Þrautseigjuskot í dag: Skoðaðu leiðangur NASA til Mars

Sjósetja Mars 2020 Perseverance flakkara NASA: Skoðaðu reynslu NASA af fyrri flakkara, hvað verður nýtt með fjórðu kynslóð flakkara og hvers vegna það er svo mikill nýlegur áhugi á Mars.

Myndskreyting af Perseverance flakkara NASA sem starfar á yfirborði Mars. (NASA/JPL-Caltech Laboratory)

Ímyndaðu þér að keyra á einmanaasta vegi í heimi. Fyrir ferðalanginn er þetta heillandi upplifun. Maður getur keyrt tímunum saman án þess að sjá annan bíl eða manneskju. Þar er víðerni, landslag fjalla og dala, opinn himinn fyrir ofan og stórbrotin nótt prýdd stjörnum. Að keyra á Mars er nokkuð svipuð upplifun. Nema það er enginn vegur. Roverinn getur keyrt hvert sem hann kýs og er fær um það. Nema enginn maður eða vél hefur ekið á veginum áður. Það er áhlaupið við að reka flakkara á Mars.

Hver hefur reynsla NASA verið af mörgum kynslóðum Mars flakkara?

Hið ótrúlega ferðalag NASA að keyra á Mars hófst fyrir um 23 árum, árið 1997: þegar Mars Pathfinder Mission með Sojourner flakkanum fór út á Marsjarðveginn. Það var ógleymanleg reynsla að vera hluti af rekstrarteyminu fyrir Mars Pathfinder: verkefni sem sett var saman á mjög þröngum fjárhagsáætlun sem margir héldu að myndi mistakast. Hins vegar myndi Mars Pathfinder ná árangri og myndi í því ferli breyta síðari sögu Mars-könnunar. Þannig myndi NASA halda áfram að senda tvíburana, Spirit og Opportunity, til Mars árið 2003, síðan Curiosity árið 2012 og síðan Perseverance sem áætlað er að verði skotið á loft síðar í dag.

Sojourner flakkarinn, tæknisýningarleiðangur, stóð í 83 daga. Spirit and Opportunity setja nýja hugmyndafræði um langtíma viðveru vélmenna á Mars, sem endist í um það bil 6 og 15 ár, í sömu röð. Curiosity lenti árið 2012: og heldur áfram að starfa í dag. Með hverri flakkakynslóð jókst fjöldi og margbreytileiki vísindatækja. Sojourner var lítill flakkari, næstum eins og leikfang, nokkra fet á lengd og breidd. Spirit og Opportunity voru miklu stærri: á stærð við golfbíl. Forvitni og þrautseigja eru á stærð við lítinn bíl.

Vísindaávöxtun þess að kanna Mars með flakkara hefur verið mjög mikilvæg. Rovers bjóða upp á leið til að rannsaka svæðið í miklu hærri upplausn en hægt er frá geimfari á braut. Að auki eru flakkarar með fjölda tækja, allt frá borum til litrófsmæla til smásjármynda: þessi tæki hjálpa til við að skilja staðbundna jarðfræði eins og jarðfræðingur á vettvangi myndi rannsaka steina á jörðinni. Þar að auki, frá og með Spirit og Opportunity, hafa flakkarar virkað sem hreyfanlegar veðurstöðvar á Mars sem fylgjast stöðugt með breytingum á lofthjúpi Mars í mörg ár.

Með hverri nýrri kynslóð flakkara hefur NASA bætt við nýjum möguleikum og nokkuð öðruvísi tækjabúnaði til að svara mikilvægum vísindalegum spurningum. Dæmi væri að bæta við borvél á Spirit and Opportunity og massarófsmæli, tæki til að mæla samsætur mismunandi frumefna, fyrir Curiosity. Með sjósetningu Mars Perseverance, fjórðu kynslóðar Mars flakkara, mun NASA taka þessa hefð áfram.

Dr Amitabha Ghosh er plánetufræðingur hjá NASA með aðsetur frá Washington DC. Hann hefur starfað fyrir margar Mars verkefni NASA sem byrjaði með Mars Pathfinder verkefninu árið 1997. Hann starfaði sem formaður vísindaaðgerða vinnuhópsins fyrir Mars Exploration Rover verkefnið og var falið að leiða taktískar flakkaraaðgerðir á Mars í meira en 10 ár. Hann hjálpaði til við að greina fyrsta bergið á Mars, sem fyrir tilviljun var fyrsta bergið sem greint var frá annarri plánetu.

Hvað er nýtt við Perseverance?

Í fyrsta lagi, Þrautseigja mun bera einstakt tæki, MOXIE eða Mars Oxygen ISRU Experiment: sem mun í fyrsta sinn framleiða sameindasúrefni á Mars með því að nota koltvísýring úr koldíoxíðríku lofthjúpnum. Það er ný sókn fyrir ISRU hjá NASA: í NASA hrognamáli þýðir ISRU In situ Resource Utilization: eða notkun staðbundinna auðlinda til að mæta þörfum manna eða kröfum geimfarsins. Án ISRU mun könnun á Mars á komandi áratugum verða ótrúlega dýr og þar með ómöguleg. Ef geimfarar þurfa að bera súrefni eða vatn eða eldsneytiseldsneyti fyrir ferð sína í tveggja ára ferð til Mars og til baka, verður kostnaðurinn skiljanlega of mikill. Á vissan hátt er þetta svipað og að ferðamaður frá Nýju Delí þurfi að bera sitt eigið súrefni, matarbirgðir og flugvélaeldsneyti í tveggja ára dvöl í New York: kostnaður á hvern farþega verður ótrúlega hár. Ef hægt er að vinna súrefni með góðum árangri á Mars í einhverjum verulegum mælikvarða getur það haft tvo beina kosti: Í fyrsta lagi er hægt að nota súrefnið fyrir gesti manna á Mars og í öðru lagi er hægt að nota súrefnið til að framleiða eldflaugaeldsneyti fyrir heimferðina. Þannig, ef tæknisýningin heppnast, getur NASA auðveldlega hækkað súrefnismyndun á dag fyrir MOXIE um hundraðfalt: þetta myndi nýtast vel fyrir framtíðarleiðangur manna til Mars.

Í öðru lagi mun Perseverance bera Ingenuity, fyrstu þyrluna til að fljúga á Mars. Þetta er í fyrsta sinn sem NASA mun fljúga þyrlu á aðra plánetu eða gervihnött. Hugvit er tæknisýning: áskorunin er auðvitað að fljúga þyrlunni í þunnu lofthjúpi Mars. Eins og dróni á jörðinni getur Mars þyrla hjálpað til við skipulagningu flakkaaksturs og við að sækja sýni frá stöðum sem flakkarinn getur ekki keyrt á öruggan hátt til. Ef þessi tæknisýning gengur vel munum við sjá stærra hlutverk fyrir slíkar þyrlur í komandi verkefnum.

Í þriðja lagi er þrautseigja fyrirhugað fyrsta skrefið til að koma aftur bergsýnum frá Mars til greiningar í háþróuðum rannsóknarstofum á jörðinni: með það að markmiði að leita að lífeinkennum: eða undirskriftum núverandi eða fyrri lífs. Þrautseigja mun safna sýnum og annað flakkaraleiðangur mun fljúga innan áratugar til að hjálpa til við að flytja bergsýnin aftur til jarðar.

Greining á bergsteinum Mars á jörðinni mun líklega gefa áreiðanlega vísbendingu um hvort líf á Mars sé framkvæmanlegt í fortíðinni eða nútíðinni.

Express útskýrter núna áTelegram. Smellur hér til að taka þátt í rásinni okkar (@ieexplained) og vertu uppfærður með það nýjasta

Hver er ástæðan fyrir áhuga á Mars á næstunni?

Mars er heillandi pláneta fyrir mannkynið. Staðsett í mjög nálægt bakgarðinum (um 200 milljón km í burtu), er Mars pláneta sem menn geta þráð að heimsækja eða dvelja í lengri tíma. Mars hafði rennandi vatn og andrúmsloft í fjarlægri fortíð: og kannski aðstæður til að halda lífi.

En á næstunni er aukinn áhugi tengdur Mars vegna áforma Elon Musk um ferðalög í atvinnuskyni. Mannleg leiðangur til Mars hefur alltaf verið von fyrir mismunandi geimstofnanir, þar á meðal NASA. Þó að það væri tæknilega mögulegt var vitað að kostnaðurinn var óhóflegur: kannski af stærðargráðunni 500 milljarðar dala eða 20 sinnum fjárhag NASA. Þess vegna hafa áætlanir NASA um að senda geimfara til Mars að miklu leyti verið vonandi: með öðrum orðum, án viðunandi fjármagns.

Musk hefur afhjúpað nýjan arkitektúr til að komast til Mars. Framtíðarsýn Musk er að nota blöndu af kostnaðarsparandi ráðstöfunum, eins og endurnýtanlegum skotbílum, eldsneyti í sporbraut og framleiðslu eldsneytiseldsneytis á Mars, til að draga úr kostnaði við ferð til Mars um 1/1000. Þannig væri verðið á hvern farþega fyrir að fara til Mars á Starship geimskipinu sínu á stærðargráðunni 0.000 eða 1,5 milljón rúpíur. Skotfarið sem er miðpunktur áætlana Elon Musk er Starship Spacecraft: öflugasta skotfæri sem smíðað hefur verið, með getu til að flytja 100 tonn til jarðar. SpaceX er áætlað að fljúga um tunglið með fyrsta einkafarþega sínum árið 2023: og stefnir í áhöfn leiðangur til Mars strax árið 2024. Eins og við tölum er verið að smíða og prófa Starship í syfjulegum bæ í Suður-Texas sem heitir Boca Chica. Eftir áratug gæti SpaceX með Starship geimfarinu sínu umbreytt geimferðum og orðið að veruleika draumi Musks um að breyta mannkyninu í fjölplánetutegund.

Lestu líka | Um hvað Mars leiðangur Kína snýst og hvernig það gefur til kynna geimkapphlaup við Bandaríkin

Þessi grein birtist fyrst í prentútgáfu 30. júlí 2020 undir titlinum „Áfangastaður Mars“.

Deildu Með Vinum Þínum: