The Red Rovers Goes To Mars

Άρθρο, Ιούνιος 2003


Προσομοίωση σε υπολογιστές ενός robot Αθηνά, την ώρα που ερευνά την επιφάνεια
του Άρη.

Πλησιάζει μια ιστορική ημέρα για την εξερεύνηση του πλανήτη Άρη.  Δύο διαστημόπλοια της NASA, της αποστολής Mars Exploration Rovers, εκτοξεύονται στις 6 και 25 Ιουνίου από το ακρωτήριο Κανάβεραλ της Φλώριδας.

Τα δύο διαστημόπλοια μεταφέρουν δύο οχήματα-ρομπότ rover, τα Αθηνά, που θα κινούνται για να εξερευνήσουν τον Άρη. Αν όλα πάνε καλά θα βρεθούν στον Άρη τον Ιανουάριο του 2004, όπου θα πέσουν με τη βοήθεια ειδικών αλεξίπτωτων. Για να μην πάθουν ζημιά στο έδαφος έχουν γύρω τους και προστατευτικούς αερόσακους.

Το πρώτο Rover θα κινηθεί από 600 έως 1.000 μέτρα γύρω από το σημείο προσεδάφισης του. Η αποστολή του, που θα κρατήσει 90 ημέρες, είναι η μελέτη του γεωλογικών και χημικών επιδράσεων του νερού, που κάποτε υπήρχε στον Άρη. Προγραμματίζεται να προσεδαφιστεί στις 2 Ιανουαρίου 2004.

Το δεύτερο θα κινηθεί ανάλογα με το πρώτο αλλά σε διαφορετικό χώρο. Προγραμματίζεται να προσεδαφιστεί στις 25 Ιανουαρίου 2004.

Σχεδόν ταυτόχρονα με τις δύο αποστολές της NASA θα γίνει και η αποστολή του Beagle-2 στον Άρη από την Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία (ESA).

Ένα άλλο διαστημικό σκάφος, από την Ιαπωνία αυτή τη φορά, το Nozomi ("Hope") πρόκειται να φθάσει στον Άρη τον Δεκέμβριο του 2003, τέσσερα χρόνια μετά από την αρχικά σχεδιασμένη ημερομηνία άφιξής του που ήταν τον Οκτώβριο του 1999. Το Nozomi σχεδιάζεται να μπει σε τροχιά στον Άρη για ένα Αρειανό έτος (σχεδόν δύο γήινα έτη), μελετώντας πρώτιστα την Αρειανή ατμόσφαιρα, τη μαγνητόσφαιρα, και τα αποτελέσματα του ηλιακού ανέμου. (Για περισσότερες πληροφορίες για την αποστολή Nozomi http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/tmp/1998-041A.html)

Η αποστολή

Ο κυριότερος λόγος της αποστολής φαίνεται να είναι η μελέτη της ιστορίας του νερού στον Άρη. Αυτοί οι ρομποτικοί γεωλόγοι είναι εξοπλισμένοι με ένα ρομποτικό βραχίονα, ένα εργαλείο διατρήσεων, τρία φασματόμετρα, και τέσσερα ζεύγη φωτογραφικών μηχανών, που θα τους επιτρέπουν να έχουν μια τρισδιάστατη άποψη της έκτασης. Κάθε rover θα μπορεί να ταξιδέψει μέχρι και 100 μέτρα σε μια ημέρα για να ενεργήσει σαν τα μάτια και τα χέρια των ειδικών επιστημόνων του Άρη, ερευνώντας ένα περιβάλλον όπου οι άνθρωποι δεν μπορούν να πάνε ακόμα. Σχεδιάζεται δε να θα επικοινωνούν δύο φορές την ημέρα με το κέντρο ελέγχου της NASA.

Η ηλεκτρική ισχύς παρέχεται από συστοιχίες ηλιακών συλλεκτών, που παράγουν μέχρι και 140 W ισχύος, κάτω από συνθήκες πλήρους ηλιοφάνειας. Η ενέργεια καταχωρείται σε δύο επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Οι επικοινωνίες με τη Γη θα γίνουν στην περιοχή Χ μέσω μιας μονοκατευθυντικής κεραίας υψηλής απόδοσης και μιας πανκατευθυντικής κεραίας χαμηλής απόδοσης. Οι επικοινωνίες με το διαστημικό σκάφος που θα είναι σε τροχιά θα είναι μέσω της UHF κεραίας. Ο υπολογιστής έχει μνήμη 128 ΜΒ RAM.

