Forklaret: Hvad gør NASAs Perseverance-rover, der lander på Mars, vanskelig?

Typisk tager en tur til Mars, som er omkring 300 millioner miles væk, omkring syv-otte måneder. Perseverance blev lanceret den 30. juli 2020 under vinduet, hvor Mars og Jorden var tættest på hinanden.

Perseverance rover bruger sin boremaskine til at indsamle en stenprøve på Mars i denne udaterede kunstneriske konceptuelle illustrations-uddeling. (NASA/JPL-Caltech/Handout via Reuters)

På torsdag forventes NASAs Perseverance-rover at lande ved Jezero-krateret på den røde planet, hvorefter den genoptager arbejdet med at lede efter tegn på tidligere liv.

Landing er den korteste, men en af ​​de mest betydningsfulde og også svære faser af missionen. NASA siger, at fordi det er svært, har kun 40 procent af de missioner, der nogensinde er sendt til Mars af rumbureauer over hele verden, været succesfulde, fordi hundredvis af ting skal gå til højre for det neglebidende drop.

For at give en sammenhæng til vanskeligheden ved at iværksætte missioner som denne, er der eksemplet med forskningsmatematiker Katherine Johnson. I filmen fra 2016 Skjulte figurer , spillede Taraji P. Henson Johnson, der arbejdede på at finde ud af præcise beregninger, der bestemte banen for kapslen, der ville sende John Glenn ud i rummet i 1962.

Andre missioner til Mars

En anden Mars-mission, De Forenede Arabiske Emiraters Al Amal (Hope) - den arabiske verdens første sådanne mission - kom ind i Mars-kredsløbet i sidste uge . Dette er dog en orbital mission og involverer ikke landing på planetens overflade. Udover De Forenede Arabiske Emirater lancerede Kina også en Mars-mission i juli-august-vinduet.

I lyset af sådanne ambitiøse rummissioner har nogle astrobiologer udtrykt bekymring over mulig 'interplanetarisk forurening'. Det betyder at transportere jordbaserede mikrober til andre himmellegemer og bringe udenjordiske mikrober tilbage til Jorden. Udvalget for Rumforskning (COSPAR) fastlægger en 'planetær beskyttelsespolitik', der har til formål at begrænse antallet af mikrober, der sendes til andre planeter, samt sikre, at fremmed liv ikke forårsager kaos på Jorden.

david harbour højde vægt

Hvordan når et rumfartøj til Mars?

Typisk tager en tur til Mars, som er omkring 300 millioner miles væk, omkring syv-otte måneder. Perseverance blev lanceret den 30. juli 2020 under vinduet, hvor Mars og Jorden var tættest på hinanden. Dette vindue er vigtigt, da de to planeter kredser om Solen med forskellige hastigheder og hvert andet år er planeterne i en position, hvor de er tættest på hinanden. Rumorganisationer ser ud til at opsende deres rumfartøjer i løbet af dette vindue, da den tættere afstand betyder at bruge mindre raketbrændstof.

Ifølge en analyse udført af Purdue University , er omkostningerne til fast raketdrivmiddel anslået til pr. kg. Perseverance-roveren på størrelse med en bil bruger dog et atomdrevet system. Om næsten 30 år vil den blive den første rover til at bruge indenlandsk produceret plutonium skabt af nationale laboratorier i USA. Roveren vil blive drevet af en generator, der vil konvertere varme, der genereres af det naturlige henfald af plutonium-238, til elektricitet, som vil holde roveren og dens værktøjer kørende, når den lander på Mars.

Hvad koster Perseverance-missionen?

NASA anslås at bruge 2,7 milliarder dollars på missionen, som omfatter udvikling af rumfartøjer, opsendelsesoperationer og omkostningerne ved at opretholde operationer, når det lander på Mars.

Ifølge Det planetariske samfund , at bruge plutonium-238 som brændstof har drevet omkostningerne ved missionen op, da nukleart materiale er forbundet med forhøjede miljø- og sikkerhedsbestemmelser. De samlede omkostninger ved missionen svarer til den mængde penge, Google tjener på seks dage, eller den mængde penge, amerikanere bruger på deres kæledyr hver 10. dag eller svarende til 33 timers drift af det amerikanske forsvarsministerium, siger samfundet.

DELTAG NU :Express Explained Telegram Channel

Hvorfor er det svært at lande på Mars?

Indsejling, nedstigning og landing (EDL) er, hvad den mest intense fase af Mars 2020-missionen kaldes. For at Perseverance-roveren med succes kan lande på Mars, skal en række ting gå rigtigt. EDL-fasen begynder, når roveren vil nå toppen af ​​Mars-atmosfæren med en hastighed på 20.000 km i timen. Udfordringen her for roveren er at sænke sin hastighed fra cirka 20.000 km i timen til nul og samtidig lande på en smal overflade på krateret.

