https://frosthead.com

Bagaimana Peluang Peluang NASA Menjadikan Marikh Sebahagian Bumi

Pada malam Selasa, jurutera di Kemudahan Operasi Penerbangan Angkasa Makmal Propulsion Jet di Pasadena, California, menghantar arahan terakhir mereka untuk Peluang Peluru di Marikh. Tanpa isyarat yang diterima sebagai balasan daripada pengayun yang tidak aktif, NASA secara rasmi mengumumkan akhir misi hari ini.

"Saya mengisytiharkan misi Opportunity sebagai lengkap, dan dengan itu, misi Mars Exploration Rover selesai, " kata Thomas Zurbuchen, pentadbir bersekutu NASA. "Saya perlu memberitahu anda, ini adalah masa yang emosional."

Rover itu kehilangan kontak dengan Bumi pada 10 Jun, 2018. Satu ribut debu di seluruh Marikh menggelapkan langit aprikot planet keempat dari matahari, kelaparan panel suria yang memerlukan cahaya matahari. Agensi itu terus berjaga-jaga dengan harapan apabila badai mereda, si raksasa mungkin kembali. Semasa bulan-bulan yang berlarutan, NASA meletupkan perintah-perintah di rover-835 dalam semua-dalam sesetengah isyarat yang mungkin diterima dan operasi diteruskan. Selepas lapan bulan berdiam diri, agensi membuat keputusan untuk menyatakan masa kematian dan menawar perpisahan robot.

Peluang adalah separuh daripada misi dua rover yang dipanggil Mars Exploration Rovers (MER). Penerjun itu mendarat secara berasingan di Marikh pada bulan Januari 2004. Peluang mendarat di Meridiani Planum berhampiran khatulistiwa Mars. Roh, kembarannya, mendarat di tengah-tengah planet ini, di kawah Gusev. Pencuri utama misi adalah 90 Mars hari terakhir, atau sol (sekitar 24 jam dan 40 minit). Dua ribu sol kemudian, Roh masih menghantar sains kembali ke Bumi, kehilangan kontak akhirnya pada tahun 2010. Peluang bertahan di Marikh selama lebih 15 tahun.

Hari ini terdapat lapan kapal angkasa dari agensi-agensi angkasa di dunia atau mengarahkan Marikh, dengan beberapa set untuk dilancarkan tahun depan termasuk peluru berpandu Mars 2020 NASA. Sebuah perbatasan yang diturunkan oleh penjelajah robot, Mars meniru sedikit persamaan dengan planet yang kita tahu pada tahun 2000, ketika misi MER dipahami. Pada masa itu, sebuah kapal angkasa tunggal mengelilingi planet merah: Penyelidik Global Marikh yang kesepian. Kedua-dua misi NASA yang berprofil tinggi sebelum ini telah gagal. Mars Polar Lander terhempas ke planet ini, dan Mars Cluster Orbiter hilang, sama ada terbakar di atmosfer Mars atau dibuang ke ruang angkasa.

Membina Oppy Jurutera NASA memasang panel solar pada rover Peluang, 10 Februari 2003. (NASA / JPL)

MER datang selepas cadangan misi yang gagal oleh Ray Arvidson, seorang profesor di Universiti Washington di St. Louis; Larry Soderblom dari Penyiasatan Geologi Amerika Syarikat; dan Steve Squyres, seorang profesor di Cornell University. Masing-masing tiga telah dipukul oleh David Paige dari University of California, Los Angeles, yang dilanggar Mars Polar Lander dipilih untuk penerbangan oleh NASA.

"Semasa mesyuarat [Persatuan Geofizik Amerika], saya berhenti Steve di dalam dewan, " kata Arvidson. "Saya berkata, 'Saya sangat kecewa. Bagaimana dengan awak? ' Dan itulah permulaan. "Arvidson, Squyres dan Soderblom menggabungkan pelbagai pasukan mereka dan menyusun cadangan bersama untuk mendapatkan rover di permukaan Martian.

"Sebelum Roh dan Peluang, ada perasaan rindu untuk sampai ke permukaan supaya kita dapat memahami apa data orbital memberitahu kita, " kata Arvidson. "Melihat Marikh dari empat ratus kilometer di atas permukaan adalah berbeza daripada melihat tekstur batu dan selimut salib dan saiz zarah dan butiran mineralogi dan memisahkan batu-batu. Itulah bagaimana kita melakukan geologi di Bumi. Akan sangat sukar untuk memahami Bumi seperti yang kita lakukan hanya dari data orbital-mungkin mustahil. "

Ia mengambil masa lima percubaan untuk mendakan cadangan misi, akhirnya berkembang menjadi satu Mars Exploration Rover. Squyres, penyiasat utama misi itu, akhirnya meyakinkan Dan Goldin, kemudian pentadbir NASA, untuk menghantar dua pencuri jika seorang gagal.

Pelancaran Oppy Pada 7 Julai 2003, NASA melancarkan Mars Exploration Rover yang kedua, Peluang, di atas kenderaan pelancaran Delta II. (NASA)

Kedua-dua penjelajah robot itu dibina oleh Makmal Jet Propulsion NASA (JPL), yang sebelum ini mendarat kapal angkasa Mars Pathfinder dan rover pengiringnya, Sojourner, pada tahun 1997. Pathfinder, yang berlangsung selama 85 hari, sangat berjaya dalam imaginasi umum. Rover Sojourner yang sedikit mengembara seratus meter - yang seratus meter lebih jauh daripada apa yang pernah ditumpuk di Marikh sebelum ini. Misi ini mencapai $ 150 juta dolar, dan "lebih cepat, lebih baik, lebih murah" menjadi mantera agensi. Selepas kegagalan Mars Polar Lander dan Mars Climate Orbiter, para jurutera grimly menambah mantra: "... memilih dua."

MER akan menjadi misi $ 820 juta bagi kedua-dua pembina-pembinaan melalui misi utama - yang merupakan tawar yang sukar dipercayai, terutamanya mengingat umur panjang kapal angkasa yang tidak dijangka. (Sebagai perbandingan, Vikings 1 dan 2, yang dilancarkan pada tahun 1975, adalah pendarat berbilion dolar apabila diselaraskan untuk inflasi.)

Pada musim panas tahun 2003, dengan mekanik langit yang menguntungkan dan langit terhadap Cape Canaveral jelas, dua kapal angkasa meninggalkan Bumi untuk rumah baru mereka di dunia lain.

Wheels on the Ground

"Apabila saya berada di sekolah menengah, pelumba-pelumba ini mendarat, " kata Heather Justice, pemandu rover untuk Peluang di JPL. "Itu adalah perkara NASA besar pertama yang saya nampak yang benar-benar membuat saya berfikir tentang bekerja di angkasa atau robotika. Dan saya masih ingat pada waktu itu, mungkin suatu hari nanti saya akan melakukan sesuatu seperti itu. Saya tidak fikir ia akan menjadi misi itu. Mereka hanya sepuluh hari terakhir! "

Setiap rover mendarat menggunakan parasut supersonik untuk melambatkan dan kemudian beg udara yang meletup keluar dari semua pihak sebelum kapal angkasa bertembung dengan planet ini. Para pelukis melanda Marikh sebagai meteorit paling tidak merosakkan di dunia, memantul dan merentasi permukaan planet seperti beberapa dadu dalam beberapa permainan gergasi. Peluang akhirnya diselesaikan di kawah Eagle di Meridiani Planum.

Pendaratan oppy Peluang Rover Penjelajahan Marikh NASA memperoleh pandangan ini tentang perisai habanya semasa hari martir ke-325 (22 Disember 2004). Struktur utama dari perisai yang digunakan adalah jauh ke kiri. Serpihan tambahan perisai panas terletak pada bahagian atas imej. Tanda kesan perisai haba kelihatan tepat di atas dan di sebelah kanan bayang-bayang latar depan tiang kamera Opportunity. Pandangan ini adalah mozek tiga imej yang diambil dengan kamera navigasi rover. (NASA / JPL)

"Tidak ada jaminan kejayaan dalam pendaratan ini, " kata Wendy Calvin, ahli pasukan sains MER yang menyertai projek itu setahun sebelum kapal angkasa dilancarkan. "Kami baru sahaja datang dari dua kegagalan yang mengerikan itu dan ada satu pengertian yang nyata bahawa ini mungkin satu lagi. Kami telah menunjukkan kejuruteraan kami dengan begitu berjaya, begitu banyak kali sejak itu bahawa orang-orang lupa bahawa pada tahun 2004, kami berada di atas tenterhooks yang tertanya-tanya bagaimana ia akan pergi. Tiada siapa yang menjangkakan bahawa pendaratan akan begitu menakjubkan kerana mereka. "

Sebelum misi itu, beliau menjelaskan, saintis planet mempunyai idea tertentu mengenai Marikh, bagaimana ia beroperasi sebagai planet, dan bagaimana ia kelihatan dari permukaan. "Imej pertama turun dari laman Peluang Peluang adalah sangat menakjubkan kerana ia adalah planet yang kelihatan berbeza, " katanya. "Saya memberi ceramah kepada orang ramai sebelum mendarat dan berkata tidak terkejut jika ia kelihatan seperti tapak pendaratan Sojourner atau tapak pendaratan Viking. Tetapi laman Peluang Peluang adalah benar- benar berbeza. Dan itu benar-benar keren. "

Pasukan sains memilih untuk mendarat di Meridiani kerana Juruukur Global Mars mendapati bukti spektrum hematit kristal di lokasi tersebut. "Terdapat banyak perdebatan pada masa apa pun penyebabnya, " kata Calvin. "Adakah itu interaksi batu-air? Adakah ia gunung berapi? Saya tidak fikir kita memahami sejarah Mars dan kitaran air sama sekali. Terdapat lebih terperinci dalam sejarah geologi daripada yang kami jangkakan sebelum misi. "

Hematit adalah oksida besi, yang biasanya ditambang di Bumi sebagai bijih. Kerana bentuk mineral dari interaksi air di planet ini, harapannya adalah mungkin ada air di Meridiani. Pada awal 2000-an, sesetengah saintis dijangka mencari ketulan besar hematit di permukaan. Apa yang menunggu di sana adalah sedikit lebih luar biasa: spherules kecil kelabu diukur dalam milimeter dan tertanam di batu pasir yang tersebar di seluruh permukaan. Para saintis menamakan mereka blueberry, terima kasih kepada warna biru mereka dalam imej palsu, dan mereka-bukan batu-batu adalah sumber hematit yang dikesan dari orbit. Deposit mungkin dibuat oleh air yang mengalir melalui batu pasir dan kemudian didedahkan oleh cuaca. Ia adalah lombong emas geologi (metafora), bukti yang menunjukkan bahawa tempat ini dahulunya hangat dan basah.

Blueberries Spherules kecil di permukaan Marikh dalam imej dekat ini adalah berhampiran dengan Fram Crater, yang dikunjungi oleh Peluang Penjelajahan Marikh Exploration Mars NASA pada bulan April 2004. Ini adalah contoh-contoh konkrit mineral yang dijuluki "blueberries." Penyelidikan peluang terhadap konkrit yang kaya dengan hematite semasa misi perdana tiga bulan rover pada awal tahun 2004 memberikan bukti persekitaran kuno yang berair. (NASA / JPL-Caltech / Cornell / USGS)

"Dari orbit, itu jelas!" Kata Arvidson. "Kami tidak tahu apa pemendapan persekitaran itu. Ia mengambil turun ke sana dan melihat batu-batu pada skala butiran, dan mencari laminasi dan retak lumpur dan semua yang lain yang anda tidak boleh lakukan dari orbit. Terutama ... menyusur air dan mendapatkan kebiasaan, anda tidak boleh melakukannya dengan cara yang lengkap dari data orbital. "

"Bagi saya, " kata Calvin, "dua penemuan besar adalah bahawa tandatangan hematit yang ditemui dari orbit adalah di dalam lingkaran ini, dan kita mendapati, dengan Roh, tempat-tempat yang pada asasnya lubang vulkanik dengan silika hampir murni." yang melibatkan air panas berinteraksi dengan batu, akan menjadi kondusif untuk kebiasaan-kemungkinan ekosistem yang menyokong kehidupan di Marikh berjuta-juta dan berjuta-juta tahun yang lalu, bayang-bayang yang masih hari ini sebagai bekas luka dan petunjuk halus yang tertanam di dalam batu.

Melangkah Jarak

Silika itu ditemui secara tidak sengaja, kesan sampingan yang serendipitous dari roda yang rosak pada Roh Rover. Roda itu macet, dan ketika lima roda lain menyeretnya, parit putih yang ganjil diukir di dalam kotoran Martian. Kedua-dua pelumba mempunyai masalah dengan roda yang sama, sama ada dalam giliran atau dalam stereng, menurut Bill Nelson, pengurus kejuruteraan bagi projek MER. "Pada Roh, roda depan yang betul tidak akan berubah, tetapi ia akan memandu. Pada Peluang, ia akan berubah tetapi ia tidak akan memandu. Jadi, kami menyerahkan Pelajaran NASA yang Belajar yang mengatakan bahawa kita harus mulai meninggalkan roda keenam yang buruk dan hanya membuat pelumba beroda lima di masa depan. "

Selepas laporan itu ditinjau, Nelson berkata, "kami tidak lama lagi mendapati NASA tidak mempunyai rasa humor yang boleh diukur."

Panel Suria Roh Sebuah potret diri dari NASA's Mars Exploration Rover Spirit menunjukkan panel solar masih berkilauan di cahaya matahari Martian dan hanya membawa venir tipis debu dua tahun setelah rover mendarat dan mula menjelajah planet merah. (NASA / JPL-Caltech / Cornell)

Tetapi, menurut ketua jurutera, walaupun roda di rover telah memberikan wawasan berharga dalam disiplin terramekanik, kunci untuk memandu di planet lain. "Itulah bidang esoterik kejuruteraan mekanikal di mana anda mengkaji interaksi antara roda dan rupa bumi dan bagaimana keadaan menjadi tertanam atau terselip, atau bagaimana mereka bergerak dan tergelincir dan sebagainya. Antara pemodelan dan pengalaman kami, kami telah membuat sumbangan sebenar di sana. "

Peluang menyediakan bayang-bayang panjang ke atas semua pelukis Mars, menetapkan standard kejuruteraan JPL. Versi tersuai peranti pergerakannya digunakan pada Rasa Rasa ingin tahu dan Marikh yang akan datang 2020. Lima belas tahun pengukuran teliti debu Marikh dan kesannya akan sangat tidak ternilai untuk misi masa depan. Dan kemudian ada ketahanan rover.

"Kami telah menetapkan rekod luar negara untuk jarak, " kata Nelson. "Kami sudah lebih dari 45 kilometer. Hampir dua tahun yang lalu, kami adalah pemenang maraton Mars yang pertama, dan saya menjangkakan kami akan memegang rekod tersebut untuk masa yang agak lama. Saya jujur ​​tidak fikir Nakhoda mempunyai banyak harapan untuk perjalanan hampir sejauh yang kita ada, dan tidak benar-benar jelas bahawa Mars 2020 akan, sama ada. "

Jarak perjalanan telah menjadi pengganda saintifik. "Ini adalah rover yang berlangsung lama, " kata John Callas, pengurus projek MER di JPL. "NASA mempunyai keperluan untuk mencapai kejayaan misi penuh, anda terpaksa pergi sekurang-kurangnya 600 meter. Oleh itu, kami merancang sistem perebutan ini untuk pergi satu kilometer-dan kami benar-benar melewati bulan untuk mempunyai keupayaan seperti itu di Marikh. Kami tidak pernah membayangkan bahawa kami akan dapat melebihi 45 kilometer. Kami telah memandu sejauh ini.

Trek Oppy Adegan ini dari kamera panorama (Pancam) pada Peluang Penjelajahan Marikh Exploration Mars NASA kembali ke arah bahagian pinggir barat Endeavour Crater yang rover mengendarai, menuju ke selatan, pada musim panas 2014. (NASA / JPL-Caltech / Cornell Univ ./Arizona State Univ.)

Eagle Crater, di mana Opportunity mendarat, secara geologi dalam Tempoh Hesperian-tempoh pertengahan sejarah Mars, kira-kira bersamaan dengan Archean Eon di Bumi. Pada tahun 2011, rover Peluang mencapai kawah Endeavour, iaitu Noachian Period rock, di mana geologi tertua di Marikh boleh dikaji. Lapan tahun yang lalu telah menjadi misi bonus, praktikal kenderaan ketiga di armada MER. "Dalam erti kata, " kata Callas, "dengan memacu rover ini setakat ini, kami dapat memandu kembali dalam masa dan mempelajari geologi yang lebih tua."

Salah satu sumbangan besar misi ini, Callas berkata, adalah tidak ketara. Setiap hari, saintis dan jurutera bangun dan pergi bekerja di Marikh. Setiap hari, sesuatu yang baru dipelajari dan Marikh menjadi sebahagian kecil daripada dunia kita. "Sehingga Januari 2004, kami mengadakan lawatan ke Marikh ini sekali-sekala. Pendaki Viking pada tahun tujuh puluhan. Pathfinder pada tahun 1997. Kami cuba kembali pada tahun 1999 dengan Polar Lander. Dengan MER, bukan sahaja kami melawat permukaan Marikh, tetapi kami tinggal di sana. Setiap hari, maklumat baru mengenai permukaan Marikh datang dari beberapa aset permukaan. Kami telah memasuki era pengekalan permukaan Marikh yang berterusan, setiap hari. "

Lima belas tahun operasi dengan tiada stesen servis yang kelihatannya akan menjadi regangan yang menakjubkan, berjaya bagi mana-mana kenderaan, apalagi satu bergulir dalam iklim yang tidak ramah di Marikh. Dunia tawny, beku, mati yang disambut Peluang telah berubah sepenuhnya di mata dunia. Apa yang dahulunya adalah bulan lengai, tetapi merah, kini merupakan sebuah planet di mana air sekali mengalir dengan bebas dan banyak. Persoalannya tidak lagi: Adakah Mars basah? Peluang rover membolehkan para saintis bertanya: Adakah sesuatu berenang di perairan itu, dan bagaimana kita dapati?

Bagaimana Peluang Peluang NASA Menjadikan Marikh Sebahagian Bumi