Misiunea Marte 2020 lansată de SUA urmează să ajungă mâine pe suprafața planetei roșii. La mai bine de un secol după primul zbor motorizat pe Pământ, NASA vrea să dovedească că este posibil să reproducă reușita pe o altă lume, cu ajutorul unui mic elicopter. Misiunea americană de explorare marțiană va lansa și roverul Perseverance la suprafață, care la rândul lui va aduna mostre de sol și va încerca să producă oxigen din dioxid de carbon. Toate acestea se alătură celorlalte două misiuni interplanetare lansate în iulie 2020 de către China și Emiratele Arabe Unite pentru a pregăti în cele din urmă sosirea oamenilor pe a patra planetă de la Soare.
„Ingeniuty” (Ingeniozitate), elicopterul cât o mini-dronă
Transportat la bordul navei spațiale care va ajunge, joi, în cadrul misiunii Marte 2020, pe suprafața Planetei Roșii, micul elicopter Ingeniuty (Ingeniozitate) va avea câteva provocări de trecut – cea mai mare fiind atmosfera marțiană rarefiată, care este doar cât 1% din densitatea celei de pe Pământ, potrivit phys.rog.
Deși este numit elicopter, în aparență este mai aproape de mini-dronele văzute mai des în ultimii ani.
Misiunea NASA ajunge pe Marte. Primul elicopter care va zbura pe o altă planetă. Roverul
„Perseverance” va încerca să producă oxigenCu o greutate de doar 1,8 kilograme, palele sale sunt mai mari și se rotesc de aproape cinci ori mai repede – 2.400 de rotații pe minut – decât ar trebui să o facă pentru a se ridica de pe Pământ.
Însă are parte de ajutor din partea planetei Marte, unde gravitația este doar o treime cât cea de pe planeta noastră.
Ingenuity are patru picioare, este în formă de cutie, iar patru pale din fibră de carbon sunt montate pe două rotoare aflate în direcții opuse. Are două camere, calculatoare și senzori de navigare.
Este de asemenea echipat cu celule solare pentru a-și reîncărca bateriile, mare parte din energie fiind folosită pentru a genera căldură în timpul nopților marțiene reci, unde temperaturile scad la minus 90 de grade Celsius.
Elicopterul a fost ancorat de dedesubtul roverului Perseverance pentru a parcurge drumul spațial, iar vehiculul îl va lăsa pe suprafață odată ce aterizează și se deplasează de acolo.
Zbor de 90 de secunde
Sunt planificate până la cinci zboruri cu dificultate graduală într-o fereastră de timp de o lună, în cadrul primelor câteva luni ale misiunii.
Ingeniuty va zbura la altitudini de 3-5 metri și va călători până la 50 de metri din zona de start și înapoi.
Fiecare zbor va dura până la un minut și jumătate – în comparație cu cele 12 secunde reușite de primul zbor cu propulsie controlată în Kitty Hawk, Carolina de Nord, realizat de frații Wright în 1903.
Precum roverul Perseverance, Ingeniuty este prea departe de Pământ pentru a fi operat folosind un joystick, și astfel este proiectat să zboare în mod autonom.
Calculatoarele de la bord vor funcționa cu senzorii săi și camerele pentru a-l menține pe o cale programată de către ingineri.
Însă rezultatele acestor zboruri vor fi asimilate doar după ce au loc.
Scopul misiunii
Misiunea NASA a descris misiunea Ingeniuty ca o “demonstrație de tehnologie”: un proiect care caută să testeze o nouă capabilitate împreună cu misiunea astrobiologică a Perseverance.
Dacă va avea succes, va “deschide pur și simplu o nouă dimensiune a explorării pe Marte”, a spus Bob Balaram, inginerul șef al lui Ingeniuty.
Viitoarele modele ar putea oferi puncte de observație mai bune, nevăzute de actualele sonde care orbitează sau de către roverele ce se mișcă încet pe sol, permițând elicopterelor să depisteze terenul favorabil roboților de teren sau oamenilor.
Acestea ar putea ajuta chiar la transportul încărcăturii ușoare de la o locație la alta – precum mostrele de rocă și sol pe care le va colecta Perseverance în următoarea fază a misiunii Marte 2020.
Roverul Perseverance va încerca să transforme dioxid de carbon în oxigen
Roverul robot Perseverance, conceput de NASA, va căuta, printre altele, să transforme o parte din dioxidul de carbon în jurul lui în oxigen, spune cosmonautul român Dumitru Prunariu.
