För tio år sedan firade ingenjörer vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory den framgångsrika landningen av den fjärde rover på Mars, Curiosity rover, som 2012 gav sig ut på en resa för att avgöra om liv någonsin kunde ha funnits på den röda planeten.
Sedan landningen har rovern tillryggalagt mer än 28,1 km och gjort många vetenskapliga upptäckter. Curiosity är för närvarande i färd med att utforska och korsa Mount Sharp, ett 5,5 km högt berg som ligger i centrum av Gale Crater. Den bilstora roboten är utrustad med vetenskapliga instrument som används för att studera planetens klimat och geologi. Så hur gick uppdraget? Och vad kan Curiosity-rovern lära oss om det förflutna och potentiella framtiden för rymdutforskning?
En resa till den röda planeten
Curiositys resa började den 26 november 2011, när den avfyrades ombord på en United Launch Alliance Atlas V-raket. Efter att ha gått in i sin ursprungliga omloppsbana gjorde Centaur-boostern en sista uppskjutning för att sätta rovern på kurs mot Mars.
Efter att ha lossats från boostern tillbringade rymdskeppet mer än åtta månader i rymden och utförde fyra bankorrigeringsmanövrar för att finjustera sin bana när den närmade sig den röda planeten. Under denna tid placerades rovern i ett aeroskal fäst vid accelerationssteget. Aeroshellen designades för att skydda och manövrera rovern under in- och nedstigning i Mars atmosfär, medan "vingsteget" gav kraft, kommunikation och temperaturkontroll för Curiosity på väg till Mars. När rymdskeppet närmade sig den röda planeten, tappade den sin "vingscen" cirka 10 minuter innan den gick in i atmosfären.
Efter att ha kommit in i atmosfären gick fordonet in på ingångs-, nedstignings- och landningsstadiet (EDL), som teamet kallade "Sju minuter av terror". När rovern kom in i Mars-atmosfären, började aerostaten avfyra propeller för att hålla rovern på kurs mot landningsplatsen. Under återinträde skyddade en värmesköld roveren från temperaturer över 870°C under toppuppvärmning.
Efter att ha kommit in i atmosfären på ett säkert sätt satte flygplanet ut sin fallskärm för att bromsa in ytterligare. Efter att ha fallit ner med fallskärm i lite mindre än två minuter, separerade enheten från aeroshell och fortsatte sin nedstigning med hjälp av en "flygande hiss" som drevs av raketmotorer. Hissen fungerade som det sista steget i roverns nedstigning och saktade ner den för att säkerställa en mjuk landning på ytan. Sky Crane, upphängd på sina motorer, använde kablar för att sänka rovern de sista metrarna till ytan för att förhindra att Sky Crane-motorerna sprutar ut för mycket skräp från ytan.
Detta system var det första i sitt slag som någonsin använts i ett uppdrag och krävdes på grund av apparatens enorma massa jämfört med tidigare rovers. Massan av Curiosity är 899 kg, medan tidigare rovers som Spirit och Opportunity, var mycket mindre - endast 185 kg - och använde ett system med krockkuddar för säker landning.
Curiositys uppgraderade tvilling, Perseverance, använde också skyskransystemet för att landa på Mars i februari 2021.
Också intressant:
Maskinen tillbringade de närmaste veckorna med att kontrolleras och testas för att säkerställa att alla system fungerade korrekt.
10 år och uppdraget pågår fortfarande
Under tio års forskning har Curiosity vida överträffat de ursprungliga uppdragskraven, som ursprungligen var tänkta att pågå i bara två år. Dessa studier var dock inte förgäves: roverns hjul skadades avsevärt efter att ha övervunnit vägen på 28,1 km, varav de flesta passerade genom stenig terräng. Emellertid lyckades uppdragsgruppen Curiosity bromsa förstörelsen av hjulen.
