Rok temu łazik Perseverance NASA przyspieszał, by uderzyć w Marsa, zbliżając się do celu po 290-milionowej, siedmiomiesięcznej podróży z Ziemi.
18 lutego ubiegłego roku statek kosmiczny niosący sondę penetrował marsjańską atmosferę z prędkością 13.000 mil na godzinę. W zaledwie siedem minut – co inżynierowie NASA nazywają „siedmioma minutami terroru” – musiał wystartować Seria manewrów, aby delikatnie leżeć wytrwale na powierzchnimi.
Z powodu kilkuminutowych opóźnień w komunikacji radiowej zakłócających Układ Słoneczny, ludzie, którzy znajdowali się w centrum kontroli misji w NASA Jet Propulsion Laboratory w Kalifornii, tego dnia byli tylko widzami. Jeśli coś pójdzie nie tak, nie będą mieli czasu, aby spróbować to naprawić, a misja o wartości 2,7 miliarda dolarów w poszukiwaniu dowodów na to, że coś żyło na Czerwonej Planecie, skończyłaby się w świeżo wykopanym kraterze.
Ale wytrwałość miała doskonałą wydajność, Wysyłaj ekscytujące materiały wideo do domu, gdy wylądują. NASA dodała do swojej grupy robotów eksplorujących Marsa.
„Samochód spisuje się bardzo dobrze” – powiedziała Jennifer Trosper, dyrektor Perseverance Project.
Dwanaście miesięcy później wytrwałość jest w środku Krater o szerokości 28 mil znany jako Jezero. Z terenu jasno wynika, że ponad trzy miliardy lat temu Jezero było zbiornikiem wodnym mniej więcej wielkości jeziora Tahoe, z rzekami płynącymi z zachodu na zewnątrz na wschód.
Pierwszą rzeczą, jaką zrobił Perseverance, było wdrożenie pomysłowości, małego zrobotyzowanego helikoptera i pierwszej takiej latającej maszyny, która wystartowała na innej planecie. Perseverance zademonstrował również technologię generowania tlenu, która będzie niezbędna, gdy astronauci w końcu dotrą do Marsa.
Następnie łazik wyruszył, by odwrócić się od swoich pierwotnych planów eksploracji, aby zbadać dno krateru, w którym wylądował. Okazuje się, że tamtejsze skały nie spełniają oczekiwań naukowców. Kilka razy napotkałem problemy, gdy próbowałem zebrać rdzenie skalne – cylindry wielkości pałeczek kredowych – które w końcu miały zostać zwrócone na Ziemię w przyszłej misji. Inżynierowie byli w stanie rozwiązać problemy i prawie wszystko działa dobrze.
„To był bardzo ekscytujący, a czasem stresujący rok” – powiedział Joel Horowitz, profesor nauk o Ziemi na Uniwersytecie Stony Brook w Nowym Jorku, członek zespołu naukowego misji. „Tempo pracy było absolutnie niesamowite”.
Po miesiącach przeszukiwania dna krateru zespół misji przygotowuje się teraz do wyruszenia na główne wydarzenie naukowe: eksplorację suchej delty rzeki wzdłuż zachodniego krańca Jezero.
To tutaj naukowcy spodziewają się znaleźć skały osadowe, które mogą zawierać masywne znaleziska, a być może nawet ślady starożytnego życia na Marsie – jeśli istnieje jakiekolwiek starożytne życie na Marsie.
„Delty, przynajmniej na Ziemi, są środowiskami nadającymi się do zamieszkania” – powiedziała Amy Williams, profesor geologii na University of Florida i członek zespołu naukowego Perseverance. „Jest woda. Jest aktywny osad, który jest przenoszony z rzeki do jeziora.”
Takie osady mogą wychwytywać i zatrzymywać cząsteczki węgla związane z życiem. „To doskonałe miejsce do poszukiwania węgla organicznego” – powiedział dr Williams. „Mamy więc nadzieję, że węgiel organiczny z Marsa będzie skoncentrowany w tych warstwach”.
Wytrwałość nigdy nie wylądowała dalej niż milę od delty. Nawet z daleka kamera z sokolim wzrokiem może ujawnić oczekiwane warstwy osadowe. Były też głazy, niektóre wielkości samochodów, siedzące na delcie i głazy, które wlewały się do krateru.
„To wszystko opowiada wspaniałą historię” – powiedział Jim Bell, planetolog z Arizona State University.
