NASA:s Perseverance-rover är på väg att börja leta efter liv på Mars

En konstnärs återgivning av Perseverance-rovern som landar på Mars. NASA / JPL

NASA-tjänstemän har ett uttryck för hur det är att landa en rover på Mars: sju minuter av terror. En miljon saker kan gå fel när rymdfarkosten går in i Mars atmosfär och försöker ta sig till ytan på ett säkert sätt. Dramat görs desto mer stressande av den 11 minuters fördröjning i kommunikationen mellan planeterna. Den 18 februari, när Perseverance-rovern går ner mot Mars-ytan, kommer uppdragskontrollen inte ha någon aning om huruvida den lyckades eller misslyckades förrän i efterhand.

Det finns inga garantier i den här branschen, sa Jennifer Trosper, biträdande projektledare för Mars Perseverance-uppdraget, till reportrar på tisdagen. Men jag mår jättebra. Hon är en gammal hand i denna nervpirrande upplevelse, efter att ha gått igenom den med Perseverances föregångare Curiosity, Spirit och Opportunity.

Om det skulle lyckas kommer Perseverance att utforska Jezero-kratern, en före detta Mars-sjöbädd som kan vara hem för fossila rester av forntida liv. Men det måste sticka landningen först.

Landningen

De tekniska termerna för de sju minuterna av terror är inträde, nedstigning och landning, eller EDL. Det startar när rymdfarkosten går in i Mars övre atmosfär i cirka 20 000 kilometer i timmen (12 500 miles per timme) och möter snabbt ökande temperaturer. Uthållighet skyddas av en värmesköld och skal, samt en svit med 28 sensorer som övervakar heta gaser och vindar. Temperaturen når en topp på 1 300 °C (2 400 °F).

Ungefär fyra minuter in i EDL – ungefär 11 kilometer (sju miles) över ytan och fortfarande susar mot marken i ungefär 1 500 km/h (940 mph) – skjuter rover ut en 21 meter lång fallskärm. Rymdfarkosten kommer att bli av med sin värmesköld snart. Under finns en mängd andra radarinstrument och kameror som kommer att användas för att ställa ner rymdfarkosten på en säker plats. Programvara som kallas Terrain-Relative Navigation bearbetar bilder tagna av kamerorna och jämför dem med en inbyggd topografisk karta för att ta reda på var rymdfarkosten är och vilka potentiella säkra platser den ska ta sig till.

Lite mindre än sex minuter in i EDL och cirka två kilometer i luften separeras det yttre skalet och fallskärmen från rovern, och Perseverance beger sig direkt mot marken. Nedstigningssteget (fäst på toppen av rovern) använder sina propeller för att hitta en säker plats inom 10 till 100 meter från sin nuvarande fallplats och saktar ner till cirka 2,7 km/h (1,7 mph). Nylonsnören på nedstigningssteget sänker rovern till marken från 20 meter (66 fot) i luften. När rovern väl nuddar marken klipps sladdarna av och nedstigningssteget flyger iväg för att krascha i marken från ett säkert avstånd. Uthållighet är nu på sitt nya hem.

Utsikt över Jezero-kratern. Till vänster är en spektralkarta över mineralfyndigheter formad av vattenaktivitet i det förflutna. Till höger finns en farokarta skapad för att illustrera hög ojämn terräng som Perservance kommer att försöka undvika vid landning.

NASA

Vetenskapen

Spirit and Opportunity hjälpte oss att bättre förstå historien om vattnet på Mars och Curiosity hittade bevis på c omplexa organiska ämnen —kolrika molekyler som är råvarorna för livet. Tillsammans berättade dessa bevis för oss att Mars kan ha varit beboelig tidigare. Uthållighet kommer att ta nästa stora steg: letar efter tecken på forntida utomjordiskt liv .

Varför Jezero-kratern? Det är en före detta sjöbädd som är 3,8 miljarder år gammal. En flod brukade föra in vatten i den, och det är vid floddeltat där sediment kunde ha avsatt bevarade organiska föreningar och mineraler associerade med biologiskt liv.

Tjugotre kameror på Perseverance kommer att studera Mars för bevis på liv. De viktigaste av dessa är Mastcam-Z-kameran, som kan ta stereoskopiska och panoramabilder och har en utomordentligt hög zoomförmåga för att markera mål (som jordmönster och gamla sedimentformationer) som förtjänar närmare studier; SuperCam, som kan undersöka kemisk och mineralsammansättning i berget och har en mikrofon som ska användas för att lyssna på marsvädret; och PIXL- och SHERLOC-spektrometrarna, som kommer att leta efter komplexa molekyler som indikerar biologi. SHERLOCs Watson-kamera kommer också att göra en del mikroskopisk avbildning ner till en upplösning på 100 mikron (knappast större än bredden på ett människohår).

