NASA's Perseverance-rover gaat op zoek naar leven op Mars

Een artistieke weergave van de Perseverance-rover die op Mars landt. NASA / JPL

NASA-functionarissen hebben een uitdrukking voor hoe het is om een ​​rover op Mars te landen: zeven minuten terreur. Er kunnen een miljoen dingen misgaan als het ruimtevaartuig de atmosfeer van Mars binnengaat en probeert veilig aan de oppervlakte te komen. Het drama wordt des te stressvoller door de vertraging van 11 minuten in de communicatie tussen de planeten. Op 18 februari, wanneer de Perseverance-rover afdaalt naar het oppervlak van Mars, zal de missiecontrole pas achteraf weten of het is gelukt of mislukt.

Er zijn geen garanties in deze business, vertelde Jennifer Trosper, de plaatsvervangend projectmanager voor de Mars Perseverance-missie, dinsdag aan verslaggevers. Maar ik voel me geweldig. Ze is een oude rot in deze zenuwslopende ervaring, die ze heeft meegemaakt met de voorgangers van Perseverance, Curiosity, Spirit en Opportunity.

Mocht het lukken, dan zal Perseverance de Jezero-krater verkennen, een voormalige bedding van een meer op Mars die mogelijk de thuisbasis is van fossiele overblijfselen van het oude leven. Maar het moet eerst de landing plakken.

De landing

De technische termen voor de zeven minuten terreur zijn binnenkomst, afdaling en landing, of EDL. Het begint wanneer het ruimtevaartuig de bovenste atmosfeer van Mars binnengaat met ongeveer 20.000 kilometer per uur (12.500 mijl per uur) en geconfronteerd wordt met snel stijgende temperaturen. Doorzettingsvermogen wordt beschermd door een hitteschild en schaal, evenals een reeks van 28 sensoren die hete gassen en wind bewaken. Temperaturen piek bij een straffende 1.300 ° C (2.400 ° F).

Ongeveer vier minuten in EDL - ongeveer 11 kilometer (zeven mijl) boven het oppervlak en nog steeds naar de grond raast met ongeveer 1.500 km / u (940 mph) - de rover zet een parachute van 21 meter in Het ruimtevaartuig zal zijn hitteschild kwijtraken spoedig. Daaronder bevinden zich een hele reeks andere radarinstrumenten en camera's die zullen worden gebruikt om het ruimtevaartuig op een veilige plek neer te zetten. Software genaamd Terrain-Relative Navigation verwerkt beelden die door de camera's zijn gemaakt en vergelijkt ze met een topografische kaart aan boord om erachter te komen waar het ruimtevaartuig is en naar welke mogelijke veilige plekken het moet gaan.

Op iets minder dan zes minuten in EDL en ongeveer twee kilometer in de lucht, scheiden de buitenste schil en parachute zich van de rover, en Perseverance gaat rechtstreeks naar de grond. De daalfase (bevestigd bovenop de rover) gebruikt zijn stuwraketten om een ​​veilige plek te vinden binnen 10 tot 100 meter van de huidige drop-locatie, en vertraagt ​​tot ongeveer 2,7 km/u (1,7 mph). Nylon koorden op de afdalingstrap laten de rover vanaf 20 meter (66 voet) in de lucht op de grond zakken. Zodra de rover de grond raakt, worden de koorden doorgesneden en vliegt de afdalingstrap weg om van een veilige afstand tegen de grond te crashen. Volharding is nu in zijn nieuwe thuis.

Een zicht op de Jezero-krater. Aan de linkerkant is een spectrale kaart van minerale afzettingen gevormd door wateractiviteit in het verleden. Aan de rechterkant is een gevarenkaart gemaakt om hoog ruw terrein te illustreren dat Perservance zal proberen te vermijden bij de landing.

NASA

De wetenschap

Spirit and Opportunity heeft ons geholpen de geschiedenis van water op Mars en Curiosity beter te begrijpen vond bewijs van c complexe organische stoffen -koolstofrijke moleculen die de grondstoffen zijn voor het leven. Gecombineerd vertelde dit bewijs ons dat Mars in het verleden mogelijk bewoonbaar was. Perseverance gaat de volgende grote stap zetten: op zoek naar tekenen van oud buitenaards leven .

Waarom Jezero krater? Het is een voormalige meerbedding die 3,8 miljard jaar oud is. Een rivier voerde er vroeger water in, en het is in de rivierdelta waar sedimenten geconserveerde organische verbindingen en mineralen hebben afgezet die verband houden met biologisch leven.

Drieëntwintig camera's op Perseverance zullen Mars bestuderen op bewijs van leven. De belangrijkste hiervan zijn de Mastcam-Z-camera, die stereoscopische en panoramische beelden kan maken en een buitengewoon hoge zoomcapaciteit heeft om doelen (zoals bodempatronen en oude sedimentformaties) te markeren die nadere bestudering verdienen; SuperCam, die de chemische en minerale samenstelling in de rots kan onderzoeken en een microfoon heeft die zal worden gebruikt om naar het weer op Mars te luisteren; en de PIXL- en SHERLOC-spectrometers, die op zoek gaan naar complexe moleculen die wijzen op biologie. De Watson-camera van SHERLOC zal ook microscopische beeldvorming maken tot een resolutie van 100 micron (nauwelijks groter dan de breedte van een mensenhaar).

Verwant verhaal

Dit is de eerste foto die is gemaakt door NASA's Perseverance Mars-rover. Nu begint de jacht op het leven.