EDL-fasen, siger NASA, slutter om syv minutter, når roveren vil være stationær på planetens overflade. Herefter skal bremserne aktiveres på en meget forsigtig, kreativ og udfordrende måde.

Ti minutter før den træder ind i atmosfæren, vil roveren smide sit krydstogtstadium, som består af de solpaneler, radioer og brændstoftanke, der bruges under flyvningen. Kun den beskyttende aeroshell, som består af roveren og nedstigningsstadiet, vil tage turen til planetens overflade. Nu som rumfartøjet kommer ind på Mars overflade , vil det blive bremset af luftmodstand, hvilket er, når friktionen af ​​en planets atmosfære arbejder mod overfladen af ​​et rumfartøj og derved bremser det og sænker dets banehøjde.

Mens luftmodstanden bremser rumfartøjet, varmer det det også op, og maksimal opvarmning sker omkring 80 sekunder efter, at roveren kommer ind i atmosfæren. Men dette påvirker ikke roveren, som er inde i aeroshellen ved stuetemperatur.

Mens det er på vej ned gennem atmosfæren, skal rumfartøjet affyre små thrustere for at holde kursen, da det kan rykkes ud af kurs på grund af små luftlommer med varierende tæthed. Efterfølgende vil varmeskjoldet bremse rumfartøjet til omkring 1.600 km i timen, på hvilket tidspunkt (ca. 240 sekunder efter indsejling) den supersoniske faldskærm vil blive sat ind.

Tyve sekunder efter faldskærmen er udsat, skilles varmeskjoldet, og roveren udsættes for planetens atmosfære for første gang. På dette tidspunkt arbejder faldskærmen på at bremse køretøjet yderligere. Men fordi Mars atmosfære er tynd, kører køretøjet stadig mod overfladen med en hastighed på 320 km i timen. For en sikker landing skal roveren derfor opgive faldskærmen og gøre resten af ​​turen ved hjælp af raketter, en del af nedstigningsfasen, hvis motorer vil blive fyret op, når roveren er omkring 2.100 meter over overfladen.

Roverens endelige nedstigningshastighed er omkring 2,7 km i timen, hvilket er langsommere end hvad et gennemsnitligt menneske kan tilbagelægge til fods på en time - omkring 5 km. På dette stadie, med omkring 12 sekunder tilbage til touchdown på overfladen omkring 66 fod over overfladen, sænkes roveren på et sæt kabler. Da roveren fornemmer, at dens hjul har rørt jorden, skærer den kablerne over, som så laver deres uafhængige ukontrollerede landing på overfladen, et sted væk fra roveren.

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

Hvad vil Perseverance-roveren gøre på Mars?

Vedholdenhed vil tilbringe et Mars-år (to år på Jorden) på planeten, hvor den vil udforske landingsområdet. Jezero-krateret, hvor det vil lande, var engang stedet for et gammelt floddelta (forskere ved dette på grund af beviser indsamlet under tidligere landede og orbitale missioner, der peger på våde forhold på planeten for milliarder af år siden).

Hvis Mars engang husede en varmere atmosfære, der gjorde det muligt for vand at strømme i sin gamle fortid (3,5-3,8 milliarder år siden), og hvis der eksisterede mikrobielt liv på den, er det muligt, at det eksisterer i særlige områder selv i dag.

Roveren har syv instrumenter med sig, som inkluderer et avanceret kamerasystem med mulighed for at zoome, et SuperCam, som er et instrument, der vil give billeddannelse og kemisk sammensætningsanalyse og et spektrometer. Et af de mest interessante instrumenter ombord på roveren hedder dog MOXIE, som vil producere ilt fra Mars atmosfæriske kuldioxid. Hvis dette instrument lykkes, kan fremtidige astronauter (i øjeblikket har ingen mennesker holdt foden på Mars) bruge det til at brænde raketbrændstof for at vende tilbage til Jorden.

Roveren vil også bære Ingenuity, den første helikopter, der flyver på Mars. Dette vil hjælpe med at indsamle prøver fra overfladen fra steder, hvor roveren ikke kan nå. Overordnet set er roveren designet til at studere tegn på gammelt liv, indsamle prøver, der kan sendes tilbage til Jorden under fremtidige missioner og teste ny teknologi, der kan gavne fremtidige robot- og menneskelige missioner til planeten.

billy aaron brown nettoværdi

Del Med Dine Venner: