Nawet zanim lądownik naukowy Mars (MSL) wyląduje w dół, schodząc z unoszącego się statku-matki, jak mały pająk z pojemnika na jajka, pierwsza z wielu kamer rozpocznie nagrywanie, przechwytywanie i przechowywanie wideo w wysokiej rozdzielczości z miejsca lądowania.
Lądowanie MSL będzie pierwszym, mówi Frank Palluconi, naukowiec projektu MSL. Po wejściu w atmosferę Marsa, taką jak Viking i MER, ale z potencjalną strefą lądowania o wielkości około jednej czwartej, jak mówi, MSL pokaże swoje rzeczy. „Kończy zejście do poziomu około dziesięciu metrów [33 stóp], gdzie unosi się zjazd, i opuszcza łazik po uwięzi na powierzchnię. Do tego czasu łazik wzniósł koła, więc wylądował na swoim systemie mobilności. A następnie uwięź zostaje odcięta, a stopień zniżania odlatuje i nie jest już używany. Rozbija się. ”
Oprócz oczywistych zalet takiego miękkiego lądowania, unoszenie się w powietrzu i upuszczanie liny są możliwe do modelowania matematycznego, w przeciwieństwie do lądowania poduszek powietrznych używanych pojazdów MER. Palluconi mówi, że zejście na uwięzi jest również skalowalne, podczas gdy znacznie mniejsze modele MER przesuwały granice możliwości systemu poduszek powietrznych.
Oczy na Marsa
Strzelanie rozpocznie się, gdy tylko osłona termiczna spadnie z poziomu zejścia MSL. Imager zobrazowania Mars zrobi wideo w rozdzielczości megapikseli, porównywalnej z nowoczesnymi cyfrowymi kamerami wideo. Skierowana prosto w dół, kamera zapewni na początku widok pająka z bardzo szerokiego kąta i kontynuuje strzelanie, dopóki łazik nie dotknie Marsa.
Lądowanie wideo zostanie przesłane na Ziemię przez łazik, gdy stanie się on w pełni funkcjonalny. Ta wizualna informacja, pokazująca szczegółowo lądowisko i jego otoczenie, a także fakt, że łazik wyląduje na kołach, nie wymaga żadnej trudnej nawigacji z pojazdu lądującego, umożliwi naukowcom projektu rozpoczęcie pracy łazikiem znacznie wcześniej.
Po podniesieniu masztu łazika i uruchomieniu wszystkich systemów rozpocznie się prawdziwa praca. Podobnie jak w przypadku MER, wyróżniający się będzie system masztów, kamera z dwoma oczami. MastCam, podobnie jak kamera zjazdowa i kamera do montażu na ramieniu, jest projektowany i budowany przez Malin Space Science Systems w San Diego w Kalifornii. Wszystkie trzy opierają się na podobnych kolorowych podsystemach o wysokiej rozdzielczości. MastCam ma podstawową konfigurację znajdującą się w bliźniaczych kamerach MERs, która pozwoli naukowcom montować obrazy 3D i znacznie je ulepszy. MastCam ma podwójne obiektywy z 10-krotnym zoomem optycznym, taką samą moc, jak w wysokiej klasy konsumenckich aparatach cyfrowych na Ziemi. Umożliwi to aparatowi wykonywanie nie tylko panoram szerokokątnych, ale także przybliżanie i ustawianie ostrości na skałach wielkości pięści w odległości kilometra (0,6 mil).
MastCam kręci także filmy w wysokiej rozdzielczości, po raz pierwszy dla Marsa. Zarówno zdjęcia, jak i wideo będą rejestrowane w pełnym kolorze, tak jak w przypadku naziemnych aparatów cyfrowych. Ponadto MastCam będzie korzystać z różnych specjalistycznych filtrów. Kilku członków zespołu naukowego Malin Space Science Systems przyczyniło się do powstania różnych projektów kamer, w tym reżyser James Cameron (Titanic, The Abyss, Aliens), badacz monet w zespole naukowym MastCam.
Fotografuj, odparowuj, analizuj
Maszt MSL pomieści także unikalny hybrydowy instrument optyczny, nigdy wcześniej nie lecący na Marsa. To teleskopowe narzędzie o nazwie ChemCam wykonuje zbliżenia z odległości z polem widzenia około 30 cm (10 stóp) w odległości dziesięciu metrów (33 stóp). Ale to tylko pierwszy krok dla ChemCam. W kroku drugim niesamowicie przypominającym promienie cieplne opisane w War of the Worlds potężny laser skupi się przez ten sam teleskop na celu. Laser może ogrzewać plamkę o średnicy około milimetra (0,04 cala) do prawie dziesięciu tysięcy stopni Celsjusza (18 tysięcy stopni Fahrenheita). Ciepło zdmuchuje pył, rozbija molekuły, rozbija molekuły, a nawet rozbija atomy w skalistym celu.
W rezultacie cel emituje iskrę światła. ChemCam może analizować widmo iskry, identyfikując, jakie pierwiastki to węgiel lub krzem, na przykład zawarty cel. Roger C. Wiens, planetolog z Los Alamos National Laboratory i główny badacz projektu ChemCam, nazywany spektroskopią rozpadu indukowaną laserem (LIBS), jest szeroko stosowany na Ziemi, ale będzie pierwszy na Marsie. „LIBS jest wykorzystywany w wielu aspektach na ziemi. Na przykład firma produkująca aluminium używa go do sprawdzania składu stopu aluminium w stanie stopionym. ”
Podróż w kosmos to inna historia. Jak mówi Wiens, po siedmiu latach tworzenia ChemCam sprawi, że MSL znacznie szybciej wybierze cele niż MER. „Łazik Opportunity wylądował w małym kraterze, a przed nami siedział odkrywka skalna, pierwsza, którą widzieliśmy na Marsie z bliska. I było mniej niż dziesięć metrów. [Z ChemCam] moglibyśmy natychmiast przeanalizować tę skałę, zanim nawet zepchnęliśmy łazik z podkładki, i powiedzieliśmy im, że tu przed tobą znajduje się osad skał osadowych. Zamiast tego zajęło to kilka dni, a oni podjechali do skały i faktycznie pobrali ją za pomocą instrumentów kontaktowych, zanim naprawdę ustalili, że jest to osad osadowy. ” Dzięki dużemu zasięgowi optycznemu ChemCam może analizować obiekty poza zasięgiem mechanicznego ramienia łazika, nawet nad głową.
Ponadto ChemCam będzie w stanie przeprowadzić analizę chemiczną małych części próbek skał, zanim zostaną one zmiażdżone i przetransportowane do wewnętrznych instrumentów analitycznych MSL
„Myślę, że ten instrument będzie miał wiele zastosowań”, mówi Wiens, „ponieważ możemy szybko zebrać wiele danych. Jedną z wielkich rzeczy jest to, że możemy uzyskać znacznie większą bazę próbek skał niż niektóre techniki in-situ. Myślę, że będzie to ekscytujący instrument do budowania i latania. ”
Palluconi postrzega MSL jako pośredni krok między MER a bezpośrednim poszukiwaniem życia na Marsie. „Uważałbym MSL za swoistą misję przejściową między bardziej konwencjonalnymi aspektami eksploracji planet, które obejmują geologię i geofizykę, aw przypadku Marsa ze względu na jego atmosferę, klimat i pogodę na te w przyszłości, które sprawią, że bezpośrednie poszukiwania życia. Tak więc ogólnym celem MSL jest dokonanie oceny warunków mieszkaniowych obszaru, na którym pojazd ląduje na Marsie. ”
Bliska przyszłość
Ponieważ NASA zdecydowała dopiero w grudniu 2004 r., Który z wielu instrumentów naukowych zaproponowanych do MSL faktycznie poleci, wszyscy naukowcy, których projekty wybrano, starają się wykończyć swoje instrumenty. „Misja znajduje się w fazie A, która jest fazą definiowania, więc jest to naprawdę najwcześniejsza formalna faza misji”, mówi Palluconi. „Obecnie podstawową pracą po stronie naukowej jest ustalenie, gdzie umieścić instrumenty na łaziku, jak zaspokoić ich potrzeby termiczne, jak zapewnić im pole widzenia, którego potrzebują, i spełnić inne wymagania. Oczywiście sam pojazd jest projektowany w tym samym czasie, a konstrukcja jest dopracowywana. Mamy więc sporo pracy do zrobienia i prawdopodobnie jesteśmy już około roku od wstępnego przeglądu projektu, który zgodnie z harmonogramem premiery w 2009 r. Ma się odbyć w lutym przyszłego roku. ”
Niektóre aspekty Mars Science Laboratory pozostają w powietrzu. Wiele instrumentów naukowych MSL wymaga dużej mocy. Proponowane źródło tej energii, zasilacz radioizotopowy, wymaga zgody prezydenta, która leży w przyszłości. W marcu 2005 r. NASA zaczęła rozważać możliwość latania dwoma łazikami MSL w 2011 r. Zamiast jednego w 2009 r.
Oryginalne źródło: NASA Astrobiology Magazine
