Mars 2020 | |
---|---|
Englanti Mars 2020 | |
Kuva Perseverance Roverista ja Ingenuity - helikopterista (NASA-renderöinti) | |
Asiakas | NASA |
Valmistaja | USA |
Operaattori | Jet Propulsion Laboratory |
Tehtävät | Rover arvioi planeetan asuttavuuden , etsii todisteita elämästä menneisyydessä ja testaa uusia tekniikoita |
laukaisualusta | Cape Canaveral SLC-41 [1] |
kantoraketti | Atlas-5 541 [1] |
tuoda markkinoille | 30. heinäkuuta 2020, 11.50 UTC [2] |
COSPAR-tunnus | 2020-052A |
SCN | 45983 |
Orbitaaliset elementit | |
Laskeutuminen taivaankappaleelle | 18. helmikuuta 2021 |
kohdelaitteet | |
Voiman lähde | Radioisotooppitermosähköinen generaattori (RTG) |
Mission logo | |
mars.nasa.gov/mars2020/ | |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Mars 2020 ( eng. Mars 2020 Rover Mission ) on NASAn ohjelma osana Marsin tutkimusta , mukaan lukien rover ja helikopteridroni, jotka laukaistiin kantoraketilla 30. heinäkuuta 2020 [2] . Laskeutuminen Marsiin järven kraatterin lähellä tehtiin 18. helmikuuta 2021 [3] . Koululaisten välisen kilpailun " Perseverance " ( eng. Perseverance , "Persistence") tuloksena nimetty mönkijä [4] [5] on suunniteltu Marsin muinaisen ympäristön astrobiologiseen tutkimukseen, planeetan pintaan, geologiseen tutkimukseen. prosessit ja historia, mukaan lukien aiempien planeettojen asuttavuuden arviointi ja todisteiden etsiminen elämästä saatavilla olevista geologisista materiaaleista [6] [7] sekä näytteiden kerääminen Marsin maaperästä niiden myöhempää toimittamista varten Maahan osana Marsin näytteen palautusta ohjelma [8] .
NASA ilmoitti Mars 2020:sta 4. joulukuuta 2012 American Geophysical Unionin syyskokouksessa San Franciscossa [9] . Uuden roverin suunnittelu perustui edelliseen Curiosity- mönkijään [10 ] . Tammikuussa 2014 tutkijoilta ja insinööreiltä eri puolilta maailmaa saatiin 58 ehdotusta tieteellisten instrumenttien sijoittamisesta roveriin. Ehdotuksia oli kaksi kertaa enemmän kuin vastaavissa viime aikoina järjestetyissä kilpailuissa [11] [12] . Ehdotuksia harkittiin, ja NASA ilmoitti 31. heinäkuuta 2014 mönkijän hyötykuorman. Tutkimusmatkan tieteelliseen ohjelmaan valittiin seitsemän tieteellistä instrumenttia [13] .
Mars 2020 oli yksi kolmesta avaruusmatkasta, jotka lähetettiin Maalta Marsiin heinäkuussa 2020: NASAn lisäksi Arabiemiirikuntien avaruusjärjestö ( Al-Amal ) ja Kiinan kansallinen avaruushallinto ( Tianwen-1 ) lähettivät aluksensa. Kaikki kolme tutkimusmatkaa saavuttivat Marsin helmikuussa 2021 [14] .
Mars 2020 -ohjelman päätavoitteena on arvioida Marsin asuttavuutta kaukaisessa menneisyydessä, etsiä biosignatuureja ja vettä sekä kerätä ja varastoida näytteitä planeetan pinnalta. Laukaisu tapahtui 30. heinäkuuta 2020 Atlas V -raketilla SLC-41 laukaisukompleksista Cape Canaveralissa . Tutkimusmatkaa ohjasi NASAn Jet Propulsion Laboratory [15] [16] [17] [18] .
Alun perin suunniteltiin, että mönkijän olisi kerättävä 31 näytettä kivestä ja maaperästä Marsin pinnalta, jotta myöhemmällä tutkimusmatkalla nämä näytteet toimitettaisiin Maahan tutkimusta varten. Vuonna 2015 ohjelman tavoitteita tarkennettiin: suunniteltiin kerätä vielä enemmän näytteitä jakamalla ne pieniin säiliöihin Marsin pinnalle [19] .
Syyskuussa 2013 NASA julkaisi ilmoituksen kerätäkseen tutkijoilta ehdotuksia tieteellisistä instrumenteista ja instrumenteista uutta Marsin tutkimusmatkaa varten [20] [21] . Heinäkuussa 2014 tieteellisen kilpailun jälkeen valittiin tieteelliset instrumentit Mars 2020 -tapahtumaan [13] . Valittujen instrumenttien tulee tarjota yksityiskohtainen analyysi kulkijan keräämistä näytteistä painottaen Marsin aiemman elämän "jälkien" etsimistä [22] .
Perseverance-mönkijän on tutkittava maastoa, joka on voinut olla asumiskelpoista aiemmin. Biosignatuureja etsiessään rover tutkii näytteitä kivistä ja maaperästä. Myös tulevissa Marsin robotti- ja miehitetyissä tutkimusmatkoissa tarvittavia teknologioita testataan. Niitä ovat Mars Sample Return Mission (näytteiden toimitus Marsin pinnalta Maahan) ja miehitetty lento Marsiin [18] [23] . Valmisteltaessa ihmisten tulevia laskeutumisia Marsiin tutkitaan teknologiaa, jolla voidaan tuottaa pieniä määriä happea (O 2 ) hiilidioksidista (CO 2 ) samalla kun poistetaan pölyä ja muita Marsin ilmakehästä löytyviä epäpuhtauksia [24] . Parannetun tarkkuuslaskutekniikan vaadittuun paikkaan pitäisi myös lisätä tulevien robottitehtävien tieteellistä merkitystä ja olla avain ihmisen mahdolliselle laskeutumiselle Marsin pinnalle [25] . Lisäksi tutkimuksen aikana tehdään maanalaisen veden etsintä, tutkitaan Marsin ilmastoa , maaperää ja muita ominaisuuksia, jotka voivat vaikuttaa tulevaan laskeutumiseen ja ihmisen toimintaan Marsissa [26] .
Roverin (rover) "Perseverance" ( eng. Perseverance , käännöksenä - "Perseverance") suunnittelu perustuu edellisen " Curiosity " -mönkijän [27] [28] suunnitteluun . Insinöörit suunnittelivat mönkijän pyörät uudelleen ja tekivät niistä jäykemmät kuin Curiosityn pyörät, jotka vaurioituivat Mars-ajon aikana [29] . Perseverance sai paksummat ja vahvemmat alumiinipyörät, joilla oli pienempi leveys ja suurempi halkaisija (52,5 cm ) verrattuna Curiosityyn (50 cm) [30] [31] . Kuusi alumiinipyörää on nastoitettu paremman pidon parantamiseksi ja kaarevat titaanipinnat joustavan tuen takaamiseksi [32] . Tieteellisempien instrumenttien ja muunneltujen pyörien ansiosta Perseverance on 14 % raskaampi kuin Curiosity [31] (1025 kg verrattuna edellisen roverin 899 kg:aan) [33] . Rover on varustettu viiden nivelen robottivarrella, jonka pituus on 2,1 m . "Käsi" yhdessä pyörivän tornin kanssa on suunniteltu sieppaamaan ja analysoimaan geologisia näytteitä Marsin pinnasta [34] .
Roverin radioisotooppitermosähköinen generaattori (MMRTG) käyttää radioaktiivisten isotooppien luonnollisen hajoamisen aikana vapautuvaa lämpöenergiaa ja muuntaa sen sähköksi lämpösähkögeneraattorin avulla . Sen massa on 45 kg ja se käyttää 4,8 kg plutoniumdioksidia virtalähteenä [35] .
