Efter nästan sju månaders flygning, den amerikanska Perseverance-rovern och Ingenuity-drönaren landat på Mars Vilka intressanta saker kommer de att göra på den röda planetens yta?
De första känslorna i samband med landningen av Perseverance-rovern är redan där avtagit det är dags att bekanta sig med planen för hans vistelse för de kommande månaderna, och på lång sikt, kanske under flera år. Så låt oss ta en närmare titt på landningsplatsen och rutten som rovern kommer att följa på jakt efter spår av livet på mars, och ta reda på vilka uppgifter den kommer att utföra.
Läs också: Vad kan hindra oss från att kolonisera Mars?
Perseverance rover
Även om det kan tyckas som att rovers inte är något nytt, är Perseverance faktiskt bara den femte rovern i den röda planetens historia. Sojourner brukade landa där, Opportunity, ande och nyfikenhet. Detta är det.
Hittills var det enda landet som lyckades leverera en fungerande rover till Mars USA. Detta kan dock ändras snabbt, för den 10 februari gick Kinas första Mars-sond, Tianwen-1, in i omloppsbana runt den röda planeten. Ombord finns (naturligtvis) den första kinesiska rover, som om cirka tre månader kommer att lossna från den och försöka landa på planetens yta. Om han lyckas kommer Kina att bli bara det andra landet i historien att skicka en robot till Mars yta.
Men idag handlar vår berättelse om Perseverance-rovern, som är den största (3×3×2 m) och mest avancerade enheten som någonsin nått Mars yta. På många sätt liknar enheten sin föregångare – Curiosity. Den är dock mer massiv och mycket bättre utrustad. Det finns plats ombord för hela 23 kameror, två mikrofoner, en specialiserad två meter lång robotmanipulatorarm och sju vetenskapliga instrument. Hela enheten väger cirka 1 ton. Rovern kommer att drivas av MMRTG-generatorn, vars energikälla är 5 kg plutonium-238.
Enheten kommer att kunna färdas med en hastighet på upp till 152 meter per timme. Även om det tempot inte är imponerande på jorden, skulle det på Mars göra det till historiens snabbaste fordon. Tack vare detta kommer rovern under de närmaste åren att kunna utforska flodens tidigare delta, sedan kraterns botten och så småningom dess kant. Mer om detta nedan.
Perseverance har också en avancerad borr ombord som inte bara kommer att borra i en mängd olika stenar, utan också kommer att kunna ta prover från dem, förpacka dem i speciella titanflaskor, försegla dem tätt och lämna dem på planetens yta. Det finns 43 sådana flaskor ombord.
Som en del av nästa uppdrag, som är planerat att lanseras 2026, kommer en annan rover att samla in alla prover, som väger totalt cirka 0,5 kg, som finns kvar från Perseverance, leverera dem till en container med en liten raket, som i sin tur , kommer att leverera dem till bana runt Mars. Där kommer den europeiska rymdsonden att vänta på behållaren och leverera den till jorden efter att ha samlat in provpaketet. Detta kommer att vara det första uppdraget att leverera jordprover från en annan planet till jorden. Vi får dock vänta länge på detta evenemang. Forskare föreslår att proverna kan återlämnas till jorden runt 2031.
På grund av möjligheten att upptäcka spår av ett tidigare liv är provflaskorna helt sterila och gjorda av rena komponenter. Endast på detta sätt kommer forskare att vara säkra på att de potentiella spåren av liv i flaskan faktiskt kommer från Mars, och att roveren inte fångade dem från jorden. Perseverance är en automatiserad astrobiolog som skickas från jorden till Mars, säger uppdragsteamets ingenjörer.
Läs också: Vad är hotet mot jorden från en förändring i magnetfältet?
