Taiteilijan esimerkki NASA: n Spirit Mars -lentokoneesta. Spirit ja sen kaksoset, Opporunity, laskeutui Punaiselle planeetalle tammikuussa 2004.
(Kuva: © NASA / JPL)
Spirit on yksi kahdesta Marsin kuljettajasta, jonka NASA käynnisti vuonna 2003 osana viraston 800 miljoonan dollarin Mars Exploration Rover (MER) -operaatiota. Henki saapui Punaiselle planeetalle tammikuussa 2004, ja sen tehtävänä oli selvittää, olisiko Marsilla voinut koskaan olla elämää, oppia Punaisen planeetan nykyisestä ja menneestä ilmastosta ja karakterisoida Marsin geologiaa.
Hengelle luvattu takuu oli 90 marssipäivää, tai solareita, mutta rover päättyi kestämään yli 2200 solaa eli 2266 maapäivää. Henki lopetti yhteydenpidon maan kanssa 22. maaliskuuta 2010, sen jälkeen, kun se oli juuttunut hiekan ansaan. (Spiritin kaksoisroveri, Opportunity, toimi kesäkuuhun 2018 saakka, kunnes se ei pystynyt lataamaan akkujaan pölymyrskyn takia. NASA julisti Oppyin kuolleeksi helmikuussa 2019.)
Hengen etsinnät tarjosivat tutkijoille merkittävän välähdyksen Marsin varhaiseen ja märkäan historiaan.
Hyvin pian laskeutumisensa jälkeen Spirit löysi laajoja todisteita karbonaatista ja hematiitista, mineraaleista, jotka liittyvät vesiympäristöön. Rover selviytyi lukuisista teknisistä vaikeuksista (mukaan lukien viallinen pyörä) ja toimitti tieteellistä tietoa takaisin Maahan kuuden vuoden ajan.
Mutta siellä oli yksi este, jota Henki ei voinut ylittää: odottamaton hiekan ansa. NASA vietti viikkoja yrittäessään auttaa robottia pääsemään turvallisemmalle maalle, mutta eteni vähän. Loukkuun jäänyt rover lopetti lopulta tiedon lähettämisen takaisin Maahan 22. maaliskuuta 2010.
Rover jätti taakse tieteellisen tiedon Marsin historiasta. Se avasi myös tien vahvemmalle roverille: Curiosity, rover keskittyi etsimään asuttavia ympäristöjä Punaisella planeetalla. Uteliaisuus on osoittaja uudelle Mars 2020 -roverille, joka etsii merkkejä muinaisesta elämästä.
Seuraa vettä
Spirit on yksi avaruusalusten sarja NASA: n toisessa Marsin tutkimusaallossa. Virasto lähetti useita matkoja Marsiin 1960- ja 1970-luvuilla, mutta keskeytyi sen jälkeen, kun Viking 1: n ja Viking 2: n laskeuttajat eivät tuottaneet lopullista näyttöä nykyisestä tai menneestä elämästä.
Viraston mukaan kiinnostus Marsiin heräsi uudelleen 1980-luvulla ja 1990-luvulla Maan tutkijat paljastivat mikrobeja, jotka eivät vain selvinneet, vaan myös kukoistivat vedenalaisten tulivuoren äärimmäisissä ympäristöissä. Tämä löytö oli jännittävä, koska viikinkikuvat osoittivat mahdollisia todisteita siitä, että alueella oli aiemmin vettä.
NASA lähetti Mars Global Surveyorin (MGS) planeetalle vuonna 1996 kartoittamaan mahdollisia vesialueita, ja virasto lähetti myös Mars Pathfinder- ja Sojourner -matkailutehtävän Marsin pinnalle vuonna 1997 suurella tieteellisellä menestyksellä, koska löysi pyöreät kivet, jotka olivat todennäköisesti veden muotoiltuja muinaisessa menneisyydessä.
Löytö herätti mielenkiintoa lisää Mars-lentokoneita kohtaan, ja tammikuussa 2004 NASA käynnisti Spirit and Opportunity -palvelun. Koneet, jotka tunnetaan muodollisemmin nimellä Mars Exploration Rovers, saivat nimensä 9-vuotiaalta Sofi Collisilta, joka voitti nimikilpailun.
Spirit and Opportunity kansi laajaa kokoelmaa tieteellisiä laitteita. Kunkin roverin instrumentteihin kuului panoraamakamera, mikroskooppinen kuvansiirtolaite, tekniikkakamerat, kolme spektrometriä, kallion hankaustyökalu ja magneettiryhmä. Roversilla oli myös pieni käsivarsi, jonka avulla he saivat lähikuvia ja tietoja mielenkiintoisista tieteellisistä kohteista.
Menossa Guseville
Kesti kaksi vuotta neuvotteluja, jotta tutkijat ja insinöörit sopisivat mahdollisuuksien ja hengen laskeutumispaikoista. "Tutkijoille houkuttelevimmat paikat (esimerkiksi kallion sivu, jolla planeetan historia on tallennettu sedimenttikivikerroksiin) ovat usein pelottavimpia insinööreille, joiden tehtävänä on robotin turvallisuus", NASA kirjoitti prosessista.
Mahdollisuus kohdistui Meridiani Planum -nimiselle tasangolle, joka perustuu hematiittikerrokseen, jonka MGS havaitsi ylhäältä. Hematiitti on rautaoksidi, jota muodostuu usein veteen. Ja kuten kävi ilmi, Opportunity löysi pinnalta paljon hematiittia.
Spiritin kohde oli Gusevin kraatteri, joka kattaa Connecticutia suuremman alueen. MGS-kuvista tutkijat epäilivät kraatterin pitämän vettä muinaisessa menneisyydessä. Gusevin kaivasi asteroidi tai komeetta, joka vaikutti planeetalle jo 4 miljardia vuotta sitten.
Henki oli ensimmäinen kahdesta roverista, jotka poistuivat Maasta. Se räjähti Delta II 7925 -rakettilla Floridan Cape Canaveralista 10. kesäkuuta 2003 ja laskeutui lopullisesti Marsiin seitsemän kuukautta myöhemmin, 4. tammikuuta 2004.
Kun napsahdus on avattu laskuvarjolla, rover hoidettiin pintaan turvatyynykookonissa, kääntyen turvallisesti pysähdykseen pintaan - suoraan kohteena Gusevissa. Mahdollisuus laskeutui myös turvallisesti ja oikeaan kohtaan, 25. tammikuuta.
Käynnistä uudelleen, vesi ja pyörät
Henki istui edelleen laskukuoressaan, kun se huomasi etäisyyden ensimmäistä mahdollista vettä: karbonaattia, joka muodostuu usein märissä ympäristöissä. "Tulimme etsimään karbonaatteja", Phil Christensen, yksi tehtävän tutkijoista, sanoi lausunnossaan. "Meillä on ne. Aiomme jahdata heitä."
Mutta viikon sisällä Henki oli vaikeuksissa. Se lopetti väliaikaisesti tietojen lähettämisen pinnalta 21. tammikuuta 2004. Päiviä myöhemmin NASA totesi, että roverin tietokone käynnistyi jatkuvasti ohjelmistovirheen vuoksi; se käynnistyi yli 60 kertaa kolmessa päivässä.
Virasto vakautti roverin helmikuussa 2004. Sitten, maaliskuussa, Spirit osui jättipottiin: tulivuoren kallioon, jonka koostumus vihjasi vetiseen menneisyyteen.
Kolme kuukautta myöhemmin NASA yllättyi, kun Spirit kompastui hematiitin yli ja lisäsi todisteita veden mahdollisuudesta ympäristöön. Mahdollisuus löysi myös hematiittia purkamispaikastaan Marsin yli.
Vuoden 2005 loppuun mennessä Spirit oli ajautunut läheiselle maamerkille, Aviomäki-mäelle, katsomaan ympäröivää maisemaa. Se oli ensimmäinen kerta, kun rover oli kiivetä mäkeä toiselle planeetalle.
Alue oli todistus Marsin varhaisesta väkivaltaisesta historiasta, NASA sanoi. "Meillä on tämä dramaattinen topografia peitetty hiekalla ja löysillä lohkareilla. Sitten aina niin usein pieni ikkuna alla olevaan kallioperään", sanoi Steve Squyres, Cornellin yliopiston planeettatutkija ja Roverin tiedeinstrumenttien päätutkija. lausunnossa.
Yksi Spiritin pyöristä lopetti toimintansa maaliskuussa 2006, kun rover kilpaili rinteeseen saadakseen tarpeeksi auringonvaloa talven kestämiseksi. NASA-operaattorit vetävät kaukaa takaisin maan päälle pyörää roverin taakse, liikuttaen hitaasti Henkeä tunti päivässä aurinkovoiman salliessa. Spirit saapui turvallisesti määräpaikkaan huhtikuussa 2006.
Sijainti osoittautui hyväksi paikana pysähtyä roverinalöysi vedenmuutos mineraaleja lähellä, kun se aloitti toimintansa vuoden 2006 lopulla.
Myöhemmät vuodet Marsilla
Mekaanisista ja marsilaisista haasteista huolimatta Spirit matkusti Marsillaan kuluneiden vuosiensa aikana 4,7 mailia (7,7 km) - yli kymmenen kertaa etäisyyden, jonka NASA suunnitteli roverille matkalle.
Itse asiassa toimintahäiriöinen pyörä osoittautui hyödylliseksi operaatiolle: Maaliskuussa 2007 NASA ilmoitti, että rover oli murskanut maaperään rikki- ja vesijäämiä, mikä viittaa siihen, että lähteitä voi olla haihtunut tai tulivuoren tuuletusaukkoja.
Vuoden kuluessa Spirit paljasti mahdollisen tulivuorenpurkauksen paikan ja selvisilaaja pölymyrsky. Toinen myrsky vuoden 2008 lopulla vähensi Hengen voimaa koskeviin tasoihin, mutta roveri meni läpi.
Marsilaiset tuulet puhdistivat pölyn helmikuussa 2009. Huhtikuussa Spiritin tietokoneella alkoi uudelleenkäynnistysongelmia, jaksojenNASA kuvaa "amnesiaa". Rover alkoi ajaa uudelleen, kun NASA pyrki korjaamaan ongelman, mutta joutui sitten vielä pahempaan ongelmaan: upposi hiekkaa. 23. huhtikuuta 2009 rover yllättäen murtui kuoren läpi pehmeämmäksi hiekkaksi eikä päässyt uudestaan ulos.
NASA vietti kuukausia juoksemalla simulaatioita ja lähettämällä komentoja lujuiselle roverille, mutta virasto myös keräsi tietoja roverin ollessa paikallaan. NASA: n virkamiehet olivat iloisia nähdessään hiekkaa, jossa oli basaltia, sulfaattia ja piidioksidia - tiedot paljastuivat roverille yrittäessään päästä pois ansaansa. Yksi NASA: n lausunto nimitti Troijaksi kutsuttua sijaintia "yhdeksi mielenkiintoisimmista paikoista, joita Spirit on ollut".
NASA laski 31. joulukuuta 2009, että roverilla ei ehkä ole tarpeeksi virtaa talven kestämiseen. Spiritin viimeinen viestintä tuli 22. maaliskuuta 2010, ja rover vaiti hiljaa, kun NASA vietti kuukausia tervehtivät sitä.
"Suunnittelijoiden viime kuukausien arviot ovat osoittaneet erittäin vähäisen todennäköisyyden palauttaa viestintä Spiritin kanssa", NASA: n virkamiehet totesivat 24. toukokuuta 2011 antamassaan lausunnossa. Joka tapauksessa Spiritin etsimiseen käytettävät avaruusomaisuusvarat tarvittaisiin pian NASAn tuleva Mars-ajuri, Curiosity. Tuossa kuussa NASA saattoi päätökseen pyrkimykset tavoittaa Henki.
Hengen perintö
Kun Henki lopetti yhteydenpidon Maan kanssa vuonna 2010, sen kaksoisroveri, Opportunity, meni paljon pidemmälle. Mahdollisuus jatkoi toimintaansa hyvin vuoteen 2018 saakka - suunnilleen 14,5 vuotta laskeutumispäivän jälkeen -, mutta se pysähtyi pinnalle kesäkuussa 2018 tapahtuneen pölyn myrskyn vuoksi.
Sekä Opportunity että Spirit kangaspuut ovat suuria NASAn opetusohjelmassa. Molemmat roversit näyttivät maailmalle, kuinka hyvä tekniikka ja tiede voivat löytää uskomattoman ja arvokkaan tiedon, kuten Punaisella planeetalla olevan laajan veden todistuksen.
NASA: n kokemus rovereista tuli avuksi uudemman Curiosity-roverin kanssa, joka saapui Marsin pinnalle vuonna 2012 ja on tutkinut asutettavissa olevien ympäristöjen ja veden historiaa Gale-kraatterissa ja Mount Sharpissa (Aeolis Mons). Operaattorit käyttävät Spiritin ja Opportunityn tieteellistä työtä tiedottaakseen uteliaisuudesta. Esimerkiksi, uteliaisuus voi tuntea olleensa hiekkarannalla ja sen on ohjelmoitu pysähtymään ja pyytämään maan päällä olevia operaattoreita apua.
NASA: n Mars 2020 -reitti etsii orgaanisia aineita ja muita todisteita muinaisesta elämästä Marsin pinnalta. Yksi sen mahdollisista laskeutumispaikoista oli Gusev-kraatteri, jossa Spirit-rover tapasi kuolemansa.
"Löytö, jonka mukaan kuumavesilähteet virtaavat tänne [Gusev-kraatteri], oli Mars Exploration Roverin, Spiritin, merkittävä saavutus", NASA: n virkamiehet kertoivat kuvaaessaan mahdollisia laskeutumispaikkoja. (Vuoden 2020 joukkue päätyi valitsemaan operaatioon erilainen paikka - Jezero Crater, joka isännöi joen suistoa muinaisessa menneisyydessä.)
Henki on edelleen tärkeä tehtävä NASA: lle, koska rover osoitti veden läsnäolon Marsilla ja auttoi luomaan perustan tuleville Mars-operaatioille.
