Vanaf de allereerste succesvolle landing op het oppervlak van Mars in 1997 groeiden NASA's rovers in volumes van de grootte van een zak melk tot de grootte van een enorme auto, en werden geleidelijk aan niet alleen groter, maar ook krachtiger. Het laatste grote project, de Curiosity Rover, zat in 2012 op het oppervlak van de Gaya-krater op Mars en de missie zal, zoals verwacht, tot het einde van dit decennium duren. Niettemin kostte zijn duurzaamheid en automatisch laboratorium voor de analyse van gesteenten waarover hij beschikte, meer dan $ 2 miljard.
Dankzij het werk van Curiosity slaagde het erin om sporen van organisch materiaal en water op het oppervlak van de planeet te detecteren. En nu plant NASA een andere soortgelijke missie voor 2020. Maar zijn er andere manieren om de ruimte te verkennen die niet zo'n ongelooflijke financiële kosten vergen?
Wanneer grote ruimteschepen, ter waarde van enkele miljoenen dollars, naar de ruimte afdrijven, hebben ze vaak kleine, maar nuttige passagiers aan boord. Dit zijn kleine apparaten die KubSat (CubeSat) worden genoemd. Ze hebben zich sinds 2003 in de buurt van de baan om de aarde gevestigd en studeren. Het is nog niet bekend of ze zullen kunnen overleven en blijven werken buiten onze planeet. Maar desondanks zijn de medewerkers van NASA, het Europees Ruimtevaartagentschap en enkele andere organisaties van plan in de komende jaren te gaan testen in deze richting.
De eerste tests buiten onze baan zullen op Mars moeten worden doorgegeven. Vorige week presenteerde NASA twee kleine kubussen genaamd MarCO, die in 2016 zullen toetreden tot de missie van InSight. Terwijl InSight zich op het oppervlak van de planeet zal bevinden en zijn eigen taken zal uitvoeren, zal MarCO periodiek real-time jobrapporten sturen naar de Aarde in een lage baan. Als deze kleine satellieten hun werk doen, dan is dit de eerste mogelijkheid om een handmatig bestuurd voertuig op het oppervlak van Mars te hebben. Een eerdere poging met de Mars Polar Lander is mislukt door een crash tijdens de landing. Twee kleine apparaten, Deep Space 2 genaamd, die met hem werden gestuurd, moesten water zoeken op het oppervlak van de planeet.
"We weten dat ze op het oppervlak van de planeet zijn terechtgekomen, maar we weten niets over hun huidige toestand," zei Robert Stael, een assistent-manager voor conceptimplementatie in het NASA Jet Propulsion Laboratory-programma, in een interview. Kort gezegd, het is zijn taak om verschillende gereedschappen door ons zonnestelsel te sturen: de aarde, Mars, ijs-satellieten van Europa, enzovoort. En vandaag zijn er ongeveer 15 projecten van dit laboratorium waarin cubsat wordt toegepast.
Stael runt ook een onderzoeksproject genaamd MarsDrop in samenwerking met de Aerospace Corporation - een klein apparaat ontwikkelen dat op het oppervlak van Mars kan landen op de gevaarlijkste plaatsen om te landen. Grote rovers hebben natuurlijk veel voordelen, maar ze zullen niet te dicht bij de vulkaan of de bodem van de krater gaan. Mini-apparaten kunnen het werk van het bestuderen van het oppervlak van de planeet perfect aanvullen.
Tot dusverre blijft het belangrijkste probleem de stabiliteit van dergelijke kleine apparaten onder verschillende omstandigheden. Kubsaty heeft veel voordelen op het gebied van computertechnologie, maar hun gebouwen en interne onderdelen zijn mogelijk niet altijd bestand tegen een hoge mate van straling, ondanks het feit dat de gebruikte materialen in de productie in de praktijk zijn getest, benadrukt Robert. Terwijl de voertuigen zich in een bijna-aardbaan bevinden, worden ze beschermd door de atmosfeer van de aarde tegen de destructieve invloed van straling, maar zodra ze buiten vallen, neemt de achtergrond van de straling exponentieel toe. Daarom is het een van de belangrijkste taken van MarCO om te testen hoe lang de elektronica aan boord kan overleven in de barre ruimtevoorwaarden. In dit geval is Mars niet het enige doelwit voor voertuigen van dit type. In het laboratorium van het Technical College of Vermont werken ze aan een Kubsat-project, dat de basis kan worden voor een kleine maanmodule. In 2020 is NASA van plan verschillende voertuigen naar Europa te sturen om het ijs van de baan te bestuderen en naar oceanen in de diepte te zoeken. In oktober werden 10 universiteiten geselecteerd, die waren belast met het creëren en indienen van hun eigen welpen voor de competitie. Ze moeten in staat zijn om alle taken uit te voeren. Van landingsprobes op het oppervlak van kosmische lichamen en planeten, tot het meten van het magnetisch veld.
Tegelijkertijd is het European Space Agency van plan om twee asteroïden te verkennen binnen zijn eigen AIM-missie. In het kader van dit project zijn er zes landingsplaatsen, die kunnen worden bewoond door verschillende cubsates voor verzending naar asteroïden. Ook wachtend op de lancering van het project van de Interplanetary Space NanoAparator Study in verschillende omgevingsomstandigheden (kortweg INSPIRE), dat is om de zon te observeren voorbij de grenzen van het magnetisch veld van de aarde.
Vanwege het feit dat de productie van deze ruimtevaartuigen veel goedkoper is en hun werk in verschillende omstandigheden nog niet zo goed is bestudeerd en getest in vergelijking met oudere broers, doen zich soms onverwachte incidenten voor. Stael herinnert zich de periode waarin drie cubesat werden gelanceerd in een kleine bijna-baan om de aarde. Twee ervan, ontwikkeld door de Universiteit van Michigan en de Universiteit van Montana, hadden magneten aan boord die ontworpen waren om ze te helpen bij het uitkomen in een baan om het magnetisch veld van de aarde. Maar om een of andere reden bleken de magneten iets sterker dan nodig was, en als gevolg daarvan veranderden de satellieten van koers naar de tegenovergestelde richting en werden ze gewoon met elkaar verbonden.
"Het was natuurlijk mogelijk om te zeggen dat dit de eerste automatische ontmoeting en succesvolle koppeling van de Kubsat was, maar de taak was een beetje anders," grapt Robert.
De actieve ontwikkeling van de Kubsat begon in de vroege jaren 90, toen de NASA het programma "Sneller, Beter, Goedkoper" lanceerde, waarin elke wetenschapper zijn eigen kleine missie kon organiseren. Dit trok de aandacht van kleine teams die met behulp van commerciële monsters van micro-elektronica probeerden de kosten van het lanceren van apparaten te minimaliseren.
Robert Stael betoogt dat zowel grote, dure en langlopende projecten als korte, maar meer specifieke taken belangrijk zijn voor verkenning van de ruimte. Beide soorten projecten houden zich bezig met belangrijke missies, maar op compleet verschillende gebieden. De enige vraag die nog open blijft, is hoe goed de kleine missies hun kleine missies buiten de atmosfeer van de aarde vervullen.
