Mød udholdenhed, JPLs nyeste Mars-rover

NASAs nyeste Mars-rover hedder Perseverance, og det har allerede levet op til navnet.

Med en vægt på lidt over et ton og fyldt med de mest sofistikerede instrumenter, der nogensinde er sendt til den røde planet, det sekshjulede køretøj har allerede overlevet en forhindring, som ingen tidligere rover har stået over for:en global pandemi.

Efter at have overvundet måneder med usikkerhed, Perseverance er på Kennedy Space Center i Florida, afventer starten på den 309 millioner kilometer lange rejse, der vil føre den til en gammel søbund, der kan indeholde beviser på udenjordisk liv.

På trods af de hidtil usete udfordringer, rumrobotten på 2,4 milliarder dollar forventes at sprænge af sted fra Cape Canaveral Air Force Station allerede torsdag – lige efter planen.

Roveren rejste på tværs af landet fra sin fødeby ved Jet Propulsion Laboratory i La Canada Flintridge i februar. Efter dens ankomst, så mange som 90 NASA-ansatte samledes i et renrum hver dag for at samle igen, teste og på anden måde forberede maskinen i SUV-størrelse til rumflyvningens strabadser.

Selv midt i en ødelæggende sundhedskrise, at arbejdet ikke kan udføres hjemmefra.

"Alle på holdet gjorde deres del og holdt sig sunde, " sagde Luis Dominguez, stedfortrædende elektrisk ledning for missionen på JPL, som har været baseret i Florida siden februar. "Vi var utrolig heldige."

At udskyde lanceringen i blot et par måneder var aldrig en mulighed. Jordens og Mars kredsløb justeres kun én gang hver 26. måned. For at komme til Mars i en rimelig periode med en overskuelig mængde brændstof, roveren skal starte inden for en periode på 20 dage eller deromkring i forhold til den nærmeste tilgang.

"Hvis du savner et planetarisk vindue til Mars, du skal i bund og grund vente to år på den næste mulighed, " sagde Matt Wallace, Vedholdenhed stedfortrædende projektleder hos JPL. "Det er derfor, de andre lande, der lancerer missioner, lancerer dem lige nu."

Hvis alt går efter planen, Vedholdenhed vil bruge syv måneder på at flyve gennem rummet, før den lander i Jezero-krateret i midten af ​​februar. Når først der, det vil hurtigt begynde at søge efter afgørende beviser for, at liv engang blomstrede på Mars.

"Hver tidligere mission har på en eller anden måde set, at Mars engang var beboelig," sagde Katie Stack Morgan, en geolog ved JPL og stedfortrædende projektforsker for den overordnede mission kendt som Mars 2020. "Men med Perseverance tager vi det næste skridt - at lede efter tegn på liv i den gamle klipperekord."

At gøre dette, videnskabsmænd på Jorden vil kigge gennem Perseverances kameraøjne, "søger Jezero for sten, der indeholder mønstre, teksturer og fordeling af kemikalier, der kun kan forklares med biologisk aktivitet.

Roveren vil for det meste jage efter stromatolitter, klippestrukturer, der ligner dem, der blev skabt af mikrobielle måtter på Jorden for milliarder af år siden. Men den vil også opsøge andre indikatorer for tidligere liv, inklusive dem, der kunne være unikke for Mars.

"Vores søgning er solidt baseret på, hvad vi ser i den tidlige jordrockplade, men vi vil også åbne vores sind for, hvordan tegn på liv kan se ud på en anden planet, " sagde Stack Morgan.

Mens Perseverance har til opgave at finde beviser for tidligere liv på Mars, den har ikke evnen til at bevise, at liv faktisk eksisterede.

I stedet, roveren vil bruge en kraftig boremaskine for enden af ​​sin hængslede arm til at bore ind i lovende sten og indsamle kerneprøver, hver på størrelse med en tusch. Disse prøver vil blive forseglet inde i 43 metalrør i roverens mave. Fyldte rør vil sandsynligvis blive deponeret i partier på Mars-overfladen og indsamlet af en anden rover engang i fremtiden, så de kan sendes til Jorden for yderligere undersøgelse.

Det er en lang og kompliceret proces, der kan tage mere end et årti at fuldføre, NASA-ingeniører sagde. Men når det kommer til at erklære fortidens tilstedeværelse af udenjordisk liv, baren er høj.

"For at fremsætte påstanden om, at du har fundet tegn på liv på en anden planet, kræver det den fulde kapacitet hos det terrestriske videnskabssamfund, " sagde Wallace. "Vi kan tage måske 100 pund instrumenter med os på roveren. I et enkelt laboratorium på Jorden kan du have et væld af udstyr."

Perseverance vil også teste nye teknologier, der kan bruges til at støtte eventuelle bemandede missioner til Mars.

