Łazik Perseverance NASA wkrótce zacznie szukać życia na Marsie

Artystyczna wizualizacja łazika Perseverance lądującego na Marsie. NASA / JPL

Urzędnicy NASA mają określenie, jak to jest wylądować łazikiem na Marsie: siedem minut terroru. Milion rzeczy może pójść nie tak, gdy statek kosmiczny wejdzie w atmosferę Marsa i spróbuje bezpiecznie wydostać się na powierzchnię. Dramat jest tym bardziej stresujący, że 11-minutowe opóźnienie w komunikacji między planetami. 18 lutego, kiedy łazik Perseverance schodzi na powierzchnię Marsa, kontrola misji nie będzie miała pojęcia, czy się udało, czy nie, aż do czasu po fakcie.

W tym biznesie nie ma żadnych gwarancji, powiedziała dziennikarzom Jennifer Trosper, zastępca kierownika projektu misji Mars Perseverance. Ale czuję się świetnie. Jest starą ręką w tym denerwującym doświadczeniu, przeszła przez to z poprzednikami Perseverance Curiosity, Spirit i Opportunity.

Jeśli to się powiedzie, Perseverance zbada krater Jezero, dawne marsjańskie dno jeziora, które może być domem dla skamieniałych pozostałości starożytnego życia. Ale najpierw musi wylądować.

Lądowanie

Techniczne określenia siedmiu minut terroru to wejście, zejście i lądowanie lub EDL. Rozpoczyna się, gdy statek kosmiczny wchodzi w górną warstwę Marsa z prędkością około 20 000 kilometrów na godzinę (12 500 mil na godzinę) i mierzy się z gwałtownie rosnącymi temperaturami. Wytrwałość chroni osłona termiczna i powłoka, a także zestaw 28 czujników monitorujących gorące gazy i wiatry. Temperatury osiągają karę 1300 °C (2400 °F).

Około czterech minut do EDL — około 11 kilometrów (siedem mil) nad powierzchnią i wciąż pędzi do ziemi z prędkością około 1500 km/h (940 mph) — łazik uruchamia 21-metrowy spadochron. Sonda kosmiczna pozbędzie się osłony termicznej wkrótce. Pod spodem znajduje się mnóstwo innych instrumentów radarowych i kamer, które zostaną użyte do ustawienia statku kosmicznego w bezpiecznym miejscu. Oprogramowanie o nazwie Terrain-Relative Navigation przetwarza obrazy zrobione przez kamery i porównuje je z pokładową mapą topograficzną, aby dowiedzieć się, gdzie znajduje się statek kosmiczny i do jakich potencjalnych bezpiecznych miejsc powinien się udać.

Niecałe sześć minut po rozpoczęciu EDL i około dwóch kilometrów w powietrzu, zewnętrzna powłoka i spadochron oddzielają się od łazika, a Perseverance kieruje się bezpośrednio na ziemię. Etap zniżania (przymocowany na górze łazika) wykorzystuje silniki odrzutowe, aby znaleźć bezpieczne miejsce w odległości od 10 do 100 metrów od aktualnego miejsca zrzutu, i zwalnia do około 2,7 km/h (1,7 mph). Nylonowe linki na etapie zniżania obniżają łazik na ziemię z wysokości 20 metrów (66 stóp) w powietrzu. Gdy łazik dotknie ziemi, liny zostają zerwane, a etap opadania odlatuje, by zderzyć się z ziemią z bezpiecznej odległości. Wytrwałość jest teraz w nowym domu.

Widok na krater Jezero. Po lewej stronie znajduje się mapa spektralna złóż kopalin ukształtowanych przez aktywność wody w przeszłości. Po prawej stronie znajduje się mapa zagrożeń stworzona, aby zilustrować wysoki, nierówny teren, którego Perservance będzie starał się unikać podczas lądowania.

NASA

Nauka

Spirit and Opportunity pomogły nam lepiej zrozumieć historię wody na Marsie i Curiosity znalazł dowód na c złożone organiczne — molekuły bogate w węgiel, które są surowymi składnikami życia. Łącznie, te dowody wskazują nam, że Mars mógł nadawać się do zamieszkania w przeszłości. Wytrwałość zrobi kolejny duży krok: szukanie śladów starożytnego życia pozaziemskiego .

Dlaczego krater Jezero? To dawne dno jeziora, które ma 3,8 miliarda lat. Kiedyś rzeka niosła do niego wodę i to właśnie w delcie rzeki osady mogły osadzać zachowane związki organiczne i minerały związane z życiem biologicznym.

Dwadzieścia trzy kamery na Wytrwałości zbadają Marsa w poszukiwaniu dowodów na istnienie życia. Najważniejsze z nich to kamera Mastcam-Z, która może wykonywać zdjęcia stereoskopowe i panoramiczne oraz ma wyjątkowo duże możliwości powiększania, aby podświetlić cele (takie jak wzorce gleby i stare osady), które zasługują na bliższe zbadanie; SuperCam, który może badać skład chemiczny i mineralny skały i ma mikrofon, który będzie służył do słuchania marsjańskiej pogody; oraz spektrometry PIXL i SHERLOC, które będą szukać złożonych cząsteczek wskazujących na biologię. Kamera Watson firmy SHERLOC wykona również obrazowanie mikroskopowe do rozdzielczości 100 mikronów (niewiele większej niż szerokość ludzkiego włosa).

Powiązana historia

To pierwsze zdjęcie wykonane przez łazik Perseverance Mars NASA. Teraz zaczyna się polowanie na życie.

Po przetrwaniu zejścia łazik odesłał to zdjęcie z powierzchni Marsa.

Briony Horgan, planetolog z Purdue University, która jest częścią zespołu Mastcam-Z, mówi, że naukowcy są najbardziej zainteresowani znalezieniem materii organicznej, która jest albo silnie skoncentrowana, albo może być jedynie wynikiem aktywności biologicznej. takich jak stromatolity (skamieniałe szczątki tworzone przez warstwy bakterii). Jeśli znajdziemy określone wzorce, może to kwalifikować się jako biosygnatura, która jest dowodem życia, mówi. Nawet jeśli nie jest skoncentrowany, jeśli zobaczymy go we właściwym kontekście, może to być naprawdę potężny znak prawdziwej biosygnatury.

Po wylądowaniu Perseverance inżynierowie spędzą kilka tygodni na testowaniu i kalibrowaniu wszystkich instrumentów i funkcji, zanim badania naukowe rozpoczną się na dobre. Gdy to się skończy, Perseverance spędzi jeszcze kilka miesięcy, jeżdżąc do pierwszych miejsc eksploracji w kraterze Jezero. Już tego lata mogliśmy znaleźć dowody życia na Marsie — jeśli kiedykolwiek tam było.

Nowy świat, nowa technologia

Jak każda nowa misja NASA, Perseverance jest również platformą do zademonstrowania jednych z najnowocześniejszych technologii w Układzie Słonecznym.

Jednym z nich jest MOXIE, małe urządzenie, które poprzez elektrolizę (za pomocą prądu elektrycznego do oddzielenia pierwiastków) zamienia atmosferę Marsa o dużej zawartości dwutlenku węgla w użyteczny tlen. Zrobiono to już wcześniej na Ziemi, ale ważne jest, aby udowodnić, że działa to na Marsie, jeśli mamy nadzieję, że ludzie będą mogli tam kiedyś żyć. Produkcja tlenu mogła nie tylko zapewnić kolonii marsjańskiej powietrze do oddychania; może być również używany do generowania ciekłego tlenu do paliwa rakietowego. MOXIE powinno mieć około 10 możliwości wytworzenia tlenu przez pierwsze dwa lata Perseverance, o różnych porach roku i o różnych porach dnia. Za każdym razem będzie działać przez około godzinę, wytwarzając od 6 do 10 gramów tlenu na sesję.

Jest też Ingenuity, 1,8-kilogramowy helikopter, który mógłby wykonać pierwszy sterowany lot z napędem, jaki kiedykolwiek odbył się na innej planecie. Wdrożenie pomysłowości (umieszczonej pod łazikiem) zajmie około 10 dni. Jego pierwszy lot będzie na wysokości około trzech metrów, gdzie zawiśnie przez około 20 sekund. Jeśli z powodzeniem lata w ultracienkiej atmosferze Marsa (1% tak gęstej jak Ziemia), Ingenuity będzie miał znacznie więcej szans na lot w inne miejsce. Dwie kamery na helikopterze pomogą nam zobaczyć dokładnie to, co widzi. Pomysłowość sama w sobie nie będzie miała kluczowego znaczenia dla eksploracji Marsa, ale jej sukces może utorować inżynierom drogę do myślenia o nowych sposobach eksploracji innych planet, gdy łazik lub lądownik nie wystarczy.

Żadna z tych demonstracji nie będzie okazją dla Wytrwałości. Punktem kulminacyjnym misji, której realizacja może zająć 10 lat, będzie powrót próbek gleby marsjańskiej na Ziemię. Perseverance wwierci się w ziemię i zbierze ponad 40 próbek, z których większość zostanie zwrócona na Ziemię w ramach wspólnej misji NASA-ESA. Urzędnicy NASA sugerują, że misja ta może nadejść w 2026 lub 2028 roku, co oznacza, że ​​najwcześniej mogą powrócić na Ziemię w 2031 roku.

Zebranie takich próbek to nie lada wyczyn. Firma Maxar zajmująca się robotyką zbudowała zespół obsługi próbek (SHA), który steruje mechanizmem wiertniczym, który zbiera rdzenie marsjańskiej gleby z gruntu. Firma musiała zbudować coś, co będzie działać autonomicznie, ze sprzętem i elektroniką, które wytrzymają wahania temperatury od -73 °C (100 °F) w nocy do ponad 20 °C (70 °F) w ciągu dnia. A co najważniejsze, musiał zbudować coś, co poradzi sobie z marsjańskim pyłem.

Kiedy mówimy o ruchomym mechanizmie, który musi przykładać siłę i iść dokładnie tam, gdzie jest to potrzebne, nie może być tak, że maleńka drobinka kurzu zatrzyma całe przedstawienie, mówi Lucy Condakchian, dyrektor generalny ds. robotyki w firmie Maxar. . SHA, znajdujący się pod samym łazikiem, jest narażony na tonę pyłu wzbijanego przez koła łazika lub podczas wiercenia. Różne innowacje powinny pomóc mu wytrzymać ten problem, w tym nowe smary i metalowy akordeon do ruchu w górę iw dół.

Zanim jednak okaże się, że którakolwiek z tych rzeczy działa, łazik musi dotrzeć na Marsa w jednym kawałku.

Nigdy się nie starzeje, mówi Condakchian. Jestem tak samo zdenerwowany, jak podczas poprzednich misji. Ale to niezły nerw – podekscytowanie, że znowu to robię.

ukryć