Pat pirms Mars Science Lander (MSL) pieskaras lejupejoši no tā uzpeldošā mātes kuģa kā mazuļa zirneklis no olu korpusa, pirmais no pagriežamajiem fotoaparātiem būs sācis reģistrēt, uztvert un uzglabāt augstas izšķirtspējas video no izkraušanas zonas.
MSL nosēšanās būs pirmais, saka Frenks Pallukoni, MSL projekta zinātnieks. Pēc iekļūšanas Marsa atmosfērā, piemēram, Viking un MER, bet ar potenciālo nosēšanās zonu, kas ir aptuveni ceturtā daļa pēc viņa teiktā, MSL parādīs tās lietas. “Tas pabeidz nolaišanos līdz aptuveni desmit metru [33 pēdu] līmenim vai apmēram tā, ja nolaišanās transportlīdzeklis virzās uz leju, un tas nolaiž roveri uz saites uz leju līdz virsmai. Līdz tam laikam roveris ir uzstādījis savus riteņus, tāpēc tas nolaižas uz savas pārvietošanās sistēmas. Un tad saite tiek nogriezta, un nolaišanās pakāpe lido prom un vairs netiek izmantota. Tas avarē. ”
Papildus acīmredzamām šādas mīkstas nosēšanās priekšrocībām, atšķirībā no gaisa spilveniem, kas nosēšanās ar izmantotajiem MER transportlīdzekļiem, ir iespējams matemātiski modelēt lidināšanos un stiprinājuma krišanu. Palluconi saka arī pielāgojama nolaišanās, ņemot vērā, ka daudz mazāki MER uzspiež gaisa spilvenu sistēmas aploksni.
Acis uz Marsa
Fotografēšana sāksies, tiklīdz siltuma vairogs nokritīs no MSL nolaišanās posma. Ierīce Mars Descent Imager uzņems video megapikseļu izšķirtspējā, kas ir salīdzināms ar mūsdienu patērētāju digitālajām videokamerām. Šī kamera ir paredzēta taisni uz leju. Sākotnēji zirnekļa acs uz nolaišanās zonu sniegs ļoti platu leņķi un turpinās fotografēt, līdz rovers pieskaras Marsam.
Piezemēšanās video uz Zemes tiks pārsūtīts, kad tas pilnībā darbosies. Šī vizuālā informācija, precīzi parādot piezemēšanās zonu un tās apkārtni, kā arī tas, ka roveris nolaidīsies uz saviem riteņiem bez sarežģītas navigācijas no nepieciešamā piezemēšanās transportlīdzekļa, ļaus projekta zinātniekiem sākt strādāt ar roveru daudz ātrāk.
Kad rovera masts būs pacelts un visas sistēmas būs aiziet, sāksies īstais darbs. Tāpat kā MER gadījumā, pie masta uzstādīta divu acu kameru sistēma iezīmēsies. MastCam, tāpat kā nolaišanās attēlu un uz rokām uzstādītu tuvplāna kameru, izstrādā un būvē Malin Space Science Systems San Diego, Kalifornijā. Visi trīs paļaujas uz līdzīgām pilnkrāsu un augstas izšķirtspējas apakšsistēmām. MastCam veic pamata iestatīšanu, kas atrodama MERs dvīņu kamerās, kas ļaus zinātniekiem apkopot 3D attēlus un to ievērojami uzlabo. MastCam ir divas 10x optiskās tālummaiņas objektīvi - tāda pati jauda kā augstākās klases patērētāju digitālajās fotokamerās uz Zemes. Tas ļaus kamerai uzņemt ne tikai platleņķa panorāmas, bet arī tuvināt un fokusēties uz dūres lieluma klintīm, kas atrodas kilometra (0,6 jūdzes) attālumā.
MastCam arī uzņem augstas izšķirtspējas video, pirmais Marsam. Gan fotoattēli, gan video tiks uzņemti pilnā krāsā, tāpat kā ar digitālajām kamerām, kas atrodas uz zemes. Turklāt MastCam izmantos dažādus specializētus filtrus. Vairāki Malin Space Science Systems zinātniskās komandas locekļi sniedza savu ieguldījumu dažādos kameru projektēšanā, ieskaitot režisoru Džeimsu Kameronu (Titanic, The Abyss, Aliens), kas bija MastCam zinātnes komandas līdzdibinātājs.
Fotografējiet, iztvaicējiet, analizējiet
MSL mastam būs arī unikāls hibrīds optiskais instruments, kurš nekad iepriekš nav lidots uz Marsu. Saukts par ChemCam, šis teleskopiskais instruments uzņem tuvplānus no attāluma ar redzamības lauku aptuveni 30 cm (1 pēda) desmit metru (33 pēdu) attālumā. Bet tas ir tikai pirmais solis ChemCam. Otrajā solī ar prieku atgādina karstuma starus, kas aprakstīti Pasaules karā, jaudīgs lāzers fokusēsies caur to pašu teleskopu mērķī. Lāzers var sildīt plankumu apmēram milimetru (0,04 collas) diametrā līdz gandrīz desmit tūkstošiem grādu pēc Celsija (18 tūkstoši grādu pēc Fārenheita). Karstums pūš putekļus, sašķeļ molekulas, sašķeļ molekulas un pat sagrauj atomus akmeņainajā mērķī.
