Wanneer een vrouwelijke astronaut in 2024 voor het eerst voet op de maan zet, het historische moment zal een stap in de richting van een andere NASA-first betekenen:uiteindelijk mensen op Mars zetten. NASA's nieuwste robotmissie naar de Rode Planeet, maart 2020, heeft tot doel toekomstige astronauten te helpen dat onherbergzame landschap te trotseren.

Hoewel het wetenschappelijke doel van de Mars 2020-rover is om te zoeken naar tekenen van oud leven, zal het het eerste ruimtevaartuig zijn dat monsters van het oppervlak van Mars verzamelt, ze in de cache op te slaan in buizen die tijdens een toekomstige missie naar de aarde kunnen worden teruggebracht - het voertuig bevat ook technologie die de weg vrijmaakt voor menselijke verkenning van Mars.

De atmosfeer op Mars bestaat voornamelijk uit koolstofdioxide en is extreem dun (ongeveer 100 keer minder dicht dan de aarde), zonder ademende zuurstof. Er is geen water aan de oppervlakte om te drinken, of. Het landschap is ijskoud, zonder bescherming tegen de straling van de zon of tegen passerende stofstormen. De sleutels tot overleven zullen technologie zijn, onderzoeken en testen.

Mars 2020 zal op al die fronten helpen. Wanneer het in juli 2020 wordt gelanceerd, het ruimtevaartuig zal de nieuwste wetenschappelijke en technische hulpmiddelen dragen, die samenkomen terwijl de rover wordt gebouwd in het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Pasadena, Californië. Hier is een nadere blik.

Touchdown

Elke landing op Mars biedt een leermoment. Met maart 2020, dat omvat hoe het hitteschild en de parachute van het ruimtevaartuig presteren in de atmosfeer van de planeet, en hoe goed zijn radar het naderende oppervlak kan waarnemen. Sensoren in de aeroshell van het ruimtevaartuig (de capsule die de rover omsluit) zullen bestuderen hoe deze opwarmt en presteert tijdens atmosferische invoer. Deze Mars-ingang, Descent and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2)-sensoren kunnen ingenieurs helpen bij het verbeteren van hun landingsontwerpen voor grote ladingen zoals astronautenuitrusting en habitats.

Het landen van een rover als deze geeft NASA ook meer ervaring om een ​​zwaar ruimtevaartuig op het oppervlak van Mars te plaatsen; de uitdaging om in de dunne atmosfeer van Mars te landen, schaalt met de massa. Het eerste bemande ruimtevaartuig zal in vergelijking titanisch zijn, levensondersteunende systemen met zich meedragen, benodigdheden en afscherming.

Eindelijk, Mars 2020 heeft een geleidingssysteem dat een stap naar veiliger landingen zal zetten. Terrain relatieve navigatie genoemd, dit nieuwe systeem berekent waar het ruimtevaartuig naartoe gaat door camerabeelden te maken tijdens de afdaling en oriëntatiepunten daarin te koppelen aan een vooraf geladen kaart. Als het ruimtevaartuig afdrijft naar gevaarlijk terrein, het zal uitwijken naar een veiliger landingsdoel.

Met Terrain Relative Navigation kon het 2020-team een ​​landingsplaats selecteren, Jezero-krater, dat werd als te riskant beschouwd voor eerdere missies. Dit soort autonome begeleiding kan essentieel zijn om mensen veilig te laten landen. Het zou ook handig zijn voor het landen van apparatuur in meerdere drops voor een menselijke bemanning.

Zuurstof

Leven op Mars vereist een constante toevoer van zuurstof, wat kostbaar zou zijn om vanaf de aarde in de benodigde volumes te transporteren. Een kubusvormig apparaat genaamd het Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) onderzoekt een ruimtebesparend alternatief dat koolstofdioxide - dat ongeveer 96% van de Marsatmosfeer uitmaakt - omzet in zuurstof. Hoewel MOXIE een kleinschalige demonstratie is, de hoop is dat zijn technologie in de toekomst kan evolueren naar grotere en efficiëntere zuurstofgeneratoren. Die zouden astronauten in staat stellen hun eigen ademende lucht te creëren en zouden zuurstof leveren om raketbrandstof te verbranden die nodig is om mensen naar de aarde terug te brengen.

Belangrijker, De afstammelingen van MOXIE zouden kostbare ruimte besparen op het eerste bemande voertuig naar Mars. Dat zou niet alleen meer ruimte laten voor voorraden, het zou ook de kosten en de moeilijkheidsgraad om van de aarde naar Mars te komen, kunnen verminderen.

Water

Satellieten die rond de Rode Planeet draaien, gluren regelmatig ondergronds met behulp van radar, maar Mars 2020 draagt ​​een gronddoordringende radar genaamd de Radar Imager for Mars 'Subsurface Experiment (RIMFAX), die als eerste op het oppervlak van Mars zal worden gebruikt. Wetenschappers van Mars 2020 zullen zijn afbeeldingen met hoge resolutie gebruiken om naar begraven geologie te kijken, zoals oude meerbeddingen. Maar zo'n radar zou ooit kunnen worden gebruikt om ondergrondse ijsvoorraden te vinden waar astronauten toegang toe hebben om drinkwater te leveren. Het is onwaarschijnlijk dat Jezero Crater dergelijke caches heeft, maar er zijn er ook elders op Mars.

Ruimtepakken

Stof en straling maken deel uit van elke weersvoorspelling op Mars. Stof waait overal, vasthouden aan ruimtevaartuigen en zonnepanelen bedekken. En omdat de planeet geen magnetisch veld heeft, zoals de aarde doet, De straling van de zon baadt het oppervlak van Mars. De banen van de aarde en Mars komen het beste overeen voor interplanetaire reizen om de twee jaar, wat betekent dat de eerste astronauten op de Rode Planeet waarschijnlijk langdurig aan straling worden blootgesteld.

Om ingenieurs te helpen bij het ontwerpen van ruimtepakken om astronauten te beschermen tegen de elementen, NASA stuurt vijf monsters van ruimtepakmateriaal samen met een van de wetenschappelijke instrumenten van Mars 2020, genaamd Scanning Habitable Environments with Raman &Luminescence for Organics &Chemicals (SHERLOC). Een stuk van een astronautenhelm en vier soorten stof zijn op het kalibratiedoel voor dit instrument gemonteerd. Wetenschappers zullen SHERLOC gebruiken, evenals een camera die zichtbaar licht fotografeert, om te bestuderen hoe de materialen degraderen in ultraviolette straling. Het is de eerste keer dat ruimtepakmateriaal naar Mars is gestuurd om te testen en zal een essentiële vergelijking opleveren voor lopende tests in het Johnson Space Center van NASA.

Schuilplaats

Mensen die de Rode Planeet verkennen, hebben meer nodig dan goede ruimtepakken; ze zullen een plek nodig hebben om te wonen. Mars 2020 zal wetenschap verzamelen die ingenieurs kan helpen bij het ontwerpen van betere schuilplaatsen voor toekomstige astronauten. Zoals NASA's Curiosity-rover en InSight-lander, 2020 heeft weerinstrumenten om te bestuderen hoe stof en straling zich in alle seizoenen gedragen. Deze reeks sensoren, genaamd de Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), is de volgende stap in het soort weerwetenschap dat Curiosity verzamelt.