https://frosthead.com

Како је НАСА-ин прилика Ровер направио Марс део Земље

У уторак увече, инжењери из Лабораторија за свемирске летове лабораторија за млазни погон у Пасадени у Калифорнији послали су своје последње команде роверу Оппортунити на Марсу. Без сигнала примљеног у одговору од успаваног ровера, НАСА је данас званично објавила крај мисије.

"Проглашавам мисију Оппортунити комплетном, а са њом и мисију Марс Екплоратион Ровер као потпуну", рекао је Тхомас Зурбуцхен, сарадник администратора НАСА-е. "Морам вам рећи, ово је време емоција."

Ровер је изгубио контакт са Земљом 10. јуна 2018. Олуја широм Марса затамнила је сунчево небеско небо четврте планете, изгладњујући соларне панеле ровера од потребне сунчеве светлости. Агенција је држала будност у нади да ће се, након што олуја стигне, ровер поново пробудити. Током интервенционих месеци, НАСА је разнијела низ команди на роверу - укупно 835 - у случају да се прими неки сигнал и наставе операције. После осам месеци ћутања, агенција је донела одлуку да прогласи време смрти и опрости се од робота.

Прилика је половина мисије са два ровера која се зове Марс Екплоратион Роверс (МЕР). Ровери су на Марс слетели одвојено у јануару 2004. године. Прилика је слетила у Меридиани Планум у близини Марсовог екватора. Дух, његов близанац, слетио је на пола пута око планете, у кратер Гусев. Основне мисије ровера биле су у трајању од 90 дана Марса, односно сола (око 24 сата и 40 минута). Две хиљаде сола касније, Спирит је још увек враћао науку на Земљу, изгубивши везу најзад у 2010. години. Прилика је на Марсу преживела више од 15 година.

Данас постоји осам свемирских летелица светских свемирских агенција на Марсу или су у орбити, са прегршт постављеним за лансирање следеће године, укључујући НАСА-ин ровер Марс 2020. Граница коју су покорили роботски истраживачи Марс је мало сличан планети какву смо познавали 2000. године, када је замишљена мисија МЕР. У то време је једна свемирска летелица обилазила црвену планету: усамљени Марс Глобал Сурвеиор. Две НАСА-ине две претходне, одмерене мисије на Марс обе су пропале. Марс Полар Ландер срушио се на планету, а Марс Цлимате Орбитер је нестао, или је изгорео у марсовској атмосфери или се одселио у свемир.

Буилдинг Оппи НАСА инжењери који инсталирају соларне панеле на роверу Оппортунити, 10. фебруара 2003. (НАСА / ЈПЛ)

МЕР је дошао након неуспелих предлога мисије од Раиа Арвидсона, професора са Универзитета Васхингтон у Ст. Лоуису; Ларри Содерблом из америчког Геолошког завода; и Стеве Скуирес, професор са Универзитета Цорнелл. Сваког од њих тројице претукао је Давид Паиге са Калифорнијског универзитета у Лос Анђелесу, чији је несрећни Марс Полар Ландер изабран за лет од стране НАСА.

„Током састанка [Америчке геофизичке уније] зауставио сам Стевеа у ходнику, “ каже Арвидсон. „Рекао сам:„ Ја сам прилично болестан губитник. А што се тебе тиче?' И то је био почетак. “Арвидсон, Скуирес и Содерблом спојили су своје различите тимове и кренули у писање заједничког предлога да се ровер на Марсовској површини.

"Пре Духа и Прилике, постојао је осећај чежње да се попне на површину како бисмо разумели шта нам говоре орбитални подаци", каже Арвидсон. „Видети Марс са четири стотине километара изнад површине различито је од гледања стенских текстура и попречних постељина и величина честица и детаља минералогије и скупљања камења. Тако радимо геологију на Земљи. Било би веома тешко схватити Земљу на начин на који то радимо само из орбиталних података - можда и немогуће. “

Било је потребно пет покушаја да се утврди предлог за мисију, који је напокон еволуирао у један Марс Марс за истраживање. Скуирес, главни истраживач мисије, на крају је уверио Дан Голдина, тадашњег администратора НАСА-е, да пошаље два ровера у случају да један не успе.