Dane potwierdzają, że to, co sugerowały obrazy orbitalne, to delta rzeki, jest rzeczywiście tym i że historia wody jest tutaj złożona. Skały, które prawie na pewno pochodziły z okolicznych wyżyn, wskazują na okresy gwałtownych powodzi w Jezero.
To nie była tylko powolna, delikatna sedymentacja mułu, piasku i błota” – powiedział dr Bell, który służy jako główny badacz zaawansowanych montowanych na maszcie kamer Perseverance.
Kierownicy misji pierwotnie planowali udać się prosto do delty z miejsca lądowania. Ale łazik zjechał w miejsce, gdzie bezpośrednia droga była zapchana wydmami, których nie mogła przejść.
Byli zdumieni formacjami geologicznymi na południu.
„Dotarliśmy do zaskakującej lokalizacji i osiągnęliśmy to, co najlepsze” – powiedział Kenneth Farley, geofizyk z Caltech, który pełni funkcję naukowca prowadzącego badania.
Ponieważ Jezero jest kraterem, który kiedyś był jeziorem, można by oczekiwać, że jego dno to głazy utworzone z osadów, które osiadły na dnie.
Ale na pierwszy rzut oka brak warstw oznacza, że „nie wygląda na wyraźnie osadowy” – powiedziała Catherine Stack-Morgan z Jet Propulsion Laboratory, zastępca naukowca projektu. Jednocześnie nic nie wskazywało na to, że jest pochodzenia wulkanicznego.
Powiedział Nicholas Tosca, profesor mineralogii i petrologii na Uniwersytecie Cambridge w Anglii i członek zespołu naukowego.
Podczas gdy naukowcy i inżynierowie zastanawiali się, czy wybrać się na północ, czy na południe, zespół, który zbudował zrobotyzowany helikopter zwany Pomysłowością, eksperymentował ze swoimi innowacjami.
Helikopter był późnym dodatkiem do misji i miał służyć jako dowód koncepcji latania w rozrzedzonym powietrzu Marsa.
18 kwietnia ubiegłego roku Creativity wspiął się na wysokość 3 metrów, zawisł przez 30 sekund, a następnie wrócił na ziemię. Lot trwał 39,1 sekundy.
W kolejnych tygodniach Ingenuity wykonało jeszcze cztery loty, aby zwiększyć czas, prędkość i prędkość.
Pomogło to uniknąć marnowania czasu na podjeżdżanie do niezwykłych skał, które ciekawie wyglądały na zdjęciach z orbity.
„Wysłaliśmy helikopter i zobaczyliśmy zdjęcia, które wyglądały bardzo podobnie do tego, czym byliśmy” – powiedziała Trosper. „Więc zdecydowaliśmy się nie prowadzić”.
Helikopter nadal leci. Właśnie zakończył swój dziewiętnasty lot i nadal jest w świetnej formie. Baterie nadal się ładują. Śmigłowiec zademonstrował swoją zdolność do latania w chłodniejsze i cieńsze dni w miesiącach zimowych. Udało mu się usunąć większość pyłu, który spadł na nią podczas burzy piaskowej w styczniu.
„Wszystko wygląda na zielone na całym świecie” – powiedział Theodore Tzanitos, który kieruje zespołem ds. innowacji w JPL.
Badając skały na południe od miejsca lądowania, naukowcy rozwiązali niektóre ze swoich zagadek, gdy łazik użył swoich wierteł do szlifowania płytkich otworów w dwóch z nich.
„O mój Boże, to wygląda na wulkaniczne”, powiedział dr Stack Morgan, przypominając sobie jej reakcję. „Dokładnie to, czego można się spodziewać po bazaltowej lawie”.
Instrumenty noszone przez Perseverance do badania składników skał marsjańskich mogą dokonywać precyzyjnie określonych pomiarów na częściach skały tak małych jak ziarnko piasku. Kamery na ramieniu robota mogą robić zbliżenia.
Obserwacje te ujawniły duże ziarna oliwinu, minerału magmowego, który może gromadzić się na dnie dużego strumienia lawy. Kolejne pęknięcia pojawiły się między ziarnami oliwinu wypełnionymi węglanem, minerałem powstałym w wyniku interakcji z wodą.
Myślenie teraz jest takie, że dno krateru Jezero jest tą samą skałą magmową bogatą w oliwin, obserwowaną przez orbitujące statki kosmiczne w tym obszarze. Mogła powstać, zanim krater został wypełniony wodą.
Osady z jeziora mogły pokryć skały, a woda przesączyła się przez osady, aby wypełnić szczeliny węglanem. Potem, powoli, przez kilka miliardów lat, wiatry wywiały osad.
