»Radovednost« srečno na Marsovih tleh

Po uspešnem pristanku na rdečem planetu čaka rover Curiosity najmanj 23 mesecev zahtevnih raziskovalnih opravil.

Objavljeno
01. avgust 2012 14.36
I. K., Znanost
I. K., Znanost

Doslej največje in najdražje robotizirano vozilo za proučevanje Marsa, imenovano Curiosity (radovednost), je pristalo danes okoli pol osme ure zjutraj po srednjeevropskem času.

Na kraju pristanka, kraterju Gale na Marsu, je bila ura ob pristanku tri popoldan.

Znanstveniki, ki so v kontrolni sobi v laboratoriju v Pasadeni spremljali njegov pristanek, so se v trenutku, ko se je Curiosity dotaknil površja Marsa, od veselja začeli objemati. Z navdušenjem so tudi spremljali, kako je robotizirano vozilo poslalo prve posnetke rdečega planeta.

Curiosity bo raziskoval morebitne dokaze življenja na Marsu.

Petkrat težji od predhodnic

Nova sonda je velik in zelo gibljiv vesoljski rover, ki ga poganja jedrski vir energije.

Iz Kennedyjevega vesoljskega izstrelišča na Floridi so ga izstrelili 26. novembra 2011; zaradi manjše tehnične napake so izstrelitev prestavili za en dan.

Sondo je v orbito okoli Zemlje spravila močna dvostopenjska satelitska nosilna raketa Lockheed Martin Atlas V (541).

Pot do Marsa je trajala 225 dni, v tem času je preletela skoraj 570 milijonov kilometrov.

Rover ima na krovu vrsto znanstvenih instrumentov, tudi izredno natančen sistem za pristajanje, ki mu je omogočil zahteven pristanek v kraterju Gale, kjer se temperatura giblje od minus 90 do 0 stopinj Celzija. Za pristanek so izbrali nov sistem zaviralnih raket, imenovanih sky crane (nebeško dvigalo oziroma žerjav).

Curiosity je sicer do 2,2 metra visok šestkolesnik, dolg tri in širok 2,7 metra. Tehta skoraj 900 kilogramov in je petkrat težji od svojih dveh predhodnikov (roverjev Spirit in Opportunity); na njem je tudi približno desetkrat več raziskovalne opreme.

Mobilni raziskovalni laboratorij bo 23 mesecev, kolikor znaša eno Marsovo leto, podrobno raziskoval površino planeta. Analiziral bo več deset območij, na katerih je predvideno tudi nabiranje vzorcev in vrtanje različnih kamnin.

Dragoceni znanstveni tovor

Skupna teža vesoljske sonde ob izstrelitvi je bila 3893 kilogramov.

Od tega ima robotsko vozilo, kot rečeno, 899 kilogramov, 2401 kilogram tehta sistem za pristanek, dobre pol tone pa z gorivom napolnjena stopnja za križarjenje, ki je imela pomembno vlogo v času potovanja po medplanetarnem prostoru do Marsa. Vir energije ji je dajal radioizotopski termoelektrični generator MMRTG in litijevi ionski akumulatorji.

V znanstvenem tovoru, ki tehta 75 kilogramov, je deset instrumentov, med drugim tudi spektrometer žarkov X in delcev alfa, kamere, slikovni sistem spuščanja na površino, slikovni sistem robotske roke, detektor radiacije in oprema za analizo vzorcev.

Vrednost celotnega programa je približno 2,5 milijarde dolarjev. Večina tega zneska, 1,8 milijarde, je bila namenjena razvoju roverja in znanstvenim raziskavam.

Jedrski vir energije

Po dolgih letih je to prva vesoljska sonda za raziskovanje Marsa, v kateri je primarni vir jedrska energija, ki jo omogoča generator MMRTG. Ta vsebuje oksid plutonija 238 in termoelemente, ki pretvarjajo plutonijevo toplotno energijo v elektriko. S tem bo napajal instrumente na krovu.

Naprava, ki so jo izdelali v Boeingu in lahko deluje najmanj štirinajst let, je dolga zgolj 66 centimetrov in ima premer 64 centimetrov, tehta pa 45 kilogramov. Poleg sistema kamer na jamboru je na tem vozilu še dvanajst inženirskih kamer. Polovica jih bo skrbela za navigacijo, polovica pa za to, da se bo rover na svoji poti izogibal oviram. Vsaka od njih je težka vsega 250 gramov.

Instrumenti na krovu prihajajo tako od kanadske vesoljske agencije CSA kot iz dveh evropskih držav. Španija je prispevala instrument, ki proučuje ultravijolično sevanje, Rusija pa instrument za zaznavanje vode v plitvih podpovršinskih mineralih.

Krater Gale

Določanje kraja pristanka je bilo dolgotrajno in zahtevno delo, s katerim se je ukvarjalo 150 znanstvenikov, ki se ukvarjajo z Marsom. Leta 2008 so določili štiri potencialna območja, ki so jih nato posnele natančne kamere sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), ki kroži okoli planeta. Pri tem je pomagala tudi evropska vesoljska sonda Mars Express. Vsi štirje kraji so bili varni za pristanek, večina pa se je na koncu odločila za krater Gale, ki se je izkazal kot najbolj zanimiv za znanstvene raziskave.

Krater nosi ime po avstralskem astronomu Walterju F. Galeu (1865–1945). Izbrali so ga tako, da bo rover lahko raziskoval na dnu kraterja kot tudi nižje plasti gore, ki je v njem. Krater ima namreč premer kar 154 kilometrov, iz njegovega dna pa se dviga 5000 metrov visoka gora. Njena pobočja so položna, tako da se bo lahko rover po njem varno vzpenjal.

Pri pošiljanju vesoljske sonde proti Marsu je treba še posebej paziti, da vesoljska plovila na planet ne bi prinesla mikrobov z Zemlje. Zato so dele Marsovega znanstvenega laboratorija pred izstrelitvijo čistili z alkoholom in drugimi raztopinami. Komponente, ki zdržijo večjo vročino, so 144 ur segrevali pri temperaturah od 110 do 146 stopinj Celzija. Na koncu so izvedli tudi skrbne mikrobiološke teste.

Slavna predhodnika

Rover Curiosity je seveda še pred enim velikim izzivom. Kako preseči dosežke zdaj že slavnih, a precej manjših predhodnikov, roverjev Opportunity in Spirit.

Pred dobrimi osmimi leti, 25. januarja 2004, je na Marsu mehko pristalo vozilce, imenovano rover Opportunity; zgodilo se je tri tedne po tistem, ko je na drugem koncu rdečega planeta pristal njegov dvojček Spirit. Razlika med njima je zdaj ta, da je Spirit marca 2010 dokončno utihnil, Opportunity pa je še dejaven in je s tem presegel vse napovedi.

Rekord je skoraj neverjeten. Od obeh roverjev so Nasini strokovnjaki namreč pričakovali največ trimesečno življenjsko dobo in največ nekaj sto prevoženih metrov. Zdaj pa Opportunity po Marsu kolovrati že deveto leto, in še ni odnehal. Samo v svojem osmemu letu na Marsu je prepotoval večjo razdaljo kot v kateremkoli prej, saj je prevozil kar 7,7 kilometra. Njegova skupna pot po rdečem planetu je tako dolga že več kot 34,4 kilometra.
Pristal je v majhnem kraterju Eagle, kjer je nato našel dokaze o tem, da je bilo nekdaj na planetu bolj vlažno okolje. Naslednja štiri leta je raziskoval tudi večje kraterje. Sredi leta 2008 so sondo usmerili v Victorio, krater s premerom 800 metrov, zatem pa proti kraterju Endeavour, ki ima premer kar 22 kilometrov; do tja je pripeljal avgusta 2011.

Že kmalu je Opportunity na Zemljo poslal zanimive podatke o veliki vsebnosti cinka v tleh, kar nakazuje na vpliv vode. Prav tako so naleteli na svetlo žilo in ugotovili, da vsebuje hidrat kalcijevega sulfata. To naj bi bil po mnenju glavnega raziskovalca dr. Steva Squyresa najbolj jasen dokaz o prisotnosti tekoče vode na Marsu.

Po peti marsovski zimi gre Opportunity naprej

Ker je Marsovo leto skoraj dvakrat tako dolgo kot Zemljino, je moral Opportunity tam preživeti že peto zimo. In to je najtežji del tamkajšnjega bivanja. Plošče s solarnimi celicami, iz katerih pridobiva električno energijo, so namreč že zelo zaprašene in torej manj zmogljive. Zato je edina možnost, ki so jo roverjevi vozniki na Zemlji uporabili že večkrat, da Opportunity parkirajo na prisojnem klancu, čim bolj izpostavljenem sončnim žarkom. Tako tudi pozimi ustvari nekaj dragocene električne energije. Prav tako je izredno pomembno, da na njem deluje še vseh šest koles, kar žal ni veljalo za dvojčka Spirita.

Strokovnjaki JPL so odločili, da je Opportunity prestal zimo pri vzboklini, imenovani Greely Haven, kjer je bil do nedavna. Zdaj je spet dejaven, konec julija si je med drugim od blizu ogledal majhen udarni krater Sao Gabriel.