Blå og guld-satellitter var på vej til Mars i 2024

En interplanetarisk mission ledet af University of California, Berkeley, at sætte to satellitter - kaldet "Blå" og "Guld" - i kredsløb om Mars er blevet officielt godkendt til at forberede opsendelsen i oktober 2024.

Meddelelsen i sidste uge fra NASA betyder, at rumfartøjet i 2026 sandsynligvis vil udforske den røde planets atmosfære og dens interaktion med solvinden.

Kaldet Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (ESCAPADE) missionen, det er kulminationen på to års intenst arbejde udført af forskere ved UC Berkeley's Space Sciences Laboratory (SSL) for at vise det relativt billige rumfartøj - designet, bygge, prøve, integration og opsendelse vil koste mindre end $80 millioner – kan samles på kort tid for at udforske andre planeter. Typiske NASA planetariske missioner kræver ofte mere end ti års forberedelse og kan overstige 1 milliard dollars i omkostninger.

"ESCAPADE og to andre NASA-missioner, der for nylig er godkendt, er eksperimenter for at se, om fremskridt i rumindustrien i løbet af de sidste fem til 10 år kan oversættes til et meget bedre penge for pengene i form af videnskab per dollar, " sagde missionsleder Robert Lillis, SSLs associerede direktør for planetarisk videnskab og astrobiologi. "At sende to rumfartøjer til Mars for de samlede omkostninger på under 80 millioner dollars er bare uhørt, men den nuværende NASA-ledelse tager risikoen."

UC Berkeley-teamet vil arbejde med Rocket Lab, en rumentreprenør baseret i Long Beach, Californien, som skal levere to Photon-rumfartøjer til at huse og understøtte instrumenterne. Det akademiske/industrisamarbejde er et eksempel på, hvad NASA håber at fremme med sit Small Innovative Missions for Planetary Exploration (SIMPLEx) program, designet til at finansiere overbevisende planetarisk rumvidenskab med små satellitter og give flere muligheder for flyveoplevelser til videnskabssamfundet.

Disse missioner repræsenterer "en ny kommerciel, højere risiko, høj belønning måde at gøre tingene på, " sagde Lillis. "I stedet for at bruge 800 millioner dollars for en 95 % chance for succes, kan vi bruge $80 millioner for en 80% chance? Det er, hvad NASA forsøger at finde ud af med disse missioner."

Missionens mål er at indsamle data, der kan hjælpe med at rekonstruere Mars klimahistorie og bestemme, hvordan og hvornår den mistede sin atmosfære, som engang var tæt nok til at give mulighed for rindende vand, herunder floder, søer og muligvis oceaner. ESCAPADE vil også studere ionosfæren på Mars, som kan forstyrre radiokommunikation på overfladen og mellem Jord- og Mars-kolonister.

"Med samtidige topunktsobservationer af solvinden og Mars' ionosfære og magnetosfære, ESCAPADE vil bringe os det første 'stereo' billede af dette meget dynamiske plasmamiljø, " sagde Lillis.

"Denne konstellation af to satellitter på Mars vil besvare store spørgsmål om atmosfæren og solvinden i realtid, " sagde Shannon Curry, projektforsker for missionen ved UC Berkeley.

Rocket Lab, som gik sammen med UC Berkeley i juni, har bygget raketter og rumfartøjsplatforme siden 2006 til civile, forsvars- og erhvervskunder. NASA evaluerede missionens foreløbige design og projektplan og fastslog i sidste uge, at både UC Berkeley og Rocket Lab havde opfyldt alle milepæle - kaldet nøglebeslutningspunkter - der er nødvendige for at forberede opsendelsen. De næste trin omfatter det endelige design af missionen og opbygning af instrumenterne.

"ESCAPADE er en innovativ mission, der viser, at avanceret interplanetarisk videnskab nu er inden for rækkevidde for en brøkdel af de traditionelle omkostninger, og vi er stolte af at gøre det muligt med Photon, " sagde Rocket Labs grundlægger og administrerende direktør Peter Beck i en erklæring. "At passere det centrale beslutningspunkt er en kritisk milepæl i ESCAPADEs udvikling og er et vidnesbyrd om det videnskabelige og tekniske arbejde i verdensklasse hos UC Berkeley og Rocket Lab-holdene. Vi er glade for at modtage grønt lys fra NASA til at fortsætte til flyvning."

Missionen bygger på årtiers erfaring hos SSL med at bygge satellitinstrumenter og flåder af rumfartøjer til at udforske områder omkring Jorden, månen og Mars, med speciale i magnetfeltinteraktioner med vinden af ​​partikler fra solen. Hver af de to satellitter, opkaldt efter UC Berkeleys skolefarver, vil bære instrumenter bygget ved SSL til at måle strømmen af ​​højenergielektroner og ioniserede oxygen- og kuldioxidmolekyler, der undslipper Mars, magnetfeltdetektorer bygget ved UCLA og en sonde til at måle langsommere eller termiske ioner bygget på Embry-Riddle Aeronautical University i Daytona Beach, Florida.

Med tvillingesatellitter, det er muligt at måle forhold samtidigt to steder rundt om på planeten, Lillis sagde, gør det muligt for forskere at forbinde plasmaforhold på ét sted med den undslippende ionflux på et andet. I løbet af missionen, de to satellitter vil skifte position for at kortlægge den øvre atmosfære og magnetosfæren på næsten hele planeten fra en højde på mellem 150 og 10, 000 kilometer.

Da NASA i 2019 blev udvalgt til at modtage $8,3 millioner for et konceptuelt design, ESCAPADE skulle efter planen piggyback ombord på en raket, der lancerede en anden mission, kaldet Psyche, i august 2022. Men den mulighed forsvandt, da løfteraketten blev ændret, og NASA ledte efter en anden mulighed. Agenturet besluttede til sidst at lancere ESCAPADE som en sekundær nyttelast ombord på en anden, endnu ikke valgt kommerciel raket

"For ESCAPADE, vi evaluerer en række samkørselsmuligheder for at muliggøre denne kritisk vigtige videnskab og samtidig sænke omkostningerne, " sagde Alan Zide, programleder for missionen ved NASAs hovedkvarter, i et blogindlæg på NASAs hjemmeside.

Som resultat, mens instrumenterne forbliver uændrede, de skal omkonfigureres til at passe til Photon-platformen.

"Instrumenterne har ikke ændret sig, de videnskabelige mål har ikke ændret sig, men alt fra affyringsrampen til kredsløbet i rummet er helt anderledes, " sagde Lillis. "Vi skal med en helt ny entreprenør, et andet fremdriftssystem og en meget kortere missionsplan for at komme til Mars."

Turen til Mars vil tage omkring 11 måneder, hvorefter Blue og Gold adskilles og starter deres mission.

Lillis sagde, at hans reaktion på NASAs beslutning var "bare uhæmmet glæde og lykke, "men indrømmede, at han ikke vil slappe af før i begyndelsen af ​​2026, "når vi får vores første data fra kredsløb omkring Mars."