De ruimtevaartorganisatie beschikt al over de technologie om water op Mars te verkrijgen uit het ijs in de bodem. Het echte obstakel is niet om het te vinden, maar om het proces te overleven.
Mars werd decennialang beschouwd als een planetaire woestijn. NASA-missies hebben echter bevestigd dat er onder het ijzige oppervlak nog steeds water aanwezig is, opgesloten in mineralen of bevroren in poolafzettingen. De vraag is niet langer of het er is, maar hoe het kan worden gebruikt om een menselijke aanwezigheid te ondersteunen.
De strategie heet ISRU, wat staat voor In Situ Resource Utilization, en bestaat uit het gebruik van de hulpbronnen van de planeet zelf om niet afhankelijk te zijn van bevoorrading vanaf de aarde. Met andere woorden, water, zuurstof en brandstof produceren zonder te wachten op leveringen vanaf de aarde, een briljant idee, maar complex om uit te voeren.
Laboratoriumexperimenten en wedstrijden zoals de Moon to Mars Ice Challenge hebben al aangetoond dat het mogelijk is om in de Marsbodem te boren en er ijs uit te halen. Sommige prototypes zijn er zelfs in geslaagd om kunstmatig ijs te smelten in vacuümomstandigheden, waarbij de omgeving van Mars werd gesimuleerd, en zo kleine hoeveelheden vloeibaar water te produceren.
NASA heeft verschillende methoden getest, zoals het verwarmen van regoliet om waterdamp vrij te maken, het boren naar ijsafzettingen onder het oppervlak of het opvangen van vocht uit de atmosfeer. In alle gevallen is het doel om voldoende water te verkrijgen om te drinken, zuurstof te produceren en brandstof te maken voor de terugreis.
Maar het omzetten van deze experimenten in veilige en duurzame operaties op Mars is een heel ander verhaal. Elke poging vereist enorme hoeveelheden energie en wordt geconfronteerd met omstandigheden waarmee geen enkele ingenieur ooit eerder te maken heeft gehad, zoals extreme kou, lage druk en een omgeving vol dodelijke straling.
Een planeet vol onzichtbaar water
Paradoxaal genoeg bevat Mars meer water dan het lijkt. Volgens studies van NASA en de Arizona State University, gebaseerd op gegevens van de MAVEN- en Hubble-missies, zou tot 99% van het oorspronkelijke water van de planeet nog steeds aanwezig zijn, opgesloten in de korst en mineralen.
Het probleem is dat dit water niet in vloeibare vorm beschikbaar is, maar ofwel bevroren is, ofwel chemisch gebonden aan gehydrateerde mineralen. Om het te winnen, moeten grote hoeveelheden grond worden verwarmd of moet er enkele meters onder het oppervlak worden geboord, en dat alles in een omgeving waar machines gemakkelijk kunnen bevriezen of vastlopen.
Sommige gebieden, met name in de buurt van de evenaar, bevatten beter toegankelijke afzettingen, maar de polen blijven de grootste reservoir. Het dilemma is dat deze regio’s worden blootgesteld aan extreme temperaturen en lange nachten, waardoor het moeilijk is om de winnings- en opslagsystemen in werking te houden.
Zelfs als men toegang zou krijgen tot deze reservoirs, zou de zuivering een andere hindernis vormen. Marswater kan perchloraten bevatten, giftige zouten die dodelijk kunnen zijn voor mensen als ze niet volledig worden verwijderd voor gebruik. Het chemische risico is dus even groot als het technologische risico.
Winning: een bijna onmogelijke uitdaging
De techniek beheerst al de fysische principes om water uit de Marsbodem te halen, maar het probleem zit hem in de praktijk. Op Mars kleeft elektrostatisch stof aan alles, bevriezen motoren en kunnen mechanische afdichtingen bij de minste temperatuursverandering bezwijken.
De apparatuur die voor het boren wordt ontworpen, moet licht zijn, bestand tegen straling en in staat zijn om te functioneren in een gedeeltelijk vacuüm waar vloeistoffen onmiddellijk verdampen. De kleinste fout kan het systeem volledig onbruikbaar maken en elk nieuw prototype moet jarenlang worden getest voordat het wordt goedgekeurd voor een echte missie.
Bovendien verbruiken het smelten of verwarmen van ijs enorm veel energie. Op Mars is energie afkomstig van beperkte zonnepanelen of kleine kernreactoren die nog in ontwikkeling zijn, en zonder een stabiele bron kan het systeem tijdens het gebruik uitvallen.
De laatste uitdaging is de veiligheid van de astronauten, die zich zonder drukpakken niet aan de Marsomgeving kunnen blootstellen, wat betekent dat de hele operatie volledig geautomatiseerd moet zijn. Een stroomstoring, een scheur in een leiding of een mechanische blokkering zou niet alleen het water in gevaar brengen, maar ook het leven van de hele bemanning.
Het dilemma van het water op Mars
In theorie weten we al hoe we water op Mars kunnen verkrijgen: de modellen werken, experimenten bevestigen dit en gegevens over de regoliet bewijzen het. Maar de echte uitdaging is om dit te bereiken zonder meer te verliezen dan we winnen, in termen van energie, hulpbronnen en vooral menselijke veiligheid.
NASA blijft systemen ontwikkelen die winning, zuivering en opslag combineren in één autonome module, met als doel dat een robotmissie water kan produceren voordat de astronauten arriveren, zodat hun overleving vanaf de eerste dag op de rode planeet gegarandeerd is.
Ondertussen blijven de studies van de MAVEN-sonde en de Perseverance-rover de kaarten van het Marsijs bijwerken. Elke nieuwe ontdekking brengt de droom van een menselijke kolonie een beetje dichterbij, maar onthult ook de kwetsbaarheid van het Mars-ecosysteem en de afstand die ons nog scheidt van een echt bewoonbare wereld.
Water, dat hier op aarde synoniem is met leven, kan op Mars het tegenovergestelde betekenen als het niet nauwkeurig wordt behandeld. En hoewel NASA al heeft ontdekt hoe het te verkrijgen, weet het nog niet hoe dit te doen zonder dat deze vooruitgang een dodelijk probleem wordt.
