Pēc gandrīz septiņu mēnešu lidojuma dronēja amerikāņu Perseverance rover un Ingenuity nolaidās uz Marsa Kādas interesantas lietas viņi darīs uz Sarkanās planētas virsmas?
Pirmās emocijas, kas saistītas ar Perseverance rover nolaišanos, jau ir norima ir pienācis laiks iepazīties ar viņa uzturēšanās plānu turpmākajiem mēnešiem un ilgtermiņā, iespējams, vairākiem gadiem. Tāpēc apskatīsim tuvāk nosēšanās vietu un maršrutu, pa kuru brauks roveris, meklējot Marsa dzīves pēdas, un uzzināsim, kādus uzdevumus tas veiks.
Lasi arī: Kas var neļaut mums kolonizēt Marsu?
Neatlaidības roveris
Lai gan varētu šķist, ka roveri nav nekas jauns, Perseverance patiesībā ir tikai piektais roveris Sarkanās planētas vēsturē. Sojourner tur nolaidās, Opportunitāte, gars un zinātkāre. Tas būs īstais.
Līdz šim vienīgā valsts, kurai izdevies nogādāt uz Marsu funkcionālu roveru, bija ASV. Tomēr tas var ātri mainīties, jo 10. februārī Ķīnas pirmā Marsa zonde Tianwen-1 nonāca orbītā ap Sarkano planētu. Uz klāja atrodas (protams) pirmais ķīniešu roveris, kas apmēram pēc trim mēnešiem no tā atdalīsies un mēģinās nolaisties uz planētas virsmas. Ja viņam tas izdosies, Ķīna kļūs tikai par otro valsti vēsturē, kas nosūtīs robotu uz Marsa virsmu.
Bet šodien mūsu stāsts ir par Perseverance rover, kas ir lielākā (3×3×2 m) un vismodernākā ierīce, kas jebkad ir sasniegusi Marsa virsmu. Ierīce daudzējādā ziņā atgādina tās priekšgājēju Curiosity. Tomēr tas ir masīvāks un daudz labāk aprīkots. Uz kuģa ir vietas pat 23 kamerām, diviem mikrofoniem, specializētai divus metrus garai robotizētai manipulatora rokai un septiņiem zinātniskiem instrumentiem. Visa ierīce sver apmēram 1 tonnu. Roveru darbinās MMRTG ģenerators, kura enerģijas avots ir 5 kg plutonija-238.
Ierīce spēs pārvietoties ar ātrumu līdz 152 metriem stundā. Lai gan šis temps uz Zemes nav iespaidīgs, uz Marsa tas padarītu to par ātrāko transportlīdzekli vēsturē. Pateicoties tam, tuvāko gadu laikā roveris varēs izpētīt kādreizējo upes deltu, pēc tam krātera dibenu un galu galā tā malu. Vairāk par to zemāk.
Perseverance uz klāja ir arī uzlabots urbis, kas ne tikai urbs dažādus akmeņus, bet arī varēs ņemt no tiem paraugus, iepakot tos īpašos titāna flakonos, cieši noslēgt un atstāt uz planētas virsmas. Uz kuģa ir 43 šādi flakoni.
Nākamās misijas ietvaros, kuru plānots palaist 2026. gadā, cits roveris savāks visus paraugus, kas kopā sver aptuveni 0,5 kg, kas palikuši no Perseverance, nogādās tos nelielas raķetes konteinerā, kas savukārt , nogādās tos orbītā ap Marsu . Tur Eiropas kosmosa zonde gaidīs konteineru un pēc paraugpakas savākšanas nogādās to uz Zemi. Šī būs pirmā misija, lai uz Zemi nogādātu augsnes paraugus no citas planētas. Taču uz šo notikumu būs jāgaida ilgi. Zinātnieki liek domāt, ka paraugus uz Zemi varētu atgriezt aptuveni 2031. gadā.
Sakarā ar iespēju atklāt pagātnes dzīves pēdas, paraugu flakoni ir pilnīgi sterili un izgatavoti no tīriem komponentiem. Tikai tādā veidā zinātnieki būs pārliecināti, ka potenciālās dzīvības pēdas flakonā patiešām nāk no Marsa, un roveris tās neuztvēra no Zemes. Perseverance ir automatizēts astrobiologs, kas nosūtīts no Zemes uz Marsu, saka misijas komandas inženieri.
Lasi arī: Kādus draudus Zemei rada izmaiņas magnētiskajā laukā?
Sīkāka informācija par Perseverance nolaišanās vietni
Šeit jau no paša sākuma ir daudz interesantu lietu. Marsa braucējs dziļi miegā Opportunity ir pārvarējusi Marsa ieleju, ko sauc par ... Neatlaidību. Tomēr nosaukumu līdzība nenozīmē, ka Perseverance rover izpētīs šo konkrēto apgabalu. Praksē roveri uz Marsa nolaidās ļoti dažādās vietās. Perseverance ir vistuvāk Eiropas moduļa Beagle 2 nolaišanās vietai, kas 2003. gadā sasniedza Marsa virsmu, taču darbojās nepareizi un nekad nesakontaktēja. Taču jāšaubās, vai tuvākajā nākotnē jauns roveris spēs sasniegt un izpētīt Eiropas desanta mirstīgās atliekas. Galu galā tas ir vairāki simti kilometru.
Zemāk esošajā kartē, kas jums jau var būt pazīstama, ir parādītas visu Marsa misiju nolaišanās vietas. Var redzēt, ka tās ir vietas gar planētas ekvatoru, kas atrodas nedaudz uz ziemeļiem vai dienvidiem. Neatlaidības misijai izvēlētā nosēšanās vieta tiek uzskatīta par vienu no interesantākajām uz planētas.
Roveris nolaidās ezerā ieplūdušās upes aizvēsturiskajā deltā (gandrīz 3-4 miljonus gadu veca), piepildot ezera krāteri. Tieši šo "estuāru" un patiesībā tā atliekas izpētīs Perseverance, kas zināmā veidā dosies ceļojumā "augšup straumi".
Apskatīsim nosēšanās vietu no plašākas perspektīvas. Krātera ezers atrodas vairāku reģionu krustpunktā. Liels triecienbaseins, kalnains apvidus un vieta, kas kādreiz bija vulkāniski aktīva. Mērogs un paraksti ir parādīti fotogrāfijā, kas uzņemta no Eiropas kosmosa kuģa Mars Express. Ielaidumā redzams krātera tuvplāns un aptuvenā rovera nosēšanās vieta.
Otrais krātera fotoattēls ir pagriezts par 90 grādiem pret citiem fotoattēliem, ko mēs jums rādām, taču tas ir anaglifs 3D formātā, tāpēc, ja jums ir šāda veida brilles, jūs varat izjust vismaz nedaudz no trešās dimensijas uz Marsa.
Pamatojoties uz NASA un ESA fotogrāfijām, tika izveidots sadarbībā ar JPL un DLR interaktīva karte, kas mums trīsdimensiju attēlu veidā parāda Jezero krāteri, tā apkārtni un interesantākās vietas.
Kartei ir vairāki informācijas slāņi. Piemēram, jūs varat redzēt ezera līmeni laikā, kad tas varētu būt līdz 250 metriem dziļš. Kontūrlīnijas atvieglo orientēšanos augstumā, taču varat tās izslēgt, ja tās traucē. Attēlus var tuvināt un tālināt.
"Baloni" parāda interesantākās vietas no izpētes viedokļa, taču ne visas tās apmeklēs neatlaidība. Kartē redzama gan delta, pa kuru ūdens ieplūda ezerā, gan drenāžas kanāls (pa labi). Secinājums ir tāds, ka šī nebija stāvoša ūdens rezervuārs, tāpēc apkārtne ir laba vieta, kur meklēt pagātnes dzīves pēdas.
Neatlaidības plānotais maršruts
Paša rovera maršruts var mainīties atkarībā no iepriekšējo pētījumu rezultātiem. Ja nogulumu analīze pašā krāterī izrādīsies īpaši interesanta, roveris tur paliks ilgāk. Tomēr plānotais ceļojuma maršruts, kas izvēlēts, pamatojoties uz rūpīgu no orbītas uzņemto fotogrāfiju analīzi, ir tāds, kā parādīts zemāk esošajā attēlā.
Fotomozaīka tika izgatavota, izmantojot MRO zondes kameras. Netālu no centra redzamā Belvas krātera diametrs ir 1 kilometrs. Jau zināms, ka roveris pētīs aizvēsturiskās Neretvas upes deltu, vienu no divām, kas, iespējams, ieplūda krātera ezerā. Kā jūs, iespējams, pamanījāt, vietu nosaukumi šajā Marsa apgabalā ir saistīti ar vietām uz Zemes, kas atrodas Eiropā, Bosnijā un Hercegovinā (Jezero, tāda paša nosaukuma upe).
Perseverance plānotā maršruta (izcelta zaļā krāsā) mērķis ir izpētīt dažādas sena ezera paliekas, kā arī pagātnes dzīves pēdas, vismaz vienu mikrobu formu. Šie mikrobi var izdzīvot ļoti naidīgā vidē, tāpēc, pat ja Marss nekad nav bijis paradīze, vismaz šī dzīvības forma tajā varētu apdzīvot.