Mer information om Perseverances landningsplats
Det finns mycket intressant här från första början. Mars rover till sin djupa sömn Opportunity har övervunnit en Mars-dal som kallas ... Uthållighet. Likheten mellan namnen betyder dock inte att Perseverance-rovern kommer att utforska just detta område. I praktiken landade rovers på Mars på väldigt olika platser. Uthållighet är närmast landningsplatsen för Europas Beagle 2-modul, som nådde Mars yta 2003 men som inte fungerade och aldrig fick kontakt. Men det är tveksamt att en ny rover inom en snar framtid kommer att kunna nå och studera resterna av det europeiska landningspartiet. Det är trots allt flera hundra kilometer.
Kartan nedan, som du kanske redan är bekant med, visar landningsplatserna för alla Mars-uppdragen. Du kan se att det är platser längs planetens ekvator som ligger något norr eller söder. Landningsplatsen som valts för Perseverance-uppdraget anses vara en av de mest intressanta på planeten.
Rovern landade i det förhistoriska deltat (nästan 3-4 miljoner år gammalt) av floden som rann ut i sjön och fyllde sjöns krater. Det är denna "mynning", och faktiskt dess lämningar, som kommer att utforskas av Perseverance, som på ett visst sätt kommer att åka på en resa "uppströms".
Låt oss titta på landningsplatsen ur ett bredare perspektiv. Crater Lake ligger i korsningen mellan flera regioner. En stor chockbassäng, ett bergsområde och en plats som en gång var vulkaniskt aktiv. Skala och bildtexter visas i ett fotografi taget från rymdfarkosten European Mars Express. Infällningen visar en närbild av kratern och roverns ungefärliga landningsplats.
Det andra fotot av kratern roteras 90 grader mot de andra bilderna vi visar dig, men det är en anaglyf i 3D, så om du har den typen av glasögon kan du uppleva åtminstone lite av den tredje dimensionen på Mars.
Baserat på NASA- och ESA-fotografier skapades i samarbete med JPL och DLR interaktiv karta, som visar oss Jezero-kratern, dess omgivningar och de mest intressanta platserna i form av tredimensionella bilder.
Kartan har flera informationsskikt. Du kan till exempel se nivån på en sjö vid en tidpunkt då den kan vara upp till 250 meter djup. Konturlinjer gör det lättare att orientera sig i höjdled, men du kan stänga av dem om de stör dig. Bilder kan zoomas in och ut.
"Ballonger" visar de mest intressanta platserna ur forskningssynpunkt, men inte alla kommer att besökas av Perseverance. Kartan visar både deltat genom vilket vattnet rann ut i sjön och dräneringskanalen (höger). Slutsatsen är att detta inte var en reservoar av stillastående vatten, så området är ett bra ställe att leta efter spår av tidigare liv.
Perseverances planerade rutt
Roverns rutt kan ändras beroende på resultaten från tidigare studier. Om analysen av sediment i själva kratern visar sig vara särskilt intressant kommer rovern att stanna där längre. Den planerade resvägen, vald baserat på noggrann analys av fotografier tagna från omloppsbana, är dock som visas i figuren nedan.
Fotomosaiken gjordes med hjälp av MRO-sondkamerorna. Belva-kratern, synlig nära centrum, har en diameter på 1 kilometer. Det är sedan tidigare känt att rovern kommer att utforska deltat i den förhistoriska floden Neretva, en av de två som troligen rann ut i kratersjön. Som du kanske har märkt är namnen på platserna i detta område av Mars relaterade till platserna på jorden som finns i Europa, i Bosnien och Hercegovina (Jezero, floden med samma namn).
Perseverances planerade rutt (markerad i grönt) syftar till att utforska ett brett utbud av rester av en gammal sjö, såväl som spår av tidigare liv, åtminstone en av mikrobiell form. Dessa mikrober kan överleva i en mycket fientlig miljö, så även om Mars aldrig var ett paradis, skulle åtminstone denna livsform kunna bebo det.
Som vi redan vet kommer Perseverance att vara mer oberoende av markkontroll än Opportunity. Rovern klarar även längre sträckor under dagen. Höjden på kraterns sluttning, som markerar stranden av den tidigare sjön, är cirka 610 meter. Denna höjd kan du dock jämföra med höjden på Mount Sharp, som bestigades Opportunity, låt dig inte luras - området där Perseverances hjul kommer att rulla kommer att bli ännu svårare än i fallet med sin storebror.
Läs också: Sökandet efter liv bortom jorden. Varför Mars?
Varför just upp och inte tvärtom?
Vid första anblicken kan det vara förvånande varför rovern landade lägre, och nu kommer den att resa sig, hur Opportunity. Varför gick det inte att landa på motsatt sida, på toppen? Det fanns flera skäl till detta beslut. Å ena sidan skulle det vara betydligt farligare att landa i kullarna än i dalen och att resa ner skulle vara riskabelt.
Dessutom, på väg uppåt, har rovern möjlighet att stöta på intressanta platser för forskning, vanligtvis äldre, än om den rörde sig från topp till botten. NASA säger att Perseverances resa till Mars och dess uppstigning kommer att vara en resa genom tiden. Det vill säga många upptäckter och fynd väntar oss.
En drönare över Mars yta
Den här gången flög en annan enhet - Ingenuity-helikoptern - till Mars tillsammans med rovern. Hans enda uppgift är att ta reda på om det ens är möjligt att flyga i Mars extremt sällsynta atmosfär. Drönarens kropp har formen av en parallellepiped, inte större än en volleyboll, slutar med två rotorer, och denna struktur vilar på fyra tunna ben. Hela enheten väger lite mer än 2 kg. Rotorerna roterar i motsatta riktningar med häpnadsväckande 2400 XNUMX rpm, vilket gör att den kan sväva över Mars yta i en mycket tunn atmosfär.
Efter att den har placerats på Mars yta och rovern flyttar till ett säkert avstånd, planerar ingenjörer att göra fem korta flygningar. Den längsta av de planerade flygningarna kommer att ta cirka 90 sekunder. Den maximala flyghöjden kommer att vara cirka 5 meter, och det maximala avståndet som drönaren kommer att täcka är cirka 50 meter. Alla tester kommer att spelas in och fotograferas på säkert avstånd med hjälp av Perseverance-kameror.
Även om, som ingenjörerna erkänner, det är mycket stor sannolikhet att Ingenuitys uppdrag kommer att sluta mycket snabbt. Ingen har ännu försökt flyga någon enhet över ytan på en annan planet. Dessutom är svårigheten att på grund av avståndet och de tillhörande förseningarna i signalen som når jorden kommer alla flygningar att vara helt autonoma. Detta innebär att drönaren självständigt måste lyfta, flyga, välja en landningsplats och landa säkert. Därför kanske det inte går som planerat.
Om den första flygningen misslyckas är det synd. Även om misslyckandet med helikopteruppdraget inte kan påverka roverns huvuduppdrag negativt. Men om en, två eller tre förbiflygningar av Mars-ytan lyckas, kan de potentiella fördelarna för framtida uppdrag bli enorma. Bekräftelse av förmågan att flyga över Mars yta kan innebära att framtida Mars-uppdrag kommer att flyga mer avancerade drönare som kan nå platser dit ingen rover kan nå. Sådana anordningar kan användas till exempel för orientering och val av platser dit det är bäst att skicka rover. En vy i fågelperspektiv över kanten av en klippa eller andra sidan av en kulle kan göra det möjligt för forskare att verifiera om en rover eller annan forskningsutrustning verkligen borde vara på väg dit, eller om de ska välja en annan plats.
Handlingsplan för rover och drönare
Under de kommande 30 dagarna (cirka mitten av mars) kommer Perseverance att genomgå omfattande tester och konditionskontroller som förberedelse för ytresor. Efter att ha låst upp alla kameror kommer vi så småningom att få de första riktiga bilderna av Jezero-kratern.
Våren har börjat på Mars norra halvklot, men det betyder inte att temperaturen kommer att vara behaglig. På natten kan det sjunka till -90 grader Celsius. NASA-ingenjörer måste ta hänsyn till detta och samordna sina handlingar beroende på situationen.
Det första steget av uppdraget kommer att vara frisläppandet av Ingenuity-drönaren, som vi pratade om ovan. Det är redan känt att dess batterier och elektronik fungerar normalt efter landning på ytan.
Detta kommer att hända under de första dussin dagarna efter landningen av rover på Mars (mars-april). Kanske ju förr desto bättre, eftersom helikoptern är upphängd från roverns botten. Detta kommer dock inte att vara en snabb operation, utan något mer som att skapa en slowmotion-film med noggranna förberedelser av varje tagning. Efter att ha nått den avsedda flygplatsen kan det därför ta flera dagar för drönaren att vara klar.
Ingenuitys uppdrag kommer att pågå i 31 dagar. Under denna tid syftar det till att demonstrera möjligheten att använda flygplan på Mars, vilket är mycket viktigt både för vetenskapliga uppdrag och för människors framtida vistelse på den röda planeten. Dessutom kommer de första fotografierna av Mars någonsin att tas från låg höjd, det vill säga från cirka 3-5 meter över ytan och på ett avstånd av 50 meter från den utsedda landningsplatsen. Varje flygning bör inte ta mer än 90 sekunder.
Uthållighet kommer då att fokusera på huvudfasen av sitt uppdrag, som kommer att pågå i minst ett marsår, eller ungefär två jordår (687 dagar). Under denna tid kommer rovern att utforska flodens mynning och ytan inuti kratern. Därefter börjar en lång stigningsetapp. Varaktigheten av denna del av uppdraget beror helt på roverns uthållighet och prestanda, såväl som på tillgången på lämpliga medel som NASA kommer att få på jorden för att fortsätta uppdraget.
Syreproduktion på Mars
Som en del av MOXIE-experimentet vill forskare testa tekniken för att få syre från koldioxid i elektrolysprocessen. Det antas att MOXIE-enheten ska kunna producera 10 gram syre per timme.
Resultaten av detta experiment kommer att kunna berätta mycket om möjligheten av bemannade uppdrag till Mars i framtiden. MOXIE kommer att aktiveras tre gånger under de första trettio dagarna. Tio olika syreproduktionstester är schemalagda under hela uppdraget vid olika tider på dygnet och årstider.
Provinsamling är en del av Mars Sample Return-programmet
Men huvuduppgiften för expeditionen till Mars är att samla in prover från planetens yta. Precis som sin föregångare Curiosity kommer vår Mars-utforskare att leta efter en mängd olika stenar att prova från. Vid något tillfälle kommer prover som samlats in av rovern att deponeras för lagring på ytan. Detta påminner om en av uppgifterna som måste utföras under ERC (European Rover Challenge) – att plocka upp containerrören som bärs av Perseverance, utlagda på flera ställen på banan, och sedan flytta dem till startpunkten.
Platsen för dessa prover kommer att spåras från Mars omloppsbana med en noggrannhet på en meter. Proverna kommer att innehålla cirka 15 g material utskuret från berget eller taget från ytan. I framtiden, som en del av ett fortfarande konceptuellt returprogram för prover, kommer fordon att anlända till den röda planeten för att hämta dem och skicka dem tillbaka till jorden.
Som du kan se har NASA-ingenjörer storslagna planer. Steget i form av en lyckad landning av rovern har tagits, nu väntar vi med spänning på ytterligare resultat. Allt kommer att bero på framgången för utvecklingsteamet för Perseverance. Och i framtiden kommer vi definitivt att berätta om allt i detalj på vår hemsida.
Också intressant:
Så här är det... Men jag trodde att de flög dit enbart för att lägga upp bilder och filmer på sociala nätverk :)