Sinnikkyys on alkanut. Kuinka hän valmistaa meidät Marsin kolonisaatioon?

Perseverance Rover -tehtävä on osa suurempaa Artemis-avaruusohjelmaa.

mukaan lukien tehtävät kuuhun valmistelunaMarsin kolonisaatioon NASA aikoo lähettää ensimmäisen naisen Maan luonnolliselle satelliitille vuonna 2024 ja tehdä säännöllisiä ihmistehtäviä Kuuhun ja luoda perustan Marsin tutkimiselle.

Mars rover Sinnikkyys Rover Science. Elämän löytäminen ja ihmisten valmistelu elämään Marsilla

Päätavoitteet: tutkitaan Marsin soveltuvuutta, etsitään merkkejä aikaisemmasta mikrobielämästä, kerätään ja tallennetaan välimuiskejä ja valmistellaan tulevia ihmisoperaatioita, jotka johtavat lopulta Marsin kolonisaatioon.

Tutkimusohjelman tieteellinen strategiaMarsin tehtävänä on etsiä merkkejä elämästä Marsissa. Mars 2020 -mönkijä edistää tätä strategiaa sekä ohjelman neljää pitkän aikavälin tiedetavoitetta:

  • Selvitä, onko Marsilla koskaan ollut elämää

    Mars 2020: n sinnikkyysrover-tehtäväkeskittyy Marsin ympäristön tutkimiseen maassa ja etsii säilyviä biosignaatioita kivinäytteistä, jotka muodostuivat muinaisissa Marsin olosuhteissa olosuhteissa, jotka voisivat edistää mikrobien elämää. Tämä on ensimmäinen liikkuva tehtävä, jolla etsitään merkkejä aikaisemmasta mikrobielämästä. Aiemmin rovers keskittyi ensin siihen tosiseikkaan, että Marsilla oli kerran asumisolosuhteet.
  • Kuvaile Marsin ilmastoa

    Entinen Marsin ilmastoovat sinnikkyyden roverin toiminnan painopiste. Roverin instrumentit etsivät todisteita muinaisesta elinympäristöstä, jossa mikrobien elämä on saattanut olla olemassa aiemmin.

  • Karakterisoi Marsin geologia

    Perseverance Rover on suunniteltu tutkimaankivien oppia lisää geologisista prosesseista, jotka ovat luoneet ja muuttaneet Marsin kuorta ja pintaa ajan myötä. Jokainen marssilainen kerros Marsin pinnalla sisältää tiedot ympäristöstä, jossa se muodostui. Rover etsii todisteita veteen muodostuneista kivistä, joilla on todisteita orgaanisista aineista, elämän kemiallisista rakennuspalikoista.

  • Valmistaudu Marsin tutkimiseen ihmisillä

    Perseverance Rover osoittaa avaimenteknologiaa Marsin ympäristön luonnonvarojen valjastamiseksi elämän ylläpitämiseen ja polttoaineeseen. Se tarkkailee myös ympäristöolosuhteita, jotta tehtäväsuunnittelijat ymmärtävät paremmin, kuinka tulevia tutkimusmatkailijoita voidaan suojella.

    Tämä tieteellinen tavoite liittyy kansalliseenavaruuspolitiikka ihmisten lähettämisestä Marsiin 2030-luvulla. Aivan kuten Maan kuuntutkimuksen historia, robottitehtävät Marsiin antavat kriittistä ymmärrystä ympäristöstä ja testaavat innovatiivisia teknologioita tulevaa ihmisen tutkimusta varten. 

Kaikki tavoitteet viittaavat Marsin mahdollisuuteen paikanakoko elämän ajan. Vaikka rover ei paljasta mitään merkkejä menneestä elämästä, se tasaa jonakin päivänä tietä ihmisen asumiseen Marsilla. Rover Perseverance tekee myös muuta sen neljään tavoitteeseen liittyvää tieteellistä tutkimusta. Hän esimerkiksi tarkkailee säätä ja pölyä Marsin ilmakehässä. Tällainen tutkimus on tärkeä Marsin päivittäisten ja vuodenaikojen muutosten ymmärtämiseksi ja auttaa tulevia tutkijoita ennakoimaan paremmin Marsin säätä.

