Waarom het zo moeilijk is om te vliegen op Mars
Ingenuity bij de Perseverance robot. Foto: AFP

De helikopter Ingenuity reisde met de Amerikaanse robotjeep Perseverance mee naar Mars, en zal als alles goed gaat op 11 april de eerste gemotoriseerde vlucht op een andere planeet uitvoeren. Maar waarom is dat zo verdraaid moeilijk?

De kleine helikopter Ingenuity weegt ongeveer 1,8 kilogram en lijkt op een drone. Zondag zal het voor de eerste keer opstijgen op Mars. Het toestel zal dan tot een hoogte van drie meter stijgen, daar een halve minuut blijven hangen en opnieuw afdalen. Het wordt de eerste gemotoriseerde vlucht buiten onze eigen planeet Aarde. Als alles goed gaat tenminste, want vanzelfsprekend is dat niet.

Doorstane uitdagingen

Ingenuity heeft al heel wat doorstaan. Het kreeg een lift van marsrover Perseverance, maar die was bezwaarlijk comfortabel te noemen. Tijdens de reis door de vijandige ruimte bleef het toestel blootgesteld aan straling. Ook de take-off en de landing lieten zich voelen, en schudden het dure speeltje stevig door elkaar.

Op 18 februari landde het toestel niettemin succesvol in de Jezerokrater op Mars, vastgemaakt aan de Perseverance. Op 3 april maakte Ingenuity zich los van de robotjeep en kon het geen gebruik meer maken van de energie van Perseverance. Het tuig was vanaf dat moment op de eigen zonnepanelen aangewezen.

IJskoude nachten

Energie opwekken is van levensbelang voor de kleine ruimtehelikopter om zich te kunnen verwarmen tijdens de ijskoude nachten. De temperatuur op Mars kan 's nachts dalen tot -90 °C. Eerder deze week werd duidelijk dat Ingenuity de eerste nacht goed overleefd had, wat een ‘belangrijke etappe’ was volgens Nasa.

IJle lucht

Tot zover moest Ingenuity alleen maar overleven. Voor vliegen is echter meer nodig. Op Aarde duwen de rotoren van drones zich af op de moleculen van de lucht in de atmosfeer. Op Mars is de atmosfeer veel dunner: voor elke 100 moleculen op aarde, vind je er op Mars maar één.

Om dat probleem het hoofd te bieden, moeten de rotoren van Ingenuity tussen de 2.000 en 3.000 toeren per minuut maken. Op Aarde zouden dat er maar 300 tot 500 zijn. Om de vibraties die zulke hoge draaisnelheden veroorzaken de baas te kunnen, heeft het toestel rotorbladen met een speciale vorm: de uiteinden lopen lang en smal uit, terwijl ze dikker zijn dichter bij de verticale as. Dat maakt de kleine helikopter moeilijk te besturen voor piloten die helikopters of drones gewend zijn.

Helemaal alleen

Niet dat een piloot de kleine ruimtehelikopter zal besturen. Dat moet Ingenuity helemaal zelf doen. Het is daarvoor uitgerust met een navigatiecomputer die enorm snel en krachtig is. Bijsturen is onmogelijk. Het duurt bijna een kwartier voor een signaal de afstand van Mars naar de Aarde overbrugt, terwijl de vlucht maar anderhalve minuut zal duren.

Er is bovendien geen directe verbinding met het team van Nasa. De instructies voor de vlucht moeten via Perseverance gaan. Na de vlucht gebeurt het omgekeerde met de data over de vlucht. Perseverance zal zelf ook beelden maken, vanop een veilige afstand. Als alles volgens plan gaat, stelt Nasa die maandag voor aan het grote publiek. Om 9.30 uur ’s morgens zou de live-uitzending hier op Youtube van start gaan.

De eerste vlucht vindt ten vroegste nu zondag, op 11 april, plaats. Eerst moet het tuig nog een reeks testen op het Marsoppervlak tot een goed einde brengen. Ingenuity blijft maar een maand actief (30 Marsdagen, wat overeenkomt met 31 aardse dagen). Nasa zal de moeilijkheidsgraad van de vluchten opdrijven en Ingenuity steeds acrobatischere toeren laten doen.