“Sperăm să aflăm cât mai rapid dacă Marte a fost odată locuit sau nu. Presupunem că pe Marte a existat gheață. Se caută intens urme ale vieții fosile.
Următoarea misiune americană care tocmai va pune «piciorul» pe suprafața planetei va căuta să sape în solul marțian și să culeagă probe care să fie ulterior aduse pe Pământ și să fie analizate. De asemenea, va căuta, cu un echipament complet nou, să transforme o parte din dioxidul de carbon în jurul ei în oxigen, astfel încât să pună bazele unei tehnologii viitoare care să fie aplicată pe planeta Marte, atunci când oamenii vor ajunge acolo și vor avea nevoie de oxigen pentru respirație.
O dată la 26 de luni, poziția între planeta Pământ și planeta Marte este optimă pentru a trimite nave cosmice care să parcurgă o distanță minimă. Distanța minimă între Pământ și Marte este 80-90 de milioane de kilometri iar o navă cosmică, cu a doua viteză cosmică, 11,2 km/ secundă, necesară pentru a părăsi gravitația Pământului și a se îndrepta spre alte planete poate să parcurgă această distanță cam în 7 luni de zile.
O fereastră de oportunitate pentru a trimite nave pe planeta Marte a fost în luna iulie 2020. Atunci au fost lansate cele trei sonde – cea a Emiratelor Arabe Unite, cea chinezească și cea americană – și acestea ajung pe rând. Cea emirateză deja s-a înscris pe orbita planetei Marte, va rămâne pe orbită, nu va coborâ pe suprafața planetei și va studia intens atmosfera acestei planete cu toate modificările și caracteristicile ei, astfel încât să existe suficiente date când vom trimite echipaje umane.
Sonda chinezească va depune un rover complex pe suprafața planetei Marte. Este pentru prima dată când altă națiune decât SUA depune un rover pe suprafața acestei planete și va încerca să determine o serie întreagă de caracteristici necesare pentru pregătirea unor viitoare misiuni umane, dar și pentru cunoașterea mai bună a planetei astfel încât, prin comparație cu Pământul, să știm ce eventual ne va putea aștepta și pe noi într-un viitor îndepărtat”, a explicat acesta la Digi24.
Perseverance trebuie să culeagă primele mostre de sol de pe Marte
Roverul Perseverance, care va asoliza pe Marte joi, trebuie să culeagă primele mostre de sol de pe această planetă şi să le depoziteze într-o locaţie prestabilită de unde vor fi preluate de o misiune ulterioară şi aduse pe Pământ pentru a fi analizate din punct de vedere fizic, chimic, dar şi biologic, în căutarea eventualelor urme lăsate de viaţă în trecutul îndepărtat al Planetei Roşii, conform NASA.
Misiunea NASA ajunge pe Marte. Primul elicopter care va zbura pe o altă planetă. Roverul
„Perseverance” va încerca să producă oxigenPentru a duce la îndeplinire această parte extrem de importantă a misiunii, este nevoie de recipiente cu totul excepţionale, care să fie suficient de rezistente încât să aducă pe Pământ mostrele adunate de pe Marte în stare impecabilă, complet necontaminate.
Aceste recipiente au fost instalate în „burta” roverului Perseverance, pentru o cât mai bună protecţie pe durata drumului spre Planeta Roşie, care se va încheia cu asolizarea din craterul Jezero.
Având dimensiunile şi forma similare eprubetelor obişnuite, de laborator, cele 43 de recipiente pentru colectarea mostrelor de sol marţian trebuie să fie uşoare şi suficient de rezistente încât să reziste solicitărilor unui drum dus-întors pe Marte. În plus, ele trebuie să fie atât de curate încât oamenii de ştiinţă care vor prelua mostrele de pe Planeta Roşie să fie siguri că vor analiza doar un conţinut 100% marţian şi nu contaminat cu microorganisme terestre, potrivit Agerpres.
„Prin comparaţie cu Marte, Pământul musteşte de dovezi ale existenţei vieţii”, susţine Ken Farley, cercetător la Caltech, Pasadena şi membru al echipei misiunii Mars 2020. Aceste dovezi există efectiv oriunde te-ai uita. Din adâncurile abisale ale mărilor şi oceanelor şi de sub calotele glaciare ale polilor, până în vârful celor mai înalţi munţi şi mult deasupra acestora, până la limitele superioare ale atmosferei unde trăiesc microorganisme.Misiunea NASA ajunge pe Marte. Primul elicopter care va zbura pe o altă planetă. Roverul „Perseverance” va încerca să producă oxigen
NASA a trebuit să se asigure că aceste recipiente nu sunt contaminate de materiale organice terestre, după cum explică Ian Clark, unul dintre specialiştii de la NASA care a avut sarcina să se asigure că nimic terestru nu le contaminează.
„Vă pot oferi un exemplu: Pentru a atinge nivelul la care mostrele marţiene vor putea fi examinate de cercetători fără teama că ar fi contaminate, trebuie să ne asigurăm că nivelul total al compuşilor organici tereştri din oricare mostră este mai mic de 150 de nanograme. Mai mult decât atât, pentru anumiţi compuşi organici, cei care sunt consideraţi indicatori ai vieţii, limita este de cel mult 15 nanograme”.
Un nanogram este o miliardime dintr-un gram (1/1.000.000.000 grame). Pentru comparaţie, amprenta unui deget conţine aproximativ 45.000 de nanograme de materii organice, adică de aproximativ 300 de ori nivelul maxim permis într-un singur astfel de recipient pentru mostre.
„Am asamblat totul într-o cameră hiper-curată. Adică o cameră curată aflată într-o cameră curată. Între paşii de asamblare, fiecare eprubetă pentru mostre a fost curăţată prin injecţii de aer filtrat sub presiune, a fost spălată cu apă deionizată şi apoi curăţată sonic cu acetonă, alcool izopropilic şi alţi agenţi exotici de curăţare”, a mai precizat Ian Clark.
După fiecare proces de curăţare, echipa măsura nivelul de contaminanţi rămaşi în eprubete, care apoi erau introduse în cuptoare pentru a fi sterlizate şi prin încălzire. Până când au fost alese cele 43 de recipiente folosite în misiune dintr-un total de 93 astfel de recipiente fabricate în acest scop, fiecare dintre aceste eprubete a fost studiată exhaustiv, fiind însoţită de peste 250 de pagini de documentaţie şi 3 GB de imagini şi videoclipuri.
Primele astfel de recipiente pentru transportarea de mostre de pe alte lumi au fost produse pentru celebra misiune Apollo 11. În 1969, Neil Armstrong, Michael Collins şi Buzz Aldrin au adus pe Terra 21,8 kilograme de mostre de roci şi regolit selenar adunate din bazinul Mării Liniştii. Aceste mostre au fost transportate în două cutii din aluminiu, de dimensiunea unei serviete. Principala diferenţă faţă de misiunile Apollo este că mostrele selenare au trebuit ţinute în aceste cutii doar timp de aproximativ 10 zile, de la culegerea de pe suprafaţa Lunii, până la amerizarea capsulei. Apoi ele au fost preluate de Lunar Receiving Laboratory. În cazul misiunii pe Marte, recipientele trebuie să izoleze şi să conserve în condiţii perfecte valoarea ştiinţifică a conţinutului lor timp de peste 10 ani, până ce va fi trimisă o nouă misiune de preluare şi aducere a lor pe Pământ.
Această misiune de recuperare a mostrelor şi de aducere a lor pe Pământ va fi realizată cu ajutorul unui nou rover, care va prelua recipientele cu mostre din locul unde le va lăsa Perseverance şi apoi le va plasa într-un container special în interiorul Mars Ascent Vehicle. Acest lucru ar putea fi realizat şi de roverul Perseverance, dacă va rămâne în stare de funcţionare peste un deceniu. Apoi Mars Ascent Vehicle va lansa recipientele cu mostre pe orbită de unde vor fi pescuite de o sondă spaţială care le va aduce pe Pământ în jurul anului 2031.
Produs în principal din titaniu, fiecare recipient pentru mostre folosit în cadrul acestei misiuni cântăreşte mai puţin de 57 de grame. Exteriorul acestora este alb pentru a proteja mostrele de supraîncălzire dacă sunt expuse la razele solare. Încălzirea ar putea duce la modificarea compoziţiei chimice a mostrelor de sol marţian, ce vor fi depuse de roverul Perseverance într-un loc la suprafaţa planetei, expus factorilor de mediu. Fiecare recipient va fi etichetat chiar de instrumentul denumit Sample Caching System, din arsenalul ştiinţific al roverului, cu o serie înscrisă cu laser, pentru a putea fi identificat cu precizie locul de unde au fost prelevate mostrele.
Dintre cele 43 de recipiente aflate la bordul roverului Perseverance, doar 38 vor fi folosite pentru a prelua mostrele de sol marţian. Celelalte 5 au funcţia de „eprubete martor” în care au fost introduse materiale capabile să captureze particulele şi moleculele contaminante. Fiecare dintre aceste cinci eprubete va fi deschisă pe Marte pentru a servi ca martori ai mediului din proximitatea locului de unde vor fi recoltate mostre de sol, catalogând orice potenţiale impurităţi de origine terestră sau alţi contaminanţi „ne-marţieni” proveniţi de la rover, de la sonda orbitală sau de oriunde altundeva decât de pe Marte şi care ar putea contamina mostrele prelevate dacă sunt prezenţi în zona de colectare.
Microfoane pentru a capta sunetele de la suprafaţa lui Marte
Perseverance este dotat cu o pereche de microfoane care vor oferi posibilitatea de a înregistra atât sunetele sosirii pe Marte, inclusiv cele ale asolizării, precum şi sunetele ce vor fi emise de rover în cursul misiunii sale, dar şi sunetul vântului marţian şi alte zgomote ambientale.
Sunetele familiare pe Pământ sunt uşor diferite dacă sunt auzite pe Marte pentru că atmosfera marţiană are doar 1% din densitatea celei terestre şi are o alcătuire diferită de a noastră, lucruri care influenţează atât emisia cât şi propagarea undelor sonore.
Unul dintre microfoanele cu care este dotat roverul Perseverance este instalat pe instrumentul SuperCam, aflat în vârful celui mai înalt segment al roverului (catarg), pentru o perspectivă panoramică asupra împrejurimilor. Acest microfon va fi folosit pentru a înregistra sunetele emise de rover şi sunetele ambientale din jur. Spre exemplu, acest microfon va înregistra sunetul făcut de laserul cu care este dotat roverul şi care va penetra diferite roci pentru a le evalua proprietăţile fizico-chimice.
„Este uluitor cât de multe date ştiinţifice putem obţine de la un instrument atât de simplu cum este un microfon pe Marte”, susţine Baptiste Chide, cercetător postdoctoral în ştiinţe planetare în cadrul NASA’s Jet Propulsion Laboratory.
Cel de-al doilea microfon instalat pe rover va încerca să înregistreze sunetele coborârii prin atmosfera rarefiată şi ale asolizării. Acest microfon ar putea înregistra, spre exemplu, sunetele făcute de dispozitivele pirotehnice care se declanşează pentru a elibera paraşuta care are rolul de a stabiliza şi de a încetini coborârea, dar şi vântul marţian, sunetul făcut de roţile roverului în contact cu solul sau zgomotul motoarelor modulului de asolizare care se va îndepărta de zona în care a depus roverul.
Oamenii de ştiinţă susţin că au înţeles cum ar trebui să se audă sunetele pe Marte, pornind de la analiza a trei variabile: temperatura, densitatea aerului şi compoziţia atmosferică.
Atmosfera marţiană, mult mai rece (decât cea terestră), încetineşte viteza cu care undele sonore ajung la microfon. Dacă un sunet se produce în apropierea microfonului, probabil că nu vor exista diferenţe sesizabile faţă de Terra, însă sunetele mai îndepărtate vor fi mult mai diferite.
În plus, pentru că atmosfera marţiană este mult mai puţin densă decât cea terestră, va influenţa modul în care undele sonore călătoresc de la sursă la detector. În general, diferitele sunete se aud mai încet pe Marte decât pe Pământ. Pe Planeta Roşie sunetele de intensitate mică sunt mai greu de auzit, potrivit Agerpres.
Iar pentru că atmosfera lui Marte este compusă în mod predominant din dioxid de carbon (în timp ce atmosfera terestră este formată preponderent din azot şi oxigen), sunetele de frecvenţă înaltă vor fi probabil mai atenuate, ceea ce înseamnă că nu vor putea fi auzite la fel de uşor.
„Sunetele pe Marte sunt uşor diferite decât sunt pe Pământ din cauza compoziţiei atmosferice şi a proprietăţilor fizico-chimice ale acesteia”, explică Baptiste Chide. „Toate sunetele se vor auzi mai încet din cauza presiunii reduse. În plus, sunetele de frecvenţă înaltă vor fi puternic atenuate de moleculele de dioxid de carbon. Una peste alta, ar fi ca şi când ai asculta printr-un perete”.
Însă, pentru că până acum nu s-au folosit cu succes microfoane în nicio altă misiune pe Marte, acest experiment audio ar putea să producă unele surprize. În timp ce oamenii de ştiinţă se întrec să lanseze predicţii despre cum s-ar auzi diferite sunete pe Marte, ei nu pot şti cu precizie până când Perseverance nu va ajunge pe Planeta Roşie. Dar oricum ar sta lucrurile, va fi pentru prima oară când vom auzi sunete de pe o altă planetă.
„Înregistrarea sunetelor pe Marte va fi o experienţă unică. Prin intermediul microfoanelor de la bordul lui Perseverance vom adăuga un al cincilea simţ explorării marţiene. Vom deschide un nou domeniu de studiu ştiinţific, atât pentru atmosferă cât şi pentru suprafaţă”, a adăugat Chide.
Primele sunete înregistrate la suprafaţa altei planete ar putea fi transmise pe Pământ şi puse la dispoziţia publicului larg încă din primele zile după asolizarea lui Perseverance, urmând ca ulterior să fie publicate şi versiunile procesate şi filtrate ale acestor sunete. Sunetele vor fi procesate cu ajutorul unor experţi audio.
Cum ar suna o voce umană pe Marte? Conform NASA, probabil că mai încet şi mai înfundat decât se aude pe Pământ.
Misiunile din SUA, China și Emiratele Arabe Unite pregătesc terenul pentru sosirea oamenilor pe Marte
Emiratele Arabe Unite, SUA și China au lansat în iulie 2020 câte o misiune interplanetară prin care își propun să înțeleagă mai bine planeta roșie și să pregătească viitorul explorării marțiene de către oameni.
Dintre acestea, sonda Al-Amal trimisă de EAU a ajuns prima pe orbită pe 9 februarie. Misiunea va rămâne doi ani pe orbita planetei Marte de unde va cerceta felul în care aceasta și-a pierdut atmosfera în ultimele miliarde de ani.
A urmat sonda Tianwen-1 lansată de China. Aceasta a intrat pe orbita planetei pe 10 februarie. În aceeași misiune vor asoliza pe Marte o sondă lander și un rover în mai 2021. Sonda va studia planeta din orbită câteva luni, înainte de a lansa roverul robot pe suprafață. Dacă misiunea va fi un succes, China va deveni a doua țară care reușește să aducă un robot pe Marte, după Statele Unite.
„Privații cum sunt Elon Musk sau Jeff Bezos vor ajunge probabil înainte de NASA”
Dumitru Prunariu susține că ambițiile private ale miliardarilor Elon Musk și Jeff Bezos de a ajunge primii pe Marte ar putea depăși mecanismul birocratic în care se află Agenția Spațială a SUA.
“2026 este o perioadă prea optimistă pentru a trimite oameni pe planeta Marte. Elon Musk a trimis deocamdată pe orbită spre planeta Marte o mașină Tesla pe care o construiește tot el, iar acest lucru s-a realizat în 2018, folosind o navă cosmică, Falcon Heavy, pentru lansări interplanetare. Dar Elon Musk pregătește o nouă navă cosmică, Starship (Nava stelară), care va putea transporta în viitor până la 40 de oameni într-un echipaj care să zboare spre alte planete – fie că este vorba de Lună sau Marte. Această navă realimentată în timpul zborului va putea parcurge mult mai ușor aceste distanțe, va putea să asolizeze direct pe suprafața planetei și să plece de acolo folosind combustibil produs pe suprafața planetei Marte, respectiv metan și oxigen lichid.
Costurile unei astfel de misiuni sunt enorme. Costurile programelor NASA au fost foarte mari. NASA e o instituție de stat, foarte birocratică, foarte pedantă în tot ceea ce face și folosește tehnologii de certificare a fiecărui produs care sunt extrem de laborioase și sunt undeva puțin depășite față de metodele pe care le aplică Elon Musk.
Privații cum sunt Elon Musk sau Jeff Bezos vor ajunge probabil înainte de NASA pe Marte sau vor colabora intens cu NASA și vor folosi navele lor pentru a trimite echipaje «guvernamentale»”, a declarat Dumitru Prunariu, la Digi24.
Misiunile celor trei state fac parte dintr-un efort general al omenirii, în ultimii ani, de a obține informații importante despre Marte. Scopul este găsirea răspunsului la întrebarea veche de decenii: „Există sau a existat viață pe Marte?”.
Răspunsul la această întrebare este crucial pentru viitoare cercetări spațiale și astronomice, pentru că dacă viața a reușit să se formeze independent, de două ori, în același sistem solar, atunci probabilitatea ca ea să fie un fenomen relativ comun în univers este destul de mare.