science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Landen op Mars is moeilijk, mislukt vaak, en zal nooit zonder risico zijn

Krediet:IPGP/Nicolas Sarter, CC BY-SA

China's rover Zhurong, vernoemd naar de mythologische vuurgod, op 14 mei met succes op Mars landde - de eerste keer dat China met succes een rover op de rode planeet heeft geland.

Op 19 mei, China's National Space Administration heeft de eerste foto's vrijgegeven die de rover op Mars had gemaakt.

Na een zomer van Mars-lanceringen in 2020, en aangezien 2021 een succesvol jaar wordt voor landers en orbiters, het lijkt misschien alsof het landen op Mars routine is.

Maar om te begrijpen waarom een ​​eerste succesvolle landing zo'n enorme prestatie is, we moeten terugkijken op de gecompliceerde geschiedenis en erfenis van de landing op de kleinere buur van de aarde.

Zeven minuten terreur

"Mars is hard" is nu een meme geworden, rondgegooid tijdens de landingen op Mars. Het is ook angstaanjagend waar. Drie dingen maken Marslandingen moeilijk:de zwaartekracht van de planeet, De atmosfeer van Mars en onze afstand tot de rode planeet.

Mars is minder massief dan de aarde, maar de atmosfeer is ook gevaarlijk dun. De maan heeft bijna geen atmosfeer, dus landers kunnen retroraketten gebruiken - raketmotoren die stuwkracht in opwaartse richting leveren - om hun afdaling naar het maanoppervlak te vertragen.

De atmosfeer van de aarde is dikker dan die van Mars en daardoor kunnen vaartuigen zachtjes naar de oppervlakte glijden. De atmosfeer van Mars is te dun voor dat soort aardse zachte glijden, maar als een vaartuig naar het oppervlak van Mars keldert, kan het snelheden van meer dan 12 bereiken, 000 km/u.

Proberen retroraketten te gebruiken, zou een lander aan zoveel turbulentie blootstellen dat het vaartuig uit elkaar zou kunnen worden gescheurd. Bovendien, elk vaartuig dat op Mars probeert te landen, lijdt onder de effecten van wrijving terwijl het door de atmosfeer raast, het risico lopen op te branden.

De rover Mars 3 landde op Mars en werkte twee minuten. Krediet:NASA

Eindelijk, omdat de afstand van de aarde tot Mars zo groot is, wetenschappers en ingenieurs op aarde kunnen niet onmiddellijk commando's naar een ruimtevaartuig sturen. In plaats daarvan, ze moeten een reeks acties voorprogrammeren die het vaartuig zal uitvoeren als het door de atmosfeer van Mars afdaalt.

Van binnenkomst tot landing duurt ongeveer zeven minuten. Hier, wetenschappers en ingenieurs hebben geen controle over het vaartuig - ze moeten erop vertrouwen dat alles goed zal gaan en het vaartuig veilig zal landen. Als dat niet zo is, een noodlanding zou letterlijk duizenden hoop en dromen kunnen vernietigen. Het is een zenuwslopende ervaring, daarom wordt het ook wel de 'zeven minuten van terreur' genoemd.

Vandaag, wetenschappers model, simuleer en volg elk aspect van een Mars-missie, maar er zijn enkele dingen die ze alleen kunnen leren door op de rode planeet te landen.

Van crashes tot nieuwsgierigheid

De eerste lancering van Mars was in 1962, vijf jaar nadat het ruimtetijdperk begon met de lancering van Spoetnik. De toenmalige Sovjet-Unie probeerde een satelliet in een baan rond Mars te lanceren, maar problemen met de raket die hem lanceerde, zorgden ervoor dat de satelliet nooit de baan van de aarde verliet en uiteindelijk in onze atmosfeer verviel.

Eerste panorama door Viking 1 vanaf het oppervlak van Mars, 1976. Krediet:NASA

Pas in 1971 landde er een kunstmatige satelliet op Mars. De Sovjet-Unie lanceerde zijn Mars 2-sonde, bestaande uit een orbiter en een afdalingsmodule. Terwijl de orbiter gegevens met succes terugstuurde, de afdalingsmodule werkte niet zoals gepland en stortte neer op het oppervlak van Mars. Hetzelfde jaar, De Mars 3-sonde van de Sovjet-Unie stuurde met succes een lander naar Mars zonder te crashen, maar het werkte maar twee minuten. Mars 6 stortte neer, terwijl Mars 7 helemaal niet landde.

Pas in 1976 stuurden de VS iets naar Mars. Viking 1 en Viking 2 zijn beide succesvol op Mars geland, en werden de eerste twee operationele landers. In de jaren tachtig waren de twee Phobos-missies van de Sovjet-Unie, die beide mislukten vanwege computerproblemen.

De jaren negentig waren niet bijzonder goed voor Mars-landingen, of. De Russische Mars 96 mislukte tijdens de lancering. Gelukkig, NASA's Sojourner-rover landde in 1996, en werd het eerste succesverhaal van de Marsrover. Helaas, Amerika's Mars Polar Lander faalde vlak voordat hij in 1999 op de planeet landde.

De jaren 2000 begonnen niet veel beter. Op eerste kerstdag 2003, de Britse Beagle 2 landde op Mars, maar een van de zonnepanelen ging niet open en de missie ging verloren. Gelukkig verbeterden ze, met de succesvolle landingen van Spirit en Opportunity in 2004 en Phoenix in 2008.

De jaren 2010 begonnen ook goed, met de Curiosity rover die in 2012 landde. Helaas, Schiaparelli, de Europees-Russische lander, ging verloren in 2016. Nu, vijf jaar later, de perfecte landingen van Perseverance en Zhurong zijn een goed begin van het nieuwe decennium.

Landen op Mars is moeilijk, maar wetenschappers leren de hele tijd bij - en net zoals ze voortbouwen op hun successen, ze leren ook van hun mislukkingen. Nu zijn onze computers beter dan ooit, en concepten van mislukte missies helpen wetenschappers om de succesvolle missies van morgen te bouwen. Landen is misschien nooit routine, maar we leren elke keer meer en meer.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.