Η πανοραμική κάμερα (Pancam) θα βρίσκεται σε ύψος περίπου 1.4 μέτρα από τη βάση των τροχών. Το rover θα περιέχει όργανα όπως το μικροσκοπικό φασματόμετρο θερμικής εκπομπής (Mini-TES), το φασματόμετρο σωματιδίων άλφα ακτίνων-Χ (APXS), το φασματόμετρο Mossbauer (MB), δύο μικροσκοπικές κάμερες μπροστά και δύο πίσω, ένα μικροσκοπικό imager (MI) και t;elow ένα ειδικό "ξύστη" των βράχων(RAT). Η ομάδα των επιστημονικών οργάνων (Pancam, Mini-TES, APXS, MB, MI, και RAT) είναι γνωστή σαν το επιστημονικό πακέτο Αθηνά.

Στην αρχή τα δύο οχήματα ρομπότ θα πάρουν για μιάμιση ώρα τρισδιάστατες πανοραμικές εικόνες στο ορατό και υπέρυθρο φάσμα. Αυτές θα δώσουν στους επιστήμονες τις πληροφορίες που χρειάζονται για να επιλέξουν τέτοιους γεωλογικούς στόχους οι οποίοι θα μας "διηγηθούν" ένα κομμάτι της ιστορίας του νερού στο παρελθόν του Άρη.

Κατά τη διάρκεια των αποστολών τους, τα rover θα οδηγηθούν σε έξι διαφορετικές θέσεις για να εκτελέσουν επιτόπιες επιστημονικές έρευνες σε βράχους και έδαφος.

Ένα εργαλείο χρήσιμο για την έρευνα είναι ο ρομποτικός βραχίονας, στο μέγεθος ενός ανθρώπινου χεριού, που θα μπορεί να απλώνεται για να πιάνει χώμα ή βράχους.

Το rover θα πρέπει να ξύνει την επιφάνεια των πετρωμάτων ώστε να απομακρύνει τη σκόνη και να αναλύει έτσι την χημική εσωτερική τους σύσταση με τη βοήθεια εξελιγμένων φασματόμετρων όπως και με τη βοήθεια μιας κάμερας-μικροσκοπίου.

Μάλιστα αυτά τα rovers είναι πολύ μεγαλύτερα από τα rovers του παλιού Pathfinder (ζυγίζουν 130 kg το κάθε ένα).

Ενδιαφέρον παρουσιάζει και η ονοματοδοσία των δύο συλλογών επιστημονικών οργάνων σαν Αθηνά. 'Όπως εξήγησε ο Steven Squyres, καθηγητής της αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο Cornell και συντονιστής της αποστολής, έπρεπε να βρει ένα κατάλληλο όνομα. Στην αρχή, όπως λέει, σκέφθηκε να ονομάσει την αποστολή Ares, αλλά η επιλογή ενός τόσο πολεμικού ονόματος δεν του άρεσε. Αλλά διάλεξε το όνομα Αθηνά, που ναι μεν είναι πολεμική θεά, αλλά ήταν και θεά της σοφίας.

Το σχεδιάγραμμα της αποστολής

Το Mars Exploration Rover 1 θα προωθηθεί με ένα πύραυλο Delta ΙΙ 7925 στις 6 Ιουνίου, που είναι κατάλληλη ημέρα για να βρεθεί στον Άρη. Αφού μπει σε μια κυκλική τροχιά γύρω από τη Γη, θα φύγει για τον Άρη. Η κρίσιμη φάση θα είναι μετά τις 20 Νοεμβρίου του 2003, 45 ημέρες πριν από την είσοδο στον Άρη. Η φάση αυτή διαρκεί από αυτήν την ημερομηνία μέχρι την είσοδο στην ατμόσφαιρα του Άρη στις 4 Ιανουαρίου 2004.

Αφού το διαστημικό όχημα μπει σε Αρειανή τροχιά, αργότερα θα αποχωρήσει το rover (μαζί με τους αεροσάκκους και τις ασπίδες του).  Εν συνεχεία ένα αλεξίπτωτο θα το επιβραδύνει στην ανώτερη Αρειανή ατμόσφαιρα. Ακριβώς πριν από την σύγκρουση με το έδαφος, μικροί πύραυλοι θα επιβραδύνουν την κάθοδο και θα ανοίξουν ειδικοί αερόσακοι για να μειώσουν τις συνέπειες της σύγκρουσης. Το όχημα θα αναπηδήσει και θα κυλήσει κατά μήκος της επιφάνειας. Αφού σταματήσει τότε οι αερόσακοι θα ξεφουσκώσουν και θα φύγουν, ενώ θα ανοίξουν τα ειδικά στηρίγματα. Ταυτόχρονα θα ανοίξουν οι συστοιχίες των ηλιακών συλλεκτών του rover. Η προσγείωση θα πραγματοποιηθεί στον τοπικό χρόνο περίπου 2:00 μ.μ.. Στον Άρη θα είναι το τελευταίο μισό του καλοκαιριού του Νότιου ημισφαιρίου.