Disse omfatter et instrument på størrelse med en lille mikrobølgeovn, der er designet til at lave ilt fra den rigelige mængde kuldioxid i Mars atmosfære. Mars Oxygen In-Situ ressourceudnyttelseseksperiment, eller Moxie, er afhængig af en proces kaldet elektrolyse, der bruger en elektrisk ladning til at drive en kemisk reaktion.

At generere ilt på Mars er en nødvendighed, fordi det ville være upraktisk for en besætning at bringe den med sig fra Jorden, sagde Asad Aboobaker, en systemingeniør og medlem af videnskabsteamet for Moxie på JPL.

Hvis Moxie virker som forventet, det vil generere 6 til 10 gram ilt i timen. Det er en lille brøkdel af de 30 til 40 gram ilt i timen, som NASA budgetterer med for hver astronaut ombord på den internationale rumstation. men Aboobaker sagde, at teknologien er ret nem at skalere op.

Endnu vigtigere, et instrument som Moxie vil sandsynligvis blive brugt til at skabe de 30, 000 kilo ilt, der er nødvendigt for at lave det flydende drivmiddel, der ville raketre fremtidige menneskelige opdagelsesrejsende ud for Mars, når de er klar til at vende tilbage til Jorden.

"Vi ved, hvordan man lander hundredvis af kilogram ting på Mars, vi ved ikke, hvordan man lander 30, 000 kg ting på Mars, " sagde Aboobaker.

Mars 2020-missionen inkluderer også en 4-punds helikopter med tilnavnet Ingenuity, der kunne være det allerførste køretøj, der flyver på Mars. Hvis det virker, fremtidige iterationer kan bruges til at skabe kort over Mars-overfladen i højere opløsning og udforske områder, der ikke er egnede til rovere på hjul.

Fordi Mars-atmosfæren er så tynd - omkring 1 % af tætheden af ​​Jordens atmosfære ved dens overflade - var videnskabsmænd ikke sikre på, at det var muligt at flyve på Mars.

"Fra begyndelsen var der en naturlig skepsis, " sagde Mimi Aung, en ingeniør og projektleder for Ingenuity hos JPL. "Spørgsmålet i starten var ikke hvordan, men hvis."

Aung og hendes team fastslog, at det er muligt at flyve i den tynde Mars-luft, hvis man har stærke knive, der kan dreje utrolig hurtigt. Så på Mars, Ingenuitys klinger vil lave 2400 omdrejninger i minuttet.

Den næste udfordring var at designe et køretøj, der havde alle de nødvendige sensorer, computere og varmeapparater til at fungere på Mars, men var stadig let nok til at blive luftbåren.

"Bare at nå hvor vi er nu er allerede en vigtig milepæl, " sagde Aung.

Efter landing på Mars, Vedholdenhed vil placere opfindsomhed på overfladen, kør derefter et sikkert stykke væk. Helikopteren vil have 30 martsdage, eller sols, at udføre sine eksperimenter, inklusive fem planlagte testflyvninger.

Den første flyvning vil være meget beskeden, med helikopteren, der kun rejser sig 10 fod, flyver omkring tre fod vandret, lander derefter, hvor det startede. Hvis alt går godt, efterfølgende flyvninger vil vare længere, hvor den femte fortsætter i op til 90 sekunder.

"Vi ser dette som en stifinder, der vil bane vejen for fremtidige missioner, " Aung said. "It will be the basis for building much larger vehicles capable of much longer flights."

The mission's descent vehicle is equipped with terrain-relative navigation, a new system that will allow it to spot and avoid hazards when it's time to land.

During the descent, Perseverance will take pictures of the Martian surface and compare them to images stored in its onboard computer. If it recognizes a dangerous spot, it can steer away.

This technology will allow the rover to land at NASA's most high-risk site yet, an area about the size of Lake Tahoe that's littered with potential threats like rocks, dunes and cliffs.

Lake environments are a promising place to look for signs of past life, Stack Morgan said. They likely held standing water for thousands, if not hundreds of thousands, of years—long enough to give life plenty of opportunity to establish itself.

And because they are relatively calm and peaceful environments, they allow sediments to settle gently on the bottom, creating well-preserved sequences of rock and, potentielt, organic matter.

"Every lake we have on Earth is inhabited, just dripping with life, " she said. "We are going there with the expectation that if life was on Mars, it should be there."

The primary mission will last one Martian year—just under two years on Earth—with a budget of $300 million. If the past is any guide, imidlertid, the rover will keep working long after that. (Curiosity has been roving for more than six years beyond its initial 23-month mission.)

If Perseverance succeeds, it will be due in part to the accomplishments of JPL's four previous rovers that have roamed the red planet since 1997.

These include Sojourner, which proved that driving a robot on another planet is indeed possible; the twins Spirit and Opportunity, which discovered evidence that Mars was once flooded with water; and Curiosity, which found that the red planet once harbored the building blocks of life.

With Perseverance, scientists hope to finally show that life on Mars did in fact exist.

©2020 Los Angeles Times
Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.