’

Ten Kate doet onderzoek naar het ontstaan van het leven; op de aarde, op manen zoals die van Jupiter en Saturnus en op planeten zoals Mars. Haar interesse voor Mars ontstond tijdens afstuderen, toen ze Marslandingen onderzocht. ‘Mars heeft altijd mijn belangstelling gehouden. We weten zoveel over deze planeet.’

Eens in de 26 maanden staan de aarde en Mars in hun baan om de zon relatief dicht bij elkaar en duurt een reis ‘maar’ 9 maanden.

9 maanden onderweg
Een reis naar Mars kun je in theorie eens in de 26 maanden ondernemen. Op dat moment staan de aarde en Mars in hun baan om de zon relatief dichtbij elkaar en duurt een reis maar 9 maanden. Want het kan nog veel langer: ‘Staat Mars aan de andere kant van de zon, dan ben je jaren onderweg.’

Wat nu nog ontbreekt is de infrastructuur om er te komen, vertelt Ten Kate. En dat zit zo: om aan de zwaartekracht van de aarde te ontsnappen, heeft een raket flinke stuwkracht nodig. En daar zit een limiet aan: ‘Een voertuig formaat Mini-Cooper, is het zwaarste dat we nu vanaf aarde kunnen meesturen.’ Probleem is dat je voor een Marsreis veel lading nodig hebt om te overleven: voedsel, apparatuur, materiaal voor huisvesting. En hoe meer je meeneemt, hoe minder ruimte er is voor brandstof. Een oplossing is om meerdere raketten te sturen, met ieder andere onderdelen: eerst de lading, dan de mensen, dan de middelen om terug te komen.

Obstakels
Eenmaal op Mars is er ook een aantal obstakels. Zo is de zwaartekracht op de planeet slechts een derde van die op aarde. ‘Het menselijk lichaam is gebouwd om belast te worden. Met minder zwaartekracht is die belasting veel lager. Het is de vraag hoe het lichaam reageert als je daar twee jaar bent. In het International Space Station van NASA doen ze daar onderzoek naar.’

En dan houdt de ijle atmosfeer op Mars niet alle straling zo goed tegen als de dampkring op aarde. Meer dan 95% van de atmosfeer van Mars bestaat uit het gas CO2, dat schadelijke Uv-straling niet opneemt, zoals ozon op aarde. Daarnaast heeft Mars ook geen magnetisch veld dat zonnestraling en kosmische straling met nog veel hogere energie tegenhoudt. ‘Na een verblijf van twee jaar op Mars zit je boven de veilige grens. Bovendien kunnen niet alle materialen goed tegen straling.’ Tel daar bij op dat er te weinig zuurstof in de lucht zit en de enorme temperatuurverschillen tussen dag en nacht. Obstakels dus, maar: ‘De meesten vallen wel op te lossen, straling is de grootste uitdaging.’

Leven op Mars?
Onderzoek gericht op de reis richt zich vooral op techniek. Ten Kate is zelf met meer basisgericht onderzoek bezig. Bijvoorbeeld: is ooit leven op Mars mogelijk is geweest? ‘We weten ongeveer hoe leven op aarde is ontstaan. Is dat ook op andere plekken mogelijk?’

Vroeger was er vloeibaar water op het oppervlak van Mars. Het kan zijn dat daar organisch materiaal uit is ontstaan.

Daarvoor zijn vloeibaar water, een gunstige temperatuur en energie nodig. Ook zijn er bouwstenen nodig: organische moleculen gebaseerd op koolstof, zoals bijvoorbeeld aminozuren. Maar waar komen die stoffen vandaan? ‘We onderzoeken of die stoffen ontstaan uit chemische reacties op planeten of dat die via stofdeeltjes of meteorieten uit het heelal op een planeet terecht komen. Vroeger was de temperatuur op Mars hoger en de atmosfeer dichter, waardoor er vloeibaar water op het oppervlak was. Het kan zijn dat daar onder die omstandigheden organisch materiaal uit is ontstaan.’ Resten daarvan zijn inmiddels op Mars gevonden.

Mars is dus voorlopig een plek die alleen nog door ruimtevaartuigen onderzocht kan worden. Het onderzoek van Ten Kate maakt daarom gebruik van modellen die de werkelijkheid nabootsen: ‘We hebben een goed beeld van hoeveel stofdeeltjes er per jaar op aarde terechtkomen. Via die modellen kunnen we berekenen hoe dat op Mars moet zijn. Ook hebben we op de universiteit in Utrecht een planetenkamertje staan, waarmee we de atmosfeer en het zonlicht op Mars kunnen nabootsen en de temperatuur variëren.’

Inge Loes ten Kate
Inge Loes ten Kate

Waarom naar Mars?
Een bemande Marsreis zou een deel van dit onderzoek veel eenvoudiger maken. ‘Mensen kunnen het werk van Curiosity veel sneller doen. De zoektocht naar Marsleven zou wel complexer worden als mensen de planeet bezoeken, want welk materiaal was er al en wat is door mensen meegenomen?’ Maar is onderzoek het enige doel om naar Mars te gaan? Ten Kate: ‘Het ligt er maar net aan wie je het vraagt. Er zijn mensen die naar Mars willen omdat het kan. Dat is de menselijke nieuwsgierigheid, die ook ontdekkingsreizigers de wereld over dreef. Een andere groep ziet het als de volgende stap in de vooruitgang van de mens. En soms wordt het starten van een kolonie gezien als een middel om de aarde te redden.’

Wanneer gaan we?
Dat we naar Mars gaan lijkt steeds waarschijnlijker. Maar er moet flink wat gebeuren. En stevig geïnvesteerd worden: ‘Curiosity kostte al 2.2 miljard euro. Een bemande missie gaat zeker tientallen miljarden kosten.’ Het zal nog even duren voordat de obstakels die nu nog op het pad liggen overwonnen zijn. Welke termijn? ‘Optimisten denken dat het in vijf jaar mogelijk is. Ik denk zelf in het huidige tempo eerder aan twintig tot vijfentwintig jaar.’

 

Kijken: Begon al het leven bij een steen? Inge Loes ten Kate in de Universiteit van Nederland