ההתמדה החלה. איך הוא יכין אותנו לקולוניזציה של מאדים?

משימת הרובר Perseverance היא חלק מתוכנית החלל הגדולה יותר של ארטמיס.

כולל משימות לירח כהכנהלקולוניזציה של מאדים. נאס"א מתכננת לשלוח את האישה הראשונה ללוויין הטבעי של כדור הארץ ב-2024, ועד 2028 לבצע משימות אנושיות סדירות לירח וליצור את הבסיס לחקר מאדים.

מאדים rover Perseverance Rover Science. למצוא חיים ולהכין אנשים לחיים במאדים

מטרות עיקריות: בחינת התאמתו של מאדים, חיפוש סימנים של חיי מיקרוביאליות בעבר, איסוף דגימות מטמון והכנה למשימות אנושיות עתידיות אשר בסופו של דבר יובילו להתיישבות של מאדים.

אסטרטגיה מדעית לתכנית המחקרהמשימה של מאדים היא לחפש סימני חיים על מאדים. רובר Mars 2020 תורם לאסטרטגיה זו כמו גם לארבעת היעדים המדעיים ארוכי הטווח של התוכנית:

• קבע אם החיים היו אי פעם במאדים
  
  משימת רובר בהתמדה של מאדים 2020מתמקד במחקרים קרקעיים של הסביבה המאדים, מחפש שרירים ביולוגיים בדגימות סלע שנוצרו בסביבות מאדים קדומות עם תנאים שיכולים להיות מועילים לחיים מיקרוביאליים. זוהי המשימה הסלולרית הראשונה שחיפשה סימנים של חיי מיקרוביאליות בעבר. בעבר, הסוכנים התמקדו לראשונה בכך שמאדים היו בעבר בתנאים ראויים למגורים.
• תאר את האקלים של מאדים

  אקלים בעבר של מאדיםהם מוקד המשימה של רובר ההתמדה. כלי הנגר מחפשים עדויות לבית גידול קדום בו יתכן שהיו חיים מיקרוביאליים בעבר.

• מאפיין את הגיאולוגיה של מאדים

  רובר ההתמדה נועד לחקורסלעים כדי ללמוד עוד על התהליכים הגיאולוגיים שיצרו ושנו את קרום המשטח של מאדים לאורך זמן. כל שכבת סלע על פני המאדים מכילה תיעוד של הסביבה בה נוצרה. השוטר מחפש עדויות לסלעים שהתגבשו במים המחזיקים עדויות לאורגניים, אבני הבניין הכימיות של החיים.

• היכונו לחקירה אנושית במאדים

  רובר התמדה מדגים מפתחטכנולוגיות לרתום משאבי טבע בסביבה של מאדים לתמיכה בחיים ודלק. הוא גם עוקב אחר תנאי הסביבה כך שמתכנני המשימה יבינו טוב יותר כיצד להגן על חוקרים עתידיים.

  מטרה מדעית זו קשורה ללאומיתמדיניות החלל של שליחת אנשים למאדים בשנות ה-30. בדומה להיסטוריה של כדור הארץ של חקר הירח, משימות רובוטיות למאדים מספקות הבנה קריטית של הסביבה ובדיקות טכנולוגיות חדשניות לחקר אנושי עתידי. 

כל היעדים מתייחסים לפוטנציאל של מאדים כמקוםלנצח. גם אם הרובב לא יגלה סימנים לחיים קודמים, הוא יבוא יום אחד את הדרך למגורים אנושיים במאדים. Rover Perseverance מבצעת גם מחקרים מדעיים אחרים הקשורים לארבעת יעדיה. לדוגמה, הוא מפקח על מזג האוויר והאבק באווירה של מאדים. מחקר כזה חשוב להבנת השינויים היומיומיים והעונתיים במאדים ויסייע לחוקרים העתידיים לחזות טוב יותר את מזג האוויר של מאדים.

מתי Perseverance תנחת על מאדים? כמה זמן ייקח המשימה?

הנחיתה צפויה ב- 18 בפברואר 2021, הטיסה למאדים תימשך 7 חודשים. הבדיקה תארך לפחות שנת מאדים אחת (כ 687 ימי כדור הארץ).

אסטרוביולוגיה.משימהמאדים 2020 נאס"א תחפש מאובנים מיקרוסקופיים

הרובר Perseverance Mars של נאס"א ינחת ישירות פנימהמכתש Jezero. נאס"א בחרה Jezero Crater כאתר הנחיתה של הרובר מכיוון שמדענים מאמינים שהאזור היה מוצף פעם במים והיה ביתם של דלתת נהר עתיקה. לפני יותר מ-3.5 מיליארד שנים, אפיק נהר נשפך דרך קיר המכתש ויצר אגם.

מדענים מאמינים שהמים סיפקו חרסיתמינרלים מהאזור שמסביב לתוך אגם המכתש. סביר להניח שחיי חיידקים יכלו להתקיים בג'זרו במהלך אחת או יותר מהתקופות הרטובות הללו. אם כן, עדויות לשרידיהם עשויות להימצא במשקעי קרקעית או חוף.

החוף העתיק של אגם ג'זרו: הצבעים הבהירים יותר מייצגים גובה גבוה יותר בתמונה זו של מכתש ג'זרו במאדים, אתר הנחיתה של משימת מאדים 2020 של נאס"א. הסגלגל מציין את אליפסה הנחיתה בה יעבור הגרובר במאדים. דמותו של מכתש ג'זרו, אתר הנחיתה של הכוכב התמיד, נלכדה על ידי מכשירי נאס"א. הם מצטלמים באופן קבוע באתרי נחיתה פוטנציאליים למשימות עתידיות. תמונה באדיבות נאס"א / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL / ESAצילום זה של מכתש Jezero, אתר הנחיתהרובר Perseverance נתפס על ידי מכשירי נאס"א שמצלמים באופן קבוע תמונות של אתרי נחיתה פוטנציאליים למשימות עתידיות. נאס"א בחרה במכתש Jezero כאתר הנחיתה של רובר Perseverance מכיוון שמדענים מאמינים שהאזור הוצף פעם והיה ביתם של דלתת נהר עתיקה. תמונה באדיבות נאס"א / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL

במאדים הקדומים, מים חצובים בתעלות ונשאו משקעים ליצירת מאווררים ודלתות באגני האגם. בחינת הנתונים הספקטרליים ממסלול מגלה כי חלק משקעים אלה מכילים מינרלים המצביעים על שינוי כימי במים. כאן בדלתא של מכתש ג'זרו, המשקעים מכילים טיט וקרבונט.

על כדור הארץ, פחמימות עוזרות להיווצרמבנים קשוחים מספיק כדי לשרוד כמאובנים במשך מיליארדי שנים. כולל בצורה של פגזים, אלמוגים וכמה סטרומטוליטים - אבנים שנוצרו בכוכב הלכת הזה על ידי חיי מיקרוביאל עתיקים לאורך חופי הים, שם היו הרבה אור שמש ומים.

האפשרות למבנים דמויי סטרומטוליט במאדים מסבירה מדוע ריכוז הפחמן העוקב אחר קו חוף ג'זרו הופך את האזור לאטרקטיבי כל כך עבור מדענים.

מה לוקח איתו הרובר Perseverance למשימה למאדים?

• SHERLOC הוא סורק בתי גידול של ראמאן וזוהר עבור חומרים אורגניים וכימיקלים.
• מסוק ה-Ingenuity Mars הוא המסוק הראשון שנאס"א תנסה לטוס לאטמוספירה על מאדים.
• דוגמאות של חליפות חלל למסעות אסטרונאוטים עתידיים למאדים ולירח.
• מטאוריט ממאדים, שתכונותיו הידועותיפעל ככלי כיול להשוואת ביצועי מכשיר הרובר. זה ייתן ביטחון נוסף לכל גילוי שהרובוט עשוי לחשוף.

שרלוק. אסוף חומרים, יבדוק את החליפות ויחזיר את המטאוריט ממאדים הביתה

גידול סריקה באמצעותלפיזור ראמאן ולהארות חומרים אורגניים וכימיים יש כינוי: SHERLOC. SHERLOC, רכוב על הזרוע הרובוטית של הנדנדה, משתמש בספקטרומטרים, בלייזר ובמצלמה כדי לחפש חומר אורגני ומינרלים שהשתנו על ידי הסביבה הימית ועלולים להוות סימנים לחיי המיקרוביאליות בעבר.

המשימה העיקרית שלה היא איתור בקנה מידה קטן של מינרלים, מולקולות אורגניות וסיגיונות ביולוגיים פוטנציאליים.

מה אתה צריך לדעת על המכשיר?

• SHERLOC עובד יום או לילה.
• הוא לא דורש מגע. התמדה ממקמת את SHERLOC כ-5 ס"מ מעל יעד איסוף הנתונים שלו. טכניקה זו אינה מזהמת את אתר החקירה.
• ל-SHERLOC יש זכוכית מגדלת, כמו סיפור הבלש של קונאן דויל, כדי לראות פרטים קטנים.
• SHERLOC אוסף ראיות. היא משתמשת באור לייזר אולטרה סגול כדי לזהות כימיקלים אורגניים, בערך באותו אופן שבו חוקרי זירת פשע מודרניים מחפשים ראיות.

שם המכשיר SHERLOC נובע בהשראתודמותו של ארתור קונאן דויל, שרלוק הולמס, בלש בדיוני שפתר פשעים באמצעות תצפית מדעית. SHERLOC גם מתצפת ומודד. הוא יחפש ראיות אפשריות לחיים קודמים על מאדים. ד"ר ג'ון ה. ווטסון היה שותפו של הולמס בפתרון תעלומות. למכשיר יש מצלמת WATSON, והיא גם עוזרת לפתור תעלומות על החיים על מאדים.

SHERLOC ייקח איתו חתיכות קטנות של חליפות חלל כדי לבדוק כיצד הן עומדות בסביבה המאדים הקשה.

העובדה היא שנאס"א מתכוננת לשלוח את הראשוןאישה והגבר הבא לירח, חלק מאסטרטגיה רחבה יותר לשלוח את האסטרונאוטים הראשונים לפני השטח של מאדים. אבל לפני שהם יגיעו לשם, הם יתמודדו עם שאלה קריטית: מה עליהם ללבוש על מאדים, שבו אטמוספירה דקה מאפשרת ליותר קרינה מהשמש ולקרינה קוסמית להגיע לפני השטח? 

מעצבת חלליות מנוסה איימי רוסבמרכז החלל ג'ונסון של נאס"א ביוסטון מפתחת חליפות חדשות לירח ולמאדים. הדוגמאות של בגד החלל האבטיפוס שלה יגיעו למאדים.

באיור זה נראה איור של אב-טיפוסחליפת אסטרונאוט משמאל יחד עם דגימות החליפה הכלולות ביעד הכיול, מימין למטה, השייכות למכשיר ה- SHERLOC שעל סיפון הכונן של ההתמדה. הם נצפו לראות כיצד הם עומדים בקרינה העזה מפני השטח של המאדים.יעד כיול SHERLOC מאדים 2020: יעדכיול עבורסרק את בית הגידול של מאדים 2020 עם מכשיררמאן וזוהר לחומרים אורגניים וכימיים (SHERLOC). קרדיט: נאס"אמעצבת חליפת החלל איימי רוס ממרכז החלל ג'ונסון של נאס"א תומכת ב-Z-2, אב טיפוס של חליפת חלל. קרדיט: נאס"א

בזמן שהרובר יחקור את המכתשג'אזרו, אוסף דגימות סלע ואדמה לחזרה עתידית לכדור הארץ, חמש חתיכות קטנות של חומר חליפה ייבדקו על ידי מכשיר SHERLOC. החומרים מוטבעים יחד עם שבר של מטאוריט מאדים לתוך יעד הכיול שלו.

רוהיט ברטיה מחנויות המשימה של מארס 2020 של נאס"אחתיכת מטאוריט שהקים מדענים הגיעה ממאדים. פרוסה זו עשויה לשמש כאן על פני כדור הארץ לבדיקת מכשיר לייזר עבור רובר נאס"א Mars 2020; פרוסה נפרדת תעבור למאדים על רובר. תמונה באדיבות נאס"א / JPL-Caltech
צילום מקרוב של שבר של מטאוריט שמדעניםהמזוהה הגיע ממאדים. פרוסה זו עשויה לשמש כאן על פני כדור הארץ לבדיקת מכשיר לייזר עבור רובר נאס"א Mars 2020; פרוסה נפרדת תעבור למאדים על רובר. לחץ על התמונה לקבלת תמונה וכיתוב מלא. תמונה באדיבות נאס"א / JPL-Caltech

מדענים משתמשים בטכנולוגיות אלה כדי לוודא שהמכשיר מוגדר כראוי על ידי השוואה בין קריאות במאדים לקריאות בסיסיות שקיבלו על כדור הארץ.

מלאי מסוק. האם אנו יכולים לטוס על מאדים?

חוקי הפיזיקה עשויים לומר שזה כמעטבלתי אפשרי. משימת מאס 2020 של נאס"א תציג הדגמה טכנולוגית שתבחן מסוק קל שיבצע טיסה מבוקרת למאדים. מסוק ה- Ingenuity שוקל כ- 1.8 ק"ג, אך יש לו מספיק שאיפה.

האחים רייט הראו זאת באמצעות השימושמטוסים ניסיוניים אפשר טיסה עוצמתית באטמוספירה של כדור הארץ. עם מסוק ה Ingenuity, מדענים ינסו לעשות את אותו הדבר במאדים, אמר האוורד גריפ, טייס המסוק הראשי במעבדת ההנעה סילונית של נאס"א (JPL) בדרום קליפורניה.

דיוקן של התמדה וכושר ההמצאה(מושג האמן). בפברואר 2021 יהפכו המשוטטים של מאס 2020 של נאס"א ומסוק מאגני המצאות של נאס"א (מוצג בתפיסת האמן) לשני חוקרי הסוכנות החדשים ביותר במאדים. שניהם נקראו על ידי התלמידים בתחרות מאמרים. קרדיט: נאס"א / JPL-Caltechכאשר המסוק Martian Ingenuity של נאס"אתנסה לבצע את טיסת המבחן הראשונה שלה על הכוכב האדום, רובר ה- Perseverance Mars Mars 2020 של הסוכנות יהיה בקרבת מקום, כפי שניתן לראות בתפיסה של אמן זה. קרדיט: נאס"א / JPL-Caltech.

הנה מה שאתה צריך לדעת על Ingenuity

• כושר ההמצאה - זו טיסה מִבְחָן
  
  Verלטולט יש ארבעה המיוצרים במיוחדלהבי סיבי פחמן המסתובבים בכיוונים מנוגדים בסביבות 2,400 סל"ד - הרבה יותר מהר מאשר מסוק נוסעים בכדור הארץ. הוא כולל גם תאים סולאריים חדשניים, סוללות ורכיבים אחרים. ההמצאה אינה נושאת מכשירים מדעיים והיא ניסוי נפרד עם רובר ההתמדה Mars 2020.
• זו תהיה משימה קשה
  
  מה מונע ממסוק לטוס על מאדים?האטמוספירה של מאדים צפופה פחות ב-99% מזו של כדור הארץ, ולכן מסוק ה-Ingenuity חייב להיות קל משקל, עם להבי רוטור שגדולים בהרבה ומסתובבים הרבה יותר מהר מהנדרש למסוק מאותה מסה בכדור הארץ.
  
  במכתש Jezero, שם תנחת התמדהכושר המצאה, הטמפרטורות יורדות ל-90 מעלות צלזיוס בלילה. עם זאת, צוות Ingenuity על כדור הארץ בדק את המסוק בטמפרטורות של מאדים ומאמין שהוא צריך לעבוד על מאדים. כצפוי, הקור גורם להתרחבות המבנה של חלקים רבים של המסוק.
  
  בנוסף, בקרי טיסה ב-JPL לא יוכלו לעשות זאתלשלוט במסוק באמצעות הג'ויסטיק. יש לשלוח פקודות זמן רב מראש, כאשר נתונים הנדסיים חוזרים מהחללית זמן רב לאחר כל טיסה. יחד עם זאת, ל-Ingenuity תהיה מספיק אוטונומיה כדי לקבל החלטות משלה לגבי איך לטוס לנקודת ציון ולשמור על חום.
• שְׁנִינוּתהוא שם הולם לרובוט שהוא תוצאה של יצירתיות קיצונית
  
  תלמידת תיכון ווניזה רופאני מהמדינה.אלבמה הגישה במקור את השם Ingenuity עבור רובר Mars 2020 לפני שהוא קיבל את השם Perseverance. אבל פקידי נאס"א החליטו שזה שם מתאים יותר למסוק, בהתחשב בכמות החשיבה היצירתית שהצוות השקיע במשימה.
• שְׁנִינוּתכבר הוכיח הישגים טכניים</ p>

  מהנדסי JPL נבדקו יותר ויותר מתקדמיםדגמי מסוקים בסימולטורי חלל מיוחדים. בינואר 2019, המסוק בפועל שמטיס את רובר Perseverance לכוכב האדום עבר את ההערכה הסופית שלו. כישלון של כל אחד מהשלבים הללו יצדיק את הניסוי.

• צוות שְׁנִינוּתיסמוך על הצלחה במשימה אחת בכל פעם
  
  לצוות Ingenuity יש רשימה של אבני דרך שהם חייבים להשלים לפני שהמסוק יוכל להמריא ולנחות באביב 2021.
  
  השלבים כוללים את המשימות הבאות:
  
  - לשרוד שיגור מקייפ קנוורל, הובלה למאדים ונחיתה על הכוכב האדום,
  - הפרדה בטוחה מהתמדה,
  - שמור על חום בלילות מאדים קרים,
  - טען את עצמך באמצעות הפאנל הסולארי שלך.
  
  כשכל השלבים הושלמו, כושר המצאהיעשה את ניסיון הטיסה הראשון שלו. אם הכל ילך כשורה, צוות Ingenuity יערוך ארבע טיסות ניסוי נוספות במהלך יום של 30 מאדים (יום של 31 כדור הארץ).
• ההצלחה של כושר ההמצאה תשנה את חקר המאדים

  כושר ההמצאה מיועד להדגמהטכנולוגיות הנחוצות לטיסה באווירה של מאדים. אם יצליחו, הטכנולוגיות הללו יכולות לאפשר כלי רכב רובוטיים מתקדמים אחרים שיוכלו להיכלל במשימות רובוטיות ואנושיות עתידיות למאדים. הם עשויים להציע נקודת תצפית ייחודית שלא מסופקת על ידי המסלולים הנוכחיים.

בטיסה הראשונה, המסוק ימריא לכמה מטרים מהקרקע, מרחף באוויר למשך 20-30 שניות ונוחת. זה יסמן ציון דרך מרכזי: הטיסה הראשונה באווירה העל-עוצמתית של מאדים! לאחר מכן, הצוות יבצע טיסות ניסוי נוספות עם מרחק מוגבר וגובה גבוה יותר. לאחר שהמסוק ישלים את הדגמת הטכנולוגיה, התמדה תמשיך במשימתה המדעית.