Το ρόβερ Spirit ετοιμάζεται για κατάβαση στον Άρη

Από ιστοσελίδα της NASA, Ιανουάριος 2004

Ο πρώτος, εκ των δύο, αμερικανικός ρομποτικός γεωλόγος - το ρόβερ Spirit - πρόκειται να φθάσει στον Άρη στις 6.35 το πρωί της Κυριακής. Θα ακολουθήσει προς τα τέλη Ιανουαρίου το δίδυμο του σκάφος, το Opportunity.

Και όπως αναφέρουν οι υπεύθυνοι το σκάφος είναι υγιές και έτοιμο για να πέσει στον Άρη.

Προσομοίωση σε υπολογιστές ενός ρομποτικού οχήματος από τα δύο που θα προσεδαφιστούν, την ώρα  που ερευνά την επιφάνεια του Άρη

Η αποστολή τους είναι να εξετάσουν στις περιοχές προσεδάφισής τους για τις περιβαλλοντικές συνθήκες του παρελθόντος, που μπορεί να ήταν κάποτε συμβατές με τη ζωή.

Ολοκληρώθηκε δε και ο τελευταίος ελιγμός διόρθωσης της τροχιάς του Spirit με μια μικρή ώθηση ώστε να είναι κοντά στην περιοχή προσεδάφισης, στον κρατήρα Gusev (πιθανόν μια αρχαία λίμη). Μια περιοχή που είναι μήκους κάπου 60 χιλιόμετρα και πλάτους 10 ή 15 χιλιόμετρα.

Το Opportunity όμως πάει σε άλλη περιοχή, την Meridiani Planum, με μεταλλεύματα που είναι συνδεδεμένα με το νερό.

Η τοποθεσία Meridiani έχει μια μεγάλη εναπόθεση γκρίζου αιματίτη, ένα μετάλλευμα που σχηματίζεται συνήθως σε ένα υγρό περιβάλλον.

Ο Άρης φυσικά είναι μια σκληρή τοποθεσία για οποιαδήποτε επιχείρηση προσεδάφισης και για όλους. Το παράδειγμα δυστυχώς του Beagle είναι πολύ πρόσφατο για να το αγνοήσει η NASA. Αυτή δε την περίοδο η NASA προσφέρει κάθε είδους βοήθεια στην ESA για την ανακάλυψη του χαμένου Beagle.

Όμως, δεν μπορούν τα δύο σκάφη της NASA να βρουν το Beagle εκεί επάνω. Οι περιοχές προσεδάφισης τους είναι πολύ μακριά από την περιοχή Isidis Planitia, όπου προσεδαφίστηκε το Λαγωνικό της ESA.

Η NASA ανακοίνωσε ότι αν δουν μερικά απροσδόκητα γεγονότα κατά τη διάρκεια της τελικής καθόδου του Spirit προς την επιφάνεια, μπορούν να κάνουν κάποιο επαναπρογραμματισμό, της τελευταίας στιγμής, μερικών πτυχών του τρόπου που το σκάφος θα προσεδαφιστεί.

Οι δύο αμερικανικοί ρομποτικοί γεωλόγοι

Όμως τα δύο διαστημικά ρομπότ (Spirit και Beagle 2) είναι πολύ διαφορετικά. Το πρώτο θα κινείται συνεχώς ενώ το δεύτερο θα δούλευε ακίνητο.

Τα ρομπότ της νέας γενεάς είναι μεγαλύτερα και ισχυρότερες εκδόσεις της ακάτου Sojourner, (ζυγίζουν 17 φορές το ρομπότ Sojourner του 1997), μία μικρο-άκατος που ήταν μέρος της αποστολής Mars Pathfinder της NASA το 1997.

Εκείνο το ρομποτικό σκάφος ήταν στην πραγματικότητα απλώς μια συσκευή επίδειξης της εφαρμοσμένης μηχανικής. Δεν είχε δε μεγάλο ωφέλιμο επιστημονικό φορτίο ή αρκετή αυτονομία για να πάει πολύ μακριά. Έτσι, δεν προχώρησε ποτέ περισσότερο από 10 ή 20 μέτρα μακριά.

Τα καινούργια ρόβερ θα είναι μεγάλα σαν ένα αμαξάκι του γκολφ και είναι εφοδιασμένα με έξι ρόδες ώστε να μπορούν να μετακινούνται στην επιφάνεια του πλανήτη. Ζυγίζουν δε περισσότερο από 180 κιλά.

Για διάστημα τουλάχιστον τριών μηνών τα ρομπότ θα διανύουν περίπου 40 μέτρα κάθε αρειανή ημέρα -περίπου 23 γήινες ώρες.

Είναι σε θέση να ταξιδέψουν δεκάδες μέτρα σε μια ημέρα πάνω στην Αρειανή επιφάνεια και κουβαλούν μια ολόκληρη σειρά επιστημονικών οργάνων.

Και τα δύο φέρνουν φωτογραφικές μηχανές και εργαλεία για να 'κονιορτοποιήσουν' και να αναλύσουν τους βράχους του Άρη.

Είναι λοιπόν πραγματικοί ρομποτικοί εξερευνητές.

Τι όμως ψάχνουν;

Ο σκοπός της αποστολής τους είναι να προσπαθήσουν να ανακαλύψουν εάν ο Άρης ήταν ή όχι κάποτε η τοποθεσία που θα μπορούσε να έχει υποστηρίξει την ύπαρξη ζωής.

