Efter næsten syv måneders flyvning droner den amerikanske Perseverance rover og Ingenuity landede på Mars Hvilke interessante ting vil de gøre på overfladen af den røde planet?
De første følelser forbundet med landingen af Perseverance-roveren er der allerede aftog det er tid til at sætte sig ind i planen for hans ophold for de kommende måneder, og på længere sigt, måske i flere år. Så lad os se nærmere på landingsstedet og ruten, som roveren vil følge i jagten på spor af Mars-livet, og finde ud af, hvilke opgaver den skal udføre.
Læs også: Hvad kan forhindre os i at kolonisere Mars?
Perseverance rover
Selvom det kan virke som om rovere ikke er noget nyt, er Perseverance faktisk kun den femte rover i den røde planets historie. Sojourner plejede at lande der, Opportilitet, ånd og nysgerrighed. Dette er det.
Indtil videre var det eneste land, der formåede at levere en funktionel rover til Mars, USA. Det kan dog hurtigt ændre sig, for den 10. februar gik Kinas første Mars-sonde, Tianwen-1, i kredsløb om den røde planet. Om bord er (naturligvis) den første kinesiske rover, som om cirka tre måneder vil løsrive sig fra den og forsøge at lande på planetens overflade. Hvis det lykkes, vil Kina kun blive det andet land i historien, der sender en robot til Mars' overflade.
Men i dag handler vores historie om Perseverance-roveren, som er den største (3×3×2 m) og mest avancerede enhed, der nogensinde har nået Mars' overflade. På mange måder ligner enheden sin forgænger – Curiosity. Den er dog mere massiv og meget bedre udstyret. Der er plads om bord til hele 23 kameraer, to mikrofoner, en specialiseret to meter lang robotmanipulatorarm og syv videnskabelige instrumenter. Hele enheden vejer omkring 1 ton. Roveren vil blive drevet af MMRTG-generatoren, hvis energikilde er 5 kg plutonium-238.
Enheden vil kunne køre med en hastighed på op til 152 meter i timen. Selvom det tempo ikke er imponerende på Jorden, ville det på Mars gøre det til det hurtigste køretøj i historien. Takket være dette vil roveren i de næste par år være i stand til at udforske flodens tidligere delta, derefter bunden af krateret og til sidst dens kant. Mere om dette nedenfor.
Perseverance har også en avanceret boremaskine om bord, som ikke kun vil bore i en række klipper, men også vil være i stand til at tage prøver fra dem, pakke dem i specielle titanium-hætteglas, forsegle dem tæt og efterlade dem på planetens overflade. Der er 43 sådanne hætteglas om bord.
Som en del af den næste mission, som er planlagt til at lancere i 2026, vil en anden rover indsamle alle de prøver, der i alt vejer omkring 0,5 kg, der er tilbage fra Perseverance, levere dem til en beholder med en lille raket, som igen , vil levere dem til at kredse om Mars . Der vil den europæiske rumsonde vente på containeren og levere den til Jorden efter at have indsamlet prøvepakken. Dette vil være den første mission til at levere jordprøver fra en anden planet til Jorden. Vi skal dog vente længe på denne begivenhed. Forskere foreslår, at prøverne kan returneres til Jorden omkring 2031.
På grund af muligheden for at påvise spor fra et tidligere liv, er prøvehætteglassene fuldstændig sterile og lavet af rene komponenter. Kun på denne måde vil forskerne være sikre på, at de potentielle spor af liv i hætteglasset faktisk kommer fra Mars, og roveren fangede dem ikke fra Jorden. Perseverance er en automatiseret astrobiolog sendt fra Jorden til Mars, siger missionsteamets ingeniører.
Læs også: Hvad er truslen mod Jorden fra en ændring i magnetfeltet?