"Ingenuity" ( eng. Ingenuity , käännettynä - "Ingenuity") - miehittämätön robottihelikopteri , joka toimitetaan esittelylentojen suorittamista varten [36] . NASAn tammikuussa 2021 julkaiseman testiohjelman mukaan helikopterin oli tarkoitus tehdä käyttöönoton jälkeen 1–5 lentoa 30 solsissa , jotka kestävät enintään 90 sekuntia, jopa 50 metrin etäisyydellä lentokorkeudessa kolmesta viiteen metriä [36] . Huolimatta kahdesta laukaisupäivän häiriöstä (ensimmäisen laukaisun lykkääminen 11. huhtikuuta 18. huhtikuuta [37] ja neljäs 29. huhtikuuta 30. huhtikuuta [38] ) esittelyohjelma onnistui, ja NASA suostui suorittamaan lisälentoja, kutsuen tätä sarjaa. "operaatioesittely", joka voidaan suorittaa helikopterilla ( englanniksi Operations Demo Phase ) [39] .
NASA:lle esittämissään ehdotuksissa kehittäjät ilmoittivat, että helikopterikuvat voisivat selventää Perseverance-reittejä ja auttaa etsimään uusia tutkimuskohteita [40] [41] , mutta näitä ehdotuksia ei ole vielä sisällytetty NASAn hyväksymiin ohjelmiin. Tätä konseptia vastustavat monet hyvämaineiset NASA-tutkijat, jotka uskovat, että helikopteri vie vain aikaa ja viestintäresursseja, joita roverin tutkijat tarvitsevat tärkeimpien tieteellisten tehtäviensä suorittamiseen [42] . Demonstraatiovaiheen onnistuneen loppuun saattamisen jälkeen 30. huhtikuuta pidetyssä tiedotustilaisuudessa Jennifer Trosper Perseverance-projektin puolesta vahvisti kantansa ja ilmaisi halunsa palata projektin tieteellisiin tehtäviin mahdollisimman pian. Mahdollisuutta tukea helikopteria äskettäin julkistetussa Operations Demo -vaiheessa (rajoittaen tämän ajanjakson 30 soliin) Trosper selitti sanomalla, että mönkijän nykyinen sijainti oli kiinnostava tieteellisistä syistä, mutta tulevaisuudessa rover saattaa irtautua helikopteri. Vaikka Trosper ei kiistä helikopterivalokuvien mahdollista hyötyä, hän vaati ratkaisua, jossa helikopteri ei häiritsisi tutkijoita tulevaisuudessa [43] .
Mars 2020 -matkan kolme pääkomponenttia ovat: lentojärjestelmä, joka tarjoaa lennon Maasta Marsiin; ilmakehän sisääntulo- , lasku- ja laskujärjestelmä (EDLS), mukaan lukien aeroshell, laskuvarjo ja laskeutumisajoneuvo; " skycrane ", jota tarvitaan mönkijän tarkkaan ja tasaiseen laskeutumiseen pintaan. Perseverance-mönkijän suunnittelu perustuu Curiosityn [ 27] suunnitteluun , joten huolimatta roverien tieteellisten instrumenttien eroista, laskeutumisjärjestelmä (mukaan lukien "taivasnosturi" ja lämpökilpi) sekä roverin laskutelineet, luotiin uudelleen ottaen huomioon edellisen tehtävän kehitys . Tämä päätös mahdollisti sekä operaation teknisten riskien että kehittämisen taloudellisten ja aikakustannusten vähentämisen [44] . Yksi parannuksista oli opastus- ja ohjausjärjestelmä nimeltä "Terrain Relative Navigation" ( englanniksi Terrain Relative Navigation , TRN), jonka pitäisi tarjota kurssin hienosäätö lopullisessa laskeutumispaikassa [45] [46] . Järjestelmä mahdollistaa laskeutumisen 40 metrin tarkkuudella ja ottaen huomioon esteiden välttämisen [47] . Tämä on merkittävä parannus laskeutumispaikan tarkkuudessa edelliseen NASA-tehtävään verrattuna, joka pystyi laskeutumaan vain 7 x 20 kilometrin ellipsiin [48] .
