To rovere skal rulle på Mars igen:Curiosity og Mars 2020

Curiosity vil ikke være NASAs eneste aktive Mars-rover meget længere. Næste sommer, Mars 2020 vil være på vej mod den røde planet. Mens den nyeste rover låner fra Curiositys design, de er ikke tvillinger:Bygget og administreret af NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, hver har sin egen rolle i den igangværende udforskning af Mars og søgen efter gammelt liv. Her er et nærmere kig på, hvad der adskiller søskende.

Missionerne

Landede i 2004 for at "følge vandet, " tvillingeroverne Spirit og Opportunity opdagede beviser på, at planeten engang var vært for rindende vand, før den blev til en frossen ørken. Men hvornår skete dette og hvorfor?

NASA lancerede den superstore Curiosity-rover for at lære mere. Siden landet i 2012, Nysgerrighed har strejfet Gale Crater, hvilken, det opdagede, indeholdt en sø for milliarder af år siden og et miljø, der kunne have understøttet mikrobielt liv. Roveren jager stadig efter spor relateret til dette miljø, mens den bestiger det 3-mile høje (5-kilometer høje) Mount Sharp, som sidder i Gale Crater og delvist blev dannet af vand.

Nogle 3, 760 miles (6, 050 kilometer) væk, Mars 2020 vil også udforske et landskab formet af vand:Jezero Crater, stedet for et gammelt delta. Men 2020 vil tage det næste videnskabelige skridt:Det vil lede efter faktiske tegn på tidligere liv, eller biosignaturer, indfangning af prøver af sten og jord, der kunne hentes ved fremtidige missioner og returneres til Jorden for dybdegående undersøgelse.

Værktøjerne

Mars 2020's chassis, eller krop, er omkring fem centimeter længere end Curiositys. Det er også tungere, tjekker ind kl 2, 260 pund (1, 025 kg), sammenlignet med Curiosity's 1, 982 pund (899 kg). Vægtforskellen har at gøre med de værktøjer, hver bærer.

Start med robotarmene:Curiosity's strækker sig 7 fod (2,2 meter) og styrer et roterende 65-pund (30-kilogram) tårn udstyret med et videnskabeligt kamera, kemisk analysator og boremaskine. Det omrejsende videnskabelige laboratorium pulveriserer stenprøver og hælder pulveret i dets chassis, hvor to laboratorier kan bestemme klippernes kemiske og mineralske sammensætning.

Mars 2020's arm har samme rækkevidde som Curiositys, men dens tårn vejer mere - 99 pund (45 kg) - fordi den bærer større instrumenter og et større bor til udboring. Boret vil skære intakte klippekerner, i stedet for at pulverisere dem, og de vil blive placeret i prøverør via et komplekst opbevaringssystem.

Øjne og ører

Alle NASAs Mars-missioner har givet offentligheden mulighed for at køre med, mens forskere og ingeniører udforsker planeten. Curiosity har gjort det med 17 kameraer på sin mast, eller hoved, og krop; fire af dem er farvekameraer.

Mars 2020 har 23 kameraer, de fleste af dem farver. Den nye rover inkluderer også "ører" - to mikrofoner til at fange ikke kun de første lyde af en Mars-landing, men også Marsvind og roverens kemisk analyserende laserzaps. Mastcam-Z, en forbedret version af Curiosity's Mast Camera, har en zoom-funktion og vil tage high-definition video og panoramaer.

Hjulene

Curiosity har forberedt Mars 2020's hold til "off-roading" på den røde planet. Da der begyndte at dukke huller i veteranroverens aluminiumshjul, ingeniører indså, at skarpe sten cementeret på Mars-overfladen udøver mere pres på hjulene end forventet. Omhyggelig køreplanlægning, sammen med en softwareopgradering, vil holde dem i form til resten af ​​Curiositys rejse op ad Mount Sharp.

Mens Mars 2020's hjul er lavet af de samme materialer, de er lidt større og smallere, med skind, der er næsten en millimeter tykkere. I stedet for Curiosity's chevronmønstrede trin, eller rytter, Mars 2020 har mere lige og dobbelt så mange pr. hjul (48 versus 24). Omfattende test i JPL's Mars Yard har vist, at disse slidbaner bedre modstår presset fra skarpe sten, men fungerer lige så godt på sand.

Hjernerne

Mars rovere kører ikke selv. Hold af videnskabsmænd og ingeniører sender omhyggeligt programmerede opgavelister til dem i begyndelsen af ​​hver Mars-dag, eller sol. Rover-chauffører på jorden venter derefter på, at køretøjet melder tilbage, før de planlægger den næste køretur. Jo mere en rover kan gøre på egen hånd, jo mere tid drivere har til at programmere nye kommandoer.

Efter Curiosity landede, det tog i gennemsnit 19 timer for roverens team at analysere en dags data, opbygge og teste kommandoer, send derefter disse kommandoer tilbage til roveren. År med finpudsning reducerede den tid, det tager at udvikle hver dags plan til syv timer, og en begrænset grad af auto-navigation har gjort det muligt for Curiosity at tage nogle forsigtige skridt på egen hånd.

Men Mars 2020 har endnu mere selvkørende smarte, giver den mulighed for at beregne en sti fem gange hurtigere, end Curiosity kan. Denne selvkørsel vil være nøglen til at fortætte den tid, det tager for 2020-teamet at planlægge hver dags operationer. Den nye mission har til hensigt at kondensere den daglige drift til kun fem timer. Det hurtigere tempo vil give den mulighed for at dække mere terræn og samle flere prøver i løbet af sin primære mission. Mars 2020 vil ikke bevæge sig hurtigere end sin ældre søskende, men mere automatisering betyder, at den potentielt kan køre længere og indsamle mere videnskab uden at skulle vente på ingeniører tilbage på Jorden.

Landingen

Nysgerrighed forvandlede Mars-landinger med den tilsyneladende radikale "himmelkranmanøvre". Mars 2020 vil stole på den samme proces, men har også en vigtig ny teknologi:Terrain Relative Navigation. En indbygget computer matcher overfladebilleder fra et kamera til et kort for at holde rumfartøjet på målet. I mellemtiden Range Trigger lader roveren komme miles tættere på et ideelt sted, før han affyrer en faldskærm.

De kommende mennesker

NASAs Artemis-program sigter mod at returnere astronauter til Månen inden 2024, forberedelse til fremtidig udforskning af Mars. Hjælper med at bane vejen for mennesker, Curiosity bærer instrumenter, der studerer Mars-miljøet, som overfladestråling og vejr.

Udover at studere vejret, Mars 2020 vil bære rumdragtprøver, giver videnskabsfolk mulighed for at studere, hvordan de nedbrydes. En iltgenerator vil teste teknologi for astronauter til at lave deres eget raketbrændstof fra Mars atmosfære. En underjordisk radar som den på roveren kunne en dag bruges til at finde nedgravet vandis.