Poniżej znajduje się część 2 fragmentu mojej nowej książki, „Incredible Stories From Space: A Behind the the scenes Spojrzenie na misje zmieniające nasze spojrzenie na kosmos”. Książka jest wglądem w kilka aktualnych robotycznych misji NASA, a ten fragment jest częścią 2 z 3, która zostanie opublikowana tutaj w Space Magazine, rozdział 2, „Roving Mars with Curiosity”. Możesz przeczytać część 1 tutaj. Książka jest dostępna w formie drukowanej lub w e-booku (Kindle lub Nook) Amazon oraz Barnes & Noble.
Życie na Marsie
Lądowanie nastąpiło o 22:30 w Kalifornii. Zespół MSL miał niewiele czasu na świętowanie, przechodząc od razu do operacji misji i planując pierwszy dzień działalności łazika. Pierwsze spotkanie zespołu na temat planowania rozpoczęło się o 1 w nocy, a kończyło około 8 rano. Nie spali całą noc i spędzili prawie 40 godzin.
To był trudny początek misji dla naukowców i inżynierów, którzy musieli żyć w „Czasie Marsa”.
Dzień na Marsie jest o 40 minut dłuższy niż dzień na Ziemi i przez pierwsze 90 dni Marsa - zwanych podeszwami - misji, cały zespół pracował przez całą dobę przez całą dobę, aby stale monitorować nowo wylądowanego łazika. Działanie według tego samego dziennego harmonogramu, co łazik, oznaczało nieustannie zmieniający się cykl snu / czuwania, w którym zespół MSL zmieniałby swoje harmonogramy 40 minut każdego dnia, aby zachować synchronizację z harmonogramem dnia i nocy na Marsie. Gdyby członkowie zespołu weszli do pracy o 9:00 rano, następnego dnia przyszliby o 9:40 rano, a następnego dnia o 10:20 itd.
Ci, którzy przeżyli Czas Marsa, twierdzą, że ich ciała nieustannie czują się opóźnione. Niektórzy spali w JPL, aby nie zakłócać harmonogramu rodziny, inni nosili dwa zegarki, aby wiedzieli, która jest godzina na dwóch planetach.
Około 350 naukowców z całego świata było zaangażowanych w MSL i wielu z nich pozostało w JPL przez pierwsze 90 zolów misji, żyjąc na Marsie.
Ale zespół zajął mniej niż 60 dni ziemskich, aby ogłosić pierwsze wielkie odkrycie Curiosity.
Woda woda …
Ashwin Vasavada dorastał w Kalifornii i ma miłe wspomnienia z dzieciństwa, odwiedzając z rodziną parki stanowe i narodowe w południowo-zachodniej części Stanów Zjednoczonych, grając wśród wydm i wędrując po górach. Teraz jest w stanie robić obie rzeczy na innej planecie, zastępczo poprzez Ciekawość. W dniu, w którym odwiedziłem Vasavadę w jego biurze na JPL na początku 2016 roku, łazik nawigował przez pole gigantycznych wydm u podstawy góry Sharp, z niektórymi wydmami górującymi 30 stóp (9 metrów) nad łazikiem.
„To po prostu fascynujące widzieć wydmy z bliska na innej planecie”, powiedział Vasavada. „Im bardziej zbliżamy się do góry, tym bardziej fantastyczna staje się geologia. Tak wiele się tam wydarzyło, a my tak mało rozumiemy ... jak dotąd. ”
Kiedy rozmawialiśmy, ciekawość zbliżała się do czterech ziemskich lat na Marsie. Łazik bada teraz te kuszące warstwy osadowe na Mt. Ostry w bliższych szczegółach. Najpierw jednak musiała nawigować przez „wydmy Bagnold”, które stanowią barierę wzdłuż północno-zachodniej ściany góry. Tutaj Ciekawość robi to, co Vasavada nazywa „nauką przelotową”, zatrzymując się na chwilę, aby pobrać próbki i zbadać ziarna piasku wydm, poruszając się po tym terenie tak szybko, jak to możliwe.
Vasavada, obecnie pracujący jako główny naukowiec projektu w misji, odgrywa jeszcze większą rolę w koordynowaniu misji.
„To ciągła równowaga robienia rzeczy szybko, ostrożnie i wydajnie, a także pełnego wykorzystywania instrumentów” - powiedział.
Od udanego lądowania w sierpniu 2012 r. Curiosity odesłało z Marsa dziesiątki tysięcy zdjęć - od rozległych panoram po ekstremalne zbliżenia skał i ziaren piasku, które pomagają opowiedzieć historię przeszłości Marsa.
Obrazy, które publiczność najbardziej lubi, to „selfie”, zdjęcia robione przez łazika na Marsie. Autoportrety to nie tylko pojedyncze zdjęcie, jak te robione naszymi telefonami komórkowymi, ale mozaika utworzona z kilkudziesięciu osobnych zdjęć wykonanych aparatem Mars Hand Lens Imager (MAHLI) na końcu ramienia robota łazika. Innymi ulubionymi fanami są zdjęcia Ciekawość przedstawia wspaniały marsjański krajobraz, niczym turysta dokumentujący swoją podróż.
Vasavada ma wyjątkowego osobistego faworyta.
„Dla mnie najbardziej znaczący obraz z ciekawości nie jest tak świetny jak obraz” - powiedział - „ale było to jedno z naszych pierwszych odkryć, więc wiąże się z tym emocjonalnie”.
W ciągu pierwszych 50 podeszew Curiosity wykonał zdjęcia tego, co geologowie nazywają konglomeratami: skałę zbudowaną z otoczaków sklejonych razem. Ale to nie były zwykłe kamyki - były to kamyczki noszone przez płynącą wodę. Bez wątpienia łazik znalazł starożytne koryto, w którym niegdyś żyła woda. Na podstawie wielkości kamyków zespół naukowców był w stanie zinterpretować, że woda porusza się z prędkością około 3 stóp (1 metr) na sekundę, z głębokością od kilku cali do kilku stóp.
„Widząc to zdjęcie i bez względu na to, czy jesteś ogrodnikiem, czy geologiem, wiesz, co to oznacza”, powiedział podekscytowany Vasasvada. „W Home Depot zaokrąglone skały do kształtowania krajobrazu nazywane są kamykami rzecznymi! Przerażające było dla mnie myślenie, że łazik przejeżdża przez koryto. To zdjęcie naprawdę przyniosło do domu, że dawno temu płynęła tutaj woda, prawdopodobnie od kostek do bioder. ”
Vasavada spojrzał w dół. „Nadal odczuwam dreszcze, gdy o tym myślę” - powiedział, a jego pasja do eksploracji i odkryć była wyraźnie widoczna.
Od tego wczesnego odkrycia Curiosity nadal znajdowała więcej dowodów związanych z wodą. Zespół obliczył ryzyko i zamiast jechać prosto w kierunku Mt. Sharp, zjechał lekko na wschód, do obszaru o nazwie „Zatoka Yellowknife”.
„Zatoka Yellowknife była czymś, co widzieliśmy z orbitami” - wyjaśnił Vasavada - „i wydawało się, że wachlarz zasilany jest przez rzekę - dowód na to, że płynęła woda w starożytnej przeszłości”.
Tutaj ciekawość spełniła jeden z głównych celów: ustalenie, czy krater wichury kiedykolwiek nadawał się do zamieszkania dla prostych form życia. Odpowiedź brzmiała: tak. Łazik próbkował wiertłem dwie kamienne płyty, karmiąc porcje wielkości połowy aspiryny dziecku SAM, laboratorium na pokładzie. SAM zidentyfikował ślady pierwiastków, takich jak węgiel, wodór, azot, tlen i inne - podstawowe elementy składowe życia. Odkrył także związki siarki w różnych formach chemicznych, potencjalne źródło energii dla drobnoustrojów.
Dane zebrane przez inne instrumenty Curiosity skonstruowały portret przedstawiający, jak kiedyś ta strona była błotnistym jeziorem z łagodną - nie kwaśną - wodą. Dodaj niezbędne podstawowe składniki życia, a dawno temu zatoka Yellowknife byłaby idealnym miejscem do spędzania czasu przez żywe organizmy. Chociaż to odkrycie niekoniecznie oznacza, że na Marsie istnieje przeszłe lub obecne życie, pokazuje ono, że istniały surowe składniki, aby życie zaczęło się od razu w łagodnym środowisku.
„Znalezienie środowiska nadającego się do zamieszkania w zatoce Yellowknife było cudowne, ponieważ naprawdę pokazało, że nasza misja musi mierzyć tak wiele różnych rzeczy”, powiedział Vasavada. „Zebrali się cudowne zdjęcia strumieni, które wpłynęły do środowiska jeziora. Właśnie do tego nas tam wysłano, ale nie sądziliśmy, że znajdziemy to na początku misji ”.
Mimo to ten dno jeziora mogło powstać w wyniku jednorazowego wydarzenia trwającego zaledwie setki lat. „Jackpot” polegałby na znalezieniu dowodów na długoterminową wodę i ciepło.
To odkrycie trwało trochę dłużej. Ale osobiście znaczy to więcej dla Vasavady.
Klimat Marsa był jednym z pierwszych zainteresowań Vasavady w jego karierze i spędził lata na tworzeniu modeli, starając się zrozumieć starożytną historię Marsa.
„Dorastałem ze zdjęciami Marsa z misji wikingów - powiedział - i myślę o tym jako o jałowym miejscu z postrzępionymi skałami wulkanicznymi i kupą piasku. Potem wykonałem całą teoretyczną pracę na temat klimatu Marsa, że rzeki i oceany kiedyś istniały na Marsie, ale nie mieliśmy prawdziwych dowodów. ”
Dlatego odkrycie dokonane przez Curiosity pod koniec 2015 roku jest tak ekscytujące dla Vasavady i jego zespołu.
