NASA's Curiosity Marsrover, dat ook de naam 'Mars Science Laboratory' draagt, heeft een totaal gewicht van 900 kilogram en is hierdoor de grootste en zwaarste rover die ooit naar het oppervlak van de 'rode planeet' werd gebracht. Van de 900 kilogram bestaat ongeveer 80 kilogram uit wetenschappelijke instrumenten die niet enkel afkomstig uit zijn de Verenigde Staten maar ook uit Duitsland, Frankrijk, Canada en Rusland.
Deze geavanceerde instrumenten zijn te vergelijken met een heus laboratorium dat wetenschappers meer moet vertellen over ondermeer de mineralogische samenstelling van geologische materialen op het Marsoppervlak. Daarnaast wil men met deze instrumenten een tijdlijn opstellen van de evolutie van de Marsatmosfeer en wil men zoveel mogelijk bruikbare data verzamelen over ondermeer de kosmische straling op Mars voor toekomstige bemande missies. Maar het belangrijkste onderzoek dat Curiosity en zijn instrumenten wellicht moeten uitvoeren, is de studie of er ooit leven heeft kunnen bestaan op Mars. Om dit zo goed mogelijk te bestuderen, werd een landingsplaats uitgekozen op basis van recente satellietfoto's die het bestaan van water hebben aangetoond. In dit artikel gaan we dieper in op de vele wetenschappelijke instrumenten aan boord van dit rijdens laboratorium.
Overzicht belangrijkste wetenschappelijke instrumenten
MastCam & MARDI
Naast de vele instrumenten die wetenschappers meer moeten leren over de samenstelling van de Marsbodem beschikt Curiosity ook over enkele geavanceerde camera's. Deze camera's bevinden zich op een speciale mast die zich zal 'rechtzetten' eenmaal de rover veilig is geland. Het MastCam instrument bestaat uit een Medium Angle Camera (MAC) en een Narrow Angle Camera (NAC) en moet voor prachtige beelden van het Marsoppervlak in HD-kwaliteit (1600 x 1200 pixels) zorgen. De twee camera's kunnen ook in infrarood 'kijken' en er kunnen ook filters toegepast worden. Elke camera werd uitgerust met 8 GB flash-geheugen dat goed is om meer dan 5 500 RAW-foto's op te slaan. De camera's beschikken net als gewone fotocamera's ook over een 'autofocus' waardoor ze zich automatisch kunnen scherpstellen op rotsen, heuvels, bergen en kraters. Ook tijdens de afdaling naar het Marsoppervlak zal een speciale camera zo veel mogelijk kleurenfoto's maken. Deze 'Mars Descent Imager' (MARDI) zal op een hoogte van 3,7 kilometer starten met het maken van foto's en heeft een geheugen van 8 GB waarmee het meer dan 4 000 foto's kan opslaan. De opnamen die gemaakt worden door MARDI zullen door Curiosity gebruikt worden voor het maken van een kaart die zal gebruikt worden tijdens de afdaling en landing.
ChemCam
Het ChemCam instrument werd ontwikkeld door het Amerikaanse Los Alamos National Laboratory en het Franse Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements (CESR). Dit instrument beschikt over een laser dat een brokje steen of rots tot op zeven meter afstand kan verdampen. De laser kan een stuk rots of gesteente plaatselijk verhitten tot een temperatuur van 30 000 graden Celsius. Tijdens het verdampen verandert de steen of de rots in heet plasma en straalt deze licht uit dat door een spectrometer opgevangen wordt. Door dit licht te analyseren, kan ChemCam de chemische samenstelling van de mineralen van de steen/rots achterhalen. Eenmaal men de samenstelling kent, zal het instrument op zoek gaan naar stoffen die de basis vormen voor leven zoals waterstof, koolstof en zuurstof. Net als de camera's bevindt het ChemCam instrument zich ook bovenop de mast.
