Perseverance-laukaisu tänään: Katsaus NASAn Marsiin

NASAn Mars 2020 Perseverance-mönkijän laukaisu: Katsaus NASAn kokemuksiin aikaisemmista rovereista, mitä uutta neljännen sukupolven roverissa on ja miksi Marsia kohtaan on viime aikoina niin paljon kiinnostusta.

Esimerkki NASAn Perseverance-mönkijästä, joka toimii Marsin pinnalla. (NASA/JPL-Caltech Laboratory)

Kuvittele ajavasi maailman yksinäisimmällä tiellä. Matkustajalle se on katarsinen kokemus. Voi ajaa tuntikausia näkemättä toista autoa tai ihmistä. Siellä on erämaa, vuorten ja laaksojen maisema, avoin taivas yläpuolella ja upea yö, jota koristavat tähdet. Marsilla ajaminen on vähän samanlainen kokemus. Paitsi että tietä ei ole. Rover voi ajaa missä vain haluaa ja pystyy. Paitsi kukaan ihminen tai kone ei ole aiemmin ajanut tiellä. Se on kiire liikkuvan Marsissa.

Millaisia ​​kokemuksia NASA:lla on ollut useiden sukupolvien Mars-kulkijoista?

NASAn uskomaton matka Marsissa alkoi noin 23 vuotta sitten, vuonna 1997: kun Mars Pathfinder Mission Sojourner-mönkijän kanssa lähti Marsin maaperälle. Oli unohtumaton kokemus olla osa Mars Pathfinderin operaatiotiimiä: erittäin tiukalla budjetilla tehty tehtävä, jonka monet luulivat epäonnistuvan. Mars Pathfinder kuitenkin onnistuisi ja muuttaisi samalla Mars Explorationin myöhemmän historian. Siten NASA lähetti edelleen kaksoiskuljettajat, Spirit ja Opportunity, Marsiin vuonna 2003, jota seurasi Curiosity vuonna 2012, jota seuraa Perseverance, jonka on määrä laukaista myöhemmin tänään.

Sojourner-mönkijä, teknologian esittelytehtävä, kesti 83 päivää. Spirit ja Opportunity asettavat uuden paradigman pitkän aikavälin robottiläsnäololle Marsissa, vastaavasti noin 6 ja 15 vuotta. Curiosity laskeutui vuonna 2012: ja toimii edelleen. Jokaisen rover-sukupolven myötä tieteellisten instrumenttien määrä ja monimutkaisuus lisääntyivät. Sojourner oli pieni rover, melkein kuin lelu, muutaman metrin pituinen ja leveä. Spirit ja Opportunity olivat paljon suurempia: noin golfkärryn kokoisia. Uteliaisuus ja sinnikkyys ovat pienen auton kokoisia.

Tieteelliset tulokset Marsin tutkimisesta kulkijalla ovat olleet erittäin merkittäviä. Roverit tarjoavat tavan tutkia paikallista aluetta paljon suuremmalla resoluutiolla kuin on mahdollista kiertävällä avaruusaluksella. Lisäksi mönkijöillä on valikoima instrumentteja porasta spektrometreihin ja mikroskooppisiin kuvantajiin: nämä instrumentit auttavat ymmärtämään paikallista geologiaa aivan kuten kenttägeologi tutkisi maapallon kiviä. Lisäksi mönkijät ovat Spiritistä ja Opportunitysta alkaen toimineet Marsissa liikkuvina sääasemina, jotka seuraavat jatkuvasti Marsin ilmakehän muutoksia useiden vuosien ajan.

Jokaisen uuden sukupolven roverien myötä NASA on lisännyt uusia ominaisuuksia ja hieman erilaisen instrumenttisarjan vastaamaan tärkeisiin tieteellisiin kysymyksiin. Esimerkkejä voisivat olla Spirit and Opportunity -poran ja massaspektrometrin, instrumentin, jolla mitataan eri alkuaineiden isotooppeja, lisääminen Curiositylle. Mars Perseverancen, neljännen sukupolven Mars-kulkijoiden laukaisulla NASA vie tätä perinnettä eteenpäin.

Tri Amitabha Ghosh on NASAn planeettatutkija Washington DC:stä. Hän on työskennellyt useissa NASA Mars -tehtävissä alkaen Mars Pathfinder Missionista vuonna 1997. Hän toimi Mars Exploration Rover Missionin tiedeoperaatioiden työryhmän puheenjohtajana ja hänen tehtävänä oli johtaa taktisia Rover-operaatioita Marsissa yli 10 vuoden ajan. Hän auttoi analysoimaan Marsin ensimmäistä kiveä, joka sattui olemaan ensimmäinen kivi, joka analysoitiin toiselta planeetalta.

Mitä uutta Perseverancessa on?