Relaterad berättelse

Detta är den första bilden som tagits av NASA:s Perseverance Mars-rover. Nu börjar jakten på livet.

Efter att ha överlevt nedstigningen skickade rovern tillbaka denna bild från Mars yta.

Briony Horgan, en planetforskare vid Purdue University som är en del av Mastcam-Z-teamet, säger att forskare är mest intresserade av att hitta organiskt material som antingen är kraftigt koncentrerat eller bara kan vara resultatet av biologisk aktivitet, såsom stromatoliter (fossiliserade rester skapade av lager av bakterier). Om vi ​​hittar särskilda mönster kan det kvalificera sig som en biosignatur som är bevis på liv, säger hon. Även om det inte är koncentrerat, om vi ser det i rätt sammanhang, kan det vara ett riktigt kraftfullt tecken på en riktig biosignatur.

Efter att Perseverance landar kommer ingenjörer att ägna flera veckor åt att testa och kalibrera alla instrument och funktioner innan den vetenskapliga utredningen börjar på allvar. När det är över kommer Perseverance att tillbringa ett par månader till på att köra ut till de första utforskningsplatserna vid Jezero-kratern. Vi kunde hitta bevis på liv på Mars så snart sommaren - om det någonsin fanns där.

Ny värld, ny teknik

Precis som alla nya NASA-uppdrag är Perseverance också en plattform för att demonstrera några av de mest avancerade teknologierna i solsystemet.

Den ena är MOXIE, en liten enhet som försöker förvandla den koldioxidtunga marsatmosfären till användbart syre genom elektrolys (med hjälp av en elektrisk ström för att separera element). Detta har gjorts tidigare på jorden, men det är viktigt att bevisa att det fungerar på Mars om vi hoppas att människor kan leva där en dag. Syreproduktion kunde inte bara förse en Marskoloni med andningsluft; den skulle också kunna användas för att generera flytande syre för raketbränsle. MOXIE ska ha cirka 10 tillfällen att göra syre under Perseverances första två år, under olika årstider och tider på dygnet. Den kommer att pågå i ungefär en timme varje gång och producerar 6 till 10 gram syre per session.

Det finns också Ingenuity, en helikopter på 1,8 kilo som kan ta den första motordrivna kontrollerade flygningen som någonsin gjorts på en annan planet. Att implementera Ingenuity (som är förvarat under rover) kommer att ta cirka 10 dagar. Dess första flygning kommer att vara cirka tre meter upp i luften, där den kommer att sväva i cirka 20 sekunder. Om den framgångsrikt flyger i Mars ultratunna atmosfär (1 % så tät som jordens), kommer uppfinningsrikedom att ha många fler chanser att flyga någon annanstans. Två kameror på helikoptern hjälper oss att se exakt vad den ser. På egen hand kommer ingenuity att vara avgörande för att utforska Mars, men dess framgång kan bana väg för ingenjörer att tänka på nya sätt att utforska andra planeter när en rover eller lander inte räcker.

Ingen av dessa demonstrationer kommer att vara tältögonblicket för Perseverance. Höjdpunkten i uppdraget, som kan ta 10 år att genomföra, kommer att vara återkomsten av jordprover från Mars till jorden. Uthållighet kommer att borra ner i marken och samla in mer än 40 prover, varav de flesta kommer att återföras till jorden som en del av ett gemensamt NASA-ESA-uppdrag. NASA-tjänstemän föreslår att detta uppdrag kan komma antingen 2026 eller 2028, vilket betyder att de tidigaste de kan komma att återvända till jorden är 2031.

Att samla in sådana prover är ingen liten bedrift. Robotikföretaget Maxar byggde provhanteringsenheten (SHA) som styr borrmekanismen som samlar upp kärnor av marsjord från marken. Företaget var tvungen att bygga något som fungerade självständigt, med hårdvara och elektronik som kunde stå emot temperatursvängningar från -73 °C (100 °F) på natten till mer än 20 °C (70 °F) under dagen. Och viktigast av allt, den var tvungen att bygga något som kunde kämpa med dammet från mars.

När du pratar om en rörlig mekanism som måste applicera kraft och gå precis dit du behöver den, kan du inte ha en liten liten dammpartikel som stoppar hela showen, säger Lucy Condakchian, general manager för robotik på Maxar . SHA, som ligger under själva rovern, utsätts för massor av damm som sparkas upp av roverns hjul eller genom borrning. Olika innovationer bör hjälpa den att motstå detta problem, inklusive nya smörjmedel och en metallisk dragspelsdesign för dess upp-och-ner-rörelse.

Innan någon av dessa saker visar sig fungera måste dock rovern ta sig till Mars i ett stycke.

Det blir aldrig gammalt, säger Condakchian. Jag är precis lika nervös som jag har varit på de tidigare uppdragen. Men det är en bra nervös - en spänning att göra det här igen.

Dölj