RAD
De 'Radiation assessment detector' (RAD) werd ontwikkeld door het Amerikaanse Southwest Research Institute (SwRI) en de Duitse Christian-Albrechts-Universität zu Kiel en zal het niveau van de kosmische straling meten op het Marsoppervlak. Dit instrument is al operationeel sinds de reis naar Mars en moet wetenschappers en ingenieurs meer vertellen over de schadelijke kosmische straling tijdens een reis naar Mars en op het oppervlak van de planeet. De data afkomstig van het RAD-instrument zal vooral nuttig zijn voor toekomstige bemande ruimtereizen naar Mars.
CheMin
CheMin staat voor 'Chemistry and Mineralogy' en is een geavanceerd instrument dat de samenstelling achterhaalt van mineralen in kleine boormonsters van gesteenten. Na het verkrijgen van boormonsters worden deze door het CheMin instrument gezeefd waarna ze vervolgens in een speciaal houdertje ondergebracht worden. Hierna worden de stalen belicht met röntgenstraling. Door uiteindelijk te bestuderen hoe een dunne röntgenstraal doorheen de staal gaat, kan men zien uit welke mineralen deze staal bestaat en of er watermoleculen in terug te vinden zijn. Dit instrument werd ontwikkeld door David Blake van NASA's Ames Research Center en het Jet Propulsion Laboratory (JPL).
SAM
Het 'Sample analysis at Mars' (SAM) instrument is met zijn 38 kilogram het zwaarste en meest geavanceerde wetenschappelijke instrument aan boord van de Marsrover. SAM bestaat uit drie instrumenten: de Quadrupole Mass Spectrometer (QMS), de Gas Chromatograph (GC) en de Tunable Laser Spectrometer (TLS). Nadat een robotarm monsters naar het SAM-instrument heeft gebracht, zal SAM dit door middel van zijn massaspectrometer (QMS) analyseren waardoor men kan onderzoeken uit welke atomen dit bestaat. De Gas Chromatograph (GC) verhit een monster dan weer tot het verdampt waarna de vrijgekomen gassen worden gescheiden en geanalyseerd. Het derde instrument, de Tunable Laser Spectrometer (TLS), meet het monster dan weer na op stoffen die belangrijk zijn voor leven zoals methaan en waterdamp. Het SAM-instrument werd ontwikkeld door NASA's Goddard Space Flight Center in samenwerking met het Franse Laboratoire Inter-Universitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) en Honeybee Robotics.
REMS
REMS staat voor 'Rover environmental monitoring station' en is een meteorologisch meetstation van Spaanse en Finse makelijk dat de luchtdruk, windsnelheid, luchtvochtigheid en temperatuur op de bodem en in de atmosfeer van Mars gaat meten. Dit instrument werd gemonteerd op de mast met camera's bovenop de rover en moet wetenschappers meer vertellen over het weer en het klimaat op Mars.
APXS
Het Canadese 'Alpha-particle X-ray spectrometer' (APXS) instrument beschikt over een radioactieve bron van curium-244 dat zogenaamde 'alfadeeltjes' uitzendt. Deze alfadeeltjes moeten uiteindelijk een mineraal raken waarna er röntgenstraling wordt uitgezonden dat aangeeft welke elementen er in het mineraal zitten. Een soortgelijk instrument werd ook al gebruikt aan boord van de Mars Pathfinder en de twee Mars Exploration Rovers. Het team van wetenschappers dat de data, afkomstig van APXS, zal onderzoeken, is afkomstig van de University of Guelph, University of New Brunswick, University of Western Ontario, NASA, University of California, San Diego en de Cornell University.
DAN
Het 'Dynamic albedo of neutrons' (DAN) instrument werd ontwikkeld door het Russische ruimtevaartagentschap en moet specifiek op zoek gaan naar water in de Marsbodem. Om dit op te sporen, zal het DAN-instrument neutronen de Marsbodem insturen tot op een diepte van maximaal 50 centimeter waarna men gaat meten hoe de neutronen worden weerkaatst. Waterstof in de bodem van de 'rode planeet' zal de neutronen afremmen waardoor dit bij het terug opvangen van de neutronen zijn aanwezigheid zal verraden.