Milloin Perseverance laskeutuu Marsiin? Kuinka kauan operaatio kestää?

Laskeutumisen odotetaan tapahtuvan 18. helmikuuta 2021, lento Marsiin kestää 7 kuukautta. Tutkimus vie vähintään yhden marsialaisen vuoden (noin 687 maapäivää).

Astrobiologia.TehtäväMars 2020 NASA etsii mikroskooppisia fossiileja

NASAn Perseverance Mars -kulkija laskeutuu suoraan sisäänJezero Crater NASA valitsi Jezero Craterin mönkijän laskeutumispaikaksi, koska tutkijat uskovat, että alue oli aikoinaan veden tulva ja siellä asui muinainen joen suisto. Yli 3,5 miljardia vuotta sitten joen uoma valui kraatterin seinän läpi ja muodosti järven.

Tutkijat uskovat, että vesi toimitti saveamineraaleja ympäröivältä alueelta kraatterijärveen. On todennäköistä, että mikrobielämää on voinut olla Jezerossa yhden tai useamman näistä kosteista jaksoista. Jos näin on, todisteita niiden jäännöksistä voidaan löytää pohja- tai rannikkosedimentistä.

Jezero-järven muinainen ranta: vaaleammat värit edustavat suurempaa korkeutta tässä Jezero Craterin kuvassa Marsissa, joka on NASA: n Mars 2020 -operaation laskeutumiskohta. Soikea osoittaa laskuellipsin, jossa rover koskettaa Marsia. NASA: n instrumentit tarttuivat Jezero Crater -sovelluksen, Perseverance-roverin laskeutumispaikan, kuvaan. He ottavat säännöllisesti kuvia mahdollisista laskeutumispaikoista tulevia operaatioita varten. Kuva NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL / ESA: n luvallaTämä kuva Jezero Craterista, laskeutumispaikastaPerseverance Rover vangittiin NASAn instrumenteilla, jotka ottavat säännöllisesti kuvia mahdollisista laskeutumispaikoista tulevia tehtäviä varten. NASA valitsi Jezero-kraatterin Perseverance-mönkijän laskeutumispaikaksi, koska tutkijat uskovat, että alue oli kerran tulvinut ja siellä asui muinainen joen suisto. Kuva: NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL

Muinaisella Marsilla vesiveistettyjä kanavia jakantoi sedimenttejä tuulettimien ja deltojen muodostamiseksi järvialueille. Kiertoradan spektritietojen tutkiminen paljastaa, että jotkut näistä esiintymistä sisältävät mineraaleja, jotka osoittavat veden kemiallisen muutoksen. Jezero-kraatterin suistossa sedimentit sisältävät savia ja karbonaatteja.

Maapallolla karbonaatit auttavat muodostumaanrakenteet, jotka ovat tarpeeksi kestäviä selviytyäkseen fossiilina miljardeja vuosia. Sisältää simpukoiden, korallien ja joidenkin stromatoliittien muodossa - kivet, jotka muodostuivat tälle planeetalle muinaisen mikrobi-elämän kautta rannikoilla, missä oli paljon auringonvaloa ja vettä.

Stromatoliittien kaltaisten rakenteiden mahdollisuus Marsiin selittää, miksi Jezero-rannikkoa jäljittävien karbonaattien pitoisuus tekee alueesta niin houkuttelevan tutkijoille.

Mitä Perseverance-mönkijä ottaa mukaansa matkalleen Marsiin?

