Joel Levine: Waarom we terug moeten gaan naar Mars

Op TEDxNASA, laat planetaire wetenschapper Joel Levine een aantal intrigerende - en raadselachtige - nieuwe ontdekkingen over Mars zien: kraters vol ijs, sporen van oude oceanen, en intrigerende aanwijzingen op de aanwezigheid, ergens in het verleden, van leven. Hij pleit ervoor terug te gaan naar Mars om meer te weten te komen.

Ik wil het in 18 minuten hebben over ongeveer

4,6 miljard jaar geschiedenis.

Dat is 300 miljoen jaar per minuut.

Laten we beginnen met de eerste door NASA verkregen foto

van de planeet Mars.

Dit is van een scheervlucht door Mariner IV.

Ze werd genomen in 1965.

Toen dit beeld verscheen, schreef

dat bekende wetenschappelijke tijdschrift,

The New York Times, in zijn editie:

"Mars is oninteressant.

Het is een dode wereld. NASA moet

in het bestuderen van Mars tijd noch moeite steken."

Gelukkig wisten onze leiders in Washington

op het NASA-hoofdkwartier wel beter.

We begonnen met een zeer uitgebreide studie

van de rode planeet.

Een van de belangrijkste vragen in de wetenschap is:

"Is er leven buiten de Aarde?"

Ik geloof dat Mars de meest waarschijnlijke plaats is

om leven buiten de Aarde te vinden.

Ik ga jullie in een paar minuten

een aantal fantastische metingen laten zien. Die suggereren

dat er leven kan zijn op Mars.

Laat ik beginnen met een foto van Viking.

Dit is een samengestelde foto genomen door Viking in 1976.

Viking werd ontwikkeld en beheerd door het

NASA Langley Research Center.

We hebben twee satellieten en twee landers gestuurd in de zomer van 1976.

We hadden vier ruimtesondes, twee rond Mars en

twee op het oppervlak.

Een geweldige prestatie.

Dit is de eerste foto genomen vanaf

het oppervlak van een planeet.

Dit is een foto door de Viking Lander

van het oppervlak van Mars.

De rode planeet is inderdaad rood.

Mars is half zo groot als de Aarde.

Maar omdat 2/3 van de Aarde bedekt is met water

is de landoppervlakte op Mars

vergelijkbaar met de landoppervlakte op Aarde.

Mars is dus vrij groot, ook al is hij maar half zo groot als de Aarde.

We hebben topografische metingen verkregen

van het oppervlak van Mars. Wij hebben een beeld

van de hoogteverschillen.

We weten veel over Mars.

Mars heeft de grootste vulkaan in het zonnestelsel,

Olympus Mons.

Mars heeft de grootste canyon

van het zonnestelsel, Valles Marineris.

Heel erg interessante planeet.

Mars heeft de grootste

inslagkrater in het zonnestelsel,

Hellas Bassin.

Die is 3.000 kilometer breed.

Als je toevallig op Mars was

toen deze massa insloeg,

was het een erg slechte dag op Mars.

(Gelach)

Dit is Olympus Mons.

Groter dan de staat Arizona.

Vulkanen zijn belangrijk, omdat vulkanen

atmosferen en oceanen produceren.

We kijken hier naar Valles Marineris,

de grootste canyon in het zonnestelsel,

met een kaart van de Verenigde Staten eroverheen gelegd.

4.800 kilometer lang.

Een van de meest intrigerende eigenschappen over Mars -

volgens de National Academy of Science

een van de 10 grootste mysteries van het ruimtetijdperk -

is waarom bepaalde gebieden van Mars

zo sterk zijn gemagnetiseerd.

We noemen dit korstmagnetisme.

Er zijn gebieden op Mars waar om de een of andere reden -

wij begrijpen nog niet waarom -

het oppervlak heel sterk gemagnetiseerd is.

Is er water op Mars?

Het antwoord is nee, er is geen vloeibaar water

op het oppervlak van Mars vandaag.

Maar er is intrigerend bewijs

dat suggereert dat in de vroege geschiedenis van Mars

er rivieren

en snel stromend water zijn geweest.

Vandaag is Mars heel erg droog.

Wij geloven dat er wat water zit in de poolkappen.

Er zijn poolkappen op de Noordpool en de Zuidpool.

Hier zijn enkele recente foto's.

Deze zijn van Spirit en Opportunity.

Deze beelden tonen dat er ooit

zeer snel stromend water was op het oppervlak van Mars.

Waarom is water zo belangrijk? Water is belangrijk

want zonder water kan er geen leven zijn.

Water is het belangrijkste ingrediënt

in de evolutie, in het ontstaan van leven op een planeet.

Hier een foto van Antarctica

en een beeld van Olympus Mons,

sterk vergelijkbare kenmerken, gletsjers.

Dit is bevroren water.

Dit is ijswater op Mars.

En hier mijn favoriete foto. Deze is slechts een paar weken geleden genomen.

Ze is nog niet gepubliceerd.

Ze komt van de Europese ruimtevaartorganisatie.

Een beeld van een krater op Mars door Mars Express

en in het midden van de krater

hebben we vloeibaar water, hebben we ijs.

Zeer intrigerende foto.

We geloven nu dat er in de vroege geschiedenis van Mars,

dat is 4,6 miljard jaar geleden,

4,6 miljard jaar geleden leek Mars heel erg op de aarde.

Mars had rivieren, Mars had meren,

maar nog belangrijker: Mars had oceanen op planetaire schaal.

Wij zijn van mening dat de oceanen zich op het noordelijk halfrond bevonden.

Dit blauwe gebied,

een depressie van ongeveer zes kilometer,

was het oude oceaangebied

op het oppervlak van Mars.

Waar zijn die oceanen vol water van Mars naartoe?

We denken het te weten.

Dit is een meting van een paar jaar geleden

vanuit een satelliet, Odyssey genaamd, in een baan om Mars.

Dit is bevroren water

onder het oppervlak van Mars.

Dit laat de percentages zien. Een blauwige kleur

betekent 16 gewichtsprocent.

16 gewichtsprocent, van het binnenste,

is bevroren water of ijs.

Er zit dus veel water onder het oppervlak.

De meest intrigerende en raadselachtige meting

die we, naar mijn mening, hebben verkregen van Mars,

werd eerder dit jaar vrijgegeven

in het tijdschrift Science.

Waar we naar zoeken is de aanwezigheid van het gas methaan,

CH4, in de atmosfeer van Mars.

Je kunt zien dat er drie verschillende regio's met methaan zijn.

Waarom is methaan belangrijk?

99,9 procent van het op aarde

geproduceerde methaan, bijna alles,

is afkomstig van levende systemen.

Geen groene mannetjes, maar microscopisch leven

onder het oppervlak of erboven.

We hebben nu het bewijs

dat methaan voorkomt in de atmosfeer van Mars.

Een gas dat op aarde

van biogene oorsprong is,

geproduceerd door levende systemen.

Dit zijn de drie pluimen, A, B1, B2.

En dit is het terrein waarover ze verschijnen.

We weten uit geologische studies

dat deze gebieden de oudste gebieden zijn op Mars.

In feite zijn de Aarde en Mars

beide 4,6 miljard jaar oud.

Het oudste gesteente op aarde is echter slechts 3,6 miljard jaar oud.

De reden dat er kloof van een miljard jaar

in onze geologische kennis zit,

is het gevolg van de platentektoniek.

De korst van de aarde wordt gerecycleerd.

We hebben geen geologische gegevens

van de eerste miljard jaren.

Die zijn wel te vinden op Mars.

Het terrein waar we naar kijken,

dateert van 4.600 miljoen jaar geleden

toen de Aarde en Mars werden gevormd.

Op een dinsdag.

(Gelach)

Dit is een kaart die laat zien

waar we onze ruimtesondes op het oppervlak van Mars hebben neergelaten.

Hier is Viking I, Viking II.

Dit is Opportunity. Dit is Spirit.

