Mars 2020 w drodze na Czerwoną Planetę

0

O godzinie 13:50 CEST (7:50 EST) z wyrzutni ośrodka Centrum Lotów Kosmicznych imienia Johna Fitzgeralda Kennedy’ego w Stanach Zjednoczonych wystartowała rakieta Atlas V, wynosząc na orbitę misję Mars 2020, na którą składa się łazik Perseverance oraz latający dron Ingenuity.

Do wprowadzenia lądownika zawierającego Perseverance na orbitę transferową zastosowano stopień napędowy Centaur, wykorzystywany jako górny stopień Atlasa V. Rakieta do wyniesienia i skierowania misji na właściwą trajektorię została zmontowana w wariancie 541, posiadała zatem cztery silniki pomocnicze na paliwo stałe, pojedynczy silnik na górnym stopniu Centaur oraz osłonę ładunku o średnicy 5.4 metra. Górny stopień Centaur został uruchomiony dwukrotnie w trakcie misji – po raz pierwszy aby wprowadzić Marsa 2020 na tymczasową orbitę okołoziemską, a następnie do nadania pojazdowi wystarczającej prędkości do opuszczenia układu Ziemia – Księżyc i skierowania misji na właściwą trajektorię prowadzącą do Marsa.

Transmisja startu misji Mars 2020 (NASA TV)

Pojazd ma do pokonania blisko 500 milionów kilometrów nim po 7 miesiącach dotrze do Czerwonej Planety i rozpocznie najbardziej niebezpieczną i spektakularną część podróży, hamując w cienkiej atmosferze Marsa, a następnie bezpiecznie osadzając ładunek na powierzchni w rejonie Krateru Jezero, co jest planowane na dzień 18 lutego 2021 roku. Okolice tego krateru posiadają charakterystykę bardzo przypominającą byłą deltę rzeczną, dlatego badania tego obszaru uznaje się za priorytetowe. Jeśli na Marsie rozwinęło się życie podczas gdy planeta posiadała jeszcze otwarte zbiorniki wodne, istnieje szansa, że pozostałości tego życia mogą znajdować się na tym obszarze.

Tuż po starcie doszło jednak to pewnej anomalii, która spowodowała wejście pojazdu w tryb bezpieczeństwa (safe mode). Przyczyna na razie nie jest znana, ale przypuszcza się, że powodem był spadek temperatury podczas przejścia przez cień Ziemi, gdy pojazd nie był wystawiony na promieniowanie słoneczne. Jednocześnie kontrola misji wydała oświadczenie w którym informuje, że pojazd nawiązał kontakt za pośrednictwem systemu DSN i pomimo trybu bezpiecznego wysyła prawidłowe dane telemetryczne, choć z mniejszą częstotliwością co jest podyktowane wspomnianym trybem działania.

Również samo nawiązanie kontaktu za pośrednictwem systemu DSN okazało się początkowo dość problematyczne. System DSN – Deep Space Network – to zespół dużych anten odbiorczych przypominających budową radioteleskopy o potężnych możliwościach odbioru sygnałów wysyłanych nawet z tak odległych miejsc jak Pas Kuipera. Próba nawiązania kontaktu z Mars 2020 początkowo napotkała problem ponieważ… moc z jaką nadaje ten pojazd okazała się za silna dla odbiorników DSN, kiedy znajdował się jeszcze tak blisko Ziemi. Pomimo faktu, że pojazd prawidłowo wysłał sygnał nośny, danych nie udało się odczytać do momentu wprowadzenia korekt w odbiorniku systemu DSN.

Misja Mars 2020 jest pierwszą, która zabierze na powierzchnię Marsa niewielkiego, automatycznego drona przypominającego helikopter, który – miejmy nadzieję – stanie się pierwszym latającym pojazdem jaki wysłano i jaki przemieszczał się w atmosferze innej planety. Ingenuity jest stosunkowo niedużym dronem o masie 1,8 kilograma, wyposażonym w dwa przeciwbieżne śmigła, wykonane z włókna węglowego które zapewniają mu stabilizację.

