NASA Perseverance rover gatavojas sākt meklēt dzīvību uz Marsa

Mākslinieka atveidojums par Perseverance rovera nolaišanos uz Marsa. NASA / JPL

NASA amatpersonām ir izteiciens par to, kā ir nolaist roveru uz Marsa: septiņas šausmas minūtes. Miljons lietu var noiet greizi, kad kosmosa kuģis iekļūst Marsa atmosfērā un mēģina droši izkļūt uz virsmas. Drāmu vēl saspringtāku padara 11 minūšu kavēšanās komunikācijā starp planētām. 18. februārī, kad Perseverance roveris nolaidīsies uz Marsa virsmu, misijas vadībai nebūs ne jausmas, vai tas izdevās vai neizdevās, kamēr tas nav noticis.

Šajā biznesā nav nekādu garantiju, otrdien žurnālistiem sacīja misijas Mars Perseverance projektu vadītāja vietniece Dženifera Trospere. Bet es jūtos lieliski. Viņa ir veca roka šajā nervus kutinošajā pieredzē, piedzīvojusi to kopā ar Perseverance priekšgājējiem Curiosity, Spirit un Opportunity.

Ja tas izdosies, Perseverance izpētīs Jezero krāteri, bijušo Marsa ezera gultni, kurā var atrasties senās dzīves pārakmeņojušās atliekas. Bet tam vispirms ir jāpielīmē piezemēšanās.

Nosēšanās

Septiņu terora minūšu tehniskie termini ir iebraukšana, nolaišanās un nosēšanās jeb EDL. Tas sākas, kad kosmosa kuģis iekļūst Marsa augšējā atmosfērā ar ātrumu aptuveni 20 000 kilometru stundā (12 500 jūdzes stundā) un saskaras ar strauji pieaugošu temperatūru. Neatlaidību aizsargā siltuma vairogs un apvalks, kā arī 28 sensoru komplekts, kas uzrauga karstās gāzes un vēju. Maksimālā temperatūra sasniedz 1300 °C (2400 °F).

Apmēram četras minūtes līdz EDL — aptuveni 11 kilometru (septiņas jūdzes) virs virsmas un joprojām ar ātrumu aptuveni 1500 km/h (940 jūdzes/h) krītot zemē —, roveris izvērš 21 metra izpletni. Kosmosa kuģis atbrīvosies no karstuma vairoga. drīzumā. Zem tā atrodas daudzi citi radara instrumenti un kameras, kas tiks izmantotas, lai kosmosa kuģis novietotu drošā vietā. Programmatūra ar nosaukumu Terrain-Relative Navigation apstrādā kameru uzņemtos attēlus un salīdzina tos ar iebūvētu topogrāfisko karti, lai noskaidrotu, kur atrodas kosmosa kuģis un uz kurām potenciālajām drošām vietām tam vajadzētu doties.

Pēc nedaudz mazāk nekā sešām minūtēm EDL un aptuveni divus kilometrus gaisā, ārējais apvalks un izpletnis atdalās no rovera, un Perseverance dodas tieši uz zemi. Nolaišanās posms (piestiprināts rovera augšpusē) izmanto savus dzinējus, lai atrastu drošu vietu 10 līdz 100 metru attālumā no pašreizējās kritiena vietas, un palēninās līdz aptuveni 2,7 km/h (1,7 jūdzes stundā). Neilona auklas nolaišanās posmā nolaiž roveri zemē no 20 metriem (66 pēdām) gaisā. Kad roveris pieskaras zemei, auklas tiek pārrautas un nolaišanās posms aizlido, lai no droša attāluma ietriektos zemē. Neatlaidība tagad ir savās jaunajās mājās.

Skats uz Jezero krāteri. Kreisajā pusē ir minerālu atradņu spektrālā karte, ko veidojusi ūdens aktivitāte pagātnē. Labajā pusē ir apdraudējuma karte, kas izveidota, lai ilustrētu augstu nelīdzenu reljefu, no kura Perservance centīsies izvairīties nolaižoties.