Flere detaljer om Perseverances landingssted
Der er en masse spændende ting her fra begyndelsen. Mars rover til sin dybe søvn Opportunity har overvundet en Mars-dal kaldet ... Udholdenhed. Ligheden mellem navnene betyder dog ikke, at Perseverance-roveren vil udforske netop dette område. I praksis landede rovere på Mars meget forskellige steder. Vedholdenhed er tættest på landingsstedet for Europas Beagle 2-modul, som nåede Mars' overflade i 2003, men som fejlede og aldrig fik kontakt. Men det er tvivlsomt, om en ny rover i den nærmeste fremtid vil være i stand til at nå og studere resterne af den europæiske landingsfest. Det er trods alt flere hundrede kilometer.
Kortet nedenfor, som du måske allerede er bekendt med, viser landingsstederne for alle Mars-missionerne. Man kan se, at det er steder langs planetens ækvator, der ligger lidt nord eller syd. Landingsstedet, der blev valgt til Perseverance-missionen, betragtes som et af de mest interessante på planeten.
Roveren landede i det forhistoriske delta (næsten 3-4 millioner år gammelt) af floden, der flød ud i søen og fyldte søens krater. Det er denne "flodmunding", og faktisk dens rester, der vil blive udforsket af Perseverance, som på en bestemt måde vil tage på en rejse "opstrøms".
Lad os se på landingsstedet fra et bredere perspektiv. Crater Lake ligger i krydset mellem flere regioner. Et stort chokbassin, et bjergrigt område og et sted, der engang var vulkansk aktivt. Målestok og billedtekster er vist på et fotografi taget fra det europæiske Mars Express-rumfartøj. Indsatsen viser et nærbillede af krateret og roverens omtrentlige landingssted.
Det andet billede af krateret er drejet 90 grader i forhold til de andre billeder, vi viser dig, men det er en anaglyf i 3D, så hvis du har den type briller, kan du i det mindste opleve lidt af den tredje dimension på Mars.
Baseret på NASA- og ESA-fotografier blev der i samarbejde med JPL og DLR skabt interaktivt kort, som viser os Jezero-krateret, dets omgivelser og de mest interessante steder i form af tredimensionelle billeder.
Kortet har flere informationslag. For eksempel kan du se niveauet af en sø på et tidspunkt, hvor den kan være op til 250 meter dyb. Konturlinjer gør det nemmere at orientere sig i højden, men du kan slå dem fra, hvis de generer dig. Billeder kan zoomes ind og ud.
"Balloner" viser de mest interessante steder ud fra et forskningssynspunkt, men ikke alle vil blive besøgt af Perseverance. Kortet viser både deltaet, hvorigennem vandet strømmede ud i søen, og drænkanalen (til højre). Konklusionen er, at dette ikke var et reservoir af stillestående vand, så området er et godt sted at lede efter spor fra tidligere liv.
Perseverances planlagte rute
Selve roverens rute kan ændre sig afhængigt af resultaterne af tidligere undersøgelser. Hvis analysen af sedimenter i selve krateret viser sig at være særlig interessant, vil roveren blive der længere. Den planlagte rejserute, valgt ud fra omhyggelig analyse af fotografier taget fra kredsløb, er dog som vist i figuren nedenfor.
Fotomosaikken blev lavet ved hjælp af MRO-sondekameraerne. Belva-krateret, der er synligt nær centrum, har en diameter på 1 kilometer. Det er allerede kendt, at roveren vil udforske deltaet i den forhistoriske flod Neretva, en af de to, der sandsynligvis er løbet ud i kratersøen. Som du måske har bemærket, er navnene på stederne i dette område af Mars relateret til de steder på Jorden, der er i Europa, i Bosnien-Hercegovina (Jezero, floden af samme navn).
Perseverances planlagte rute (fremhævet med grønt) har til formål at udforske en bred vifte af rester af en gammel sø, såvel som spor af tidligere liv, mindst en af mikrobiel form. Disse mikrober kan overleve i et meget fjendtligt miljø, så selvom Mars aldrig var et paradis, kunne i det mindste denne livsform bebo det.
