Opportunity dotarł do krateru Santa Maria

0

W tym tygodniu Opportunity dotarł do krateru Santa Maria, jednej z ciekawszych formacji marsjańskich, która z bliska analizowana jest przez pojazd z serii Mars Exploration Rover (MER). Santa Maria pozostanie głównym obiektem badań aż do lutego, kiedy to zakończy się koniunkcja Marsa ze Słońcem.

Santa Maria to kolejny duży krater, którego eksplorację prowadzi łazik Opportunity. Pod względem wielkości (około 90m) nieznacznie ustępuje kraterowi Endurance, który był badany na początku misji sześć lat temu. Łazik spędzi w rejonie Santa Marii dwa miesiące, co oznacza, że zespół naukowy będzie miał okazję bardzo dobrze przyjrzeć się temu kraterowi.

Sol-2450: przystanek Santa Maria
W ciągu ostatnich kilku dni marsjańskich Opportunity pokonywał długie dystanse z niebywałą wręcz częstotliwością. Od czasu publikacji naszego ostatniego artykułu dotyczącego łazika Opportunity, kolejne odcinki po równinach Meridiani były przemierzane w następujących dniach marsjańskich. Podczas Sol-2441 Opportunity dotarł w pobliże niewielkiego krateru nazwanego Woschod. Następnego dnia przejechał ponad 120m, zatrzymując się przy północnej stronie krateru Salut. W czasie Sol-2443 łazik pokonał trasę długości prawie 100m zwiększając tym samym całkowity dystans pokonany na Marsie do ponad 26km. Następnego dnia do całkowitej liczby przejechanych metrów Opportunity dodaje kolejne 110m.


Zdjęcie z przedniej kamery hazcam wykonane podczas dnia Sol-2444. Obraz został sztucznie podkolorowany (NASA/Krzysztof Kajda)

Po trzech dniach przerwy łazik rusza w dalszą drogę. W kolejnych dniach notuje następujące odległości: około 150m (Sol-2447), 100m (Sol-2449) i 70m (Sol-2450). Podczas ostatniego z wymienionych przejazdów łazik dociera do krateru Santa Maria. Postój następuje zaledwie 20m od jego wysokich krawędzi.


Ostatnie metry pokonywane przez łazik Opportunity do krateru Santa Maria (NASA)


Sol-2450: Opportunity w pobliżu krateru Santa Maria. Panorama jest kompozycją zdjęć wykonanych przez kamerę navcam (NASA)

W kolejnym dniu marsjańskim wysłano komendy, które spowodowały zbliżenie łazika na 3m od krawędzi karteru. Co ciekawe, podczas przejazdu po raz pierwszy od dłuższego czasu łazik poruszał się do przodu.

Filmik obrazujący manewry jakie wykonał łazik celem zbliżenia do krawędzi krateru Santa Maria (midnightmartian/NASA)

Dzień później (Sol-2452) Opportunity podjechał do krawędzi krateru jeszcze bliżej wykonując dokumentację fotograficzną wnętrza krateru.


Sol-2452: panorama zdjęć z kamery navcam pokazująca wnętrze krateru Santa Maria (NASA)

Długie odcinki pokonywane po powierzchni Marsa oznaczają sporą liczbę zdjęć, które w szybkim czasie zapełniają pamięć łazika. To z kolei skutecznie utrudnia odbywanie kolejnych przejazdów. Częste wykonywanie zdjęć w ciągu ostatnich dni było możliwe głównie za sprawą dodania dodatkowej porannej sesji łączności UHF z sondą Mars Odyssey. W ten sposób większość danych można przesłać na Ziemię zwalniając miejsce w pamięci pod zdjęcia dla kolejnych przejazdów.

Przypomnijmy, łaziki MER zostały zaprojektowane w taki sposób, aby mogły komunikować się zarówno bezpośrednio z Ziemią, jaki i poprzez sondy orbitalne pełniące rolę przekaźników: Mars Global Surveyor (MGS), Mars Odyssey, a także Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Zabezpieczeniem jest też możliwość transferu poprzez europejską sondę Mars Express. Aby określić, który z tych sposobów komunikacji jest bardziej korzystny, można sprawdzić stosunek szybkości transmisji do ilości zużytej energii na komunikację. Przesył danych bezpośrednio na Ziemię za pomocą anteny niskiego zysku (low gain antena) zużywa mało energii, ale oznacza dłuży czas przesyłu ze względu na niską prędkość transmisji. Z kolei wykorzystanie anteny wysokiego zysku (high gain antena) umożliwia transfer z dużo większymi prędkościami lecz wtedy zużycie energii elektrycznej jest większe. Wykorzystanie sondy jako przekaźnika łączy korzystne cechy obu wymienionych przekazów. Jest to najbardziej optymalny i najbardziej preferowany sposób łączności. Wystarczy wspomnieć, że aż około 98% danych z łazików MER zostało przekazanych poprzez sondy orbitujące wokół Marsa.