NASA

Zinātne

Gars un iespēja mums palīdzēja labāk izprast ūdens vēsturi uz Marsa un zinātkāri atrada pierādījumus par c omplex organiskās vielas — ar oglekli bagātas molekulas, kas ir dzīvības izejvielas. Kopā šie pierādījumi mums liecināja, ka Marss agrāk varēja būt apdzīvojams. Neatlaidība spers nākamo lielo soli: meklē senās ārpuszemes dzīves pazīmes .

Kāpēc Jezero krāteris? Tā ir bijusī ezera gultne, kas ir 3,8 miljardus gadu veca. Agrāk upe tajā ienesa ūdeni, un tā atrodas upes deltā, kur nogulumos varēja nogulsnēties ar bioloģisko dzīvi saistītie saglabājušies organiskie savienojumi un minerāli.

Divdesmit trīs Perseverance kameras pētīs Marsu, lai atrastu dzīvības pierādījumus. Vissvarīgākā no tām ir Mastcam-Z kamera, kas var uzņemt stereoskopiskus un panorāmas attēlus un tai ir ārkārtīgi augsta tālummaiņas iespēja, lai izceltu mērķus (piemēram, augsnes rakstus un vecus nogulumu veidojumus), kas ir pelnījuši rūpīgāku izpēti; SuperCam, kas var izpētīt ķīmisko un minerālu sastāvu klintī, un tai ir mikrofons, kas tiks izmantots, lai klausītos Marsa laikapstākļus; un PIXL un SHERLOC spektrometri, kas meklēs sarežģītas molekulas, kas norāda uz bioloģiju. SHERLOC Watson kamera veiks arī dažus mikroskopiskus attēlus līdz 100 mikronu izšķirtspējai (diez vai lielāka par cilvēka mata platumu).

Saistīts stāsts

Šis ir pirmais NASA Perseverance Marsa rovera uzņemtais attēls. Tagad sākas dzīvības medības.

Pēc nolaišanās pārdzīvošanas roveris nosūtīja atpakaļ šo attēlu no Marsa virsmas.

Brionija Horgana, planētu zinātniece no Purdjū universitātes, kas ir daļa no Mastcam-Z komandas, saka, ka zinātniekus visvairāk interesē atrast organiskās vielas, kas ir vai nu ļoti koncentrētas, vai varētu būt tikai bioloģiskas aktivitātes rezultāts. piemēram, stromatolīti (fosilizētas atliekas, ko rada baktēriju slāņi). Ja mēs atrodam konkrētus modeļus, to varētu kvalificēt kā bioparakstu, kas liecina par dzīvību, viņa saka. Pat ja tas nav koncentrēts, ja mēs to redzam pareizajā kontekstā, tas varētu būt patiešām spēcīga īstā bioparaksta pazīme.

Pēc Perseverance nolaišanās inženieri pavadīs vairākas nedēļas, pārbaudot un kalibrējot visus instrumentus un funkcijas, pirms sāksies nopietna zinātniskā izpēte. Kad tas būs beidzies, Perseverance pavadīs vēl pāris mēnešus, braucot uz pirmajām Jezero krātera izpētes vietām. Mēs varētu atrast pierādījumus par dzīvību uz Marsa jau šovasar, ja tā kādreiz būtu tur.

Jauna pasaule, jaunas tehnoloģijas

Tāpat kā jebkura jauna NASA misija, Perseverance ir arī platforma, lai demonstrētu dažas no vismodernākajām tehnoloģijām Saules sistēmā.