Som vi allerede ved, vil Perseverance være mere uafhængig af jordkontrol end Opportunity. Roveren kan også tilbagelægge længere distancer i løbet af dagen. Højden af skråningen af krateret, som markerer bredden af den tidligere sø, er omkring 610 meter. Denne højde kan du dog sammenligne med højden på Mount Sharp, som blev besteget Opportunity, lad dig ikke narre - området, hvor Perseverances hjul vil rulle, vil være endnu vanskeligere end i tilfældet med dens storebror.
Læs også: Søgen efter liv hinsides Jorden. Hvorfor Mars?
Hvorfor lige op og ikke omvendt?
Ved første øjekast kan det være overraskende, hvorfor roveren landede lavere, og nu vil den rejse sig, hvordan Opportunity. Hvorfor var det ikke muligt at lande på den modsatte side, øverst? Der var flere grunde til denne beslutning. På den ene side ville det være væsentligt farligere at lande i bakkerne end i dalen, og det ville være risikabelt at rejse ned.
Derudover har roveren, når den bevæger sig opad, mulighed for at støde på steder af interesse for forskning, som regel ældre, end hvis den bevægede sig fra top til bund. NASA siger, at Perseverances tur til Mars og dens opstigning vil være en rejse gennem tiden. Det vil sige, at der venter os mange opdagelser og fund.
En drone over overfladen af Mars
Denne gang fløj en anden enhed - Ingenuity-helikopteren - til Mars sammen med roveren. Hans eneste opgave er at finde ud af, om det overhovedet er muligt at flyve i Mars ekstremt sjældne atmosfære. Dronens krop har form som et parallelepipedum, ikke større end en volleyball, ender med to rotorer, og denne struktur hviler på fire tynde ben. Hele enheden vejer lidt mere end 2 kg. Rotorerne roterer i modsatte retninger med svimlende 2400 omdrejninger i minuttet, hvilket vil tillade den at svæve over Mars overflade i en meget tynd atmosfære.
Efter at den er placeret på overfladen af Mars, og roveren bevæger sig til en sikker afstand, planlægger ingeniører at foretage fem korte flyvninger. Den længste af de planlagte flyvninger vil tage omkring 90 sekunder. Den maksimale flyvehøjde vil være cirka 5 meter, og den maksimale afstand, som dronen vil tilbagelægge, er cirka 50 meter. Alle test vil blive optaget og fotograferet fra sikker afstand ved hjælp af Perseverance-kameraer.
Selvom der, som ingeniørerne indrømmer, er meget stor sandsynlighed for, at Ingenuitys mission slutter meget hurtigt. Ingen har endnu forsøgt at flyve nogen enhed over overfladen af en anden planet. Desuden er vanskeligheden, at på grund af afstanden og de tilhørende forsinkelser i signalet, der når Jorden, vil alle flyvninger være fuldstændig autonome. Det betyder, at dronen selvstændigt skal lette, flyve, vælge et landingssted og lande sikkert. Derfor går det måske ikke som planlagt.
Hvis den første flyvning mislykkes, er det for dårligt. Selvom fejlen i helikoptermissionen ikke kan påvirke roverens hovedmission negativt. Men hvis en, to eller tre forbiflyvninger af Mars-overfladen lykkes, kan de potentielle fordele for fremtidige missioner være enorme. Bekræftelse af evnen til at flyve over overfladen af Mars kan betyde, at fremtidige Mars-missioner vil flyve mere avancerede droner, der kan nå steder, hvor ingen rover kan nå. Sådanne enheder kan for eksempel bruges til orientering og udvælgelse af steder, hvor det er bedst at sende roveren. Et fugleperspektiv over kanten af en klippe eller den anden side af en bakke kan give forskere mulighed for at kontrollere, om en rover eller andet forskningsudstyr virkelig skal være på vej dertil, eller om de skal vælge et andet sted.
Handlingsplan for rover og drone
I løbet af de næste 30 dage (omkring midten af marts) vil Perseverance gennemgå omfattende tests og tilstandstjek som forberedelse til overfladerejser. Efter at have låst alle kameraerne op, får vi til sidst de første rigtige billeder af Jezero-krateret.
