science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe een robot op Mars te besturen

Een zelfportret van NASA's Curiosity-rover, genomen op Mars op 7 juni, 2018

Ongeveer 78 miljoen mijl (126 miljoen kilometer) van de aarde, alleen op de immense en ijskoude Rode Planeet, een robot ter grootte van een kleine 4x4 wordt vlak na zonsopgang wakker. En net zoals het de afgelopen zes jaar elke dag is geweest, het wacht op zijn instructies.

Rond 9.30 uur Marstijd, er komt een bericht uit Californië, waar het 15 minuten eerder was verzonden.

"Rij 10 meter vooruit, draai naar een azimut van 45 graden, schakel nu uw autonome mogelijkheden in en rijd."

De Curiosity-rover voert de opdrachten uit, langzaam bewegend naar de aangewezen positie, met een maximale snelheid van 35 tot 110 meter (yards) per uur.

Zijn batterijen en andere configuraties beperken zijn dagelijkse rijbereik tot ongeveer 100 meter. De meeste Curiosity die in een dag op Mars is gerold, is 220 meter.

Zodra het aankomt, de 17 camera's maken foto's van de omgeving.

Zijn laser zapt rotsen. Andere gereedschappen aan boord boren in een bijzonder interessante rots om kleine monsters te bestuderen.

Rond 17.00 uur Marstijd, het zal wachten tot een van de drie NASA-satellieten die in een baan om de planeet cirkelen boven het hoofd passeert.

Curiosity zal dan enkele honderden megabytes aan wetenschappelijke gegevens via grote grondantennes naar zijn menselijke meesters op aarde sturen.

Een miniatuurlab

Op de begane grond van gebouw 34 in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland, wetenschappers verdiepen zich elke dag om 13.00 uur in de gegevens van Curiosity, in een grote kamer zonder ramen vol wetenschappelijke instrumenten en computers.

NASA-wetenschapper Charles Malespin poseert naast een reproductie van het SAM-instrument aan boord van de rover Curiosity op Mars

De wetenschappers zijn op zoek naar aanwijzingen voor leven op Mars.

Binnen Curiosity ligt een "wonder van miniaturisatie, " zegt Charles Malespin, de plaatsvervangend hoofdonderzoeker voor Monsteranalyse op Mars (SAM), een apotheeklaboratorium zo groot als een magnetron.

"Het is het meest gecompliceerde instrument dat NASA ooit naar een andere planeet heeft gestuurd, " zei Malespin, die sinds 2006 zijn professionele leven aan het project heeft gewijd.

SAM analyseert monsters van Marsgrond door ze te verwarmen in een oven die 1 bereikt. 800 Fahrenheit (1, 000 Celsius).

De hete rotsen laten gas vrij, die wordt gescheiden en geanalyseerd door instrumenten die een voorbeeld "vingerafdruk" bieden.

bij Goddard, Maeva Millan, een Franse postdoctoraal onderzoeker, vergelijkt deze chemische vingerafdruk met experimenten die zijn uitgevoerd op bekende moleculen.

Als ze op elkaar lijken, ze kan zeggen, "Ah, dat is het juiste molecuul."

Dit NASA-beeld toont een 2-inch diep gat dat de rover Curiosity in mei 2018 op het oppervlak van Mars heeft geboord om rotsmonsters te extraheren

Dankzij SAM weten onderzoekers dat er complexe organische moleculen op Mars zijn.

En SAM heeft wetenschappers geholpen te leren dat het oppervlak van Mars - geologisch gesproken - veel jonger is dan eerder werd gedacht.

"Als je naar Mars gaat, je wilt geen spullen meenemen die er al zijn en die je kunt gebruiken voor middelen, "zoals water, zei Malespin.

"Als je de grond wilt ontginnen en opwarmen en het water wilt vrijgeven, je kunt een grote oven meenemen en je hebt al het water dat je wilt."

Hetzelfde geldt voor verschillende materialen die kunnen worden gebruikt om raketbrandstof te maken, waardoor de Rode Planeet kan dienen als een toekomstig tankstation voor raketten.

Geen joystick

Aan de andere kant van de Verenigde Staten, bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, ongeveer twee dozijn mannen en vrouwen vormen het team dat Curiosity aandrijft.

Franse postdoctoraal onderzoeker Maeva Millan aan het werk bij NASA's Goddard Space Center in Greenbelt, Maryland

"Mijn favoriete deel van de dag (is wanneer) ik ga zitten en begin te kijken naar de beelden van Mars en begrijp waar de rover zich momenteel bevindt, zei Frank Hartman, die zowel Curiosity als een ander heeft gedreven, oudere rover, Mogelijkheid.

"En ik heb het gevoel dat ik soms de eerste persoon op aarde ben die naar sommige van deze foto's kijkt."

De belangrijkste taak van de Mars-chauffeurs is om de reeks opdrachten te schrijven voor de rover om de volgende sol te volgen, of "dag" op Mars, die 24 uur en bijna 40 minuten duurt. Er is geen joystick, en geen realtime communicatie met het robotvoertuig.

Er is een vertraging wanneer bestuurders zich realiseren dat er iets mis is gegaan, of het Opportunity is die eerder dit jaar wordt begraven door een stofstorm op Mars, or one of Curiosity's wheels getting pierced by a sharp rock.

Or the breakdown of Curiosity's drilling machine, which happened at the beginning of this year and took a few months to resolve.

"We haven't been to any of these places before, " said Hartman.

"And so we always have to be aware of the fact that we know so little about what we're encountering."

Sediment deposits of an ancient Martian lake the rover Curiosity visited in December 2013

As years pass, these scientist-drivers become attached to their robots. When Opportunity went silent after 14 years of tooling around on Mars, Hartman and his colleagues felt a sense of grief.

Opportunity "retired with honor, " said Hartman.

Nieuwsgierigheid, which landed in 2012, has so far traveled just over 12 miles (19.75 km). It must wait another year before reaching its goal, Mount Sharp.

Vervolgens, a few months later, it will lose its Martian monopoly. Two rovers—one American and one European—are scheduled to land on the planet in 2020.

© 2018 AFP