Dron helikopterowy Ingenuity na powierzchni Marsa
Dron-helikopter Ingenuity na powierzchni Marsa (NASA/JPL-Caltech)

Z pewnością wielu miłośników dronów będzie z uwagą śledziło pierwszy w historii astronautyki eksperyment z lotem platformy latającej w atmosferze planety innej niż Ziemia. Początkowo planuje się stosunkowo krótkie loty – dron będzie rozpoczynał prostych wzlotów w górę na 30 sekund, przy czym szacuje się, że dzienne ładowanie akumulatorów litowo-jonowych pozwoli na maksymalny lot trwający około 90 sekund. W przypadku powodzenia testowych lotów, zostaną one więc wydłużone. Na pokładzie Ingenuity znajdują się dwie kamery pozwalające na rejestrację obrazów wideo – jedna pracująca w trybie monochromatycznym, druga w kolorze. Rozdzielczość uzyskiwanych przez nie obrazów ma dziesięciokrotnie przekraczać rozdzielczość obecnie uzyskiwaną przez orbitery marsjańskie. Jednocześnie sam łazik Perseverance również będzie wykonywał fotografie tych lotów.

Sam Perseverance nie będzie się jednak ograniczał jedynie do badania próbek na powierzchni Marsa. Po raz pierwszy w historii misja została zaprojektowana z myślą o późniejszym zebraniu specjalnie przygotowanych przez łazika, 43 niewielkich pojemników zebranych w jedną całość, zawierających w sobie próbki interesujących skał, które potencjalnie mogą zawierać pozostałości marsjańskiego życia. Pojemniki te mają w jednej z kolejnych misji – już typu sample return – zostać zebrane i wysłane z powrotem na Ziemię do analizy w laboratoriach.

Jednakże najważniejszym z perspektywy Marsa 2020 jest sam łazik Perseverance. Wielkości samochodu pojazd napędzany jest generatorem radioizotopowym, dającym mu pełną niezależności i możliwość funkcjonowania zarówno w dzień jak i w nocy.

Instrumenty łazika Perseverence
Rozmieszczenie instrumentów łazika Perseverance (NASA/JPL-Caltech)

Łazik w celu zrealizowania swojej misji został wyposażony w cały zestaw instrumentów badawczych:

  • MASTCAM-Z – zawierający kamery pozwalające na pracę w trybie panoramicznym, stereoskopowym, a także z możliwością wykonywania zbliżeń
  • MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) – zestaw sensorów pozwalających na pomiar temperatury, ciśnienia, wilgotności, prędkości i kierunku wiatru, a także wielkości drobin pyłowych
  • MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment) – niezwykle interesujący ładunek, którego zadaniem będzie przetestowanie w praktyce możliwości wytwarzania tlenu z marsjańskiej atmosfery, który mógłby posłużyć jako utleniacz dla rakiet (na przykład misji sample return) lub w innych celach
  • PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) – fluorescencyjny spektrometr rentgenowski, którego zadaniem będzie analiza składu chemicznego skał; PIXL posiada również kamerę, która pozwoli na zobrazowanie wybranych skał w powiększeniu, ujawniając ich strukturę
  • SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) – spektrometr wykorzystujący laser pracujący w ultrafiolecie pozwalający na identyfikację składu mineralogicznego oraz cząsteczek organicznych; będzie to pierwszy w historii spektrometr Ramana jaki znalazł się na powierzchni Marsa; zestaw posiada również kamerę nazywaną WATSON
  • RIMFAX (Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment) – radar przeznaczony do badań struktur znajdujących się pod powierzchnią Marsa do głębokości powyżej 10 metrów
  • SUPERCAM – zainstalowany na maszcie zestaw instrumentów pozwalających na zdalne badanie składu chemicznego i mineralogicznego marsjańskich skał

Misja Mars 2020 jest trzecią, która opuściła Ziemię w tym miesiącu i jednocześnie dogodnym oknie startowym pozwalającym na lot na Czerwoną Planetę po trajektorii dogodnej energetycznie.

19 lipca wystrzelona została arabska misja Hope – zbudowana przez naukowców z Zjednoczonych Emiratów Arabskich przy wsparciu trzech amerykańskich uczelni. Cztery dni później, 23 lipca, Ziemię opuściła zaś chińska misja Tianwen 1. Oba statki kosmiczne są pierwszymi ze wspomnianych krajów, które udają się w kierunku Marsa.
(NASA)

Comments are closed.