Foråret er begyndt på Mars nordlige halvkugle, men det betyder ikke, at temperaturen bliver behagelig. Om natten kan det falde til -90 grader celsius. NASA-ingeniører skal tage højde for dette og koordinere deres handlinger afhængigt af situationen.
Den første fase af missionen vil være frigivelsen af Ingenuity-dronen, som vi talte om ovenfor. Det er allerede kendt, at dens batterier og elektronik fungerer normalt efter landing på overfladen.
Dette vil ske i de første par dusin dage efter roverens landing på Mars (marts-april). Måske jo før jo bedre, da helikopteren er ophængt fra bunden af roveren. Dette vil dog ikke være en hurtig operation, men noget mere som at skabe en slowmotion-film med omhyggelig forberedelse af hvert skud. Efter at have nået den påtænkte flyveplacering kan det derfor tage flere dage, før dronen er klar.
Opfindsomhedens mission varer 31 dage. I løbet af denne tid har det til formål at demonstrere muligheden for at operere fly på Mars, hvilket er meget vigtigt både for videnskabelige missioner og for menneskers fremtidige ophold på den røde planet. Også de første fotografier nogensinde af Mars vil blive taget fra lav højde, det vil sige fra omkring 3-5 meter over overfladen og i en afstand af 50 meter fra det udpegede landingssted. Hver flyvning bør ikke vare mere end 90 sekunder.
Vedholdenhed vil derefter fokusere på hovedfasen af sin mission, som vil vare mindst et Mars-år eller omkring to jordår (687 dage). I løbet af denne tid vil roveren udforske mundingen af floden og overfladen inde i krateret. Derefter begynder en lang opstigningsfase. Varigheden af denne del af missionen afhænger helt af roverens udholdenhed og ydeevne, samt af tilgængeligheden af passende midler, som NASA vil modtage på Jorden for at fortsætte missionen.
Iltproduktion på Mars
Som en del af MOXIE-eksperimentet ønsker forskere at teste teknologien til at opnå ilt fra kuldioxid under elektrolyseprocessen. Det antages, at MOXIE-apparatet skal kunne producere 10 gram ilt i timen.
Resultaterne af dette eksperiment vil kunne fortælle os meget om muligheden for bemandede missioner til Mars i fremtiden. MOXIE vil blive aktiveret tre gange i løbet af de første tredive dage. Ti forskellige iltproduktionstests er planlagt under hele missionen på forskellige tidspunkter af dagen og årstider.
Prøveindsamling er en del af Mars Sample Return-programmet
Hovedopgaven for ekspeditionen til Mars er dog stadig indsamlingen af prøver fra planetens overflade. Ligesom sin forgænger Curiosity vil vores Mars-udforsker lede efter en række klipper at prøve fra. På et tidspunkt vil prøverne indsamlet af roveren blive deponeret til opbevaring på overfladen. Dette minder om en af de opgaver, der skal udføres under ERC (European Rover Challenge) - at hente containerrørene, der er båret af Perseverance, lagt flere steder langs ruten, og derefter flytte dem til udgangspunktet.
Placeringen af disse prøver vil blive sporet fra Mars-kredsløbet med en nøjagtighed på en meter. Prøverne vil indeholde ca. 15 g materiale skåret fra klippen eller taget fra overfladen. I fremtiden, som en del af et stadig konceptuelt prøvereturprogram, vil køretøjer ankomme til den røde planet for at hente dem og sende dem tilbage til Jorden.
Som du kan se, har NASA-ingeniører storslåede planer. Skridtet i form af en vellykket landing af roveren er taget, nu venter vi spændt på yderligere resultater. Alt vil afhænge af succesen for Perseverance-udviklingsteamet. Og i fremtiden vil vi helt sikkert fortælle dig om alt i detaljer på vores hjemmeside.
Også interessant:
Sådan er det... Og jeg troede, de fløj dertil udelukkende for at poste billeder og videoer på sociale netværk :)