Forklart: Hva gjør NASAs Perseverance-rover vanskelig å lande på Mars?

Vanligvis tar en tur til Mars, som er omtrent 300 millioner miles unna, omtrent syv-åtte måneder. Perseverance ble lansert 30. juli 2020 under vinduet da Mars og Jorden var nærmest hverandre.

Perseverance rover bruker drillen sin til å samle en steinprøve på Mars i denne udaterte kunstneriske konseptuelle illustrasjonsutdelingen. (NASA/JPL-Caltech/Handout via Reuters)

På torsdag forventes NASAs Perseverance-rover å lande ved Jezero-krateret på den røde planeten, hvoretter den vil gjenoppta arbeidet med å lete etter tegn på tidligere liv.

Landing er den korteste, men en av de mest betydningsfulle og også vanskelige fasene av oppdraget. NASA sier at fordi det er vanskelig, har bare 40 prosent av oppdragene som noen gang er sendt til Mars av romorganisasjoner over hele verden vært vellykkede fordi hundrevis av ting må gå rett for den neglebitende dråpen.

For å gi litt kontekst til vanskeligheten med å sette i gang oppdrag som dette, er det eksemplet med forskningsmatematiker Katherine Johnson. I 2016-filmen Skjulte figurer , spilte Taraji P. Henson Johnson som jobbet med å finne ut nøyaktige beregninger som bestemte banen til kapselen som skulle sende John Glenn ut i verdensrommet i 1962.

Andre oppdrag til Mars

Et annet Mars-oppdrag, UAEs Al Amal (Hope) – den arabiske verdens første slike oppdrag – gikk inn i Mars-bane forrige uke . Dette er imidlertid et orbitalt oppdrag og involverer ikke landing på planetens overflate. Bortsett fra UAE, lanserte Kina også et Mars-oppdrag i juli-august-vinduet.

I lys av slike ambisiøse romferder har noen astrobiologer uttrykt bekymring for mulig 'interplanetær forurensning'. Dette betyr å transportere jordbaserte mikrober til andre himmellegemer og bringe utenomjordiske mikrober tilbake til jorden. Komiteen for romforskning (COSPAR) fastsetter en 'planetær beskyttelsespolitikk' som tar sikte på å begrense antallet mikrober som sendes til andre planeter, samt sikre at fremmedliv ikke forårsaker kaos på jorden.

david letterman networth

Hvordan når et romfartøy Mars?

Vanligvis tar en tur til Mars, som er omtrent 300 millioner miles unna, omtrent syv-åtte måneder. Perseverance ble lansert 30. juli 2020 under vinduet da Mars og Jorden var nærmest hverandre. Dette vinduet er viktig siden de to planetene går i bane rundt Solen med ulik hastighet og hvert annet år er planetene i en posisjon der de er nærmest hverandre. Rombyråer ser ut til å skyte opp romfartøyene sine i løpet av dette vinduet siden den tettere avstanden betyr å bruke mindre rakettdrivstoff.

I følge en analyse utført av Purdue University , kostnaden for fast rakettdrivmiddel er estimert til per kg. Perseverance-roveren på størrelse med en bil bruker imidlertid et atomdrevet system. Om nesten 30 år vil den bli den første roveren som bruker innenlandsk produsert plutonium laget av nasjonale laboratorier i USA. Roveren vil bli drevet av en generator som vil konvertere varme generert av naturlig nedbrytning av plutonium-238 til elektrisitet, som vil holde roveren og dens verktøy i gang når den lander på Mars.

Hva koster perseverance-oppdraget?

NASA anslås å bruke 2,7 milliarder dollar på oppdraget, som inkluderer utvikling av romfartøy, oppskytningsoperasjoner og kostnadene ved å opprettholde operasjoner når det lander på Mars.

I følge Det planetariske samfunnet , bruk av plutonium-238 som drivstoff har drevet opp kostnadene for oppdraget siden kjernefysisk materiale er knyttet til høye miljø- og sikkerhetsforskrifter. Den totale kostnaden for oppdraget tilsvarer mengden penger Google tjener på seks dager, eller mengden penger amerikanere bruker på kjæledyrene sine hver 10. dag eller tilsvarende 33 timers drift av det amerikanske forsvarsdepartementet, sier samfunnet.

BLI MED NÅ :Express Explained Telegram Channel

Hvorfor er det vanskelig å lande på Mars?

Entry, descent and landing (EDL), er hva den mest intense fasen av Mars 2020-oppdraget kalles. For at Perseverance-roveren skal kunne lande på Mars, må en rekke ting gå riktig. EDL-fasen begynner når roveren vil nå toppen av Mars-atmosfæren med en hastighet på 20 000 km i timen. Utfordringen her for roveren er å redusere hastigheten fra omtrent 20 000 km i timen til null og samtidig lande på en smal overflate på krateret.

EDL-fasen, sier NASA, vil avsluttes om syv minutter når roveren vil stå stille på planetens overflate. Etter dette må bremsene brukes på en veldig forsiktig, kreativ og utfordrende måte.

Ti minutter før den går inn i atmosfæren, vil roveren kaste cruisetappen, som består av solcellepaneler, radioer og drivstofftanker som brukes under flyturen. Bare det beskyttende aeroshellet, som består av roveren og nedstigningsstadiet, vil ta turen til planetens overflate. Nå som romfartøyet kommer inn på Mars-overflaten , vil den bli bremset av luftmotstand, som er når friksjonen til en planets atmosfære virker mot overflaten til et romfartøy, og dermed bremse den ned og senke dens banehøyde.

Mens draget bremser romfartøyet, varmer det det også opp, og toppoppvarming skjer omtrent 80 sekunder etter at roveren kommer inn i atmosfæren. Men dette påvirker ikke roveren, som er inne i aeroshell ved romtemperatur.

Mens det går ned gjennom atmosfæren, må romfartøyet skyte av små thrustere for å holde kursen, siden det kan dyttes ut av kurs på grunn av små luftlommer med varierende tetthet. Deretter vil varmeskjoldet bremse romfartøyet til omtrent 1600 km i timen, på hvilket tidspunkt (omtrent 240 sekunder etter innreise) vil den supersoniske fallskjermen bli utplassert.

billy mays partner

Tjue sekunder etter at fallskjermen er utplassert, skilles varmeskjoldet og roveren blir eksponert for planetens atmosfære for første gang. På dette tidspunktet jobber fallskjermen med å bremse kjøretøyet ytterligere. Men fordi Mars atmosfære er tynn, kjører kjøretøyet fortsatt mot overflaten med en hastighet på 320 km i timen. Derfor, for en sikker landing, må roveren forlate fallskjermen og gjøre resten av turen med raketter, en del av nedstigningsfasen, hvis motorer vil bli fyrt opp når roveren er omtrent 2100 meter over overflaten.

Den endelige nedstigningshastigheten til roveren er omtrent 2,7 km i timen, noe som er langsommere enn hva et gjennomsnittlig menneske kan dekke til fots på en time - omtrent 5 km. På dette stadiet, med omtrent 12 sekunder igjen for touchdown på overflaten på omtrent 66 fot over overflaten, senkes roveren på et sett med kabler. Når roveren registrerer at hjulene har berørt bakken, kutter den kablene, som deretter gjør sin uavhengige ukontrollerte landing på overflaten, et sted unna roveren.

En United Launch Alliance Atlas V-rakett med NASAs Mars 2020 Perseverance Rover-kjøretøy tar av fra Cape Canaveral Air Force Station i Cape Canaveral, Florida, USA 30. juli 2020. (NASA/Joel Kowsky/Handout via Reuters)

Hva vil Perseverance-roveren gjøre på Mars?

Utholdenhet vil tilbringe ett Mars-år (to år på jorden) på planeten hvor den vil utforske landingsområdet. Jezero-krateret der det vil lande var en gang stedet for et eldgammelt elvedelta (forskere vet dette på grunn av bevis samlet under tidligere land- og orbitale oppdrag som peker på våte forhold på planeten for milliarder av år siden).

Hvis Mars en gang hadde en varmere atmosfære som gjorde det mulig for vann å strømme i sin gamle fortid (3,5-3,8 milliarder år siden), og hvis det fantes mikrobielt liv på den, er det mulig at det eksisterer i spesielle områder selv i dag.

Roveren har med seg syv instrumenter, som inkluderer et avansert kamerasystem med mulighet for zoom, et SuperCam, som er et instrument som skal gi bilde- og kjemisk sammensetningsanalyse og et spektrometer. Et av de mest interessante instrumentene ombord på roveren heter imidlertid MOXIE, som vil produsere oksygen fra Mars atmosfærisk karbondioksid. Hvis dette instrumentet lykkes, kan fremtidige astronauter (per nå, ingen mennesker har holdt foten på Mars) bruke det til å brenne rakettdrivstoff for å returnere til jorden.

Roveren skal også frakte Ingenuity, det første helikopteret som flyr på Mars. Dette vil bidra til å samle inn prøver fra overflaten fra steder der roveren ikke kan nå. Totalt sett er roveren designet for å studere tegn på gammelt liv, samle prøver som kan sendes tilbake til jorden under fremtidige oppdrag og teste ny teknologi som kan være til nytte for fremtidige robot- og menneskelige oppdrag til planeten.

Del Med Vennene Dine: