Εικονογράφηση καλλιτέχνη του πλάνου Spirit Mars της NASA. Το Spirit και το δίδυμο του, Opporunity, προσγειώθηκαν στον Κόκκινο Πλανήτη τον Ιανουάριο του 2004.
(Εικόνα: © NASA / JPL)
Το Spirit είναι ένα από τα δύο Mars rover που ξεκίνησε η NASA το 2003 στο πλαίσιο της αποστολής Mars Exploration Rover (MER) ύψους 800 εκατομμυρίων δολαρίων. Ο Spirit έφτασε στον Κόκκινο Πλανήτη τον Ιανουάριο του 2004, με αποστολή να βρει αν θα μπορούσε να υπήρχε ζωή στον Άρη, να μάθει για το τρέχον και το παρελθόν κλίμα του Κόκκινου Πλανήτη και να χαρακτηρίσει τη γεωλογία του Άρη.
Η υποσχεθείσα εγγύηση για το Spirit ήταν 90 Αριανές ημέρες, ή το sol, αλλά το rover κατέληξε να διαρκεί περισσότερο από 2.200 sol ή 2.266 ημέρες στη Γη. Το Spirit σταμάτησε να επικοινωνεί με τη Γη στις 22 Μαρτίου 2010, αφού κολλήθηκε σε μια παγίδα άμμου. (Το δίδυμο rover της Spirit, Opportunity, λειτουργούσε μέχρι τον Ιούνιο του 2018, έως ότου δεν μπόρεσε να φορτίσει τις μπαταρίες του λόγω καταιγίδας σκόνης. Η NASA κήρυξε την Oppy νεκρή τον Φεβρουάριο του 2019.)
Οι εξερευνήσεις του Πνεύματος παρείχαν στους επιστήμονες μια αξιοσημείωτη ματιά στην πρώιμη και υγρή ιστορία του Άρη.
Πολύ σύντομα μετά την προσγείωσή του, το Spirit βρήκε εκτεταμένα στοιχεία ανθρακικού και αιματίτη, ορυκτών που σχετίζονται με περιβάλλοντα νερού. Το rover ξεπέρασε πολλές τεχνικές δυσκολίες (συμπεριλαμβανομένου ενός ελαττωματικού τροχού) και παρέδωσε επιστημονικά δεδομένα πίσω στη Γη για έξι χρόνια.
Αλλά υπήρχε ένα εμπόδιο που δεν μπορούσε να ξεπεράσει το Πνεύμα: μια απροσδόκητη παγίδα άμμου. Η NASA πέρασε εβδομάδες προσπαθώντας να βοηθήσει το ρομπότ να φτάσει σε ασφαλέστερο έδαφος, αλλά προχώρησε λίγο. Παγιδευμένος, το rover σταμάτησε τελικά να μεταδίδει πληροφορίες στη Γη στις 22 Μαρτίου 2010.
Το rover άφησε πίσω του ένα πλήθος επιστημονικών πληροφοριών σχετικά με την ιστορία του Άρη. Ανοίγει επίσης το δρόμο για να ακολουθήσει ένα πιο ισχυρό rover: Curiosity, ένα rover που επικεντρώνεται στην αναζήτηση κατοικήσιμων περιβαλλόντων στον Κόκκινο Πλανήτη. Η περιέργεια είναι το μονοπάτι για το νέο rover Mars 2020, το οποίο θα αναζητήσει σημάδια αρχαίας ζωής.
Ακολουθώντας το νερό
Το Spirit είναι μία από τις σουίτες του διαστημικού σκάφους στο δεύτερο κύμα εξερεύνησης του Άρη της NASA. Το πρακτορείο έστειλε αρκετές αποστολές στον Άρη τη δεκαετία του 1960 και του 1970, αλλά σταμάτησε αφού οι εκφορτωτές των Βίκινγκ 1 και Βίκινγκ 2 δεν επέστρεψαν οριστικά στοιχεία για την τρέχουσα ή την προηγούμενη ζωή.
Σύμφωνα με το πρακτορείο, το ενδιαφέρον για τον Άρη αναζωπυρώθηκε τη δεκαετία του 1980 και του 1990 καθώς οι ερευνητές στη Γη αποκάλυψαν μικρόβια όχι μόνο που επιβιώνουν, αλλά και ακμάζουν, σε ακραία περιβάλλοντα υποβρύχιων ηφαιστειακών αεραγωγών. Αυτή η ανακάλυψη ήταν συναρπαστική επειδή οι εικόνες των Βίκινγκ έδειξαν πιθανές ενδείξεις ότι η περιοχή είχε νερό στο παρελθόν.
Η NASA έστειλε τον Mars Global Surveyor (MGS) στον πλανήτη το 1996 για να χαρτογραφήσει πιθανές τοποθεσίες νερού και η υπηρεσία έστειλε επίσης την αποστολή Mars Pathfinder και Sojourner στην επιφάνεια του Άρη το 1997 με μεγάλη επιστημονική επιτυχία, καθώς βρήκε στρογγυλούς βράχους που πιθανότατα διαμορφώθηκαν από νερό στο αρχαίο παρελθόν.
Το εύρημα προκάλεσε το ενδιαφέρον για περισσότερους ταξιδιώτες του Άρη, και τον Ιανουάριο του 2004, η NASA ξεκίνησε το Spirit and Opportunity. Πιο επίσημα γνωστά ως Mars Exploration Rovers, τα μηχανήματα έλαβαν τα ονόματά τους από τον 9χρονο Sofi Collis, ο οποίος ήταν ο νικητής ενός διαγωνισμού ονομασίας.
Το Πνεύμα και η Ευκαιρία μετέφεραν μια μεγάλη συλλογή επιστημονικού εξοπλισμού. Τα όργανα σε κάθε rover περιλάμβαναν μια πανοραμική κάμερα, μια μικροσκοπική απεικόνιση, μηχανικές κάμερες, τρία φασματόμετρα, ένα εργαλείο τριβής βράχου και μια διάταξη μαγνητών. Οι αναβάτες είχαν επίσης ένα μικρό χέρι που τους επέτρεπε να αποκτήσουν κοντινές φωτογραφίες και δεδομένα σχετικά με ενδιαφέροντες επιστημονικούς στόχους.
Πηγαίνοντας για τον Γκούσεφ
Χρειάστηκαν δύο χρόνια διαπραγμάτευσης για τους επιστήμονες και τους μηχανικούς να συμφωνήσουν σε ιστότοπους προσγείωσης για ευκαιρίες και πνεύμα. "Τα μέρη που είναι πιο ελκυστικά για τους επιστήμονες (η πλευρά ενός γκρεμού, για παράδειγμα, στα οποία η ιστορία του πλανήτη καταγράφεται σε στρώματα ιζηματογενών πετρωμάτων) είναι συχνά τα πιο τρομακτικά για τους μηχανικούς που είναι επιφορτισμένοι με την ασφάλεια του ρομπότ", έγραψε η NASA για τη διαδικασία.
Η ευκαιρία στόχευσε σε μια πεδιάδα που ονομάζεται Meridiani Planum με βάση ένα στρώμα αιματίτη που το MGS εντόπισε από πάνω. Ο αιματίτης είναι ένα οξείδιο του σιδήρου που συχνά σχηματίζεται στο νερό. Και, όπως αποδείχθηκε, το Opportunity βρήκε πολλά αιματίτη στην επιφάνεια.
Ο προορισμός του Spirit ήταν ο κρατήρας Gusev, ο οποίος εκτείνεται σε μια περιοχή μεγαλύτερη από το Κοννέκτικατ. Από εικόνες MGS, οι επιστήμονες υποψιάστηκαν ότι ο κρατήρας κράτησε νερό στο αρχαίο παρελθόν. Ο Γκούσεφ έσκαψε από έναν αστεροειδή ή κομήτη που έπληξε τον πλανήτη ήδη από 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Το Spirit ήταν ο πρώτος από τους δύο rover που έφυγαν από τη Γη. Εκτοξεύτηκε σε έναν πύραυλο Delta II 7925 από το Cape Canaveral της Φλόριντα, στις 10 Ιουνίου 2003 και έφτασε στον Άρη επτά μήνες αργότερα, στις 4 Ιανουαρίου 2004.
Αφού άνοιξε ένα αλεξίπτωτο, το ρομπότ έφτιαξε στην επιφάνεια με ένα κουκούλι αερόσακων, κυλώντας με ασφάλεια σε μια στάση στην επιφάνεια - ακριβώς στο στόχο στο Gusev. Η ευκαιρία προσγειώθηκε επίσης με ασφάλεια και στο σωστό σημείο, στις 25 Ιανουαρίου.
Επανεκκινήσεις, νερό και τροχούς
Το Spirit εξακολουθούσε να κάθεται στο κέλυφος προσγείωσης όταν εντόπισε το πρώτο πιθανό σημάδι νερού στο βάθος: ανθρακικό άλας, το οποίο συχνά σχηματίζεται σε βρεγμένα περιβάλλοντα. "Ήρθαμε αναζητώντας ανθρακικά άλατα", δήλωσε ο Phil Christensen, ένας από τους επιστήμονες της αποστολής. "Τους έχουμε. Θα τους κυνηγήσουμε."
Αλλά μέσα σε μια εβδομάδα, το Πνεύμα αντιμετώπιζε προβλήματα. Σταμάτησε προσωρινά την αποστολή δεδομένων από την επιφάνεια στις 21 Ιανουαρίου 2004. Μέρες αργότερα, η NASA αποφάσισε ότι ο υπολογιστής του rover επανεκκινήθηκε συνεχώς λόγω σφάλματος λογισμικού. επανεκκινήθηκε περισσότερες από 60 φορές σε τρεις ημέρες.
Το πρακτορείο σταθεροποίησε το rover τον Φεβρουάριο του 2004. Στη συνέχεια, το Μάρτιο, ο Spirit χτύπησε ένα τζάκποτ: έναν ηφαιστειακό βράχο του οποίου η σύνθεση υπαινίχθηκε ένα υδατώδες παρελθόν.
Τρεις μήνες αργότερα, η NASA εκπλήχθηκε όταν ο Πνεύμα σκόνταψε τον αιματίτη, προσθέτοντας στοιχεία για την πιθανότητα ύδατος στο περιβάλλον. Η ευκαιρία βρήκε επίσης αιματίτη στο σημείο προσγείωσης στα μισά του Άρη.
Στα τέλη του 2005, ο Spirit είχε οδηγήσει ένα κοντινό ορόσημο, το Husband Hill, για να ρίξει μια ματιά στο τοπίο γύρω από αυτό. Ήταν η πρώτη φορά που ένας αναβάτης ανέβηκε σε έναν λόφο σε έναν άλλο πλανήτη.
Η περιοχή ήταν απόδειξη της πρώιμης βίαιης ιστορίας του Άρη, δήλωσε η NASA. "Έχουμε αυτή τη δραματική τοπογραφία καλυμμένη με άμμο και χαλαρούς ογκόλιθους. Στη συνέχεια, κάθε τόσο συχνά, ένα μικρό παράθυρο κάτω από το υπόστρωμα", δήλωσε ο Steve Squyres, ένας πλανητικός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Cornell και ο κύριος ερευνητής για τα επιστημονικά όργανα του rover. σε μια δήλωση.
Ένας από τους τροχούς του Spirit σταμάτησε να λειτουργεί τον Μάρτιο του 2006 καθώς ο rover έτρεχε σε μια πλαγιά για να πάρει αρκετό φως του ήλιου για να διαρκέσει το χειμώνα. Οι χειριστές της NASA επέστρεψαν απομακρυσμένα τον τροχό πίσω από το rover, κινούμενοι αργά το Spirit μια ώρα την ημέρα, καθώς η δύναμη του ήλιου επέτρεπε. Ο Spirit έφτασε με ασφάλεια στον προορισμό του τον Απρίλιο του 2006.
Η τοποθεσία αποδείχθηκε ένα καλό σημείο για να σταματήσετε, όπως το roverβρέθηκαν μεταλλικά τροποποιημένα με νερό κοντά, όταν επανέλαβε τις δραστηριότητές του στα τέλη του 2006.
Αργότερα χρόνια στον Άρη
Παρά τις μηχανικές προκλήσεις και τις αρειανές προκλήσεις, το Spirit ταξίδεψε 4,8 μίλια (7,7 χιλιόμετρα) κατά τη διάρκεια των ετών του στον Άρη - περισσότερο από δώδεκα φορές την απόσταση που σχεδίασε η NASA για να ταξιδέψει το rover.
Στην πραγματικότητα, ο δυσλειτουργικός τροχός κατέληξε να είναι χρήσιμος για την αποστολή: Τον Μάρτιο του 2007, η NASA ανακοίνωσε ότι ο αναβάτης είχε ανακαλύψει έδαφος με ίχνη θείου και νερού, υποδηλώνοντας ότι θα μπορούσαν να εξατμιστούν ελατήρια ή ηφαιστειακοί αεραγωγοί.
Καθώς περνούσε το έτος, το Spirit αποκάλυψε την τοποθεσία μιας πιθανής ηφαιστειακής έκρηξης και επέζησεμια εκτεταμένη καταιγίδα σκόνης. Μια άλλη καταιγίδα στα τέλη του 2008 μείωσε τη δύναμη του Spirit σε σχετικά επίπεδα, αλλά ο rover πέρασε.
Οι άνεμοι του Άρη καθαρίστηκαν από τη σκόνη τον Φεβρουάριο του 2009. Τον Απρίλιο, ο υπολογιστής του Spirit άρχισε να αντιμετωπίζει ξανά προβλήματα επανεκκίνησης, με περιόδουςΗ NASA περιέγραψε την «αμνησία». Το rover άρχισε να οδηγεί ξανά καθώς η NASA εργάστηκε για να διορθώσει το πρόβλημα, αλλά στη συνέχεια αντιμετώπισε ένα ακόμη χειρότερο πρόβλημα: βυθισμένη άμμο. Στις 23 Απριλίου 2009, το rover απροσδόκητα έσπασε μια κρούστα σε πιο μαλακή άμμο και δεν μπορούσε να βγει ξανά.
Η NASA πέρασε μήνες εκτελώντας προσομοιώσεις και στέλνοντας εντολές στον λανθάνον rover, αλλά ο οργανισμός συνέλεξε επίσης δεδομένα ενώ το rover ήταν στη θέση του. Αξιωματούχοι της NASA ήταν πολύ ευχαριστημένοι που είδαν άμμο με βασάλτη, θειικό άλας και σίλικα σε αυτό - στοιχεία αποκάλυψαν στο rover καθώς προσπάθησε να βγει από την παγίδα του. Μια δήλωση της NASA κάλεσε την τοποθεσία, που ονομάζεται Τροία, "ένα από τα πιο ενδιαφέροντα μέρη που ήταν το Πνεύμα."
Στις 31 Δεκεμβρίου 2009, η NASA υπολόγισε ότι ενδέχεται να μην υπάρχει αρκετή ισχύς για να διαρκέσει το χειμώνα. Η τελευταία επικοινωνία του Spirit ήρθε στις 22 Μαρτίου 2010 και το rover παρέμεινε σιωπηλό καθώς η NASA πέρασε μήνες χαιρετώντας την.
"Οι εκτιμήσεις των μηχανικών τους τελευταίους μήνες έδειξαν πολύ χαμηλή πιθανότητα ανάκτησης επικοινωνιών με το Spirit", ανέφεραν αξιωματούχοι της NASA σε δήλωση στις 24 Μαΐου 2011. Σε κάθε περίπτωση, τα διαστημικά περιουσιακά στοιχεία που χρησιμοποιούνται για την αναζήτηση Spirit θα χρειαστούν σύντομα για Το επερχόμενο Mars rover της NASA, Curiosity. Εκείνο το μήνα, η NASA ολοκλήρωσε τις προσπάθειές της να φτάσει στο Spirit.
Η κληρονομιά του Πνεύματος
Ενώ το Spirit σταμάτησε τις επικοινωνίες με τη Γη το 2010, το δίδυμο rover, Opportunity, προχώρησε πολύ πέρα από αυτό. Η ευκαιρία συνέχισε να λειτουργεί καλά έως το 2018 - περίπου 14,5 χρόνια μετά την ημερομηνία προσγείωσής της - αλλά σταμάτησε στην επιφάνεια λόγω καταιγίδας σκόνης τον Ιούνιο του 2018.
Τόσο η Ευκαιρία όσο και το Πνεύμα εμφανίζονται πολύ καλά στη γνώση της NASA. Και οι δύο οδηγοί έδειξαν στον κόσμο πόσο καλή μηχανική και επιστήμη μπορούν να αποκαλύψουν απίστευτες και πολύτιμες πληροφορίες, όπως τα εκτεταμένα στοιχεία του νερού στον Κόκκινο Πλανήτη.
Η εμπειρία της NASA με τους rover ήρθε σε πρακτική με το νεότερο rover Curiosity, το οποίο έφτασε στην επιφάνεια του Άρη το 2012 και μελετά την ιστορία των κατοικήσιμων περιβαλλόντων και του νερού στο Gale Crater και στο Mount Sharp (Aeolis Mons). Οι χειριστές χρησιμοποιούν το επιστημονικό έργο Spirit's και Opportunity για να ενημερώσουν τους ταξιδιώτες του Curiosity. Για παράδειγμα, η περιέργεια μπορεί να έχει νόημα όταν βρίσκεται σε αμμώδη ζώνη και έχει προγραμματιστεί να σταματήσει και να ζητήσει βοήθεια από τους χειριστές της στη Γη.
Το rover Mars 2020 της NASA θα αναζητήσει οργανικά και άλλα στοιχεία αρχαίας ζωής στην επιφάνεια του Άρη. Ένας από τους πιθανούς ιστότοπους προσγείωσης ήταν ο Gusev Crater, όπου το Spirit rover συνάντησε το θάνατό του.
"Η ανακάλυψη ότι οι ιαματικές πηγές ρέονταν εδώ [Gusev Crater] ήταν ένα σημαντικό επίτευγμα του Mars Exploration Rover, Spirit", δήλωσαν αξιωματούχοι της NASA όταν περιγράφουν τους πιθανούς τόπους προσγείωσης. (Η ομάδα του 2020 κατέληξε να επιλέξει έναν διαφορετικό ιστότοπο για την αποστολή - τον κρατήρα Jezero, ο οποίος φιλοξένησε ένα δέλτα ποταμών στο αρχαίο παρελθόν.)
Το Spirit παραμένει μια σημαντική αποστολή για τη NASA, διότι το rover έδειξε την παρουσία νερού στον Άρη και βοήθησε να τεθούν τα θεμέλια για τις μελλοντικές αποστολές του Άρη.