Ο χώρος προσεδάδησης είναι οι περιοχές Terra Meridiani και ο κρατήρας Gusev. Και οι δύο περιοχές είναι κοντά στον ισημερινό για να εξασφαλίσουν τη μέγιστη ηλιακή ακτινοβολία τα rovers. Ο κρατήρας Gusev, βρίσκεται 15 μοίρες Νότια του ισημερινού, και θεωρείται ο πλέον πιθανός στόχος για το πρώτο rover.

Οι επτά στόχοι του προγράμματος εξερεύνησης του Άρη

  1. Η αναζήτηση και η μελέτη πολλών διαφορετικών τύπων βράχων και εδάφους που μπορεί να έχουν ενδείξεις για την προηγούμενη δραστηριότητα του νερού.

  2. Να κάνουν χάρτες που να παρουσιάζουν τις θέσεις των διαφορετικών ειδών βράχων και εδάφους γύρω από τις περιοχές προσγείωσης.

  3. Να καθορίσουν ποιες δυνάμεις έχουν διαμορφώσει τον τοπίο. Ο αέρας; Το νερό; Η ηφαιστειογενής δραστηριότητα; η σύγκρουση με μετεωρίτες; -- και πώς αυτές οι δυνάμεις λειτούργησαν για να σχηματίσουν το τοπίο.

  4. Να κάνουν μετρήσεις των θέσεων στο θέσεων που έχουν παρατηρηθεί από το διαστημικό σκάφος που θα είναι σε τροχιά. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται "επίγεια επαλήθευση". Με τις πληροφορίες αυτές, μπορούμε να πάρουμε ότι  μαθαίνουμε από τα δύο εξερευνητικά οχήματα στις περιοχές προσεδάφισης. Έτσι θα μπορούμε να εφαρμόσουμε τα συμπεράσματά μας σε άλλες θέσεις στον Άρη, που φαίνονται παρόμοιες από το σκάφος, που θα βρίσκεται εκείνη την εποχή σε τροχιά γύρω από τον Άρη.

  5. Αναζήτηση για μεταλλεύματα με σίδηρο καθώς επίσης και των μεταλλευμάτων που περιέχουν νερό ή πρέπει να έχουν σχηματιστεί στο νερό.

  6. Να προσδιορίσουν τα μεταλλεύματα και τη σύσταση των βράχων και του εδάφους, και να καθορίσουν πώς έγιναν.

  7. Αναζήτηση των ενδείξεων για το πως ήταν το περιβάλλον όταν έρεε υγρό νερό -- ήταν θερμό ή κρύο; Υπήρξε μια μεγαλύτερη ατμόσφαιρα ή όχι; Το νερό κράτησε πολύ χρόνο, ή όχι; Ήταν αυτό το περιβάλλον ικανό για να έχει υποστηρίξει τη ζωή;

Υπάρχουν όμως διάφορα πράγματα που τα rovers δεν έχουν ως σκοπό να κάνουν:

  1. Τα rovers δεν ψάχνουν για ζωή στον Άρη, παρά μόνο για ενδείξεις για ένα περιβάλλον που θα μπορούσε να έχει υποστηρίξει τη ζωή.

  2. Τα rovers δεν ψάχνουν για υγρό νερό. Λόγω της λεπτής ατμόσφαιρας του Άρη, οποιαδήποτε ποσότητα νερού που θα εκτεθεί στην επιφάνεια του Άρη θα εξατμιζόταν σε μερικά δευτερόλεπτα. Πιθανώς υπάρχει ποσότητα θαμμένου νερού σε εκατοντάδες ή χιλιάδες μέτρα κάτω από την επιφάνεια, αλλά τα οχήματα-rovers δεν θα είναι σε θέση να σκάψουν ή να τρυπήσουν με τρυπάνι αρκετά βαθιά ώστε να το βρουν.

  3. Τα rovers δεν συλλέγουν τα δείγματα των βράχων του Άρη για να τα επιστρέψουν στη Γη. Η NASA προγραμματίζει να πραγματοποιήσει μια αποστολή επιστροφής των δειγμάτων μετά από το 2014.

Το άρθρο βασίστηκε σε ιστοσελίδες της NASA

Δείτε και τα σχετικά άρθρα
Η ESA (Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος) καθόρισε την ημερομηνία για τη πτήση προς τον Άρη
HomeHome