Dat is Mars Pathfinder. Dit is Phoenix,

die we twee jaar geleden hebben neergezet.

Merk op al dat onze Rovers en al onze Landers

naar het noordelijk halfrond zijn gegaan.

Dat komt omdat het noordelijk halfrond

het gebied is van het oude

oceaanbekken.

Er zijn niet veel kraters.

Dat komt doordat het water het bassin beschermde

tegen inslagen van asteroïden en meteorieten.

Maar kijk eens naar het zuidelijk halfrond.

Op het zuidelijk halfrond zijn er inslagkraters

en vulkanische kraters.

Hier is het Hellas Bassin,

een geologisch heel erg verschillende plek.

Kijk waar het methaan is. Het methaan

komt voor in een erg geaccidenteerd gebied.

Wat is de beste manier om

de mysteries van Mars te ontrafelen?

We hebben deze vraag 10 jaar geleden gesteld.

We nodigden 10 top-Marswetenschappers voor twee dagen uit

aan het Langley Research Center.

We stelden aan dit panel

de belangrijkste onbeantwoorde vragen.

We zochten twee dagen naar

de beste antwoorden.

Het resultaat van onze bijeenkomst

was een raket-aangedreven robotvliegtuig dat we ARES noemen.

Het is een Aerial Regional-scale Environmental Surveyor.

Hier een model van ARES.

Een 20-procent schaalmodel.

Dit vliegtuig is ontworpen op het Langley Research Center.

Als er één plaats op de wereld is

waar een vliegtuig dat op Mars kan vliegen, kan worden gebouwd,

is het wel het Langley Research Center.

Al bijna 100 jaar lang

een toonaangevend centrum van luchtvaart ter wereld.

We vliegen anderhalve kilometer boven het oppervlak.

Wij bestrijken honderden kilometer,

en we vliegen ongeveer 700 kilometer per uur.

We kunnen dingen doen die

de Rovers en Landers niet kunnen doen.

We kunnen over bergen, vulkanen en inslagkraters vliegen.

Vliegen over valleien.

We kunnen vliegen boven het oppervlaktemagnetisme,

de poolkappen, het ondergrondse water.

We kunnen zoeken naar leven op Mars.

Maar even belangrijk is dat,

als we door de atmosfeer van Mars vliegen,

we die reis overzenden.

De eerste vlucht van een vliegtuig buiten de Aarde

zal zijn beelden terugsturen naar de Aarde.

Ons doel is het Amerikaanse publiek te inspireren.

Zij betalen tenslotte voor deze missie door hun belastingen.

Maar nog belangrijker is dat we

de volgende generatie van wetenschappers, technologen,

ingenieurs en wiskundigen zullen inspireren.

Dat is kritiek voor de nationale veiligheid

en onze economische vitaliteit, om ons te verzekeren van

de volgende generatie van wetenschappers,

ingenieurs, wiskundigen en technologen.

Zo ziet ARES eruit

als het vliegt over Mars.

Het is voorgeprogrammeerd.

We zullen vliegen waar het methaan is.

We hebben instrumenten aan boord van het vliegtuig

die elke drie minuten de atmosfeer van Mars zullen bemonsteren.

We gaan op zoek naar methaan

en andere gassen

geproduceerd door levende systemen.

We zullen precies vinden waar deze gassen van afkomstig zijn.

Omdat we de gradiënt waar het vandaan komt kunnen meten.

Daardoor kunnen we de beste plaats

bepalen voor de volgende missie.

Hoe transporteren we een vliegtuig naar Mars?

In twee woorden: heel voorzichtig.

We laten het niet zelf vliegen naar Mars.

We plaatsen het in een ruimteschip

dat we naar Mars sturen.

Het ruimtevaartuig heeft echter een

grootste diameter van drie meter.

ARES heeft een zes meter spanwijdte en is vijf meter lang.

Hoe krijgen we het naar Mars?

We vouwen het op

en we vervoeren het in een ruimteschip

in iets dat we een 'aeroshell' hebben genoemd.