Kā mēs jau zinām, Perseverance būs vairāk neatkarīga no zemes vadības nekā Opportunity. Roveris var veikt arī lielākus attālumus dienas laikā. Krātera, kas iezīmē kādreizējā ezera krastu, slīpuma augstums ir aptuveni 610 metri. Tomēr šo augstumu var salīdzināt ar Sharp kalna augstumu, kurā tika uzkāpts Opportunity, neļaujiet sevi apmānīt - joma, kur Neatlaidības riteņi ripos, būs vēl grūtāka nekā tā lielā brāļa gadījumā.
Lasi arī: Dzīvības meklējumi aiz Zemes. Kāpēc Marss?
Kāpēc tieši uz augšu, nevis otrādi?
No pirmā acu uzmetiena var būt pārsteidzoši, kāpēc roveris nolaidās zemāk, un tagad tas celsies uz augšu, kā Opportunity. Kāpēc nevarēja piezemēties pretējā pusē, augšā? Šim lēmumam bija vairāki iemesli. No vienas puses, nolaišanās kalnos būtu ievērojami bīstamāka nekā ielejā, un ceļošana lejā būtu riskanti.
Turklāt, virzoties uz augšu, roveram ir iespēja sastapties ar apskates objektiem, kas parasti ir vecāki, nekā tad, ja tas virzītos no augšas uz leju. NASA saka, ka Perseverance ceļojums uz Marsu un tā pacelšanās būs ceļojums laikā. Tas ir, mūs gaida daudzi atklājumi un atradumi.
Drons virs Marsa virsmas
Šoreiz kopā ar roveru uz Marsu aizlidoja arī cita iekārta – helikopters Ingenuity. Viņa vienīgais uzdevums ir noskaidrot, vai vispār ir iespējams lidot ārkārtīgi reti sastopamajā Marsa atmosfērā. Drona korpusam ir paralēlskaldņa forma, kas nav lielāka par volejbolu, beidzas ar diviem rotoriem, un šī konstrukcija balstās uz četrām plānām kājām. Visa ierīce sver nedaudz vairāk par 2 kg. Rotori griežas pretējos virzienos ar satriecošiem 2400 apgr./min., kas ļaus tam pacelties virs Marsa virsmas ļoti plānā atmosfērā.
Pēc tam, kad tas ir novietots uz Marsa virsmas un roveris pārvietojas drošā attālumā, inženieri plāno veikt piecus īsus lidojumus. Garākais no plānotajiem lidojumiem ilgs aptuveni 90 sekundes. Maksimālais lidojuma augstums būs aptuveni 5 metri, un maksimālais attālums, ko drons veiks, ir aptuveni 50 metri. Visi testi tiks ierakstīti un fotografēti no droša attāluma, izmantojot Perseverance kameras.
Lai gan, kā atzīst inženieri, pastāv ļoti liela iespējamība, ka Ingenuity misija beigsies ļoti ātri. Neviens vēl nav mēģinājis lidot ar ierīci virs citas planētas. Turklāt grūtības rada tas, ka attāluma un ar to saistītā signāla aizkavēšanās dēļ, kas sasniedz Zemi, visi lidojumi būs pilnīgi autonomi. Tas nozīmē, ka dronam būs patstāvīgi jāpaceļas, jālido, jāizvēlas nosēšanās vieta un droši jānolaižas. Tāpēc lietas var nenotikt tā, kā plānots.
Ja pirmais lidojums neizdodas, tas ir ļoti slikti. Lai gan helikoptera misijas neveiksme nevar negatīvi ietekmēt rovera galveno misiju. Tomēr, ja viens, divi vai trīs pārlidojumi pa Marsa virsmu būs veiksmīgi, potenciālie ieguvumi turpmākajām misijām varētu būt milzīgi. Apstiprinājums spējai lidot virs Marsa virsmas varētu nozīmēt, ka turpmākajās Marsa misijās tiks veikti progresīvāki bezpilota lidaparāti, kas var sasniegt vietas, kur neviens roveris nevar sasniegt. Šādas ierīces var izmantot, piemēram, orientēšanai un vietu izvēlei, kur vislabāk ir nosūtīt roveru. Skats no putna lidojuma pāri klints malai vai kalna otrai pusei var ļaut zinātniekiem pārbaudīt, vai roveram vai citai pētniecības iekārtai patiešām vajadzētu doties uz turieni, vai arī izvēlēties citu vietu.
Rīcības plāns roveram un dronam
Nākamo 30 dienu laikā (apmēram marta vidū) Perseverance tiks rūpīgi pārbaudīts un pārbaudīts, lai sagatavotos virszemes ceļojumiem. Pēc visu kameru atbloķēšanas mēs galu galā iegūsim pirmās īstās Jezero krātera fotogrāfijas.
