We wtorek wieczorem inżynierowie z Space Flight Operations Facility z Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii wysłali swoje ostateczne polecenia do łazika Opportunity na Marsie. Bez odpowiedzi otrzymanej od nieaktywnego łazika, NASA oficjalnie ogłosiła dzisiaj zakończenie misji.
„Deklaruję misję Opportunity jako zakończoną, a wraz z nią misję Mars Exploration Rover jako ukończoną”, powiedział Thomas Zurbuchen, zastępca administratora NASA. „Muszę ci powiedzieć, że to emocjonalny czas.”
Łazik stracił kontakt z Ziemią 10 czerwca 2018 r. Burza piaskowa na Marsie zaciemniła morelowe niebo czwartej planety przed słońcem, głodując słoneczne panele łazika. Agencja utrzymywała czujność w nadziei, że gdy burza opadnie, łazik może się obudzić. W międzyczasie NASA wysadziła łazik poleceń w łaziku - w sumie 835 - na wypadek, gdyby jakiś sygnał mógł zostać odebrany i operacje zostały wznowione. Po ośmiu miesiącach milczenia agencja podjęła decyzję o ogłoszeniu czasu śmierci i pożegnaniu robota.
Okazja to połowa misji dwóch łazików o nazwie Mars Exploration Rovers (MER). Łaziki wylądowały osobno na Marsie w styczniu 2004 r. Okazja wylądowała w Meridiani Planum w pobliżu równika marsjańskiego. Duch, jego bliźniak, wylądował w połowie planety, w kraterze Gusiew. Podstawowe misje łazików miały trwać 90 dni Marsa lub podeszwy (około 24 godzin i 40 minut). Dwa tysiące podeszew później Spirit wciąż wysyłał naukę z powrotem na Ziemię, w końcu tracąc kontakt w 2010 roku. Szansa przetrwała na Marsie przez ponad 15 lat.
Obecnie na orbicie Marsa znajduje się osiem statków kosmicznych światowych agencji kosmicznych, a garść zestawów wystartuje w przyszłym roku, w tym łazik Mars 2020 NASA. Granica stłumiona przez robotów-odkrywców Mars jest mało podobny do planety, którą znaliśmy w 2000 roku, kiedy powstała misja MER. W tym czasie jeden statek kosmiczny okrążył czerwoną planetę: samotny globalny geodeta Mars. Dwie poprzednie, głośne misje NASA na Marsa zakończyły się niepowodzeniem. Mars Polar Lander uderzył w planetę i Mars Climate Orbiter zniknął, albo spalony w marsjańskiej atmosferze, albo odbity w kosmos.
Inżynierowie NASA instalujący panele słoneczne w łaziku Opportunity, 10 lutego 2003 r. (NASA / JPL) MER przyszedł po nieudanych propozycjach misji Raya Arvidsona, profesora na Washington University w St. Louis; Larry Soderblom z US Geological Survey; oraz Steve Squyres, profesor na Uniwersytecie Cornell. Każdy z nich został pobity przez Davida Paige z University of California w Los Angeles, którego niefortunny Mars Polar Lander został wybrany do lotu przez NASA.
„Podczas spotkania [Amerykańskiej Unii Geofizycznej] zatrzymałem Steve'a w hali”, mówi Arvidson. „Powiedziałem:„ Jestem dość obolałym frajerem. Jak o tobie?' I to był początek. ”Arvidson, Squyres i Soderblom połączyli swoje różne zespoły i zabrali się do pisania wspólnej propozycji, aby dostać łazik na marsjańską powierzchnię.
„Przed Duchem i Okazją istniało uczucie pragnienia, aby wydostać się na powierzchnię, abyśmy mogli zrozumieć, co mówią nam dane orbitalne”, mówi Arvidson. „Obserwowanie Marsa z czterystu kilometrów nad powierzchnią różni się od patrzenia na tekstury skał, ściółkę krzyżową, rozmiary cząstek i szczegóły mineralogii i rozbierania skał. Tak robimy geologię na Ziemi. Bardzo trudno byłoby zrozumieć Ziemię tak, jak robimy to na podstawie danych orbitalnych - być może niemożliwe. ”
Pięć prób wymagało wylądowania propozycji misji, która ostatecznie przekształciła się w jednego łazika eksploracyjnego Mars. Squyres, główny badacz misji, ostatecznie przekonał Dana Goldina, ówczesnego administratora NASA, do wysłania dwóch łazików na wypadek awarii jednego z nich.
7 lipca 2003 r. NASA wypuściła na rynek swój drugi pojazd eksploracyjny Mars Exploration Rover, Opportunity, na pokładzie pojazdu startowego Delta II. (NASA) Dwóch robotycznych odkrywców zbudowało NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), które wcześniej wylądowało na statku kosmicznym Mars Pathfinder i towarzyszącym mu łaziku, Sojourner, w 1997 roku. Pathfinder, który trwał 85 dni, odniósł ogromny sukces w wyobraźni publicznej. Jego mały łazik Sojourner pokonywał sto metrów - co było o sto metrów dalej niż cokolwiek, co kiedykolwiek wcześniej wędrowało po Marsie. Misja przyniosła 150 milionów dolarów, a „szybciej, lepiej, taniej” stało się mantrą agencji. Po niepowodzeniach Marsa Landera i Mars Climate Orbiter inżynierowie ponuro dodali do mantry: „… wybierz dwa”.
MER stałby się misją dla obu łazików o wartości 820 milionów dolarów - budowanie przez misję główną - co było niewiarygodną okazją, szczególnie biorąc pod uwagę nieoczekiwaną długość życia statku kosmicznego. (Dla porównania Wikingowie 1 i 2, wprowadzeni na rynek w 1975 r., Byli lądownikami o wartości wielu miliardów dolarów, skorygowanymi o inflację.)
Latem 2003 roku, gdy mechanizmy niebieskie sprzyjały, a niebo nad Cape Canaveral było czyste, oba statki kosmiczne opuściły Ziemię i przybyły do nowego domu na innym świecie.
Koła na ziemi
„Kiedy byłem w liceum, te łaziki wylądowały”, mówi Heather Justice, główny kierowca łazika dla Opportunity w JPL. „To była pierwsza duża rzecz, którą zobaczyłem w NASA, która naprawdę skłoniła mnie do myślenia o pracy w kosmosie lub robotyce. I pamiętam, że wtedy pomyślałem, może kiedyś zrobię coś takiego. Nie sądziłem, że to będzie ta misja. Miały trwać tylko 90 dni! ”
Każdy łazik wylądował za pomocą spadochronów naddźwiękowych, aby zwolnić, a następnie poduszki powietrzne, które wybuchły na zewnątrz ze wszystkich stron, zanim statek kosmiczny zderzył się z planetą. Łaziki uderzyły w Marsa jako najmniej niszczycielskie meteoryty na świecie, odbijając się i skacząc po powierzchni planety jak para kości w grze jakiegoś giganta. Okazja ostatecznie osiadła w kraterze Orła na Meridiani Planum.
Możliwość eksploracji łazika przez Marsa NASA zyskała ten pogląd na własnej tarczy cieplnej podczas 325. marsjańskiego dnia łazika (22 grudnia 2004 r.). Główna konstrukcja z skutecznie użytej tarczy znajduje się po lewej stronie. Dodatkowe fragmenty osłony termicznej znajdują się w górnej środkowej części obrazu. Znak uderzenia osłony cieplnej jest widoczny tuż nad i na prawo od cienia pierwszego planu masztu kamery Możliwości. Ten widok jest mozaiką trzech zdjęć wykonanych kamerą nawigacyjną łazika. (NASA / JPL) „Nie było gwarancji sukcesu na tych lądowaniach” - mówi Wendy Calvin, członek zespołu naukowego MER, który dołączył do projektu na rok przed wystrzeleniem statku kosmicznego. „Właśnie usunęliśmy te dwie straszne porażki i istniało prawdziwe poczucie, że może to być kolejny. Pokazaliśmy naszą inżynierię z takim powodzeniem, tyle razy od tamtej pory, że ludzie zapominają, że w 2004 roku byliśmy na tropach, zastanawiając się, jak to wszystko pójdzie. Nikt nie spodziewał się, że lądowania odniosą tak spektakularny sukces.
