Kymmenen vuotta sitten NASAn Jet Propulsion Laboratoryn insinöörit juhlivat neljännen kulkijan, Curiosity-mönkijän, onnistunutta laskeutumista Marsiin, joka lähti vuonna 2012 matkalle selvittääkseen, olisiko Punaisella planeetalla koskaan voinut olla elämää.
Laskeutumisen jälkeen mönkijä on kulkenut yli 28,1 km ja tehnyt monia tieteellisiä löytöjä. Curiosity on parhaillaan tutkimassa ja kulkemassa Mount Sharpia, 5,5 kilometriä korkeaa vuorta, joka sijaitsee Galen kraatterin keskustassa. Auton kokoinen robotti on varustettu tieteellisillä instrumenteilla, joita käytetään planeetan ilmaston ja geologian tutkimiseen. Joten miten tehtävä sujui? Ja mitä Curiosity-mönkijä voi opettaa meille avaruustutkimuksen menneisyydestä ja mahdollisesta tulevaisuudesta?
Matka punaiselle planeetalle
Curiosityn matka alkoi 26. marraskuuta 2011, kun se laukaistiin United Launch Alliance Atlas V -raketilla. Saavuttuaan alkuperäisen kiertoradalle Centaur-boosteri teki viimeisen laukaisun asettaakseen kulkurin suunnalle Marsiin.
Tehostimesta irrottamisen jälkeen avaruusalus vietti yli kahdeksan kuukautta avaruudessa ja suoritti neljä lentoradan korjausliikettä hienosäätääkseen lentorataa sen lähestyessä Punaista planeettaa. Tänä aikana mönkijä sijoitettiin kiihdytysvaiheeseen kiinnitettyyn aeroshell-kuoreen. Aeroshell oli suunniteltu suojaamaan ja ohjaamaan roveria sen saapumisen ja laskeutumisen aikana Marsin ilmakehään, kun taas "siipivaihe" tarjosi virtaa, viestintää ja lämpötilan hallintaa Curiositylle matkalla Marsiin. Kun avaruusalus lähestyi punaista planeettaa, se pudotti "siipivaiheensa" noin 10 minuuttia ennen ilmakehään tuloaan.
Saavuttuaan ilmakehään ajoneuvo astui sisääntulo-, laskeutumis- ja laskuvaiheeseen (EDL), jonka joukkue kutsui "Seitsemän minuutin terroriksi". Kun mönkijä tuli Marsin ilmakehään, aerostaatti alkoi ampua potkureita pitääkseen mönkijän kurssilla laskeutumispaikkaan. Palautumisen aikana lämpösuoja suojasi roveria yli 870 °C:n lämpötiloilta huippulämmityksen aikana.
Palattuaan turvallisesti ilmakehään, lentokone käytti laskuvarjoaan hidastaakseen vauhtiaan edelleen. Laskeututtuaan laskuvarjolla hieman alle kahden minuutin ajan laite erottui ilmakuoresta ja jatkoi laskeutumistaan "lentävällä hissillä", jossa oli rakettimoottorit. Hissi toimi mönkijän laskeutumisen viimeisenä vaiheena ja hidasti sitä varmistaakseen pehmeän laskeutumisen pinnalle. Moottoreihinsa ripustettu Sky Crane käytti kaapeleita laskeakseen roverin viimeiset muutamat metrit pintaan estääkseen Sky Crane -moottoreita karkottamasta liikaa roskia pinnasta.
Tämä järjestelmä oli ensimmäinen laatuaan koskaan käytetty tehtävässä, ja sitä vaadittiin laitteen valtavan massan vuoksi aiempiin rovereihin verrattuna. Curiosityn massa on 899 kg, kun taas aikaisemmat roverit, kuten Spirit ja Opportunity, olivat paljon pienempiä - vain 185 kg - ja käyttivät turvatyynyjärjestelmää turvalliseen laskeutumiseen.
Curiosityn päivitetty kaksoisperseverance käytti myös taivasnosturijärjestelmää laskeutuakseen Marsiin helmikuussa 2021.
Mielenkiintoista myös:
Kone vietti seuraavat muutamat viikot tarkistettaessa ja testattaessa, että kaikki järjestelmät toimivat oikein.
10 vuotta ja tehtävä on edelleen käynnissä
Kymmenen vuoden tutkimuksessa Curiosity on ylittänyt huomattavasti alkuperäiset tehtävävaatimukset, joiden alun perin piti kestää vain kaksi vuotta. Nämä tutkimukset eivät kuitenkaan olleet turhia: mönkijän pyörät vaurioituivat merkittävästi ylitettyään 28,1 km:n polun, josta suurin osa kulki kivisen maaston läpi. Curiosity-tehtäväryhmä onnistui kuitenkin hidastamaan pyörien tuhoutumista.