  • SHERLOC on Raman- ja luminesenssiympäristön skanneri orgaanisille aineille ja kemikaaleille.
  • Ingenuity Mars Helicopter on ensimmäinen helikopteri, jonka NASA yrittää lentää Marsin ilmakehään.
  • Näytteitä avaruuspuvuista tulevaa astronautia varten Marsiin ja Kuuhun.
  • Marsin meteoriitti, jonka tunnetut ominaisuudettoimii kalibrointityökaluna roverin instrumentin suorituskyvyn vertailuun. Tämä antaa lisää luottamusta robotin mahdollisesti tekemiin löytöihin.

SHERLOC. Kerää materiaaleja, tarkistaa puvut ja palauttaa meteoriitin Marsista kotiin

Skannaa elinympäristö käyttämälläOrgaanisten ja kemiallisten aineiden Raman-sironnalla ja luminesenssilla on lempinimi: SHERLOC. Roverin robottivarteen kiinnitetty SHERLOC käyttää spektrometrejä, laseria ja kameraa orgaanisten aineiden ja mineraalien etsimiseen, joita vesiympäristö on muuttanut ja jotka voivat olla merkkejä aiemmasta mikrobielämästä.

Sen päätehtävä on mineraalien, orgaanisten molekyylien ja mahdollisten biosignaattien pienimuotoinen havaitseminen.

Mitä sinun on tiedettävä laitteesta?

  • SHERLOC toimii päivällä tai yöllä.
  • Hän ei vaadi koskettamista. Sinnikkyys asettaa SHERLOCin noin 5 cm tiedonkeruutavoitteensa yläpuolelle. Tämä tekniikka ei saastuta tutkimuspaikkaa.
  • SHERLOCissa on suurennuslasi, kuten Conan Doylen salapoliisi, nähdäkseen pieniä yksityiskohtia.
  • SHERLOC kerää todisteita. Se käyttää ultraviolettilaservaloa orgaanisten kemikaalien havaitsemiseen samalla tavalla kuin nykyaikaiset rikospaikan tutkijat etsivät todisteita.

Laitteen nimi SHERLOC saa inspiraationsaArthur Conan Doylen hahmo, Sherlock Holmes, fiktiivinen etsivä, joka ratkaisi rikoksia tieteellisten havaintojen avulla. SHERLOC myös tarkkailee ja mittaa. Se etsii mahdollisia todisteita aiemmasta elämästä Marsissa. Tri John H. Watson oli Holmesin kumppani mysteerien ratkaisemisessa. Laitteessa on WATSON-kamera, ja se auttaa myös ratkaisemaan mysteereitä elämästä Marsissa.

SHERLOC ottaa pienet palat avaruuspukuja hänen kanssaan testatakseen, kuinka ne kestävät Marsin kovaa ympäristöä.

Tosiasia on, että NASA valmistautuu lähettämään ensimmäisennainen ja seuraava mies kuuhun, osa laajempaa strategiaa lähettää ensimmäiset astronautit Marsin pinnalle. Mutta ennen kuin he pääsevät sinne, he kohtaavat kriittisen kysymyksen: mitä heidän pitäisi pukea päälleen Marsissa, jossa ohut ilmakehä päästää enemmän Auringosta tulevaa säteilyä ja kosmista säteilyä päästään pintaan? 

Kokenut avaruuspukujen suunnittelija Amy RossNASA: n Johnson-avaruuskeskuksessa Houstonissa kehitetään uusia puita Kuulle ja Marsille. Marsiin menee näytteitä hänen avaruuspuvun prototyypistä.

Tässä kuvassa on esimerkki prototyypistävasemmalla astronautin puku yhdessä kalibrointikohteeseen sisältyvien pukujen näytteiden kanssa, alhaalla oikealla, jotka kuuluvat SHERLOC-instrumenttiin Perseverance-roverilla. Heitä tarkkaillaan nähdäkseen kuinka ne kestävät voimakkaan säteilyn Marsin pinnalta.Mars 2020 SHERLOC -kalibrointitavoite: tavoitekalibrointi vartenskannattu Mars 2020 elinympäristö instrumentillaRaman ja luminesenssi orgaanisille ja kemiallisille aineille (SHERLOC). Kiitos: NASAAvaruuspuvun suunnittelija Amy Ross NASAn Johnson Space Centeristä kannattaa Z-2:ta, prototyyppiä avaruuspukua. Kiitos: NASA

Kun rover tutkii kraatteriaJazero kerää kivi- ja maanäytteitä tulevaa paluuta varten, viisi pientä pukumateriaalin palaa tutkitaan SHERLOC-instrumentilla. Materiaalit upotetaan yhdessä Marsin meteoriitin fragmentin kanssa sen kalibrointikohteeseen.

Rohit Bhartia NASA: n Mars 2020 -operaatiokaupoistapala meteoriitista, jonka tutkijat ovat asettaneet, tuli Marsista. Tätä viipaletta käytetään todennäköisesti täällä maan päällä laserinstrumentin testaamiseen NASA Mars 2020 -kierroslaitteelle; erillinen siivu menee Marsille roverilla. Kuva: NASA / JPL-Caltech
Lähikuva fragmentti meteoriitista, jonka tutkijattunnistettu tuli Marsista. Tätä viipaletta käytetään todennäköisesti täällä maan päällä laserinstrumentin testaamiseen NASA Mars 2020 -kierroslaitteelle; erillinen siivu menee Marsille roverilla. Napsauta kuvaa saadaksesi täyden kuvan ja kuvatekstin. Kuva: NASA / JPL-Caltech

Tutkijat käyttävät näitä tekniikoita varmistaakseen, että instrumentti on asetettu oikein vertaamalla Marsin lukemia perustason lukemiin, joita he ovat vastaanottaneet Maapallolla.

Helikopterin kekseliäisyys. Voimmeko lentää Marsilla?

Fysiikan lait voivat sanoa, että se on melkeinmahdottomaksi. NASA: n Mars 2020 -operaatio esittelee teknologian esittelyn, jolla testataan kevyt helikopteri, joka suorittaa hallitun lennon Marsiin. Nerokkuuskatkuri painaa noin 1,8 kg, mutta sillä on tarpeeksi kunnianhimoa.

Wrightin veljet osoittivat sen, ettäkoelentokoneet mahdollinen voimakas lento maan ilmakehässä. Nerokkuushelikopterilla tutkijat yrittävät tehdä saman Marsilla, kertoi NASA: n Etelä-Kalifornian Jet-propulsiolaboratorion (JPL) päähakkurilentäjä Howard Grip.

Muotokuva pysyvyydestä ja kekseliäisyydestä(taiteilijan konsepti). Helmikuussa 2021 NASA: n Perseverance Mars 2020 -lentokoneesta ja NASA: n kekseliäisyyden Marsin helikopterista (esitetty taiteilijan konseptissa) tulee viraston kaksi uusinta tutkijaa Marsilla. Opiskelijat nimittivät molemmat esseekilpailussa. Luotto: NASA / JPL-CaltechKun NASA: n Mars Ingenuity helikopteriyrittää tehdä ensimmäisen koelennon Punaisella planeetalla, viraston Perseverance Mars 2020 -reitti on lähellä, tämän taiteilijan konseptin perusteella. Luotto: NASA / JPL-Caltech.

Tässä on mitä sinun on tiedettävä kekseliäisyydestä

  • Nerokkuus - se on lento testata

    Ver    toletissa on neljä erityisesti valmistettuahiilikuituterät, jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin noin 2 400 rpm: llä - monta kertaa nopeammin kuin matkustajahelikopteri maapallolla. Siinä on myös innovatiivisia aurinkokennoja, akkuja ja muita komponentteja. Nerokkuudessa ei ole tieteellisiä välineitä, ja se on erillinen kokeilu Mars 2020: n sinnikkyysroverilla.
  • Se on vaikea tehtävä

    Mikä estää helikopteria lentämästä Marsissa?Marsin ilmakehä on 99 % vähemmän tiheä kuin Maan, joten Ingenuity-helikopterin on oltava kevyt, ja roottorin lavat ovat paljon suurempia ja pyörivät paljon nopeammin kuin saman massaisen helikopterin maan päällä vaaditaan.

    Jezeron kraatteriin, jonne Perseverance laskeutuuNerokkuus, lämpötila laskee yöllä -90°C:een. Maan Nerokkuustiimi on kuitenkin testannut helikopteria Marsin lämpötiloissa ja uskoo, että sen pitäisi toimia Marsissa. Kuten odotettiin, kylmä saa monien chopperin osien rakenteen laajenemaan.

    Lisäksi JPL:n lennonjohtajat eivät pysty siihenohjata helikopteria joystickin avulla. Komennot on lähetettävä hyvissä ajoin etukäteen, ja tekniset tiedot palaavat avaruusaluksesta pitkään jokaisen lennon jälkeen. Samaan aikaan Ingenuityllä on riittävästi autonomiaa tehdäkseen omat päätöksensä lentää reittipisteeseen ja pitää itsensä lämpimänä.
  • Nerokkuuson sopiva nimi robotille, joka on äärimmäisen luovuuden tulos

    Lukiolainen Vaneeza Rupani osavaltiosta.Alabama antoi alun perin nimen Ingenuity Mars 2020 -mönkijälle ennen kuin se nimettiin Perseveranceksi. Mutta NASAn virkamiehet päättivät, että se oli sopivampi nimi helikopterille, kun otetaan huomioon, kuinka paljon luovaa ajattelua joukkue panosti tehtävään.
  • Nerokkuuson jo osoittanut teknisiä saavutuksia</ p>

    JPL-insinöörit testasivat yhä edistyneempiähelikopterimallit erityisissä avaruussimulaattoreissa. Tammikuussa 2019 Perseverance-mönkijän Red Planetille lentävä helikopteri läpäisi lopullisen arvioinnin. Jos jokin näistä vaiheista epäonnistuu, kokeilu oikeuttaisi.

  • joukkue Nerokkuusluottaa yhteen tehtävän onnistumiseen kerrallaan

    Ingenuity-tiimillä on luettelo virstanpylväistä, jotka heidän on suoritettava ennen kuin helikopteri voi nousta ja laskeutua keväällä 2021.

    Vaiheet sisältävät seuraavat tehtävät:

    - selviytyä laukaisusta Cape Canaveralista, kuljetuksesta Marsiin ja laskeutumisesta Punaiselle planeetalle,
    - turvallinen erottaminen sitkeydestä,
    - Pidä itsesi lämpimänä kylmillä marsilaisilla öillä,
    - lataa itseäsi aurinkopaneelilla.

    Kun kaikki vaiheet on suoritettu, kekseliäisyystekee ensimmäisen lentoyrityksen. Jos kaikki sujuu hyvin, kekseliäisyysjoukkue tekee vielä neljä testilentoa 30 marsilaisen päivän aikana (31 maan päivä).
  • Nerokkuuden menestys muuttaa Marsin etsintää

    Nerokkuus on tarkoitettu esittelyynMarsin ilmakehässä lentämiseen tarvittavat tekniikat. Jos nämä tekniikat onnistuvat, ne voivat mahdollistaa muita kehittyneitä robottiajoneuvoja, jotka voitaisiin sisällyttää tuleviin robotti- ja ihmistehtäviin Marsiin. Ne voivat tarjota ainutlaatuisen näkökulman, jota nykyiset kiertoradat eivät tarjoa.

Ensimmäisellä lennolla helikopteri lähtee kohteeseenmuutaman metrin päässä maasta, leijuu ilmassa 20-30 sekuntia ja laskeutuu. Tämä on virstanpylväs: ensimmäinen lento Marsin erittäin voimakkaassa ilmapiirissä! Sen jälkeen joukkue suorittaa lisää kokeilulentoja suuremmalla etäisyydellä ja korkeammalla. Kun helikopteri on saattanut tekniikan esittelyn päätökseen, Sinnikkyys jatkaa tieteellistä tehtäväänsä.