Eerste stappen gezet voor vlucht Mars-heli, 'succes zou doorbraak betekenen'

• Ivo Landman

  redacteur Online

NASA heeft vele space firsts gescoord, maar een helikopter door de lucht laten vliegen op een andere planeet, dat is nog niet eerder gebeurd. Deze week moet dat veranderen, als Mars-helikoptertje Ingenuity zijn eerste vlucht maakt. Een waar kunststukje in de superijle atmosfeer van de Rode Planeet, betoogt planeetwetenschapper Daphne Stam (TU Delft).

Om de historische betekenis van de vlucht nog wat te benadrukken, heeft het lichtgewicht-helikoptertje een klein stukje stof meegekregen van de Wright Flyer. Met dat toestel maakten de gebroeders Wright in 1903 de eerste gemotoriseerde vlucht op aarde.

Dat is om meer dan één reden toepasselijk, want veel hoger en langer dan die eerste vlucht met de Wright Flyer zal het Mars-helikoptertje niet komen. De eerste poging, op zijn vroegst komende zondag, zal zo'n 20 tot 30 seconden duren en daarbij moet Ingenuity drie meter opstijgen. Voor latere vluchten gaat het toestelletje vijf meter omhoog.

Er zijn deze maand vijf vluchten gepland, die maximaal 90 seconden zullen duren. Daarna wordt Perseverance, het wagentje dat in de buurt moet blijven omdat het nodig is voor de communicatie tussen heli en aarde, weer voor andere taken ingezet.

Vluchten hoger dan vijf meter zijn (nog) niet gepland. Het grootste probleem daarbij is die ijle atmosfeer van Mars. "Die is bij het oppervlak honderd keer zo dun als de aardatmosfeer. Een bewegende wiek gaat omhoog omdat de luchtdruk erboven lager is dan eronder. Als er bijna geen lucht is, zoals op Mars, is het erg moeilijk voldoende drukverschil te creëren", legt Stam uit.

Dus NASA is voorzichtig, ook omdat Ingenuity niet zo veel power tot zijn beschikking heeft. Om te kunnen vliegen op Mars moeten niet alleen de wieken razendsnel tegen elkaar in draaien; tegelijkertijd verwerkt de helikopter continu camerabeelden en hoogtemetingen, en communiceert hij met Perseverance. Dat kost allemaal energie. "Dan wil je niet te hoog gaan, want als je dat doet en de batterijen raken leeg, stort Ingenuity misschien neer."

Maar voordat de Mars-heli zelfs maar kan proberen te vliegen, moest het toestelletje eerst loskomen van rover Perseverance. Dat gebeurde gisteren. Nu moet Ingenuity met zijn zonnepaneeltje zijn eigen batterijen opladen om de ijskoude Marsnachten te doorstaan.

Mars staat nu op ruim 260 miljoen kilometer van de aarde en signalen doen er een kwartier over om Mars te bereiken. Ingenuity is dus volledig voorgeprogrammeerd om zijn korte vluchtjes zelfstandig uit te voeren. Of dat goed gaat, is niet de grootste zorg. "Het helikoptertje heeft een krachtige processor aan boord. Met een laser meet hij hoe hoog hij vliegt en een camera geeft informatie over de afgelegde weg en over de vlakheid van de landingsplek. Je wilt niet dat er een pootje op een rots terechtkomt en de helikopter omvalt."

Het helikoptertje is eindeloos getest in speciale windtunnels waarin de Mars-atmosfeer werd nagebootst. Maar alles testen kan niet. "De zwaartekracht kun je hier natuurlijk niet goed nabootsen. En het ding heeft negen maanden ingepakt onder Perseverance door de ruimte gevlogen. Er kan van alles misgaan, maar in de praktijk gaat het verrassend vaak goed."

In deze video-animatie is te zien hoe Ingenuity moet opstijgen:

NASA mag geschiedenis schrijven met de eerste vlucht van Ingenuity, het is niet voor het eerst dat er iets door de lucht van een andere planeet vliegt. De Sovjet-sondes Vega 1 en 2 lieten al in 1985 ballonnen los in de atmosfeer van Venus. En er zijn ook toekomstplannen: in 2034 moet de Dragonfly, een heel grote drone, gaan rondvliegen op Saturnus-maan Titan.

Ook op Mars kunnen ze een extra dimensie aan het planeetonderzoek toevoegen, hoopt Stam. Een helikopter die langer kan vliegen dan Ingenuity, zou plekken bestuderen die onbereikbaar zijn voor rovers, zoals de wanden van de vele kloven die er op Mars zijn.

"Dat zou geweldig zijn", zegt Stam "Je bent veel flexibeler met een helikoptertje. En als er ooit astronauten op Mars landen, dan is het natuurlijk ook handig om een helikopter als een soort assistent te hebben die bijvoorbeeld vanuit de hoogte dingen kan identificeren die interessant zijn om van dichtbij te onderzoeken. Dus als Ingenuity het goed doet, is het wel echt een doorbraak voor het planeetonderzoek."