Geologom na Ziemi trudno jest pojąć fakt, że rzadkie powietrze na Marsie może powodować erozję wielu skał.
„Nie można znaleźć krajobrazów zbliżonych do tych na Ziemi” – powiedział dr Farley.
Najbardziej niepokojący moment w ciągu pierwszego roku miał miejsce podczas pobierania próbek skał. Od dziesięcioleci planetolodzy marzyli o sprowadzeniu fragmentów Marsa na Ziemię, gdzie mogliby je badać przy użyciu najnowocześniejszego sprzętu w laboratoriach.
Wytrwałość to pierwszy krok do urzeczywistnienia tego marzenia poprzez wykopanie rdzeni skalnych i uszczelnienie ich w rurach. Jednak łazik nie ma sposobu na uzyskanie próbek skał z Marsa iz powrotem na Ziemię; kto czeka? Kolejna misja znana jako powrót próbki MarsaJest to współpraca między NASA a Europejską Agencją Kosmiczną.
Podczas opracowywania wiertła wytrzymałościowego inżynierowie przetestowali je przy użyciu różnych skał gruntowych. ale wtedy Pierwsza skała na Marsie, którą próbowałem wytrwać w kopaniu Okazuje się, że różnią się one od wszystkich skał Ziemi.
Skały w ich rdzeniu zmieniły się w pył podczas wiercenia i wysunęły się z rury. Po kilku sukcesach kolejna próba wykopu napotkała problemy. Żwir spadł z rury do niewygodnej części łazika – okręgu, w którym przechowywane są wiertła – i wymagało to tygodni rozwiązywania problemów, aby usunąć gruz.
„To było ekscytujące i niekoniecznie w najlepszy sposób” – powiedział dr Stack Morgan. „Reszta eksploracji poszła naprawdę dobrze”.
Perseverance w pewnym momencie zrzuci niektóre próbki skał dla łazika na powrotną misję na Marsa. Ma to zapobiec koszmarnemu scenariuszowi śmierci wytrwałości i nie ma możliwości zdobycia skał, które trzyma.
Maksymalna prędkość Perseverance jest mniej więcej taka sama jak Curiosity, łazik NASA dotknął innego krateru w 2012 roku. Jednak ulepszone programy autonomicznej jazdy oznaczają, że może pokonywać dłuższe dystanse w jednym locie. Aby dotrzeć do delty, trzeba wytrwale wrócić do miejsca lądowania, a następnie okrążyć wydmy na północ.
Do delty może dotrzeć pod koniec maja lub na początku czerwca. Kreatywność będzie starała się wyprzedzić wytrwałość.
Helikopter leci szybciej niż łazik, ale po każdym locie jego panele słoneczne muszą przez kilka dni pochłaniać światło słoneczne, aby naładować akumulatory. Wytrwałość, wzmocniona ciepłem z dużej masy plutonu, może prowadzić dzień po dniu.
Jednak helikopter może być w stanie skrócić sobie drogę przez wydmy.
„Planujemy dotrzeć do delty” – powiedział pan Tzanitos. „I rozmawiamy o tym, co dzieje się za deltą rzeki”.
Dodał jednak, że każdy dzień może być ostatnim dniem blasku, który ma trwać tylko miesiąc. „Masz nadzieję, że masz szczęście kontynuować latanie, a my będziemy kontynuować tę passę tak długo, jak to możliwe” – powiedział.
Kiedy Perseverance dotrze do delty, najbardziej ekscytującym odkryciem będą obrazy tego, co wyglądało na mikroskamieniałości. W tym przypadku „musimy zacząć się zastanawiać, czy niektóre kulki materii organicznej układają się w kształt, który podkreśla komórkę” – powiedziała geobiolog z MIT Tanya Bosak.
Jest mało prawdopodobne, aby wytrwały dostrzegł coś jednoznacznego ze szczątków żywej istoty. Dlatego tak ważne jest sprowadzenie skał z powrotem na Ziemię w celu dokładniejszego zbadania.
Dr Bossack nie ma zdecydowanej opinii na temat tego, czy na Marsie istnieje życie.
„Naprawdę staramy się wejść, kiedy mamy bardzo małą wiedzę” – powiedziała. „Nie mamy pojęcia, kiedy procesy chemiczne połączyły się, tworząc pierwszą komórkę. Więc może patrzymy na coś, co dopiero uczyło się, jak wygląda życie”.