Ensimmäinen, Sinnikkyyttä mukana tulee ainutlaatuinen instrumentti, MOXIE tai Mars Oxygen ISRU Experiment: joka valmistaa ensimmäistä kertaa molekyylihappia Marsiin käyttämällä hiilidioksidipitoisen ilmakehän hiilidioksidia. ISRU:lle on tulossa NASA:ssa: NASAn ammattikielessä ISRU tarkoittaa In Situ Resource Utilisation: tai paikallisten resurssien käyttöä ihmisten tarpeiden tai avaruusaluksen vaatimusten täyttämiseen. Ilman ISRU:ta Marsin tutkiminen tulevina vuosikymmeninä on uskomattoman kallista ja siten mahdotonta. Jos astronautit joutuvat kuljettamaan happea tai vettä tai rakettipolttoainetta kahden vuoden matkalle Marsiin ja takaisin, kustannukset ovat ymmärrettävästi kohtuuttomia. Tämä on tavallaan samanlaista kuin New Delhistä kotoisin olevan matkustajan, joka joutuisi kuljettamaan omaa happea, ruokaa ja lentopolttoainetta kahden vuoden oleskelua varten New Yorkissa: kustannukset matkustajaa kohti ovat uskomattoman korkeat. Jos happea voidaan ottaa onnistuneesti Marsissa jossain merkittävässä mittakaavassa, tällä voi olla kaksi suoraa etua: ensinnäkin happea voidaan käyttää ihmisvieraille Marsissa ja toiseksi happea voidaan käyttää rakettipolttoaineen valmistamiseen paluumatkaa varten. Siten, jos teknologian esittely onnistuu, NASA voi helposti skaalata MOXIE:n päivittäistä hapentuotantonopeutta satakertaiseksi: tästä olisi suurta hyötyä ihmisen tulevalle Mars-matkalle.

Toiseksi Perseverance kuljettaa Ingenuitya, joka on ensimmäinen helikopteri, joka lensi Marsiin. Tämä on ensimmäinen kerta, kun NASA lentää helikopterilla toiselle planeetalle tai satelliitille. Nerokkuus on teknologian esittely: haasteena on tietysti lentää helikopterilla Marsin ohuessa ilmakehässä. Kuten drone maan päällä, Mars-helikopteri voi auttaa mönkijän ajon suunnittelussa ja näytteiden hakemisessa paikoista, joihin mönkijä ei voi ajaa turvallisesti. Jos tämä teknologian esittely onnistuu, näemme tällaisten helikopterien roolin tulevissa tehtävissä.

Kolmanneksi Perseverance on suunniteltu ensimmäinen askel kivinäytteiden tuomiseksi takaisin Marsista analysoitavaksi kehittyneissä laboratorioissa maan päällä: tavoitteena on etsiä biosignatuureja: tai allekirjoituksia nykyisestä tai menneestä elämästä. Perseverance kerää näytteitä ja toinen rover-lento lentää kymmenen vuoden sisällä auttaakseen kivinäytteiden kuljettamisessa takaisin Maahan.

Marsin kivien analyysi Maan päällä antaa todennäköisesti luotettavan viitteen siitä, onko Marsissa eläminen mahdollista aiemmin vai tällä hetkellä.

Express selitettyon nyt päälläTelegram. Klikkaus tästä voit liittyä kanavallemme (@ieexplained) ja pysy ajan tasalla uusimmista

Mikä on syy lähiajan kiinnostukseen Marsia kohtaan?

Mars on ihmiskunnalle kiehtova planeetta. Hyvin lähellä takapihalla (noin 200 miljoonan kilometrin päässä) sijaitseva Mars on planeetta, jolla ihmiset voivat haluta vierailla tai jäädä pidemmäksi aikaa. Marsissa oli virtaava vesi ja ilmakehä kaukaisessa menneisyydessä: ja ehkä olosuhteet elämän tukemiseksi.

Mutta lähitulevaisuudessa Marsiin liittyvän kiinnostuksen kasvu johtuu Elon Muskin kaupallisen matkailun suunnitelmista. Ihmisten matka Marsiin on aina ollut eri avaruusjärjestöjen, kuten NASA, pyrkimys. Vaikka se oli teknisesti mahdollista, kustannusten tiedettiin olevan kohtuuttomat: ehkä noin 500 miljardia dollaria tai 20 kertaa NASAn budjetti. Tästä syystä NASAn suunnitelmat lähettää astronautit Marsiin ovat olleet suurelta osin pyrkimyksiä: toisin sanoen ilman riittävää rahoitusta.

Musk on paljastanut uuden arkkitehtuurin päästäkseen Marsiin. Muskin visiona on käyttää yhdistelmää kustannussäästötoimenpiteitä, kuten uudelleenkäytettäviä kantoraketteja, kiertoradalla tapahtuvaa tankkausta ja rakettipolttoaineen valmistusta Marsissa, jotta Mars-matkan kustannukset pienenevät 1/1000. Näin ollen hinta matkustajaa kohti Marsiin hänen Starship-avaruusaluksellaan olisi noin 200 000 dollaria tai 1,5 miljardia rupiaa. Kantoraketti Elon Muskin suunnitelmien keskipisteessä on Starship Spacecraft: tehokkain koskaan rakennettu kantoraketti, joka pystyy kuljettamaan 100 tonnia Maan kiertoradalle. SpaceX:n on määrä lentää Kuun ympäri ensimmäisen yksityisen matkustajansa kanssa vuonna 2023: ja sen tavoitteena on miehistömatka Marsiin jo vuonna 2024. Tällä hetkellä Starshipiä rakennetaan ja testataan unisessa Etelä-Texasin kaupungissa nimeltä Boca. Chica. Kymmenen vuoden kuluttua SpaceX tähtialusavaruusaluksineen saattaa muuttaa avaruusmatkailua ja toteuttaa Muskin unelman muuttaa ihmiskunta moniplaneetaiseksi lajiksi.

Lue myös | Mistä Kiinan Mars-tehtävässä on kysymys ja kuinka se viestii avaruuskilpailusta Yhdysvaltojen kanssa

Tämä artikkeli ilmestyi ensimmäisen kerran painetussa painoksessa 30. heinäkuuta 2020 otsikolla 'Destination Mars'.

Jaa Ystäviesi Kanssa: