Ακόμη και πριν το Mars Science Lander (MSL) αγγίξει κατεβαίνοντας από το αιωρούμενο μητρικό πλοίο του σαν μια αράχνη μωρού από μια θήκη αυγών, η πρώτη από μια σειρά από κάμερες θα είχε ξεκινήσει την εγγραφή, τη λήψη και την αποθήκευση βίντεο υψηλής ανάλυσης της περιοχής προσγείωσης.
Η προσγείωση MSL θα αντιπροσωπεύσει μια πρώτη, λέει ο Frank Palluconi, επιστήμονας του προγράμματος MSL. Αφού μπήκε στην ατμόσφαιρα του Άρη, όπως οι Viking και MER, αλλά με πιθανή ζώνη προσγείωσης περίπου το ένα τέταρτο του μεγέθους που λέει, η MSL θα δείξει τα πράγματα της. «Ολοκληρώνει την κατάβαση μέχρι το επίπεδο των 10 μέτρων, όπου το όχημα κατάβασης αιωρείται και μειώνει το rover σε μια πρόσδεση μέχρι την επιφάνεια. Μέχρι εκείνη τη στιγμή, το rover έχει ανεβάσει τους τροχούς του, οπότε προσγειώνεται στο σύστημα κινητικότητάς του. Και έπειτα η πρόσδεση κόβεται και το στάδιο κατάβασης πετά και δεν χρησιμοποιείται πλέον. Συντρίβεται. "
Εκτός από τα προφανή πλεονεκτήματα μιας τέτοιας μαλακής προσγείωσης, η αιωρηματοποίηση και η πτώση της πρόσδεσης είναι δυνατές για μοντελοποίηση μοντέλου, σε αντίθεση με τον αερόσακο που προσγειώνεται τα χρησιμοποιούμενα οχήματα MER. Το Tethered κατέβασμα είναι επίσης επεκτάσιμο, λέει ο Palluconi, ενώ οι πολύ μικρότεροι MER ωθούν το φάκελο της ικανότητας του συστήματος αερόσακων.
Τα μάτια στον Άρη
Η λήψη θα ξεκινήσει μόλις η θερμική ασπίδα πέσει από το στάδιο κατάβασης του MSL. Το Mars Descent Imager θα τραβήξει βίντεο σε ανάλυση megapixel, συγκρίσιμο με τις σύγχρονες ψηφιακές βιντεοκάμερες καταναλωτών. Στοχεύοντας κατ 'ευθείαν προς τα κάτω, αυτή η κάμερα θα παρέχει στην αράχνη μια ματιά στην περιοχή προσγείωσης πολύ ευρεία γωνία στην αρχή και θα συνεχίσει τη λήψη έως ότου το rover αγγίξει τον Άρη.
Τα βίντεο προσγείωσης θα μεταδοθούν στη Γη από το rover όταν γίνει πλήρως λειτουργικό. Αυτές οι οπτικές πληροφορίες, που δείχνουν την περιοχή προσγείωσης και τα περίχωρά της με εξαιρετική λεπτομέρεια, μαζί με το γεγονός ότι το rover θα προσγειωθεί στους τροχούς του, δεν απαιτείται δύσκολη πλοήγηση από ένα όχημα προσγείωσης που θα επιτρέψει στους επιστήμονες του έργου να αρχίσουν να δουλεύουν το rover νωρίτερα.
Μόλις ο ιστός του rover ανυψωθεί και όλα τα συστήματα φύγουν, θα ξεκινήσει η πραγματική δουλειά. Όπως και με το MER, ένα σύστημα με δύο μάτια τοποθετημένο στον ιστό θα είναι εμφανές. Το MastCam, όπως το κατεβασμένο σύστημα απεικόνισης και μια κοντινή κάμερα με βάση το χέρι, σχεδιάζεται και κατασκευάζεται από την Malin Space Science Systems στο Σαν Ντιέγκο, Καλιφόρνια. Και οι τρεις βασίζονται σε παρόμοια πλήρους χρώματος, υποσυστήματα υψηλής ανάλυσης. Το MastCam παίρνει τη βασική ρύθμιση που βρίσκεται στις δίδυμες κάμερες MERs που θα επιτρέψουν στους επιστήμονες να συγκεντρώσουν τρισδιάστατες εικόνες και να την βελτιώσουν σημαντικά. Η MastCam διαθέτει δίδυμους φακούς οπτικού ζουμ 10x, την ίδια ισχύ με τις ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές υψηλού επιπέδου στη Γη. Αυτό θα επιτρέψει στην κάμερα να λαμβάνει όχι μόνο πανοραμικές ευρείες γωνίες, αλλά και να μεγεθύνει και να επικεντρώνεται σε βράχια μεγέθους γροθιάς που απέχει ένα χιλιόμετρο (0,6 μίλια).
Το MastCam τραβά επίσης βίντεο υψηλής ευκρίνειας, ένα πρώτο για τον Άρη. Τόσο οι φωτογραφίες όσο και το βίντεο θα καταγράφονται σε πλήρες χρώμα, όπως και με τις γήινες ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές. Επιπλέον, η MastCam θα χρησιμοποιήσει μια ποικιλία εξειδικευμένων φίλτρων. Αρκετά μέλη της επιστημονικής ομάδας Malin Space Science Systems συνέβαλαν στα διάφορα σχέδια κάμερας, συμπεριλαμβανομένου του σκηνοθέτη Τζέιμς Κάμερον (Titanic, The Abyss, Aliens), ενός ερευνητή της επιστημονικής ομάδας του MastCam.
Φωτογραφία, εξάτμιση, ανάλυση
Ο ιστός MSL θα κρατήσει επίσης ένα μοναδικό υβριδικό οπτικό όργανο, ποτέ πριν να πετάξει στον Άρη. Με την ονομασία ChemCam, αυτό το τηλεσκοπικό εργαλείο παίρνει κοντινά πλάνα σε απόσταση με οπτικό πεδίο περίπου 30 cm (1 πόδι) σε απόσταση δέκα μέτρων (33 πόδια). Αλλά αυτό είναι μόνο το πρώτο βήμα για το ChemCam. Στο δεύτερο βήμα, θυμίζει απότομα τις θερμικές ακτίνες που περιγράφονται στο War of the Worlds, ένα ισχυρό λέιζερ θα εστιάσει μέσω του ίδιου τηλεσκοπίου στο στόχο. Το λέιζερ μπορεί να θερμαίνει ένα σημείο διαμέτρου περίπου ενός χιλιοστού (0,04 ίντσες) σε σχεδόν δέκα χιλιάδες βαθμούς Κελσίου (18 χιλιάδες βαθμούς Φαρενάιτ). Η θερμότητα φυσά τη σκόνη, διαλύει μόρια, διαλύει τα μόρια και ακόμη και διαλύει άτομα στον βραχώδη στόχο.
Ως αποτέλεσμα, ο στόχος εκπέμπει μια σπίθα φωτός. Το ChemCam μπορεί να αναλύσει το φάσμα του σπινθήρα, προσδιορίζοντας ποια στοιχεία άνθρακα ή πυρίτιο, για παράδειγμα ο στόχος που περιέχεται. Ονομάζεται φασματοσκοπία διάσπασης που προκαλείται από λέιζερ ή LIBS, αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται ευρέως στη Γη, αλλά θα είναι η πρώτη για τον Άρη, λέει ο Roger C. Wiens, ένας πλανητικός επιστήμονας στο Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos και ο κύριος ερευνητής του έργου ChemCam. «Το LIBS χρησιμοποιείται σε διάφορες πτυχές της γης. Για παράδειγμα, μια εταιρεία που κατασκευάζει αλουμίνιο το χρησιμοποιεί για να ελέγξει τη σύνθεση του κράματος αλουμινίου σε κατάσταση τήξης. "
Η μετάβαση στο διάστημα είναι μια διαφορετική ιστορία. Επτά χρόνια στην παραγωγή, η ChemCam θα κάνει το MSL πολύ πιο γρήγορο από το MER στην επιλογή στόχων, λέει ο Wiens. «Το Opportunity rover προσγειώθηκε σε έναν μικρό κρατήρα και εδώ μπροστά μας καθόταν ένα βράχο, που είναι το πρώτο που είδαμε στον Άρη από κοντά και προσωπικά. Και ήταν λιγότερο από δέκα μέτρα μακριά. [Με το ChemCam] θα μπορούσαμε να αναλύσουμε αμέσως αυτόν τον βράχο προτού καν οδηγήσουμε το rover από το μαξιλάρι, και τους είπαμε ότι εδώ βρίσκεται ένα ιζηματογενές βράχο ακριβώς μπροστά σας. Αντ 'αυτού, χρειάστηκαν αρκετές μέρες, και οδήγησαν στον βράχο και το έκαναν δειγματοληψία με τα όργανα επαφής προτού να αποφασίσουν πραγματικά ότι ήταν ένα ιζηματογενές βράχο. " Με τη μεγάλη οπτική εμβέλειά του, η ChemCam μπορεί να αναλύσει αντικείμενα μακριά από τον μηχανικό βραχίονα του rover, ακόμη και από πάνω.
Επιπλέον, η ChemCam θα είναι σε θέση να κάνει κάποια χημική ανάλυση μικρών μερών δειγμάτων βράχου, προτού συνθλιβούν και μεταφερθούν στα εσωτερικά αναλυτικά όργανα της MSL
«Νομίζω ότι αυτό το όργανο θα έχει πολλή χρήση», λέει ο Wiens, «επειδή μπορούμε να πάρουμε πολλά δεδομένα γρήγορα. Ένα από τα σπουδαία πράγματα είναι ότι μπορούμε να πάρουμε μια πολύ μεγαλύτερη βάση δεδομένων με δείγματα βράχου από μερικές από τις in-situ τεχνικές. Νομίζω ότι θα είναι ένα συναρπαστικό όργανο για την κατασκευή και την πτήση. "
Ο Palluconi βλέπει το MSL ως ένα ενδιάμεσο βήμα μεταξύ του MER και της άμεσης αναζήτησης ζωής στον Άρη. «Θα θεωρούσα το MSL ως ένα είδος μεταβατικής αποστολής μεταξύ των πιο συμβατικών πτυχών της πλανητικής εξερεύνησης, οι οποίες περιλαμβάνουν τη γεωλογία και τη γεωφυσική και, στην περίπτωση του Άρη, λόγω της ατμόσφαιρας, του κλίματος και του καιρού σε αυτές στο μέλλον που θα κάνουν άμεσες αναζητήσεις για τη ζωή. Έτσι, ο γενικός στόχος του MSL είναι να κάνει μια αξιολόγηση της βιωσιμότητας της περιοχής στην οποία προσγειώνεται το όχημα στον Άρη. "
Το κοντινο μελλον
Επειδή η NASA αποφάσισε μόνο τον Δεκέμβριο του 2004, ποια από τα πολλά επιστημονικά όργανα που προτείνονται για MSL θα πετάξουν πραγματικά, όλοι οι επιστήμονες των οποίων τα έργα επιλέχθηκαν προσπαθούν να βάλουν τις τελευταίες πινελιές στα όργανα τους. «Η αποστολή βρίσκεται στη φάση Α, η οποία είναι μια φάση καθορισμού, οπότε είναι πραγματικά η πρώτη επίσημη φάση της αποστολής», λέει ο Palluconi. «Αυτή τη στιγμή η αρχή που λειτουργεί από την επιστημονική πλευρά είναι να βρει πού να τοποθετήσει τα όργανα στο rover, πώς να καλύψει τις θερμικές τους ανάγκες, πώς να διασφαλίσει ότι έχουν τα οπτικά πεδία που χρειάζονται και ότι πληρούνται οι άλλες απαιτήσεις τους. Φυσικά, το ίδιο το όχημα σχεδιάζεται ταυτόχρονα και ο σχεδιασμός τελειοποιείται. Επομένως, υπάρχει αρκετή δουλειά που πρέπει να κάνουμε και μάλλον απέχουμε περίπου ένα χρόνο από την προκαταρκτική αναθεώρηση του σχεδιασμού, η οποία στο πρόγραμμα εκτόξευσης του 2009 θα πραγματοποιηθεί τον επόμενο Φεβρουάριο. "
Ορισμένες πτυχές του Mars Science Laboratory παραμένουν στον αέρα. Πολλά από τα επιστημονικά όργανα MSL απαιτούν μεγάλη δύναμη. Η προτεινόμενη πηγή αυτής της ενέργειας, μια παροχή ηλεκτρικού ρεύματος ραδιοϊσότοπου, απαιτεί προεδρική έγκριση, η οποία βρίσκεται στο μέλλον. Και το Μάρτιο του 2005, η NASA άρχισε να εξετάζει τη δυνατότητα να πετάξει δύο rover MSL το 2011 αντί για ένα το 2009.
Πρωτότυπη πηγή: Περιοδικό της Αστροβιολογίας της NASA