Na de afdaling te hebben overleefd, stuurde de rover deze foto terug vanaf het oppervlak van Mars.

Briony Horgan, een planetaire wetenschapper aan de Purdue University die deel uitmaakt van het Mastcam-Z-team, zegt dat wetenschappers het meest geïnteresseerd zijn in het vinden van organisch materiaal dat ofwel sterk geconcentreerd is of alleen het resultaat kan zijn van biologische activiteit, zoals stromatolieten (versteende resten ontstaan ​​door bacterielagen). Als we bepaalde patronen vinden, kan het kwalificeren als een biosignatuur dat het bewijs van leven is, zegt ze. Zelfs als het niet geconcentreerd is, als we het in de juiste context zien, kan het een heel krachtig teken zijn van een echte biosignatuur.

Nadat Perseverance is geland, zullen ingenieurs enkele weken besteden aan het testen en kalibreren van alle instrumenten en functies voordat het wetenschappelijk onderzoek serieus begint. Als dat voorbij is, zal Perseverance nog een paar maanden rijden naar de eerste verkenningslocaties bij de Jezero-krater. We zouden deze zomer al bewijs van leven op Mars kunnen vinden - als het er ooit was.

Nieuwe wereld, nieuwe technologie

Zoals elke nieuwe NASA-missie, is Perseverance ook een platform voor het demonstreren van enkele van de meest geavanceerde technologie in het zonnestelsel.

Een daarvan is MOXIE, een klein apparaat dat de koolstofdioxide-zware atmosfeer van Mars probeert om te zetten in bruikbare zuurstof door middel van elektrolyse (met behulp van een elektrische stroom om elementen te scheiden). Dit is al eerder gedaan op aarde, maar het is belangrijk om te bewijzen dat het werkt op Mars als we hopen dat mensen daar ooit kunnen leven. Zuurstofproductie zou een Marskolonie niet alleen van ademende lucht kunnen voorzien; het kan ook worden gebruikt om vloeibare zuurstof te genereren voor raketbrandstof. MOXIE zou tijdens de eerste twee jaar van Perseverance ongeveer 10 kansen moeten hebben om zuurstof te maken, tijdens verschillende seizoenen en tijden van de dag. Het zal elke keer ongeveer een uur lopen en produceert 6 tot 10 gram zuurstof per sessie.

Er is ook Ingenuity, een helikopter van 1,8 kilogram die de eerste gemotoriseerde gecontroleerde vlucht ooit op een andere planeet zou kunnen maken. Het inzetten van Ingenuity (die onder de rover wordt opgeborgen) duurt ongeveer 10 dagen. De eerste vlucht zal ongeveer drie meter de lucht in gaan, waar het ongeveer 20 seconden zal blijven zweven. Als het met succes vliegt in de ultradunne atmosfeer van Mars (1% zo dicht als die van de aarde), zal Ingenuity veel meer kansen hebben om ergens anders heen te vliegen. Twee camera's op de helikopter helpen ons precies te zien wat hij ziet. Op zichzelf zal Ingenuity niet cruciaal zijn voor het verkennen van Mars, maar het succes ervan kan de weg vrijmaken voor ingenieurs om na te denken over nieuwe manieren om andere planeten te verkennen wanneer een rover of lander niet voldoende is.

Geen van beide demonstraties zal het hoogtepunt zijn voor Perseverance. Het hoogtepunt van de missie, die 10 jaar kan duren om te realiseren, is de terugkeer van bodemmonsters van Mars naar de aarde. Perseverance zal in de grond boren en meer dan 40 monsters verzamelen, waarvan de meeste zullen worden teruggestuurd naar de aarde als onderdeel van een gezamenlijke NASA-ESA-missie. NASA-functionarissen suggereren dat deze missie in 2026 of 2028 kan komen, wat betekent dat ze op zijn vroegst in 2031 naar de aarde kunnen worden teruggebracht.

Het verzamelen van dergelijke monsters is geen sinecure. Roboticabedrijf Maxar bouwde de sample handling assembly (SHA) die het boormechanisme bestuurt dat kernen van Marsbodem uit de grond verzamelt. Het bedrijf moest iets bouwen dat autonoom werkte, met hardware en elektronica die temperatuurschommelingen van -73 °C (100 °F) 's nachts tot meer dan 20 °C (70 °F) overdag kon weerstaan. En het belangrijkste was dat het iets moest bouwen dat bestand was tegen het stof van Mars.

Als je het hebt over een bewegend mechanisme dat kracht moet uitoefenen en precies daar moet gaan waar je het nodig hebt, kan een klein stofdeeltje de hele show niet stoppen, zegt Lucy Condakchian, de algemeen directeur van robotica bij Maxar . SHA, dat zich onder de rover zelf bevindt, wordt blootgesteld aan een hoop stof dat wordt opgeworpen door de wielen van de rover of door te boren. Verschillende innovaties zouden het moeten helpen dit probleem het hoofd te bieden, waaronder nieuwe smeermiddelen en een metalen accordeonontwerp voor zijn op- en neergaande beweging.

Voordat echter is aangetoond dat een van deze dingen werkt, moet de rover heelhuids naar Mars komen.

Het wordt nooit oud, zegt Condakchian. Ik ben net zo nerveus als bij de vorige missies. Maar het is een goede zenuw - een opwinding om dit opnieuw te doen.

zich verstoppen