Ο Άρης είναι  σήμερα μια πραγματικά ψυχρή, ξηρή και άθλια τοποθεσία. Δεν έχει στην επιφάνειά του ένα περιβάλλον που να ταιριάζει πολύ καλά με τη ζωή.

Και όμως όταν κοιτάζουμε κάτω, από τα διαστημόπλοια σε τροχιά με τις φωτογραφικές μηχανές και τα φασματόμετρα τους,  βλέπουμε κάποιες ενδείξεις διαφορετικές. Βλέπουμε στεγνωμένες κοίτες ποταμών, βλέπουμε ξηρές λίμνες, βλέπουμε είδη μεταλλευμάτων που για να βρεθούν εκεί έπρεπε να ήταν κάποτε σε ένα θερμό και υγρό περιβάλλον.

Η θέση στην οποία πάνε τα δύο ρόβερ θεωρούν οι επιστήμονες ότι μπορεί να ήταν κάποτε θερμότερο και υγρότερο και να έμοιαζε περισσότερο με τη Γη. Θα προσπαθήσουν λοιπόν να διαβάσουν τις γεωλογικές ενδείξεις και να δουν εάν αυτές ήταν πραγματικά θέσεις που ήταν κάποτε κατάλληλες για την ανάπτυξη της ζωής.

Φυσικά, δεν θα κοιτάξουν αν υπάρχει για ζωή. Αυτό που θα κάνουν είναι να ψάξουν για στοιχεία που θα μπορούσαν να υποστηρίξουν ζωή.

Αυτή η αποστολή δεν είναι για μια αναζήτηση της ζωής ή μια αποστολή για ανίχνευση της ζωής.

Γιατί οι περασμένες αποστολές στον Άρη είχαν ένα τέτοιο υψηλό ποσοστό αποτυχίας;

Πρώτον, είναι απίστευτα μεγάλη η απόσταση από τη Γη. Δεύτερον,  ειδικότερα η προσεδάφιση είναι πολύ, πολύ δύσκολη επειδή πηγαίνουμε σε ένα πολύ άγνωστο περιβάλλον. Δεν έχουμε ακόμα την τεχνολογία για να κάνουμε μια ελεγχόμενη προσεδάφιση σε μια θέση με ακρίβεια πάνω στην Αρειανή επιφάνεια.

Τρίτον, τα σκάφη σήμερα πέφτουν κατακόρυφα προς την επιφάνεια. Έτσι μπορεί να πέσουν πάνω σε ένα βράχο ή σε κάποιο άλλο δύσκολο μέρος. Πρέπει να σχεδιαστεί ένα ρομπότ που να μπορεί να αντέξει το κτύπημα σε οτιδήποτε πάνω πέσει, σε οποιοδήποτε περιβάλλον.

Δεν είναι λοιπόν εκπληκτικό ότι υπάρχει ένας σημαντικός αριθμός αποτυχιών. Ιστορικά, έχουν υπάρξει μόνο τρεις επιτυχείς αποβάσεις πάνω στον Άρη.

Αλλά η NASA , που συγκλονίστηκε από τους θανάτους επτά αστροναυτών του διαστημικού λεωφορείου το Φεβρουάριο και την απώλεια δύο ρομποτικών αποστολών στον Άρη το 1999, είπε ότι δεν λυπήθηκε χρήματα στον σχεδιασμό για την πρόσφατη αποστολή αυτών των δύο ρόβερ.

Προσεδάφιση με μαξιλάρια

Ο πρώτος προσεδαφιστής θα φθάσει το πρωί της Κυραικής, 4 Ιανουαρίου του 2004, στον Κρατήρα Gusev, 15 μοίρες βόρεια του ισημερινού.

Όπως το Beagle (Λαγωνικό) 2, οι δύο προσεδαφιστές της NASA αφού πέσουν με αλεξίπτωτο θα αναπηδήσουν με τους ειδικούς αερόσακους, για τη μείωση των κινδύνων κατά την απόβαση. Πριν σταματήσει θα κάνει περίπου ένα χιλιόμετρο.

Όμως, θα χρειαστεί μια εβδομάδα πριν ξεκινήσει για να ανιχνεύσει τα περίχωρά του με ασφάλεια.

Η NASA δεν θα είναι σε θέση να 'ακούσει' τι συμβαίνει στο ρόβερ επί 24 ώρες μετά από την προσεδάφιση του Spirit, μην ξέροντας πώς είναι, έως ότου μπορέσουν να βγουν οι κεραίες του και να στείλει ένα σήμα πίσω στη Γη. Η Γη θα είναι έξω από τη περιοχή μετάδοσης 10 λεπτά μετά από την προσεδάφιση του ρόβερ.

Εάν όλα πάνε καλά, το Spirit θα ανοίξει μια φωτογραφική μηχανή που μπορεί να κοιτάζει γύρω-γύρω και να βρει κατάλληλους βράχους για να κυλήσει πάνω τους και να τους παρατηρεί.

"Οι προηγούμενες αποστολές έχουν δείξει άφθονο, πολύ άφθονο νερό στον Άρη", λέει ο Ed Weiler, διοικητής της NASA.

Όργανα της αποστολής

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 ρόβερ 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 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 ρόβερ 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.

Τα δύο ρομπότ-γεωλόγοι 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.

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

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

2. Τα rover 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 rover 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.