Porównanie pod względem energetycznym różnych sposobów przesyłania danych z łazików MER (NASA)

Plany eksploracji Santa Marii
Jak długo potrwa eksploracja krateru Santa Maria? Aby odpowiedzieć na to pytanie należy zwrócić uwagę na dwa wydarzenia, które niebawem nas czekają. Pierwszy ma charakter typowo przyziemny, jest nim okres świąteczny. Obecnie fundusze przeznaczone na misję MER-ów nie są już tak wysokie jak to miało miejsce na początku eksploracji Marsa przez Opportunity. Osoby związane z misją nie pracują w okresach świątecznych, czy też  podczas weekendów. Brak jest również zmian nocnych. Drugi powód jest związany ze wzajemnym ustawieniem na orbicie Marsa i Ziemi. Otóż niebawem czeka nas koniunkcja Marsa ze Słońcem, która wypada 4 lutego. Sprawi to, iż w okresie około dwóch tygodni łączność z łazikiem będzie niemal niemożliwa. Na trudności z odbiorem sygnału nakładają się dwa czynniki. Są to bliskie położenie kątowe Marsa na niebie w pobliżu Słońca oraz dodatkowo maksymalna odległość Ziemia-Mars. Skutkuje to tym, iż sygnał przesyłany na drodze Ziemia-Mars jest silnie zakłócany przez Słońce i dodatkowo odbierany sygnał ze względu na dużą odległość jest słaby, co dodatkowo pogarsza odbiór. Z tego też powodu podczas koniunkcji nie będą odbierane ani przesyłane żadne dane. Co najwyżej można się spodziewać transmisji sygnałów świadczących tylko i wyłącznie o działaniu łazika, tzw. “carrier signal”. Dlatego na okres świąteczny, jak i czas koniunkcji zespół nadzorujący misję Opportunity zaplanuje jakieś zadania, które łazik będzie mógł przeprowadzić samodzielnie przez okres kilku dni.

Badania Santa Marii powinny dostarczyć też sporo interesujących ujęć wizualnych. Uczeni już wyrazili chęć zebrania zdjęć wykonanych z różnych miejsc krawędzi krateru. Taka dokumentacja fotograficzna, podobnie jak to miało miejsce w przypadku krateru Victoria, umożliwi stworzenie dokładnych trójwymiarowych modeli fragmentów tego interesującego krateru.

Dodatkowo łazik dokona również analizy zawartości minerałów na południowo-wschodniej części krawędzi krateru. Jest to o tyle istotne, że dane pochodzące ze spektrometru Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) zainstalowanego na pokładzie sondy MRO sugerują występowanie w tym miejscu interesujących minerałów powstałych na skutek działalności wody. Co prawda podczas swojej kilkuletniej eksploracji Marsa Opportunity odnajdywał tego typu ślady przeszłego występowania “mokrego środowiska”, jednak żaden z tego typu badanych minerałów nie był zarejestrowany przez sondę orbitalną. Po raz pierwszy taka sygnatura zostanie zbadana zarówno z orbity, jak i bezpośrednio z powierzchni Marsa. Podobną analizę porównawczą będzie można zastosować, gdy łazik dotrze do krateru Endeavour, gdzie CRISM także wykrył minerały związane z działalnością wody.