Toimenpiteitä ryhdytään ajamaan tasaisemmassa maastossa, ja tiimi on jopa kehittänyt algoritmin, jonka avulla Curiosity voi säätää pyöriensä nopeutta riippuen siitä, mitä kiviä se kiipeää. Tehtäväryhmä ohjaa nyt myös mönkijää käyttämään Mars Hand Lens Imageria (MAHLI) robottivarressaan ottamaan kuvia pyöristä joka 500 metrin matka.
Huolimatta Curiosityn pyörien kulumisesta, liikkuva tiedelaboratorio jatkaa liikkumistaan, mukaan lukien 612 metrin nousu laskeutumisen jälkeen, kun rover jatkaa nousuaan Mount Sharp -vuorelle. Tämä korkeusmuutos antoi tiederyhmälle mahdollisuuden tutkia nuorempia kiviä ja kivikerroksia, jotka auttavat valaisemaan Marsin vetistä menneisyyttä.
Tutkimus
Uteliaisuus ei ainoastaan paljasta Marsin menneisyyden salaisuuksia. NASAn mönkijä mittaa jatkuvasti säteilyä Marsissa oleskelunsa ajan Radiation Assessment Detectorilla (RAD). Roverin altistuvan säteilyn määrän mittaaminen on elintärkeää auttamaan tutkijoita löytämään parhaat tavat suojella astronautteja tulevilla lennoilla Punaiselle planeetalle.
Yksi mielenkiintoisista löydöistä tehtiin vuonna 2016, kun Curiosity oli pysäköitynä lähellä Murray Buttesia 9.–21. syyskuuta. Pysäköinnin aikana RAD-laite laski 4 % kokonaispäästöjä ja 7,5 % neutraalien hiukkasten päästöjä. Syynä laskuun oli se, että mönkijä oli pysäköity paljadon viereen, mikä puolestaan esti osan säteilystä osumasta roveriin.
Tällaiset tiedot antavat mahdollisuuden käyttää Marsin regoliittia elinympäristöjen suojelemiseen pinnan säteilyltä tai käyttää itse pintaa rakentamalla elinympäristöjä Marsin laavaputkiin.
Curiosity mittasi myös Marsin kivien orgaanisen kokonaishiilipitoisuuden ensimmäistä kertaa vuonna 2014 Yellowknife Baystä otetussa näytteessä. Vaikka nämä tiedot saatiin vuonna 2014, koko kontekstin ymmärtäminen kesti vuosien analysoinnin.
”Havaitsimme vähintään 200–273 miljoonasosaa orgaanista hiiltä. Tämä on verrattavissa tai jopa suurempi kuin se määrä, joka löytyy kivistä hyvin harvaan asutuissa paikoissa maapallolla, kuten osa Atacaman autiomaa Etelä-Amerikassa, ja enemmän kuin mitä on löydetty Marsin meteoriiteista", sanoi Jennifer Stern NASA:sta. Avaruuslentokeskus Goddard NASA.
Orgaaninen hiili on orgaanisten molekyylien perusta. Näiden orgaanisten molekyylien läsnäolo ei välttämättä tarkoita elämän läsnäoloa, koska ne voivat muodostua luonnollisten prosessien seurauksena. Kuitenkin niiden läsnäolo - sekä aiemmat todisteet asumisesta Marsissa menneisyydessä - kiinnostavat monia tutkijoita.
Rover hankki nämä materiaalit laitteen robottivarressa sijaitsevan porakoneen avulla. Kiven valinnan jälkeen poraaja voi ottaa näytteen jopa 2 tuuman syvyyteen. Porausprosessin aikana kivi murskataan jauheeksi, joka voidaan sitten siirtää Sample Analysis at Mars (SAM) -instrumenttiin.
SAM lämmittää sitten näytteen noin 850 °C:n lämpötilaan ja yhdistää sen hapen kanssa orgaanisen hiilen muuttamiseksi CO2:ksi. Rover mittaa sitten tuotetun CO2-määrän, jonka avulla määritetään tarkka orgaanisen hiilen määrä näytteestä.
Viimeisen vuosikymmenen aikana NASAn Curiosity on palauttanut 3102 35 Gt tietoa ja porannut 883 reikää. Tähän mennessä nämä tiedot ovat mahdollistaneet XNUMX tieteellisen työn julkaisemisen. Vaikka mönkijällä on tällä hetkellä ongelmia pyörien kulumisen ja radioisotooppitermosähkögeneraattorin (RTG) tehon vähenemisen kanssa, robottiajoneuvo on ylittänyt odotukset ja sen odotetaan jatkavan tieteellisiä löytöjä tulevina vuosina.
Voit auttaa Ukrainaa taistelemaan venäläisiä hyökkääjiä vastaan. Paras tapa tehdä tämä on lahjoittaa varoja Ukrainan asevoimille Pelasta elämä tai virallisen sivun kautta NBU.
Lue myös: