De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA bereidt een nieuwe fase van verkenning op Mars voor met de introductie van de SkyFall-missie. Na de succesvolle pioniersvluchten van de Ingenuity-helikopter tussen 2021 en 2024, verschuift de focus nu naar het opsporen van vitale hulpbronnen. Het doel van dit nieuwe project is het lokaliseren van bevroren water vlak onder het oppervlak, wat essentieel zou kunnen zijn voor toekomstige menselijke expedities naar de planeet.
Een centraal onderdeel van deze missie is het detecteren van ijs in de bovenste meters van de Martianse bodem. Hoewel bestaande satellieten in staat zijn om diepe ijslagen in kaart te brengen, schieten zij tekort bij het analyseren van ondiepe afzettingen. Zo meldt universetoday.com dat satellieten effectief blind zijn voor ijs dat zich tot ongeveer vijf meter diepte bevindt. Juist deze ondiepe reserves zijn van groot belang, omdat ze voor astronauten veel toegankelijker zijn dan dieper gelegen bronnen.
Om deze uitdaging aan te pakken, worden de helikopters uitgerust met grondpenetrerende radar (GPR). Volgens legt Adrian Tang, de leidende instrumentwetenschapper voor de GPR bij het Jet Propulsion Laboratory (JPL), uit dat het vliegen op lage hoogte en een laag tempo noodzakelijk is om dit ondiepe ijs op afstand te kunnen detecteren. Door deze methode kunnen de toestellen nauwkeurige radarbeelden maken die het onderscheid tussen droge grond en ijs blootleggen.
Technisch gezien vormt de hardware van de radar een significante innovatie. De ingenieurs hebben gekozen voor een revolutionair ontwerp waarbij gebruik wordt gemaakt van textiel. Deze flexibele antennes kunnen onder het toestel worden uitgevouwen, waardoor ze tijdens de landing geen hinder vormen en niet beschadigen bij contact met de bodem. In berichtgeving van wordt bevestigd dat deze specifieke antennes onlangs succesvol zijn getest bij het JPL.
De radarapparatuur werkt met een breed frequentiebereik, variërend van 500 tot 2.500 megahertz. Dit stelt de missie in staat om op verschillende niveaus te analyseren: langere golflengten dringen dieper in de bodem door, terwijl kortere golflengten juist gedetailleerde informatie leveren over de bovenste lagen van het oppervlak.
De vloot voor de SkyFall-missie zal bestaan uit drie rotorcrafts: één groter model en twee kleinere helikopters. Elk toestel wordt voorzien van vier verschillende instrumenten. Deze opzet is gebaseerd op de lessen uit de Ingenuity-missie, waarbij bleek dat luchtfoto's cruciaal zijn voor het bepalen van veilige routes en het selecteren van interessante onderzoekslocaties. De nieuwe missie transformeert de rol van de helikopters hiermee van algemene verkenning naar het gericht zoeken naar grondstoffen.
Tot slot speelt de communicatie een grote rol in het ontwerp. Traditionele antennes zijn vaak te groot of vereisen een onbelemmerd zicht, wat niet optimaal is voor de operationele behoeften van de SkyFall-vloot. De overstap naar innovatieve antennedesigns is daarom een doorslaggevende factor voor het succes van de zoektocht naar water, zoals beschreven door .