Zdjęcie krateru Santa Maria wykonane kamerą HiRISE. Analiza danych z instrumentu CRISM spowodowała szczególne zainteresowanie zespołu naukowego południo-wschodnim fragmentem krawędzi krateru oznaczonym na czerwono (NASA)

Dalsza eksploracja w kierunku krateru Endeavour
Obecna odległość Opportunity do krawędzi krateru Endeavour, a ściślej mówiąc do fragmentu krawędzi nazwanej Cape York, to około 6km. W przybliżeniu odpowiada to dystansowi, jaki łazik przejechał od dnia Sol-2245 do chwili dotarcia do krateru Santa Maria (Sol-2450). Zakładając, że łazik opuści rejon Santa Marii w okolicach połowy lutego, a czas i częstotliwość kolejnych przejazdów będzie zbliżona do przypadku wspomnianego odcinka, to można wyciągnąć wniosek, że Opportunity dotrze do Cape York w okolicach lipca/sierpnia 2011r. Oczywiście jest to tylko luźna ekstrapolacja i takie szacowanie należy traktować bardzo ostrożnie. W końcu zawsze istnieje prawdopodobieństwo, że coś nieprzewidywalnego się wydarzy.

Kiedy to na początku misji Opportunity opuścił wnętrze krateru Eagle i ruszył w stronę krateru Endurance oddalonego o blisko 1km, wielu sądziło, że taki dystans jest na granicy wytrzymałości technicznych łazika. Następnie Opportunity rozpoczął długą podróż w kierunku jeszcze bardziej oddalonego miejsca – krateru Victoria. Także i ten cel, początkowo niemal nieosiągalny, został zrealizowany. Po zakończeniu eksploracji Victorii, w połowie 2008r., zespół odpowiedzialny za misję oznajmił, że zapadła decyzja o posłaniu łazika w kierunku krateru Endeavour. Wtedy również i te plany wydawały się czymś niemal nieosiągalnym. Obecnie Opportunity przejechał już ponad 26km. Dystans do krateru Endeavour został pokonany już w blisko 65%. Wydaje się, że dotarcie do najważniejszego celu podróży staje się coraz bardziej realne.

Endeavour to bardzo stary krater o średnicy około 21km, którego krawędź pod względem naukowym ma sporo do zaoferowania. Podobnie jak ma to miejsce w przypadku krateru Santa Maria, tu również instrument CRISM zarejestrował sygnatury minerałów, których obecność jest związana z występowaniem w przeszłości środowiska wodnego. W szczególności zaobserwowano występowanie minerałów ilastych, które powstają w wodnym środowisku o odczynie neutralnym. Podobne materiały rejestrowano już wcześniej za pomocą sond orbitalnych w innych rejonach Marsa, nigdy jednak nie były badane z bliska na powierzchni Marsa. Po raz pierwszy w historii łazik Opportunity ma dużą szansę to zmienić, i to jeszcze przed dotarciem na Marsa łazika Curiosity (MSL).


Mapa geologiczna zachodniego fragmentu krawędzi krateru Endeavour, do którego zmierza Opportunity. Niebieski kolor oznacza fragmenty powierzchni Marsa uformowane najwcześniej. Są one przykryte przez dużo młodsze materiały osadowe dominujące na równinie Meridiani – kolor czerwonawy, natomiast zielonym kolorem oznaczono fragmenty gdzie wykryto najbardziej interesujące naukowców materiały ilaste.

Powyższa mapka geologiczna prezentuje to, co pod względem mineralogicznym zawiera krawędź krateru Endeavour. W chwili obecnej zakłada się, że po dotarciu do Cape York łazik podąży w kierunku południowym w stronę Solander Point oraz Cape Tribulation.

Spośród dwóch łazików Mars Exploration Rover Opportunity jest tym, który miał najwięcej szczęścia podczas eksploracji Marsa. Spirit wylądował w kraterze Guseva w miejscu otoczonym głównie przez skały pochodzenia wulkanicznego. Aby znaleźć ślady występowania wody, musiał dotrzeć do wzgórz Columbii, a następnie wjechać na jeden ze szczytów. Tymczasem nie dość, że Opportunity wylądował prosto w środku małego krateru z interesującymi skałami znajdującymi się zaledwie parę metrów dalej, to niemal natychmiast odnalazł kuleczki hematytowe, które na Ziemi zwykle tworzą się pod wpływem wody. Z kolei kilkaset metrów dalej w kraterze Endurance znalazł kolejne dowody na mokrą przeszłość Marsa. Miejmy nadzieję, że wyjątkowo bogata pod względem naukowym eksploracja Marsa przez łazik szybko się nie skończy i jeszcze przez wiele miesięcy po dotarciu do krateru Endeavour Opportunity będzie w stanie analizować minerały, które wykrył CRISM.

Źródło: NASA

Comments are closed.