Mars 2020 -projektin kustannuksiksi arvioitiin noin 2,1 miljardia dollaria [ 49] (vaikka vielä vähintään 300 miljoonaa dollaria on varattava mönkijän toiminnan ylläpitämiseen sen laukaisun jälkeen [50] ). Aikaisemman ohjelman (" Marsian tiedelaboratorio ") kustannukset olivat 2,5 miljardia dollaria. Tehtävän kustannuksia alensi edellisen Curiosity -mönkijän valmistuksesta jäljelle jääneiden varaosien saatavuus , mukaan lukien vararadioisotooppitermosähköinen generaattori [27] . Laukaisuikkuna, jonka aikana laukaisu on optimaalinen, avautui 17. heinäkuuta ja päättyi 15. elokuuta 2020 [51] . Mars 2020 -tehtävää kuljettava Atlas V -raketti laukaistiin Launch Complex SLC-41 : stä Cape Canaveralissa Floridassa 30. heinäkuuta 2020 klo 11.50 UTC (7.50 paikallista aikaa ). Laskeutuminen Marsiin tehtiin 18.2.2021 klo 20.56 UTC . Suunniteltu matka-aika Marsin pinnalle on vähintään yksi Marsin vuosi (668 solsia tai 687 maapäivää) [52] [26] .
Syyskuussa 2015 mönkijälle ehdotettiin kahdeksaa mahdollista laskeutumispaikkaa: Columbia Hills Gusevin kraatterissa, Eberswalden kraatteri, Holdenin kraatteri [53] [54] , Maurtan laakso , Koillis-Sirten päätasango [ , Nilin allas , Melas -kanjonin lounaisosa ja Jezero - kraatteri [55] . Helmikuun 8. ja 10. helmikuuta 2017 välisenä aikana Kalifornian Pasadenassa pidettiin työryhmän kokous , jonka aikana asiantuntijat tarkastelivat kaikki kahdeksan ehdotettua laskeutumispaikkaa ja pienensivät luettelon kolmeen [56] . Muiden ehdokkaiden joukossa olivat Jezeron kraatteri, Koillis-Sirten päätasango ja Kolumbian kukkulat [57] . Marraskuussa 2018 Jezero Crater valittiin laskeutumispaikaksi Mars 2020 -tehtävälle [58] .
Tutkimusmatkan aikana tutkitaan Järven kraatteria , jossa 3,9–3,5 miljardia vuotta sitten oli virtaava järvi, jonka syvyys oli noin 250 metriä [58] . Tutkijoiden mukaan biosignatuureja saattaa säilyä kraatteriin virtaaneiden kuivattujen jokisuiston sedimenteissä [58] [59] . Näistä suurimman joen, Neretvan , suistossa olevat sedimentit sisältävät karbonaatteja ja piidioksidihydroksidia, jotka maaolosuhteissa voivat säilyttää mikroskooppisia fossiileja miljardeja vuosia [60] .
Mars-2020-matkan aikana Marsin pinnalta kerättyjen näytteiden toimittamiseksi Maahan on kehitteillä erillinen ohjelma . Sen laukaisu Maasta on suunniteltu vuodeksi 2026 ja näytteiden toimittaminen Maahan vuonna 2031 [61] . Helmikuun 18. päivänä 2021 rover laskeutui määrättyyn paikkaan ja aloitti telemetrian lähettämisen Maahan, kaikki indikaattorit pysyivät määritettyjen arvojen sisällä.