Dit is hoe we het doen.

We hebben een kleine video die het verloop beschrijft.

Video: Aftellen: 5,4,3,2,1.

Hoofdmotor start. Lancering.

Joel Levine: Dit is een lancering vanaf het Kennedy Space Center in Florida.

Dit is het ruimtevaartuig dat er 9 maanden

over doet om naar Mars te reizen.

Het komt in de atmosfeer van Mars.

Een hoop warmte komt vrij.

Wrijvingswarmte. Het gaat 30.000 kilometer per uur.

Een parachute opent zich om het te vertragen.

De thermische tegels worden afgeworpen.

Het vliegtuig wordt voor het eerst blootgesteld aan de atmosfeer.

Het ontvouwt zich.

De raketmotoren starten.

Wij geloven dat in een één uur durende vlucht

we het leerboek over Mars kunnen herschrijven

door het maken van hoge-resolutie metingen van de atmosfeer,

op zoek naar gassen van biogene oorsprong,

op zoek naar gassen van vulkanische oorsprong,

het bestuderen van het oppervlak, het bestuderen van het magnetisme

op het oppervlak, dat we niet begrijpen,

alsmede over een dozijn andere gebieden.

Oefening baart kunst.

Hoe weten we dat we het kunnen doen?

Omdat we het ARES-model al hebben getest.

Met meerdere modellen in een half dozijn windtunnels

in het NASA Langley Research Center gedurende acht jaar

onder Marsomstandigheden.

En, even belangrijk

is dat we ARES testen in de atmosfeer van de aarde,

op 30 kilometer hoogte.

Dat is vergelijkbaar is met de dichtheid en de druk

van de atmosfeer op Mars, waar we gaan vliegen.

30 kilometer hoog. Als je over land vliegt naar Los Angeles

vlieg je op 11 kilometer hoogte.

We doen onze tests op 30 kilometer.

Ik wil jullie een van onze tests tonen.

Dit is een model op halve schaal.

Dit een heliumballon voor grote hoogte.

We bevinden ons boven Tilamook in Oregon.

We bevestigen het gevouwen vliegtuig aan de ballon.

Het duurde ongeveer drie uur om op te stijgen.

Dan kwam het commando om te lossen

op 31 km hoogte.

We ontplooien het vliegtuig en alles werkt perfect.

We hebben

grote-hoogte- en lage-hoogtetests gedaan,

alleen maar om deze techniek te perfectioneren.

We zijn klaar om te gaan.

Ik heb hier een schaalmodel.

Maar we hebben een model op ware grootte

in het NASA Langley Research Center.

We zijn klaar om te gaan. Alles wat we nodig hebben is een cheque van het NASA hoofdkwartier...

(Gelach)

...ter dekking van de kosten.

Ik ben bereid om mijn honorarium voor de talk van vandaag te doneren

voor deze missie.

Eigenlijk is er geen honorarium voor iedereen die voor TED komt praten.

Dit is het ARES-team.

We hebben ongeveer 150 wetenschappers en ingenieurs,

aan het Jet Propulsion Laboratory,

Goddard Space Flight Center,

Ames Research Center en een half dozijn grote universiteiten

en bedrijven die aan de ontwikkeling hiervan werken.

Het is een grote inspanning. Allemaal aan het NASA Langley Research Center.

Tot slot kan ik zeggen dat,

niet al te ver van hier,

in Kittyhawk, North Carolina,

iets meer dan 100 jaar geleden

geschiedenis werd gemaakt.

Daar vond de eerste gemotoriseerde vlucht van een vliegtuig op aarde plaats.

We staan nu op het punt

om de eerste vlucht met een vliegtuig te maken

buiten de aardse atmosfeer.

Wij zijn klaar om het op Mars te laten vliegen en

het leerboek over Mars te herschrijven.

Als jullie geïnteresseerd zijn in meer informatie

dan hebben we een website die deze spannende

en intrigerende missie beschrijft en waarom we dat willen doen.

Heel hartelijk bedankt.

(Applaus)