Оппи Лаунцх 7. јула 2003., НАСА је лансирала свој други Марс истраживачки ровер, прилика, на броду Делта ИИ. (НАСА)

Два истраживача роботике изграђена је од НАСА-ине лабораторије за млазни погон (ЈПЛ), која је претходно слетила на свемирски брод Марс Патхфиндер и његов пратећи ровер Сојоурнер. Патхфиндер, који је трајао 85 дана, био је изузетно успешан у јавној машти. Његов мали веслач Сојоурнер прешао је огромних сто метара - што је било сто метара даље од ичега што је икада раније веслао на Марсу. Мисија је дошла од 150 милиона долара, а „брже, боље, јефтиније“ постала је агенција мантра. Након неуспеха Марс Полар Ландер и Марс Цлимате Орбитер, инжењери су мрачно додали мантру: "... одаберите два."

МЕР би постао мисија у износу од 820 милиона долара за оба ровера - изградња кроз главну мисију - што је била невероватна погодба, посебно имајући у виду неочекивану дуговечност свемирског брода. (За поређење, Викинги 1 и 2, лансирани 1975., били су земљорадници са више милијарди долара када су прилагођени за инфлацију.)

У лето 2003. године, са небеском механиком повољном и небом над ртом Цанаверал чистим, две свемирске летелице напустиле су Земљу у свом новом дому на другом свету.

Точкови на земљи

„Када сам био у средњој школи, ови ровери су слетели“, каже Хеатхер Јустице, водећа возачица ровера за „Оппортунити“ у ЈПЛ. „То је била прва велика НАСА ствар коју сам видео да ми је заиста помогло да размишљам о раду у свемиру или роботизацији. И сећам се да сам тада размишљао, можда ћу једног дана урадити тако нешто. Нисам мислила да ће то бити та мисија. Они су требали трајати само 90 дана! "

Сваки ровер слетио је користећи надзвучни падобран да успори, а затим ваздушне јастуке који су пукли према ван са свих страна пре него што се свемирски брод сударио са планетом. Ровери су погодили Марс као најмање деструктивне метеорите на свету, скачући и прелазећи преко површине планете као пар коцкица у игри неких великана. Прилика се на крају населила у кратеру Орао на Меридиани Плануму.

Оппи Ландинг НАСА-ина прилика за истраживање Марса на Марсу стекла је овај поглед на сопствени топлотни штит током Роверсовог 325. мартовског дана (22. децембра 2004.). Главна конструкција са успешно коришћеног штита је крајње лево. Додатни фрагменти топлотног штитника налазе се у горњем центру слике. Ознака удара топлотног штитника видљива је тачно изнад и десно од сенке предњег дела камере јарбола Оппортунити. Овај приказ је мозаик три слике снимљене роверовом навигацијском камером. (НАСА / ЈПЛ)

„Није било гаранција за успех у тим слетовима“, каже Венди Цалвин, члан научног тима МЕР који се придружио пројекту годину дана пре него што је свемирска летјелица лансирана. „Управо смо откинули ова два ужасна неуспеха и постојао је прави осећај да би то могао бити још један. Толико смо успешно демонстрирали свој инжењеринг, толико пута од тада да људи заборављају да смо 2004. године били на тенторуку питајући се како ће све то ићи. Нико није предвидио да ће слети бити тако спектакуларно успешни као што су били. "

Пре мисије, објашњава она, планетарни научници имали су одређене идеје о Марсу, како је функционисао као планета и како је изгледао са површине. „Прве слике доле са места слетања у Прилику биле су заиста невероватне јер је била тако другачија планета“, каже она. „Разговарао сам са јавношћу пре слетања и рекао да се нећу изненадити ако личи на место слетања Сојоурнера или на место викинга. Али локација за слетање Оппортунитиа била је заиста, заиста другачија. И то је било стварно цоол. "

Научни тим изабрао је слетање у Меридиани јер је Марс Глобал Сурвеиор пронашао спектралне доказе о кристалном хематиту на тој локацији. "У то време је било доста расправа о томе шта је узрок томе", каже Цалвин. „Да ли је то била интеракција камен-вода? Да ли је то било вулканско? Мислим да уопште нисмо разумели историју Марса и водени циклус. Било је толико много детаља у геолошкој историји него што смо предвиђали пре мисије. "

Хематит је гвожђе-оксид, који се обично руди на Земљи као руда. Будући да се минерални облици из водених интеракција на овој планети надају да би на Меридијани некада могла бити воде. Почетком 2000-их неки научници очекивали су да ће на површини наћи велике комаде хематита. Оно што је тамо чекало било је мало необичније: сићушне сивкасте сфере димензиониране у милиметрима и уграђене у пешчењак распоређен по површини. Научници су их назвали боровницама, захваљујући њиховој плавој нијанси на сликама лажне боје, а они - нису балвани - били су извор хематита откривеног из орбите. Наслаге су вероватно настале протоком воде кроз пешчењак, а затим су откривене временским неприликама. Био је то (метафорични) геолошки рудник злата, докази који наговештавају да је ово место некада било топло и влажно.

Боровнице Мале сфере на површини Марсовца на овој крупној слици налазе се близу крама Фрама, који је НАСА посетила прилика за истраживање експлоатације Марс током априла 2004. Ово су примери минералних бетона званих "боровнице". Истраживање прилика о бетонима богатим хематитима током тромјесечне премијере ровера почетком 2004. године пружило је доказе о воденом древном окружењу. (НАСА / ЈПЛ-Цалтецх / Цорнелл / УСГС)

"Из орбите је обична!", Каже Арвидсон. „Нисмо имали појма шта је таложење околине. Потребно је спуштање тамо и гледање камења на скали зрна, тражење слојева и пукотина блата и свега осталог што са орбите не можете. Посебно ... пратећи воду и доћи до њеног становања, не можете то да урадите на потпун начин из орбиталних података. "

„За мене“, каже Цалвин, „две велике спознаје су да се хематитски потпис откривен из орбите налази у овим сферама и да смо, Духом, пронашли места која су у основи била вулкански отвори са готово чистим силицијум-диоксидом.“ Последњи сматрају, укључивање топле воде у интеракцију са стијеном, било би погодно за становање - могући животни екосустав на Марсу пре милионе и милионе година, чија сенка остаје и данас као ожиљци и суптилни трагови уграђени у стијену.

Иде растојање

Силицијум је откривен случајно, неупадљиви споредни ефекат неисправног точка на ровер Спирит-у. Точак се заглавио, а док се осталих пет точака вукло са собом, у марсовску прљавштину урезао се необичан, бели ров. Оба ровера имала су проблема са истим точком, било у ротацији или у управљању, према Бил Нелсону, инжењерском менаџеру за пројекат МЕР. „На Духу се десни предњи точак не би окренуо, већ би управљао. Прилика би се окренула, али не би кренула. Дакле, предали смо научној лекцији НАСА која је рекла да би требало да почнемо да остављамо лош шести точак и да у будућности правимо само роваре са петом котачима.

Након прегледа извештаја, Нелсон каже, "убрзо смо открили да НАСА нема мерљив смисао за хумор."