Wyjaśnia, że przed misją planetolodzy mieli pewne wyobrażenia o Marsie, o tym, jak działał on jak planeta i jak wyglądał z powierzchni. „Pierwsze zdjęcia z miejsca lądowania Opportunity były naprawdę niesamowite, ponieważ była to planeta wyglądająca inaczej” - mówi. „Rozmawiałem z ogółem społeczeństwa przed lądowaniem i powiedziałem, żeby się nie dziwić, gdyby wyglądało to na lądowisko Sojourner lub lądowisko Viking. Ale miejsce lądowania Okazja było naprawdę bardzo różne. I to było naprawdę fajne. ”
Zespół naukowy postanowił wylądować w Meridiani, ponieważ Mars Global Surveyor znalazł spektralne dowody krystalicznego hematytu w tym miejscu. „W tym czasie była wiele debat”, mówi Calvin. „Czy to była interakcja skały i wody? Czy to było wulkaniczne? Nie sądzę, żebyśmy w ogóle rozumieli historię Marsa i obieg wody. Historia geologiczna zawierała o wiele więcej szczegółów, niż przewidywaliśmy przed misją. ”
Hematyt jest tlenkiem żelaza, powszechnie wydobywanym na Ziemi jako ruda. Ponieważ minerały powstają w wyniku interakcji wody na tej planecie, mieli nadzieję, że kiedyś w Meridiani mogła być woda. Na początku XXI wieku niektórzy naukowcy spodziewali się, że znajdą na powierzchni duże kawałki hematytu. To, co tam czekało, było nieco bardziej niezwykłe: małe szarawe kulki mierzone w milimetrach i osadzone w piaskowcu rozmieszczonym na powierzchni. Naukowcy nazwali je jagodami, dzięki ich niebieskiemu odcieniu na fałszywych kolorach, a oni - nie głazy - byli źródłem hematytu wykrytego z orbity. Osady zostały prawdopodobnie utworzone przez wodę przepływającą przez piaskowiec, a następnie odkryte przez wietrzenie. Była to (metaforyczna) geologiczna kopalnia złota, co dowodzi w przeważającej mierze, że to miejsce było kiedyś ciepłe i mokre.
Małe kulki na powierzchni Marsa na tym zbliżeniu znajdują się w pobliżu Krateru Fram, odwiedzonego przez NASA Mars Exploration Rover Opportunity w kwietniu 2004 r. Są to przykłady konkrecji mineralnych nazywanych „jagodami”. Badanie możliwości bogatych w hematyt konkrecji podczas trzymiesięcznej pierwszej misji łazika na początku 2004 r. Dostarczyło dowodów na wodniste starożytne środowisko. (NASA / JPL-Caltech / Cornell / USGS) „Z orbity jest to równina!”, Mówi Arvidson. „Nie mieliśmy pojęcia, co to jest depozycja środowiska. Trzeba zejść na dół i spojrzeć na skały w skali ziarna, poszukać laminacji i pęknięć błota i wszystkich innych rzeczy, których po prostu nie można zrobić z orbity. W szczególności ... podążając za wodą i osiągając warunki do zamieszkania, nie można tego zrobić w pełni na podstawie danych orbitalnych. ”
„Dla mnie”, mówi Calvin, „dwoma dużymi odkryciami jest to, że hematytowa sygnatura odkryta z orbity znajduje się w tych sferach i że znaleźliśmy, wraz z Duchem, miejsca, które były w zasadzie otworami wulkanicznymi z prawie czystą krzemionką”. włączenie gorącej wody w interakcje ze skałą sprzyjałoby zamieszkaniu - możliwemu ekosystemowi podtrzymującemu życie na Marsie miliony i miliony lat temu, którego cień pozostaje dziś jako blizny i subtelne wskazówki osadzone w skale.
Going the Distance
Krzemionkę odkryto przypadkowo, nieoczekiwany efekt uboczny wadliwego koła w łaziku Spirit. Koło zakleszczyło się, a gdy pozostałe pięć kół ciągnęło go wzdłuż, w marsjańskim piasku wyryto dziwny biały wykop. Według Billa Nelsona, kierownika inżynierii projektu MER, oba łaziki miały problemy z tym samym kołem, zarówno w ruchu obrotowym, jak i kierowniczym. „W Spirit, przednie prawe koło się nie obracało, ale sterowało. Przy okazji okazało się, że się odwróci, ale nie da rady. Przekazaliśmy więc NASA Lessons Learned, w którym powiedziano, że powinniśmy zacząć od porzucania złego szóstego koła i robić pięciokołowe łaziki w przyszłości. ”
Po przejrzeniu raportu Nelson powiedział: „wkrótce odkryliśmy, że NASA nie ma mierzalnego poczucia humoru”.
Autoportret NASA Mars Exploration Rover Spirit pokazuje panele słoneczne wciąż lśniące w marsjańskim świetle słonecznym i niosące jedynie cienką okleinę pyłu dwa lata po wylądowaniu łazika i rozpoczęciu eksploracji czerwonej planety. (NASA / JPL-Caltech / Cornell) Ale, według głównego inżyniera, nawet koła łazika dostarczyły cennego wglądu w dyscyplinę terramechaniki, klucz do jazdy na innych planetach. „To nieco ezoteryczna dziedzina inżynierii mechanicznej, w której badasz interakcje między kołami a terenem oraz sposób, w jaki rzeczy zatapiają się lub przemieszczają, lub jak się poruszają, ślizgają i tak dalej. Pomiędzy naszym modelowaniem a doświadczeniem wnieśliśmy tam prawdziwy wkład. ”
Okazja rzuca długi cień na wszystkie kolejne łaziki marsjańskie, ustanawiając złoty standard inżynierii JPL. Niestandardowe wersje oprogramowania mobilnego są używane w łazikach Ciekawość i nadchodzący Mars 2020. Piętnaście lat drobiazgowych pomiarów pyłu marsjańskiego i jego efektów będzie nieocenione w przyszłych misjach. A potem jest wytrzymałość łazika.
„Ustanowiliśmy światowy rekord odległości - mówi Nelson. „Przejechaliśmy ponad 45 kilometrów. Prawie dwa lata temu byliśmy zwycięzcami pierwszego maratonu marsjańskiego i spodziewam się, że będziemy utrzymywać ten rekord jeszcze przez jakiś czas. Szczerze mówiąc, nie sądzę, że Curiosity ma wiele nadziei na podróż tak daleko, jak my, i nie jest do końca jasne, czy Mars 2020 to zrobi. ”
Przebyty dystans był naukowym multiplikatorem. „To był łazik, który trwał długo”, mówi John Callas, kierownik projektu MER w JPL. „NASA wymagało, aby osiągnąć pełny sukces misji, trzeba było przejść co najmniej 600 metrów. Dlatego zaprojektowaliśmy ten system łazików, aby przejechał kilometr - i byliśmy już całkowicie za księżycem, aby mieć tego rodzaju możliwości na Marsie. Nigdy nie wyobrażaliśmy sobie, że będziemy w stanie pokonać ponad 45 kilometrów. Jak dotąd jechaliśmy.
Ta scena z kamery panoramicznej (Pancam) na NASA Mars Exploration Rover Opportunity spogląda wstecz na część zachodniego brzegu krateru Endeavour, którym jechał łazik, kierując się na południe latem 2014 roku. (NASA / JPL-Caltech / Cornell Univ ./Arizona State Univ.) Krater Orzeł, gdzie wylądowała Szansa, znajduje się geologicznie w Okresie Hesperia - środkowym okresie historii Marsa, mniej więcej zbieżnym z Eche Archeanem na Ziemi. W 2011 rover łazik Opportunity dotarł do krateru Endeavour, który jest skałą z okresu Noachian, gdzie można badać najstarszą geologię na Marsie. Ostatnie osiem lat było jak misja dodatkowa, praktycznie trzeci pojazd we flocie MER. „W pewnym sensie” - mówi Callas - „kierując tym łazikiem do tej pory byliśmy w stanie cofnąć się w czasie i studiować znacznie starszą geologię”.
Callas twierdzi, że jednym z największych wkładów w tę misję jest wartość niematerialna. Każdego dnia naukowcy i inżynierowie budzą się i idą do pracy na Marsie. Każdego dnia uczy się czegoś nowego, a Mars staje się coraz bardziej częścią naszego świata. „Do stycznia 2004 r. Mieliśmy te okazjonalne wizyty na Marsie. Lądowniki Wikingów w latach siedemdziesiątych. Pathfinder w 1997 roku. Próbowaliśmy powrócić w 1999 roku z Polar Lander. Dzięki MER nie tylko odwiedziliśmy powierzchnię Marsa, ale też tam pozostaliśmy. Każdego dnia napływają nowe informacje o powierzchni Marsa z jakiegoś zasobu powierzchniowego. Wkroczyliśmy w erę ciągłych, codziennych eksploracji powierzchni Marsa. ”
Piętnaście lat pracy bez widocznej stacji obsługi byłoby zadziwiającym, udanym odcinkiem dla każdego pojazdu, nie mówiąc już o toczeniu się w niegościnnych klimatach Marsa. Płowaty, zamrożony, martwy świat, który przywitał Opportunity, został całkowicie zmieniony w oczach ziemskiej. To, co niegdyś było obojętnym księżycem, ale było czerwone, jest teraz planetą, na której niegdyś swobodnie i obficie płynęła woda. Pytanie już nie jest: czy Mars był mokry? Dzięki łazikowi Okazja naukowcy mogli zamiast tego zapytać: czy coś pływało w tych wodach i jak to znaleźć?