NASA ilmoitti 14. elokuuta 2020, että ensimmäinen toimenpide avaruusaluksen lentoradan korjaamiseksi onnistui. Kahdeksan moottoria laukaistiin ja kurssikorjauksia tehtiin. Muut kurssikorjaukset on ajoitettu 30. syyskuuta, 18. joulukuuta 2020 ja 10. ja 16. helmikuuta 2021 [62] .
NASAn verkkosivuilla oli lomake, jonka kaikki täyttivät, mikä säilytti heidän nimensä Marsin tutkimushistoriassa. Kaikki nimet tallennettiin erityiselle mikrosirulle, joka meni Punaiselle planeetalle vuonna 2020 osana Mars 2020 -avaruustehtävää [63] .
Hihat | Sol | päivämäärä | Näytetyyppi | Alue | Esine | Kern | Pituus | Huomautuksia |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Putki 1 | 120 | 21.06.2021 | Todistaja | Polygon Valley |
Ei käytössä | |||
Putki 2 | 164 | 8.5.2021 | Tunnelma | Rubion | — | Maaperää ei otettu | ||
Putki 3 | 190 | 01.09.2021 | Magmakiviä _ |
Ridge Artuby |
Rochette | Montdenier | 5.98 | |
Putki 4 | 196 | 08.09.2021 | Montagnac | 6.14 | ||||
Putki 5 | 262 | 14.11.2021 | Magmakiviä _ |
Brac | Salette | 6.28 | ||
Putki 6 | 271 | 24.11.2021 | Coulettit | 3.30 | ||||
Putki 7 | 295 | 18.12.2021 | Magmakiviä _ |
Etelä -Séítah, Máaz- muodostelma |
Issole | Robin | 6.08 | |
Putki 8 | 306 | 29.12.2021 | — | — | Näyte vaihdettu | |||
337 | 31.1.2022 | malaiji | 3.07 | |||||
Putki 9 | 371 | 03.07.2022 | Magmakiviä _ |
sid | Hahonih | 6.50 | ||
Putki 10 | 377 | 13.03.2022 | Atsah | 6.00 | ||||
Putki 11 | 490 | 07.07.2022 | Sedimenttikiviä _ |
delta edessä |
Skinner Ridge |
Nopea juoksu | 6.69 | |
Putki 12 | 495 | 12.07.2022 | Skyland | 5.85 | ||||
Putki 13 | 499 | 16.7.2022 | Todistaja | » » | Ei käytössä | |||
Putki 14 | 509 | 27.07.2022 | Sedimenttikiviä _ |
delta edessä |
Wildcat Ridge |
Hazeltop | 5.97 | |
Putki 15 | 516 | 8.3.2022 | Bearwallow | 6.24 | ||||
Putki 16 | 575 | 02.10.2022 | Sedimenttikiviä _ |
Amalik | Shuyak | 5.55 | ||
Putki 17 | 579 | 06.10.2022 | Mageik | Sinetöimätön [s 3] | ||||
Putki 18 | 586 | 14.10.2022 | Todistaja | » » | Ei käytössä | |||
|
Marsin tutkimus avaruusaluksilla | |
---|---|
Lentäminen | |
Orbital | |
Lasku | |
roverit | |
Marshalls | |
Suunniteltu |
|
Ehdotettu |
|
Epäonnistui |
|
Peruutettu |
|
Katso myös | |
Aktiiviset avaruusalukset on korostettu lihavoidulla |
NASA (NASA) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Politiikkaa ja historiaa |
| ||||||
Automaattisten laitteiden ohjelmat |
| ||||||
Miehitetyt lento- ohjelmat |
| ||||||
Erilliset tehtävät (miehitetyt ja automaattiset) |
| ||||||
Space Communications and Navigation Program (SCaN) |
| ||||||
Luokat ja luettelot |
|