NASAs Mars 2020 vil vise et spor for mennesker

Da en kvindelig astronaut første gang sætter foden på månen i 2024, det historiske øjeblik vil repræsentere et skridt i retning af endnu en NASA-først:til sidst at sætte mennesker på Mars. NASAs seneste robotmission til den røde planet, Mars 2020, har til formål at hjælpe fremtidige astronauter til at modstå det ugæstfrie landskab.

Mens det videnskabelige mål for Mars 2020-roveren er at lede efter tegn på gammelt liv - vil det være det første rumfartøj til at indsamle prøver af Mars-overfladen, cache dem i rør, der kunne returneres til Jorden på en fremtidig mission - køretøjet inkluderer også teknologi, der baner vejen for menneskelig udforskning af Mars.

Atmosfæren på Mars er for det meste kuldioxid og ekstremt tynd (ca. 100 gange mindre tæt end Jordens), uden åndbar ilt. Der er intet vand på overfladen at drikke, enten. Landskabet fryser, uden beskyttelse mod solens stråling eller mod forbigående støvstorme. Nøglerne til overlevelse vil være teknologi, forskning og test.

Mars 2020 vil hjælpe på alle disse fronter. Når den lanceres i juli 2020, rumfartøjet vil bære de nyeste videnskabelige og tekniske værktøjer, som samles, da roveren bygges ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. Her er et nærmere kig.

Touchdown

Hver landing på Mars giver mulighed for læring. Med Mars 2020, det inkluderer, hvordan rumfartøjets varmeskjold og faldskærm fungerer i planetens atmosfære, og hvor godt dens radar kan fornemme overfladen, der nærmer sig. Sensorer i rumfartøjets aeroshell (kapslen, der omslutter roveren) vil studere, hvordan den opvarmes og præsterer under atmosfærisk adgang. Disse Mars Entry, Descent and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2) sensorer kan hjælpe ingeniører med at forbedre deres landingsdesign til store nyttelaster som astronautudstyr og habitater.

Landing af en rover som denne giver også NASA mere erfaring med at sætte et tungt rumfartøj på overfladen af ​​Mars; udfordringen med at lande i den tynde Mars atmosfære skalerer med masse. Det første bemandede rumfartøj vil være titanisk til sammenligning, bærer livsstøttesystemer med sig, forsyninger og afskærmning.

Endelig, Mars 2020 har et styresystem, der vil tage et skridt mod sikrere landinger. Kaldet terrænrelativ navigation, dette nye system finder ud af, hvor rumfartøjet er på vej hen ved at tage kamerabilleder under nedstigning og matche vartegn i dem til et forudindlæst kort. Hvis rumfartøjet driver mod farligt terræn, det vil omdirigere til et sikrere landingsmål.

Terræn relativ navigation gjorde det muligt for 2020-teamet at vælge et landingssted, Jezero krater, det blev anset for at være for risikabelt til tidligere missioner. Denne form for autonom vejledning kan vise sig at være afgørende for at lande mennesker sikkert. Det ville også være nyttigt til at lande udstyr i flere fald foran en menneskelig besætning.

Ilt

At leve på Mars vil kræve en konstant forsyning af ilt, hvilket ville være dyrt at transportere fra Jorden i de nødvendige mængder. En terningformet enhed kaldet Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) udforsker et pladsbesparende alternativ, der omdanner kuldioxid - som udgør omkring 96% af Mars atmosfære - til ilt. Selvom MOXIE er en lille demonstration, håbet er, at dets teknologi kan udvikle sig til større og mere effektive iltgeneratorer i fremtiden. Disse ville gøre det muligt for astronauter at skabe deres egen åndbare luft og ville give ilt til at forbrænde raketbrændstof, der er nødvendigt for at returnere mennesker til Jorden.

Vigtigere, MOXIE's efterkommere ville spare værdifuld plads på det første bemandede køretøj til Mars. Det ville ikke kun give mere plads til forsyninger, det kan også reducere omkostningerne og vanskelighederne ved at komme fra Jorden til Mars.

Vand

Satellitter, der kredser om den røde planet, kigger regelmæssigt under jorden ved hjælp af radar, men Mars 2020 bærer en jordgennemtrængende radar kaldet Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment (RIMFAX), der vil være den første, der opereres på Mars-overfladen. Mars 2020-forskere vil bruge deres billeder i høj opløsning til at se på begravet geologi, som gamle søbede. Men sådan en radar kunne en dag bruges til at finde lagre af underjordisk is, som astronauter kunne få adgang til for at skaffe drikkevand. Det er usandsynligt, at Jezero Crater har sådanne caches, men mange findes andre steder på Mars.

Rumdragter

Støv og stråling er en del af enhver Mars vejrudsigt. Støv blæser overalt, holde sig til rumfartøjer og dække solpaneler. Og fordi planeten ikke har et magnetfelt, som Jorden gør, solens stråling bader Mars-overfladen. Jordens og Mars kredsløb passer bedst til interplanetariske rejser hvert andet år, hvilket betyder, at de første astronauter på den røde planet sandsynligvis vil udholde lange eksponeringer for stråling.

For at hjælpe ingeniører med at designe rumdragter til at beskytte astronauter fra elementerne, NASA sender fem prøver af rumdragtsmateriale sammen med et af Mars 2020's videnskabelige instrumenter, kaldet Scanning af beboelige miljøer med Raman &luminescens for organiske stoffer og kemikalier (SHERLOC). Et stykke af en astronauts hjelm og fire slags stof er monteret på kalibreringsmålet for dette instrument. Forskere vil bruge SHERLOC, samt et kamera, der fotograferer synligt lys, at studere, hvordan materialerne nedbrydes i ultraviolet stråling. Det vil markere første gang rumdragtsmateriale er blevet sendt til Mars til test og vil give en vigtig sammenligning for igangværende test på NASAs Johnson Space Center.

Ly

Mennesker, der udforsker den røde planet, har brug for mere end gode rumdragter; de får brug for et sted at bo. Mars 2020 vil indsamle videnskab, der kan hjælpe ingeniører med at designe bedre shelters til fremtidige astronauter. Ligesom NASAs Curiosity rover og InSight lander, 2020 har vejrinstrumenter til at studere, hvordan støv og stråling opfører sig på alle årstider. Denne pakke af sensorer, kaldet Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), er næste skridt i den slags vejrvidenskab, Curiosity samler på.