Спирит Солар Панелс Аутопортрет НАСА-иног Марс Екплоратион Ровер Спирит показује како соларни панели и даље блистају на марсовском сунчевом светлу и носе само танки фурнир прашине две године након што је ровер слетио и започео истраживање црвене планете. (НАСА / ЈПЛ-Цалтецх / Цорнелл)

Али, према главном инжењеру, чак су и точкови на роверу дали драгоцени увид у дисциплину терамеханике, кључ за вожњу на другим планетима. „То је помало езотерично подручје машинског инжењерства где проучавате интеракцију између точкова и терена и како ствари постају уграђене или испрекидане, или како се крећу, клизну и тако даље. Између нашег моделирања и искуства дали смо стварни допринос тамо. "

Прилика баца дугу сенку на све наредне Марс ровере, постављајући златни стандард ЈПЛ инжењеринга. Прилагођене верзије софтвера за мобилност користе се на роверима Цуриосити и предстојећем Марсу 2020. Петнаест година пажљивог мерења марсовске прашине и њених ефеката биће непроцењиви за будуће мисије. А онда је ту и издржљивост ровера.

"Поставили смо ванземаљски рекорд по удаљености", каже Нелсон. „Прешли смо више од 45 километара. Скоро две године смо били победници првог Марсовог маратона и очекујем да ћемо задржати тај рекорд још неко време. Искрено не мислим да Цуриосити има пуно наде да ће отпутовати готово колико и ми, и није баш јасно да ће и Марс 2020.

Пређена удаљеност је научни мултипликатор. „Ово је био ровер који је дуго трајао“, каже Јохн Цаллас, менаџер пројекта МЕР у ЈПЛ. „НАСА је имала захтев да бисте постигли пун успех у мисији, морали сте да пређете најмање 600 метара. Стога смо дизајнирали овај роверски систем да пређе километар - и били смо тотално преко месеца да бисмо имали такву способност на Марсу. Никада нисмо замишљали да ћемо успети да пређемо преко 45 километара. До сада смо возили.

Оппи стазе Овај призор са панорамске камере (Панцам) на НАСА-ином истраживању роверских прилика на Марсу гледа уназад према делу западног обруча Ендеавоур Цратера, којим је ровер возио, крећући се према југу, током лета 2014. (НАСА / ЈПЛ-Цалтецх / Цорнелл Унив ./Аризона Државни унив.)

Кратер орао, где је слетила Прилика, геолошки је у периоду Хесперије - средњем периоду историје Марса, отприлике истовремено са архејским Еоном на Земљи. Године 2011, ровер Оппортунити стигао је до кратера Ендеавоур, који је стена Ноацхиан Период, где се може проучавати најстарија геологија на Марсу. Последњих осам година су као бонус мисија, практично треће возило у флоти МЕР. „У одређеном смислу, “ каже Цаллас, „тако што смо досад возили овај ровер, успели смо да се вратимо уназад и проучавамо много старију геологију.“

Један од највећих доприноса овој мисији, каже Цаллас, је нематеријални. Сваког дана научници и инжињери се пробуде и одлазе радити на Марс. Сваког дана се нешто ново сазнаје и Марс постаје мало више део нашег света. „До јануара 2004. имали смо те повремене посете Марсу. Викиншки земљорадници седамдесетих година. Патхфиндер-а 1997. Покушали смо да се вратимо 1999. године са Полар Ландер-ом. Са МЕР-ом не само да смо посетили површину Марса, већ смо и остали тамо. Сваког дана долазе нове информације о површини Марса из неких површинских богатстава. Ушли смо у еру континуираног, свакодневног истраживања површине Марса. "

Петнаест година рада без икаквог сервиса на видику било би запањујуће и успешно растезање за било које возило, а камоли једно котање у неприступачном успону Марса. Танатни, смрзнути, мртви свет који је дочекао Прилику потпуно се променио у очима земаљске. Оно што је некада било инертни месец, али црвени, сада је планета на којој је вода некада текла слободно и у изобиљу. Питање више није: Да ли је Марс био мокар? Прилика ровера омогућила је научницима да уместо тога питају: Да ли је нешто пливало у тим водама и како да је пронађемо?

Како је НАСА-ин прилика Ровер направио Марс део Земље