Tā rezultātā mērķis izstaro gaismas dzirksteli. ChemCam var analizēt dzirksteles spektru, nosakot, kādi elementi satur oglekli vai silīciju, piemēram, ietverto mērķi. Saukta par lāzera izraisītu sabrukšanas spektroskopiju jeb LIBS, šo paņēmienu plaši izmanto uz Zemes, bet tas būs pirmais Marsam, saka Rodžers C. Viens, Losandželosas Nacionālās laboratorijas planētu zinātnieks un ChemCam projekta galvenais pētnieks. “LIBS tiek izmantota daudzos aspektos uz zemes. Piemēram, uzņēmums, kas ražo alumīniju, to izmanto, lai pārbaudītu viņu alumīnija sakausējuma sastāvu izkausētā stāvoklī. ”
Iet kosmosā ir cits stāsts. Septiņu gadu laikā ChemCam padarīs MSL daudz ātrāku nekā MER, izvēloties mērķus, saka Wiens. “Opportunity roveris nolaidās nelielā krāterī, un šeit mūsu priekšā sēdēja klinšu atsegums, kas ir pirmais, ko mēs bijām redzējuši uz Marsa tuvu un personīgi. Un tas bija nepilnu desmit metru attālumā. [Ar ChemCam] mēs būtu varējuši tūlīt izanalizēt šo iežu, pirms faktiski pat nobraukt roveru pie spilventiņa, un pateikt viņiem, ka šeit atrodas nogulumiežu atsegums tieši jūsu priekšā. Tā vietā pagāja vairākas dienas, un viņi piebrauca pie klints un faktiski to paņēma ar kontakta instrumentiem, pirms viņi patiešām nosprieda, ka tas ir nogulumiežu atsegums. ” Ar savu garo optisko sasniedzamību, ChemCam var analizēt objektus, kas atrodas ārpus rovera mehāniskās rokas, pat virs galvas.
Turklāt ChemCam varēs veikt nelielu akmeņu paraugu nelielu daļu ķīmisku analīzi pirms sasmalcināšanas un transportēšanas uz MSL iekšējiem analītiskajiem instrumentiem
"Es domāju, ka šis instruments būs daudz izmantojams," saka Wiens, "jo mēs varam ātri uzņemt daudz datu. Tātad viena no lieliskajām lietām ir tā, ka mēs varam iegūt daudz lielāku iežu paraugu datu bāzi nekā dažas in-situ metodes. Es domāju, ka tas būs aizraujošs instruments, lai veidotu un lidotu. ”
Pallukoni uzskata MSL par starpnieku starp MER un tiešu dzīvības meklēšanu uz Marsa. “Es uzskatītu, ka MSL ir sava veida pārejas misija starp parastākajiem planētas izpētes aspektiem, kas ietver ģeoloģiju un ģeofiziku, un Marsa atmosfēras, klimata un laika apstākļu dēļ nākotnē tiem, kas nākotnē tiešie dzīves meklējumi. Tātad MSL vispārējais mērķis ir veikt teritorijas, kurā transportlīdzeklis nolaižas uz Marsa, piemērotības novērtējumu. ”
Tuvāka nākotne
Tā kā NASA tikai 2004. gada decembrī izlēma, kurš no daudzajiem MSL ierosinātajiem zinātniskajiem instrumentiem patiesībā lidos, visi zinātnieki, kuru projekti tika izvēlēti, cenšas padarīt savus instrumentus par pēdējiem. “Misija atrodas A fāzē, kas ir definēšanas fāze, tāpēc tā patiešām ir misijas agrīnākā formālā fāze,” saka Palluconi. „Šobrīd zinātniskās izpētes pamatmērķis ir izdomāt, kur novietot instrumentus uz rovera, kā apmierināt to siltuma vajadzības, kā nodrošināt, ka tiem ir vajadzīgie redzamības lauki un ka tiek izpildītas pārējās prasības. Protams, pats transportlīdzeklis tiek projektēts vienlaikus, un dizains tiek pilnveidots. Tāpēc darāmā ir diezgan daudz, un mēs, iespējams, esam pagājuši tikai aptuveni gada laikā no sākotnējās projekta pārskatīšanas, kas 2009. gada atklāšanas grafikā notiks nākamā gada februārī. ”
Daži Marsa zinātnes laboratorijas aspekti paliek gaisā. Daudzi no MSL zinātniskajiem instrumentiem prasa daudz enerģijas. Ierosinātajam šīs enerģijas avotam, radioizotopu barošanas avotam, ir nepieciešams prezidenta apstiprinājums, kas nākotnē būs paredzēts. Un 2005. gada martā NASA sāka apsvērt iespēju lidot divus MSL vilcējus 2011. gadā, nevis vienu 2009. gadā.
Oriģinālais avots: NASA Astrobiology Magazine
