Questa illustrazione mostra il Mars Opportunity Rover della NASA, il secondo dei due Mars Exploration Rover ad atterrare sul Pianeta Rosso nel 2004 alla ricerca di segni di vita passata. NASA/JPL-Caltech Sembra abbastanza facile:se riusciamo a mandare un uomo sulla luna per una partita di golf, perché dobbiamo inviare robot su Marte?
Marte, Dopotutto, è il pianeta che più somiglia alla Terra, cioè se la Terra avesse una temperatura media di meno 81 gradi F (meno 63 gradi C) ed era apparentemente senza vita [fonte:Esplorazione di Marte]. Ancora, i suoi modelli geologici assomigliano a una varietà di luoghi con cui abbiamo familiarità sulla Terra, dall'antico, terre segnate dalle inondazioni ed erose dallo stato di Washington ai deserti della Valle della Morte e al permafrost dell'Antartide.
Certo, ciò non significa che una missione con equipaggio su Marte sia simile a una vacanza in California. I rover hanno permesso ai programmi spaziali non solo di esplorare la superficie marziana, ma anche di individuare alcuni dei problemi che potrebbero sorgere se un giorno dovessimo inviare donne o uomini sul pianeta.
Inviare un rover non è facile come mandare un'auto per bambini con un walkie-talkie inchiodato al tetto. Esploreremo sia la tecnologia che gli strumenti utilizzati sui Mars Exploration Rovers, mentre osservano anche come comunicano con la Terra. E la tecnologia non delude; il rover Curiosità, lanciato nel 2011, ha strumenti che appartengono veramente a un film di fantascienza. (Suggerimento:laser.)
Finora, ci sono stati più di 40 tentativi di entrare in contatto con Marte. Le prime cinque missioni si sono svolte dal 1960 al 1962, dall'ex URSS. Tutte le missioni erano sorvoli del pianeta, il che significa che le navi sono state lanciate nell'orbita di Marte per inviare immagini. Quelle missioni erano tutti fallimenti; o l'astronave non è arrivata sul pianeta o l'astronave si è rotta durante il viaggio. La prima missione di successo fu il viaggio del 1964 del Mariner 4, un velivolo degli Stati Uniti che ha restituito 21 immagini del pianeta.
Da allora in poi, gli Stati Uniti, l'ex URSS, Il Giappone e l'Agenzia spaziale europea hanno lanciato missioni su Marte. Nelle pagine seguenti, esploreremo non solo i rover stessi, ma anche alcune delle scoperte che hanno fatto. Passiamo alla pagina successiva per vedere perché, Esattamente, stiamo inviando rover in primo luogo.
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Quei sei ragazzi sono più vicini che mai a mandare persone su Marte. L'equipaggio di sei persone della missione Mars500 di 520 giorni ha subito l'estenuante simulazione di un volo verso il pianeta rosso. Foto per gentile concessione ESA/IBMP - Oleg Voloshin Quindi, se siamo così avanzati e fantasiosi da poter costruire robot estremamente complicati su Marte, perché non possiamo mandare Terry l'astronauta? La ragione più importante è probabilmente anche la più ovvia:Terry probabilmente non ce l'avrebbe fatta ad arrivare lì.
Questo è, solo un terzo circa delle missioni avviate finora ha avuto "successo, " significa che hanno fatto un viaggio su Marte intatti. Anche se è facile essere ottimisti riguardo a quasi un terzo dei rover che ci hanno fornito informazioni preziose, non è così facile tifare un track record come quello quando Terry l'astronauta è nella foto. Pochi di noi godono delle probabilità di morire ogni tre giorni al lavoro.
Costo, Certo, è un altro fattore. Mentre Curiosità, il rover più recente che fa parte della missione Mars Science Laboratory della NASA, è costato ben 2,47 miliardi di dollari per la costruzione, La NASA non doveva ancora tenere conto di cose fastidiose come permettere a qualcuno di respirare ossigeno [fonte:Space.com]. o tornare da Marte, per questo motivo. Tieni presente che i rover rimarranno su Marte per sempre quando avremo finito con loro, ma il viaggio di Terry l'astronauta è più una vacanza che un trasloco. E questo significa cibo, carburante, smaltimento dei rifiuti e una pletora di altri costi - due volte.
Al di là della logistica e dei costi ci sono tutte le vaste incognite su come il sistema umano potrebbe reagire a un'atmosfera come Marte. Poiché Marte non ha campo magnetico, gli umani riceverebbero enormi dosi di radiazioni cosmiche, non un problema sulla Terra, dove il campo magnetico del pianeta lavora per bloccarlo. un 1, Un viaggio di 000 giorni su Marte ha il potenziale per portare a una probabilità del 40% che l'astronauta sviluppi il cancro dopo il ritorno sulla Terra, non necessariamente qualcosa che molte persone stanno cercando quando intervistano per un lavoro [fonte:NASA Science]. Tieni a mente, pure, che se Terry l'astronauta è anche Terry la donna, è ancora più a rischio:avere seni e organi riproduttivi femminili presenta quasi il doppio del rischio di cancro [fonte:NASA Science].
Quindi senza che Terry l'astronauta si iscrivesse a dosi massicce di raggi cancerogeni, siamo rimasti con esploratori robotici. Vai alla pagina successiva per conoscere alcune delle missioni su Marte.
Il Viking Project della NASA è diventata la prima missione degli Stati Uniti ad atterrare con successo con un veicolo spaziale sulla superficie di Marte. Questa ripresa mostra una versione di prova di un lander Viking nell'originale "Mars Yard" costruito presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel 1975. Foto per gentile concessione della NASA/JPL-Caltech/University of Arizona La cosa più allettante dell'esplorazione di Marte è la promessa di trovare acqua, o prove passate dell'acqua. "L'acqua è fondamentale perché quasi ovunque troviamo l'acqua sulla Terra troviamo la vita, " Fa notare il sito web della NASA. "Se Marte una volta avesse avuto acqua liquida, o lo fa ancora oggi, è convincente chiedersi se sulla sua superficie si siano sviluppate forme di vita microscopiche".
Le prime missioni su Marte sono state sorvoli ; ciò significa che erano semplicemente navi orbitanti che inviavano fotografie del pianeta. Il primo fu Mariner 3 nel 1962; però, la prima orbita e le prime fotografie di successo arrivarono nel 1965 dal Mariner 4. Quando i flyby terminarono nel 1969, la prossima serie di missioni sono state indicate come orbiter . La NASA ha progettato questi veicoli spaziali per orbitare a lungo termine attorno a Marte, raccolta di fotografie. marinaio 9, nel 1972, fu il primo a fotografare l'intera superficie di Marte.
Le missioni orbitanti sono continuate, compreso il lancio nel 2005 del Mars Reconnaissance Orbiter. L'orbiter potrebbe individuare oggetti piccoli come un piatto da portata, mentre trasportano anche sirene per trovare l'acqua sotterranea. Forse più importante, è ancora utilizzato come strumento di comunicazione cruciale per trasmettere informazioni al controllo della missione.
Ma passiamo ora ai predecessori dei rover. Vichingo 1 e 2, lanciata a metà degli anni '70, entrambi avevano lander che scese sulla superficie di Marte. Sono stati i primi a scoprire che Marte si stava autosterilizzando, il che significa che la combinazione della radiazione ultravioletta con il suolo secco e la natura ossidante della chimica del suolo impedisce la formazione di organismi.
Quando pensiamo a macchine più moderne che atterrano su Marte, di solito iniziamo con la missione Pathfinder del 1995. Il Pathfinder consisteva in un lander, dotato di paracadute per entrare nell'atmosfera di Marte, e il rover Sojourner. L'apparecchiatura ha restituito migliaia di immagini, oltre a 15 analisi chimiche di dati pedologici e meteorologici.
Nel 2003, il team della missione Mars Exploration Rover ha lanciato Spirit and Opportunity, uno dei quali stava ancora attraversando il pianeta alla fine del 2011. Passiamo alla pagina successiva per saperne di più su quei rover, loro tecnologia e scoperte.
Spirito e opportunità, si scopre, non sono solo parole che usiamo per sentirci meglio quando siamo depressi. Nel 2003, La NASA ha lanciato i rover Spirit e Opportunity dal nome allegro, che ha intrapreso una missione di mobilità e distanza di gran lunga maggiori rispetto a Pathfinder.
Entrambi i rover condividono alcune caratteristiche degne di nota. Possono generare energia dai pannelli solari e immagazzinarla nelle batterie interne. Nel caso ci fosse qualche omino verde nelle vicinanze, i rover possono acquisire immagini a colori ad alta risoluzione o far uscire telecamere di ingrandimento per consentire agli scienziati terrestri di esaminare gli oggetti. Gli spettrometri multipli sul braccio dei rover impiegano ogni sorta di trucchi per determinare la composizione delle rocce, incluso il monitoraggio della quantità di calore emessa da un oggetto e l'emissione di particelle alfa su di esso. Spirit e Opportunity erano anche dotati di un trapano installato (Rock Abrasion Tool) per perforare la superficie del pianeta.
Il corpo del rover si chiama scatola elettronica calda ( RAGNATELA ). Un ponte per l'attrezzatura si trova sulla parte superiore del rover, dove il albero (o occhio del periscopio) e le telecamere risiedono. Le pareti dipinte d'oro del corpo del rover sono progettate per resistere a temperature di meno 140 gradi F (meno 96 gradi C). All'interno del WEB del rover ci sono batterie agli ioni di litio, radio e cose elettroniche come spettrometri, tutti richiedono calore per funzionare. Il cervello del rover è un computer paragonabile a un high-end, laptop potente ma con funzioni di memoria speciali che non si distruggono con radiazioni e spegnimenti. I computer inoltre controllano continuamente le temperature per garantire un rover "sano".
Ciò che Spirit e Opportunity hanno scoperto è stato un merito della tecnologia che ha permesso loro di esplorare Marte. Entro un paio di mesi dall'atterraggio, l'opportunità ha scoperto prove di acqua salata, il che lascia aperta la possibilità che la vita (e le indicazioni fossili) possa essere esistita un tempo sul pianeta. Spirit si imbatté in rocce che indicavano un precedente, Marte indisciplinato che è stato segnato da impatti, vulcanismo esplosivo e acqua sotterranea [fonte:NASA Mars].
Impareremo alcune funzionalità ed esplorazioni di rover più recenti, ma prima passiamo lentamente alla pagina successiva e diamo un'occhiata ad alcune delle attrezzature e della scienza che Spirit e Opportunity hanno.
continua a vagareprima di tutto, va notato che mentre Spirit non trasmette messaggi dal 2010, Opportunity stava ancora registrando ore di lavoro da Marte e inviando informazioni sulla Terra nel 2011. In effetti, come ogni terrestre, Opportunità esplora luoghi in cui rintanarsi per l'inverno al fine di ottenere la maggior quantità di energia solare immagazzinata nelle sue batterie.
Questo diagramma mostra tutti gli aggeggi e i gadget di cui Spirit e Opportunity erano dotati. Immagine per gentile concessione della NASA Il solo dire che Spirit e Opportunity hanno telecamere e alcune fantasiose apparecchiature radio in realtà non funziona. A 384 libbre (170 chilogrammi) ciascuno - e un totale di $ 850 milioni da costruire - è meglio che tu creda che l'attrezzatura non sia solo il tuo fidato MacBook, super incollato a una radio AM/FM.
Prima di tutto, un fotocamera panoramica è montato su ogni rover per fornire un contesto geologico più ampio. Situato sull'albero a circa 5 piedi (1,5 metri) da terra, la fotocamera non si limita a scattare immagini a colori, ma dispone di 14 diversi filtri in grado di identificare i bersagli di roccia e terreno per sguardi più ravvicinati.
UN spettrometro ad emissione termica in miniatura identifica i minerali nel sito con un piccolo aiuto dalle lunghezze d'onda infrarosse. È usato per trovare modelli distintivi che potrebbero mostrare il movimento dell'acqua. Sul braccio del rover c'è un Spettrometro Moessbauer , che viene posizionato direttamente sui campioni per trovare minerali ferrosi, un altro strumento per aiutare a determinare come l'acqua ha influenzato il suolo e la roccia.
Per determinare la composizione delle rocce, un Spettrometro a raggi X con particelle alfa viene utilizzato - lo stesso tipo che si trova nei laboratori di geologia, che aiuta gli scienziati a determinare origini e cambiamenti nei campioni. Lo strumento di imaging microscopico può studiare attentamente la formazione e le variazioni delle rocce.
Ma come diavolo facciamo a scoprire effettivamente queste incredibili scoperte che fanno Spirit e Opportunity? Bene, non è esattamente l'impianto radioamatoriale del tuo prozio. Mentre c'è anche una radio UHF a bassa potenza e bassa velocità con una scarsa velocità di trasmissione dei dati, è utilizzato principalmente come backup, e in fase di atterraggio.
Generalmente, gli orbiter stanno comunicando solo circa tre ore di informazioni direttamente alla Terra. Il resto viene effettivamente intercettato e inviato al Mars Odyssey e al Mars Global Surveyor in orbita, che trasmettono alla Terra e viceversa. L'orbiter si sposta da un orizzonte all'altro in circa 16 minuti; 10 di quei minuti possono essere utilizzati per comunicare con i rover [fonte:NASA]. Se dovessimo indovinare, circa 10 megabyte di dati giornalieri possono essere inviati sulla Terra. Ciò è particolarmente utile perché gli orbiter sono in stretto contatto con entrambi i rover, e hanno una finestra molto più lunga per comunicare con la Terra rispetto a entrambi i rover.
I rover utilizzano ciascuno due antenne per la comunicazione:a antenna ad alto guadagno che può dirigersi per trasmettere informazioni verso un'antenna sulla Terra, e un antenna a basso guadagno che può ricevere e inviare informazioni da ogni direzione a una velocità inferiore rispetto all'antenna ad alto guadagno. Tutte queste comunicazioni avvengono sul Rete dello spazio profondo ( DSN ), una rete internazionale di antenne con strutture di comunicazione nel deserto del Mojave in California, Madrid, Spagna, e Canberra, Australia.
Vai alla pagina successiva per scoprire cosa fa un rover in una giornata tipo.
Curiosamente forteIl Curiosity Rover che ospita il Mars Science Laboratory è circa il doppio di Spirit e Opportunity. Circa 10 piedi (3 metri) di lunghezza e 7 piedi (2 metri) di altezza, il rover pesa circa 2, 000 libbre (900 chilogrammi), ed è progettato con una sospensione "rocker" che bilancia il veicolo su terreno roccioso marziano.
Una mappa dei viaggi di Opportunity su Sol 2756, o 2, 756 giorni dopo essere atterrato su Marte. Immagine gentilmente concessa da NASA/JPL/Cornell/Università dell'Arizona Anche se i rover non timbrano esattamente l'orologio ogni mattina, inviano immagini, insieme ai dati dello strumento e dello stato, tornano dai loro capi terrestri.
Estrapolando dai dati, gli scienziati inviano comandi al rover durante la finestra di tre ore di comunicazione diretta con l'antenna ad alto guadagno. Il rover è quindi da solo per 20 ore, eseguire i comandi e inviare i dati di immagine ai due satelliti in testa. I comandanti del rover possono dirgli di muoversi verso una nuova roccia, macinare una roccia, analizzare una roccia, scattare foto o raccogliere altri dati con altri strumenti.
Il rover e gli scienziati ripetono questo schema per forse 90 giorni. A quel punto, la potenza del rover inizierà a diminuire. Anche, Marte e la Terra si allontaneranno sempre di più, rendendo la comunicazione più difficile. Infine, il rover non avrà abbastanza potenza per comunicare, sarà troppo lontano o si verificherà un guasto meccanico, e la missione sarà finita
La nostra missione, però, è tutt'altro che finita. Facciamo un salto alla pagina successiva dove impareremo tutto sull'ultima aggiunta all'avventura di esplorazione di Marte.
Illustrato qui è uno dei nuovi membri dell'equipaggio itinerante su Marte:Curiosity. Immagine per gentile concessione della NASA/JPL-Caltech Nel novembre 2011, La NASA ha lanciato il Mars Science Laboratory, che è progettato per studiare il suolo e la roccia alla ricerca di composti organici o condizioni che potrebbero aiutarci a capire se Marte è - o è mai stato - in grado di supportare l'"abitabilità" della vita sul pianeta. Il Mars Science Laboratory è in realtà una funzione del rover Curiosity, che ospita gli strumenti scientifici che raccoglieranno e analizzeranno i campioni.
Nel 2004, La NASA ha selezionato alcune proposte diverse per le indagini e le attrezzature da includere nel laboratorio. Insieme a Stati Uniti e Canada, Anche Spagna e Russia hanno strumenti sulla missione. La Spagna sta studiando il Stazione di monitoraggio ambientale Rover , progettato per rilevare l'atmosfera e i raggi ultravioletti. La Russia ha fornito il Strumento Albedo Dinamico dei Neutroni , che misura l'idrogeno sotto la superficie del pianeta, indicando acqua o ghiaccio.
Una suite di strumenti chiamata Analisi del campione su Marte analizzerà i campioni. (La denominazione creativa non è generalmente una priorità nelle missioni scientifiche.) Dopo che il braccio del rover ha raccolto i campioni, un gascromatografo, uno spettrometro di massa e uno spettrometro laser misureranno i composti contenenti carbonio e i rapporti isotopici, che indicano la storia dell'acqua su Marte. Uno spettrometro a raggi X con particelle alfa misurerà la quantità di diversi elementi.
A bordo del laboratorio troverai anche i seguenti pratici strumenti:
Ma siamo onesti:la parte più bella del Mars Science Laboratory è probabilmente il ChemCam , che "utilizza impulsi laser per vaporizzare sottili strati di materiale da rocce marziane o bersagli del suolo fino a 7 metri (23 piedi) di distanza" [fonte:Mars Science Lab Fact]. Determina quali atomi rispondono al raggio, mentre un telescopio mostra ciò che il laser illumina. Aiuteranno gli scienziati a determinare esattamente dove vorrebbero che il rover viaggiasse, o ritirare. Oltre a questo, è semplicemente fantastico avere i laser sui robot.
Se stai ancora vagando per la terra sperando di saperne di più sul nostro vicino planetario più vicino, vai alla pagina successiva per saperne di più su come funzionano gli intrepidi rover su Marte.