Marsa ziemeļu puslodē ir sācies pavasaris, taču tas nenozīmē, ka temperatūra būs komfortabla. Naktīs var noslīdēt līdz -90 grādiem pēc Celsija. NASA inženieriem tas ir jāņem vērā un jākoordinē sava rīcība atkarībā no situācijas.
Pirmais misijas posms būs Ingenuity drona izlaišana, par kuru mēs runājām iepriekš. Jau zināms, ka tā akumulatori un elektronika strādā normāli pēc nolaišanās uz virsmas.
Tas notiks pirmajās pārdesmit dienās pēc rovera nolaišanās uz Marsa (marts-aprīlis). Varbūt jo ātrāk, jo labāk, jo helikopters ir piekārts no rovera apakšas. Tomēr šī nebūs ātra darbība, bet gan kaut kas vairāk līdzīgs palēninātas filmas veidošanai, rūpīgi sagatavojot katru kadru. Tāpēc pēc paredzētās lidojuma vietas sasniegšanas var paiet vairākas dienas, līdz drons būs gatavs.
Ingenuity misija ilgs 31 dienu. Šajā laikā tā mērķis ir demonstrēt iespēju darboties ar lidmašīnām uz Marsa, kas ir ļoti svarīgi gan zinātniskām misijām, gan cilvēku turpmākai uzturēšanās uz Sarkanās planētas. Tāpat pirmās Marsa fotogrāfijas tiks uzņemtas no neliela augstuma, tas ir, no aptuveni 3-5 metriem virs virsmas un 50 metru attālumā no noteiktās nosēšanās vietas. Katrs lidojums nedrīkst ilgt vairāk par 90 sekundēm.
Pēc tam neatlaidība koncentrēsies uz savas misijas galveno posmu, kas ilgs vismaz Marsa gadu jeb aptuveni divus Zemes gadus (687 dienas). Šajā laikā roveris izpētīs upes grīvu un virsmu krātera iekšpusē. Pēc tam sāksies garš kāpuma posms. Šīs misijas daļas ilgums ir pilnībā atkarīgs no rovera izturības un veiktspējas, kā arī no atbilstošu līdzekļu pieejamības, ko NASA saņems uz Zemes, lai turpinātu misiju.
Skābekļa ražošana uz Marsa
MOXIE eksperimenta ietvaros zinātnieki vēlas pārbaudīt skābekļa iegūšanas tehnoloģiju no oglekļa dioksīda elektrolīzes procesā. Tiek pieņemts, ka MOXIE ierīcei jāspēj saražot 10 gramus skābekļa stundā.
Šī eksperimenta rezultāti varēs mums daudz pastāstīt par iespēju nākotnē veikt pilotējamas misijas uz Marsu. Pirmo trīsdesmit dienu laikā MOXIE tiks aktivizēts trīs reizes. Visā misijā ir paredzēti desmit dažādi skābekļa ražošanas testi dažādos diennakts laikos un gadalaikos.
Paraugu vākšana ir daļa no Marsa paraugu atgriešanas programmas
Tomēr ekspedīcijas uz Marsu galvenais uzdevums joprojām ir paraugu vākšana no planētas virsmas. Tāpat kā tā priekšgājējs Curiosity, mūsu Marsa pētnieks meklēs dažādus akmeņus, no kuriem ņemt paraugus. Kādā brīdī rovera savāktie paraugi tiks novietoti uzglabāšanai uz virsmas. Tas atgādina vienu no uzdevumiem, kas jāveic ERC (European Rover Challenge) laikā - savākt Perseverance pārvadātās konteinera caurules, kas noliktas vairākās vietās visā maršrutā, un pēc tam pārvietot tās uz sākuma punktu.
Šo paraugu atrašanās vieta tiks izsekota no Marsa orbītas ar viena metra precizitāti. Paraugos būs aptuveni 15 g materiāla, kas izgriezts no klints vai ņemts no virsmas. Nākotnē joprojām konceptuālas atgriešanas programmas ietvaros transportlīdzekļi ieradīsies Sarkanajā planētā, lai tos izgūtu un nosūtītu atpakaļ uz Zemi.
Kā redzat, NASA inženieriem ir grandiozi plāni. Solis sekmīgas rovera piezemēšanās veidā ir sperts, tagad ar nepacietību gaidām tālākos rezultātus. Viss būs atkarīgs no Perseverance attīstības komandas panākumiem. Un turpmāk mēs noteikti par visu sīkāk pastāstīsim mūsu mājaslapā.
Interesanti arī:
Tā tas ir... Un man likās, ka viņi tur lidoja tīri tāpēc, lai ievietotu bildes un video sociālajos tīklos :)