Viena no tām ir MOXIE — neliela ierīce, kas cenšas pārvērst oglekļa dioksīda smago Marsa atmosfēru izmantojamā skābekli, izmantojot elektrolīzi (elementu atdalīšanai izmantojot elektrisko strāvu). Tas jau ir darīts uz Zemes, taču ir svarīgi pierādīt, ka tas darbojas uz Marsa, ja mēs ceram, ka kādu dienu cilvēki tur varēs dzīvot. Skābekļa ražošana varēja ne tikai nodrošināt Marsa koloniju ar elpojošu gaisu; to varētu izmantot arī šķidrā skābekļa iegūšanai raķešu degvielai. MOXIE vajadzētu būt apmēram 10 iespējām iegūt skābekli Perseverance pirmajos divos gados, dažādos gadalaikos un diennakts laikos. Katru reizi tas darbosies apmēram stundu, vienā sesijā saražojot 6 līdz 10 gramus skābekļa.

Ir arī Ingenuity, 1,8 kilogramus smags helikopters, kas varētu veikt pirmo kontrolēto lidojumu ar dzinēju, kāds jebkad veikts uz citas planētas. Ingenuity izvietošana (kas atrodas zem rovera) prasīs apmēram 10 dienas. Tās pirmais lidojums būs aptuveni trīs metrus gaisā, kur tas lidos aptuveni 20 sekundes. Ja tas veiksmīgi lidos Marsa īpaši plānā atmosfērā (1% tikpat blīvs kā Zemes), Ingenuity būs daudz vairāk iespēju lidot citur. Divas helikoptera kameras palīdzēs mums redzēt tieši to, ko tas redz. Pats par sevi Ingenuity nebūs izšķiroša nozīme Marsa izpētē, taču tā panākumi varētu pavērt ceļu inženieriem domāt par jauniem veidiem, kā izpētīt citas planētas, kad nepietiks ar roveru vai nolaižamo ierīci.

Neviena no šīm demonstrācijām nebūs neatlaidības telts brīdis. Galvenais uzdevums misijā, kuras īstenošanai var būt nepieciešami 10 gadi, būs Marsa augsnes paraugu atgriešana uz Zemi. Neatlaidība urbsies zemē un savāks vairāk nekā 40 paraugus, no kuriem lielākā daļa tiks atgriezti uz Zemi kopīgas NASA un ESA misijas ietvaros. NASA amatpersonas norāda, ka šī misija varētu notikt vai nu 2026. vai 2028. gadā, kas nozīmē, ka agrākais laiks, kad tie varētu tikt atgriezti uz Zemi, ir 2031. gads.

Šādu paraugu vākšana nav mazs sasniegums. Robotikas uzņēmums Maxar izveidoja paraugu apstrādes iekārtu (SHA), kas kontrolē urbšanas mehānismu, kas savāc Marsa augsnes serdes no zemes. Uzņēmumam bija jāizveido kaut kas, kas darbojās autonomi, ar aparatūru un elektroniku, kas varētu izturēt temperatūras svārstības no -73 °C (100 °F) naktī līdz vairāk nekā 20 °C (70 °F) dienas laikā. Un pats galvenais, tai bija jāveido kaut kas tāds, kas varētu cīnīties ar Marsa putekļiem.

Kad jūs runājat par kustīgu mehānismu, kuram ir jāpieliek spēks un jāiet tieši tur, kur tas ir nepieciešams, jums nevar būt, ka sīka putekļu daļiņa aptur visu izrādi, saka Lūsija Kondakjana, Maxar robotikas galvenā menedžere. . SHA, kas atrodas zem paša rovera, ir pakļauts tonnām putekļu iedarbībai, ko rada rovera riteņi vai urbšana. Dažādiem jauninājumiem vajadzētu palīdzēt tai izturēt šo problēmu, tostarp jaunas smērvielas un metāliska akordeona konstrukcija tā kustībai uz augšu un uz leju.

Tomēr, lai pierādītu, ka kāda no šīm lietām darbojas, roveram ir jānokļūst Marsā vienā gabalā.

Tas nekad nenoveco, saka Kondakjans. Esmu tikpat nervozs kā iepriekšējās misijās. Bet tas ir labs satraukums — aizrautība to darīt vēlreiz.

paslēpties