Åtgärder vidtas för att köra över plattare terräng, och teamet har till och med utvecklat en algoritm som gör att Curiosity kan justera hastigheten på sina hjul beroende på vilka stenar den klättrar upp på. Uppdragsteamet instruerar nu även rovern att använda Mars Hand Lens Imager (MAHLI) på sin robotarm för att ta bilder av hjulen var 500:e färd.
Trots slitaget på Curiositys hjul fortsätter det mobila vetenskapslabbet att röra sig, inklusive klättring 612m sedan landning, när rovern fortsätter att bestiga Mount Sharp. Denna höjdförändring gjorde det möjligt för forskarteamet att undersöka yngre stenar och berglager som hjälper till att kasta ljus över Mars vatteniga förflutna.
Forskning
Nyfikenhet avslöjar inte bara hemligheterna bakom Mars förflutna. Under hela vistelsen på Mars mäter NASA:s rover kontinuerligt strålning med sin Radiation Assessment Detector (RAD). Att mäta mängden strålning som rover utsätts för är avgörande för att hjälpa forskare att hitta de bästa sätten att skydda astronauter på framtida uppdrag till den röda planeten.
Ett av de intressanta fynden gjordes 2016, när Curiosity parkerades nära Murray Buttes från 9 till 21 september. Under parkeringen registrerade RAD-enheten en minskning med 4 % av de totala utsläppen och en minskning av neutrala partikelutsläpp med 7,5 %. Anledningen till nedgången var att rovern stod parkerad bredvid en häll, vilket i sin tur blockerade en del av strålningen från att träffa rovern.
Sådana data öppnar upp möjligheten att potentiellt använda Mars regolit för att skydda livsmiljöer från strålning på ytan, eller att använda själva ytan genom att bygga livsmiljöer i Mars lavarör.
Curiosity mätte också det totala innehållet av organiskt kol i Mars stenar för första gången i ett prov som togs 2014 från Yellowknife Bay. Även om dessa data erhölls 2014, tog det år av analyser för att förstå hela sammanhanget.
"Vi upptäckte minst 200 till 273 ppm organiskt kol. Detta är jämförbart med eller till och med större än mängden som finns i stenar på mycket glest bebodda platser på jorden, som en del av Atacamaöknen i Sydamerika, och mer än vad som har hittats i meteoriter på Mars, säger Jennifer Stern från NASA. Space Flight Center Goddard NASA.
Organiskt kol är grunden för organiska molekyler. Närvaron av dessa organiska molekyler indikerar inte nödvändigtvis närvaron av liv, eftersom de kan bildas som ett resultat av naturliga processer. Men deras närvaro - tillsammans med tidigare bevis på bosättning på Mars i det förflutna - är av intresse för många forskare.
Roveren fick dessa material med hjälp av en borr placerad på enhetens robotarm. Efter att ha valt berget kan borraren ta ett prov på upp till 2 tum djupt. Under borrningsprocessen krossas berget till pulver, som sedan kan överföras till instrumentet Sample Analysis at Mars (SAM).
SAM värmer sedan upp provet till en temperatur på cirka 850°C och kombinerar det med syre för att omvandla det organiska kolet till CO2. Rovern mäter sedan mängden producerad CO2, som används för att bestämma den exakta mängden organiskt kol i provet.
Under det senaste decenniet har NASAs Curiosity returnerat 3102 35 GB data och borrat 883 hål. Hittills har dessa data möjliggjort publiceringen av XNUMX vetenskapliga verk. Även om rovern för närvarande upplever problem med hjulslitage och minskad effekt på radioisotop termoelektrisk generator (RTG), har robotfordonet överträffat förväntningarna och förväntas fortsätta göra vetenskapliga upptäckter i många år framöver.
Du kan hjälpa Ukraina att slåss mot de ryska inkräktarna. Det bästa sättet att göra detta är att donera medel till Ukrainas väpnade styrkor genom Rädda liv eller via den officiella sidan NBU.
Läs också: