science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Maak kennis met doorzettingsvermogen, JPL's nieuwste Marsrover

Dit beeld van de Perseverance Mars-rover werd op 7 april genomen in het Kennedy Space Center van NASA, 2020, tijdens een test van de massa-eigenschappen van het voertuig. Krediet:NASA/JPL-Caltech

NASA's nieuwste Marsrover heet Perseverance, en het heeft de naam al waargemaakt.

Met een gewicht van iets meer dan een ton en geladen met de meest geavanceerde instrumenten die ooit naar de rode planeet zijn gestuurd, het zeswielige voertuig heeft al een hindernis overleefd die geen enkele eerdere rover heeft moeten overwinnen:een wereldwijde pandemie.

Na maanden van onzekerheid te hebben overwonnen, Perseverance is in het Kennedy Space Center in Florida, in afwachting van het begin van de reis van 309 miljoen mijl die het naar een oude meerbedding zal brengen die mogelijk bewijs van buitenaards leven bevat.

Ondanks de ongekende uitdagingen, de ruimterobot van $ 2,4 miljard zal naar verwachting al op donderdag vanaf Cape Canaveral Air Force Station vertrekken - precies op schema.

De rover reisde in februari door het land vanuit zijn geboorteplaats in het Jet Propulsion Laboratory in La Canada Flintridge. Na zijn aankomst, maar liefst 90 NASA-medewerkers verzamelden zich elke dag in een cleanroom om weer in elkaar te zetten, test en bereid de machine ter grootte van een SUV voor op de ontberingen van ruimtevluchten.

Zelfs te midden van een verwoestende gezondheidscrisis, dat werk niet vanuit huis kan worden gedaan.

"Iedereen in het team deed zijn deel en hield zichzelf gezond, " zei Luis Dominguez, plaatsvervangend elektrisch leider voor de missie bij JPL, die sinds februari in Florida is gevestigd. "We hebben ongelooflijk veel geluk gehad."

De lancering zelfs maar een paar maanden uitstellen was nooit een optie. De banen van de aarde en Mars komen slechts één keer in de 26 maanden op één lijn. Om binnen een redelijke tijd met een beheersbare hoeveelheid brandstof op Mars te komen, de rover moet binnen een periode van ongeveer 20 dagen gelanceerd worden in verhouding tot die dichtste nadering.

"Als je een planetair venster naar Mars mist, je moet in wezen twee jaar wachten op de volgende gelegenheid, " zei Matt Wallace, Doorzettingsvermogen plaatsvervangend projectmanager bij JPL. "Daarom lanceren de andere landen die missies lanceren deze nu."

Als alles volgens plan verloopt, Perseverance zal zeven maanden door de ruimte vliegen voordat hij half februari landt in de Jezero-krater. Eenmaal daar, het zal snel gaan zoeken naar sluitend bewijs dat het leven ooit op Mars bloeide.

"Elke eerdere missie heeft op de een of andere manier gezien dat Mars ooit bewoonbaar was", zei Katie Stack Morgan, een geoloog bij JPL en plaatsvervangend projectwetenschapper van de algemene missie die bekend staat als Mars 2020. "Maar met Perseverance zetten we de volgende stap - op zoek naar tekenen van leven in het oude rotsrecord."

Om dit te doen, wetenschappers op aarde zullen door Perseverance's camera "ogen, " Jezero afspeuren naar rotsen die patronen bevatten, texturen en de verspreiding van chemicaliën die alleen kunnen worden verklaard door biologische activiteit.

De rover jaagt vooral op stromatolieten, rotsstructuren die lijken op die gemaakt door microbiële matten op aarde miljarden jaren geleden. Maar het zal ook andere indicatoren van vorig leven zoeken, inclusief degenen die uniek kunnen zijn voor Mars.

"Onze zoektocht is stevig gebaseerd op wat we zien in de vroege aardse rockrecord, maar we zullen ook onze geest openen voor hoe tekenen van leven eruit zouden kunnen zien op een andere planeet, ' zei Stack Morgan.

Terwijl Perseverance de taak heeft om bewijs te vinden van vorig leven op Mars, het heeft niet het vermogen om te bewijzen dat het leven werkelijk heeft bestaan.

In plaats daarvan, de rover zal een krachtige boor gebruiken aan het einde van zijn scharnierende arm om in veelbelovende rotsen te boren en kernmonsters te verzamelen, elk ongeveer zo groot als een markeerstift. Die monsters worden verzegeld in 43 metalen buizen in de buik van de rover. Gevulde buizen zullen waarschijnlijk in batches op het oppervlak van Mars worden afgezet en ergens in de toekomst door een andere rover worden verzameld, zodat ze voor verder onderzoek naar de aarde kunnen worden gestuurd.

Het is een lang en gecompliceerd proces dat meer dan een decennium kan duren om te voltooien, NASA-ingenieurs zeiden. Maar als het gaat om het verklaren van de aanwezigheid van buitenaards leven in het verleden, de lat ligt hoog.

"Om te beweren dat je tekenen van leven op een andere planeet hebt gevonden, heb je de volledige capaciteit van de aardse wetenschappelijke gemeenschap nodig, "Zei Wallace. "We kunnen misschien 100 pond aan instrumenten meenemen op de rover. In een enkel laboratorium op aarde kun je een heleboel apparatuur hebben."

Perseverance zal ook nieuwe technologieën testen die kunnen worden gebruikt om eventuele bemande missies naar Mars te ondersteunen.

Deze omvatten een instrument ter grootte van een kleine magnetron die is ontworpen om zuurstof te maken uit de overvloedige koolstofdioxide in de atmosfeer van Mars. Het Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization-experiment, of Moxie, is gebaseerd op een proces dat elektrolyse wordt genoemd en dat een elektrische lading gebruikt om een ​​chemische reactie aan te drijven.

Zuurstof genereren op Mars is een noodzaak omdat het voor een bemanning onpraktisch zou zijn om het van de aarde mee te nemen. zei Asad Aboobaker, een systeemingenieur en lid van het wetenschappelijke team voor Moxie bij JPL.

Als Moxie werkt zoals verwacht, het genereert 6 tot 10 gram zuurstof per uur. Dat is een kleine fractie van de 30 tot 40 gram zuurstof per uur die NASA begroot voor elke astronaut aan boord van het internationale ruimtestation, maar Aboobaker zei dat de technologie vrij eenvoudig op te schalen is.

Nog belangrijker, een instrument als Moxie zal waarschijnlijk worden gebruikt om de 30 te maken, 000 kilogram zuurstof die nodig is om het vloeibare drijfgas te maken dat toekomstige menselijke ontdekkingsreizigers van Mars zou afschieten als ze klaar zijn om terug te keren naar de aarde.

"We weten hoe we honderden kilo's spullen op Mars moeten landen, we weten niet hoe we 30 moeten landen, 000 kilo aan spullen op Mars, ' zei Aboobaker.

De Mars 2020-missie omvat ook een 4-pond helikopter met de bijnaam Ingenuity die het allereerste voertuig zou kunnen zijn dat op Mars vliegt. Als het werkt, toekomstige iteraties kunnen worden gebruikt om kaarten met een hogere resolutie van het oppervlak van Mars te maken en gebieden te verkennen die niet geschikt zijn voor rovers op wielen.

Omdat de atmosfeer van Mars zo dun is - ongeveer 1% van de dichtheid van de atmosfeer van de aarde aan het oppervlak - wisten wetenschappers niet zeker of vliegen op Mars mogelijk was.

"Vanaf het begin was er een natuurlijke scepsis, " zei Mimi Aung, een ingenieur en projectmanager voor Ingenuity bij JPL. "De vraag was eerst niet hoe, maar als."

Aung en haar team hebben vastgesteld dat het mogelijk is om in de dunne lucht van Mars te vliegen als je sterke bladen hebt die ongelooflijk snel kunnen draaien. Dus op Mars, De bladen van Ingenuity zullen 2400 omwentelingen per minuut maken.

De volgende uitdaging was het ontwerpen van een voertuig met alle benodigde sensoren, computers en kachels om op Mars te functioneren, maar was nog steeds licht genoeg om in de lucht te komen.

"Om te komen waar we nu zijn, is al een belangrijke mijlpaal, ' zei Aung.

Na de landing op Mars, Doorzettingsvermogen zal vindingrijkheid aan de oppervlakte brengen, rijd dan een veilige afstand weg. De helikopter heeft 30 Marsdagen, of sols, om zijn experimenten uit te voeren, waaronder vijf geplande testvluchten.

De eerste vlucht zal zeer bescheiden zijn, met de helikopter die slechts 10 voet stijgt, ongeveer drie voet horizontaal vliegen, dan landen waar het begon. Als alles goed gaat, subsequent flights will last longer, with the fifth one continuing for up to 90 seconds.

"We see this as a pathfinder that will pave the way for future missions, " Aung said. "It will be the basis for building much larger vehicles capable of much longer flights."

The mission's descent vehicle is equipped with terrain-relative navigation, a new system that will allow it to spot and avoid hazards when it's time to land.

During the descent, Perseverance will take pictures of the Martian surface and compare them to images stored in its onboard computer. If it recognizes a dangerous spot, it can steer away.

This technology will allow the rover to land at NASA's most high-risk site yet, an area about the size of Lake Tahoe that's littered with potential threats like rocks, dunes and cliffs.

Lake environments are a promising place to look for signs of past life, Stack Morgan said. They likely held standing water for thousands, if not hundreds of thousands, of years—long enough to give life plenty of opportunity to establish itself.

And because they are relatively calm and peaceful environments, they allow sediments to settle gently on the bottom, creating well-preserved sequences of rock and, mogelijk, organic matter.

"Every lake we have on Earth is inhabited, just dripping with life, " she said. "We are going there with the expectation that if life was on Mars, it should be there."

The primary mission will last one Martian year—just under two years on Earth—with a budget of $300 million. If the past is any guide, echter, the rover will keep working long after that. (Curiosity has been roving for more than six years beyond its initial 23-month mission.)

If Perseverance succeeds, it will be due in part to the accomplishments of JPL's four previous rovers that have roamed the red planet since 1997.

These include Sojourner, which proved that driving a robot on another planet is indeed possible; the twins Spirit and Opportunity, which discovered evidence that Mars was once flooded with water; and Curiosity, which found that the red planet once harbored the building blocks of life.

With Perseverance, scientists hope to finally show that life on Mars did in fact exist.

© 2020 Los Angeles Times
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.