Søndag 21. september klokka 15:37 norsk tid skal en ny amerikansk romsonde etter planen inn i bane rundt Mars. Tre dager seinere følger en indisk romsonde etter.

De to sondene er som Goliat og David. Men i motsetning til disse to bibelske figurene, skal de ikke kjempe mot hverandre. Snarere skal de undersøke det samme, nemlig atmosfæren til den røde planeten.

Atmosfæren kan trolig gi svar på flere gåter: Hvorfor og hvordan mistet Mars mesteparten av atmosfæren sin? Hvor ble vannet av, som en gang rant i det som trolig er uttørkede elveleier? Og hvor kommer metangassen i atmosfæren fra, gassen som på jorda blant annet dannes av bakterier?

Demonstrasjonsferd

Goliat i sondeparet er den amerikanske Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN). Med sine drøyt 65 kilo nyttelast fordelt på seks instrumenter er den bedre utstyrt enn de 15 instrumentkilo som indiske Mars Orbiter Mission (MOM) har i magen.

Så er da ikke MOM først og fremst en vitenskapelig ekspedisjon, men en demonstrasjon av at India også kan få det til. Går alt bra, blir India den fjerde nasjonen som har sendt et romskip til Mars.

Solvinden stjal atmosfæren

Forskerne tror at hadde flytende vann og en tettere atmosfære for rundt fire milliarder år siden, da de første primitive livsformene oppsto på jorda. Så hva skjedde med Mars, siden planeten i dag er en nesten lufttom ørken?

En viktig forskjell mellom Mars og jorda er at Mars ikke har noe sammenhengende, stort magnetfelt. Riktignok er det mindre magnetfelt i deler av planetskorpen, men ikke nok til å danne det beskyttende magnetskjoldet som jorda har mot solvinden.

Solvinden er en het strøm av elektrisk ladede gasser, som føres rundt jorda og ned ved polene, der de danner nordlys. På Mars har solvinden i milliarder av år blåst uhindret rett inn mot atmosfæren.

Instrumentene på MAVEN skal se nærmere på hva som skjer når solvinden treffer de øvre luftlagene rundt Mars. Kollisjonene mellom gassmolekylene slår løs elektroner, slik at også atmosfæren blir elektrisk ladet. Dermed oppstår lokale elektriske og magnetiske felt som drar atmosfæren ut og vekk fra Mars.

Hvor vannet ble av

Den indiske MOM har med seg et instrument som kan bidra til å løse gåten med hvor vannet har blitt av. Dette instrumentet skal måle blandingsforholdet mellom en lettere og en tyngre variant av hydrogen i atmosfæren.

Vann inneholder hydrogen, men den lettere varianten unnslipper lettere fra atmosfæren enn den tyngre. Hvis MOM finner en forholdsvis stor andel av det tyngre hydrogenet, kan det derfor bety at mye vann i form av damp har forsvunnet ut sammen med resten av atmosfæren.

Metangåten

Både MAVEN og MOM har instrumenter som skal måle metan i atmosfæren til Mars. Noen forskere mener at det ikke er metan der i det hele tatt. Andre målinger har vist at mengden av metan varierer både med tid og sted. Ifølge disse målingene er variasjonene så store at metanet trolig brytes ned og nydannes i stort tempo.

Flere teorier er lansert for en slik nydanning. Kanskje slippes det løs fra en form for metansørpe, kalt klatrater. Kanskje dannes det dannes det i kjemiske reaksjoner i den røde sanden, kanskje sammen med rester av vann. Eller kanskje dannes de, som på jorda, av mikroorganismer.

Denne siste og mest fantasieggende muligheten er likvel svært lite sannsynlig, ifølge målinger fra bakken gjort av marskjøretøyet Curiosity.  Den målte svært små mengder metan.

MAVEN vil gå i en mye lavere bane enn MOM, og med en annen vinkel til ekvator. Det er derfor ingen fare for at de to romsondene skal kollidere eller på andre måter ødelegge for hverandre.

Lenker:

MAVEN Solar Wind Ion Analyzer Will Look at Key Player in Mars Atmosphere Loss, grundig populærvitenskapelig artikkel på NASAs nettsider

NASAs nettside med nyhetsoppdateringer om MAVEN

Indian Mars craft prepares for orbit, artikkel på nettsidene til tidsskriftet Nature,17.9.2014

Mars Obiter Mission, nettside fra den indiske romfartsorganisasjonen ISRO