„Nie tylko widzieliśmy zaokrąglone kamyki i pozostałości błotnistego dna jeziora w zatoce Yellowknife, ale na całej trasie” - powiedział Vasavada. „Najpierw widzieliśmy kamyki rzeczne, a potem przechylone piaskowce, gdzie rzeka opróżniła się do jezior. Następnie, gdy dotarliśmy do Mt. Ostro, widzieliśmy ogromne połacie skał wykonane z mułu osiadającego z jezior. ”
Wyjaśnieniem, które najlepiej pasuje do „morfologii” w tym regionie - to jest do konfiguracji i ewolucji skał i form lądowych - są rzeki utworzone w delcie, gdy opróżniają się do jeziora. Prawdopodobnie miało to miejsce od 3,8 do 3,3 miliarda lat temu. Rzeki dostarczały osady, które powoli budowały dolne warstwy Mt. Ostry.
„Kurcze, widzieliśmy teraz ten pełny system” - wyjaśnił Vasavada - „pokazując, jak całe dolne setki metrów góry Sharp zostały prawdopodobnie ułożone przez te osady rzeczne i jeziorne. Oznacza to, że to wydarzenie nie trwało setki lub tysiące lat; potrzeba było milionów lat, aby jeziora i rzeki powoli się gromadziły, milimetr po milimetrze, dno góry. ”
W tym celu Mars potrzebował także gęstszej atmosfery niż obecnie i składu gazów cieplarnianych, o których Vasavada powiedział, że jeszcze się nie zorientowali.
Ale potem, jakaś dramatyczna zmiana klimatu sprawiła, że woda zniknęła, a wiatry w kraterze wyrzeźbiły górę do jej obecnego kształtu.
Łazik wylądował dokładnie we właściwym miejscu, ponieważ tutaj w jednym obszarze zapisano znaczną część historii środowiska Marsa, w tym dowody znacznej zmiany klimatu planety, kiedy woda, która niegdyś pokrywała krater wichury osadem.
„To wszystko jest teraz ważnym czynnikiem wpływającym na to, co musimy wyjaśnić na temat wczesnego klimatu Marsa”, powiedział Vasavada. „Nie dostaniesz milionów lat zmian klimatu od pojedynczego zdarzenia, takiego jak uderzenie meteoru. To odkrycie ma szerokie implikacje dla całej planety, nie tylko Krateru Gale. ”
Inne odkrycia
• Krzemionka: łazik dokonał zupełnie nieoczekiwanego odkrycia wysokoskładnikowych skał krzemionkowych, gdy zbliżył się do Mt. Ostry. „Oznacza to, że resztki normalnych pierwiastków tworzących skały zostały zdarte lub że w jakiś sposób dodano dużo dodatkowej krzemionki” - powiedział Vasavada - „oba są bardzo interesujące i bardzo różne od skał, które widzieliśmy wcześniej. To tak wielopłaszczyznowe i ciekawe odkrycie, więc zastanowimy się nad tym. ”
• Metan na Marsie: metan jest zwykle oznaką aktywności związanej z materią organiczną - a nawet potencjalnie życiem. Na Ziemi około 90 procent metanu atmosferycznego powstaje w wyniku rozpadu materii organicznej. Na Marsie metan był wykrywany przez inne misje i teleskopy przez lata, ale był niepewny - odczyty wydawały się przychodzić i odchodzić i są trudne do zweryfikowania. W 2014 r. Przestrajalny spektrometr laserowy w instrumencie SAM zaobserwował dziesięciokrotny wzrost metanu w okresie dwóch miesięcy. Co spowodowało krótki i nagły wzrost? Ciekawość będzie nadal monitorować odczyty metanu i, mam nadzieję, stanowić odpowiedź na trwającą dekady debatę.
• Ryzyko promieniowania dla ludzkich odkrywców: zarówno podczas podróży na Marsa, jak i na powierzchni, Curiosity zmierzyła promieniowanie o wysokiej energii ze Słońca i przestrzeni kosmicznej, które stanowi ryzyko dla astronautów. NASA wykorzysta dane z przyrządu Curiosity Detector Assessment Detector (RAD) do zaprojektowania przyszłych misji, tak aby były bezpieczne dla ludzkich odkrywców.
Jutro: Zakończenie tego rozdziału, w tym „Jak prowadzić łazika marsjańskiego” i „Bestia”, część 1, jest dostępne tutaj.
„Niesamowite historie z kosmosu: spojrzenie zza kulis na misje zmieniające nasze spojrzenie na kosmos” zostało opublikowane przez Page Street Publishing, spółkę zależną Macmillan.
