Forklaret: Med NASA's Perseverance og Kinas Tianwen-1, en byge af missioner til Mars

Tidligt fredag, indisk tid, er NASAs Perseverance-rover planlagt til at lande på Mars. I sidste uge gik UAE's Hope-mission ind i Mars-kredsløbet og blev fulgt tæt af en kinesisk mission. Missionsflotillen repræsenterer udbredelsen af ​​planetarisk udforskning i almindelighed og Mars-udforskning i særdeleshed.

En illustration af NASAs Perseverance-rover, der lander på Mars. Hundredvis af begivenheder skal udføres perfekt, for at roveren kan lande sikkert den 18. februar. (Kilde: NASA/JPL-Caltech)

At tage til Mars er ikke-trivielt, da begge planeter kredser om Solen og derfor er i konstant bevægelse i forhold til hinanden. Jorden og Mars er på deres nærmeste afstand i forhold til hinanden hver 26. måned - og det er her, jordboere forsøger at sende missioner til Mars.

Hvert andet år siden 1960'erne har forskellige rumbureauer sendt missioner til Mars. Mellem 1976 og 1992 forblev mange startvinduer ubrugte. Nogle gange har der været flere missioner i et lanceringsvindue.

Men aldrig i historien har tre rumbureauer taget til Mars i et enkelt opsendelsesvindue. Og aldrig i historien har så mange rumbureauer drevet en mission til Mars eller Mars kredsløb samtidigt. Der er i øjeblikket 10 rumfartøjer fra fem forskellige rumbureauer - USA, EU, Indien, Kina og De Forenede Arabiske Emirater - enten i kredsløb eller på jorden på Mars. To rovere mere - NASAs vedholdenhed og Kinas Tianwen-1 — er indstillet til at lande på Mars henholdsvis den 18. februar og i maj 2021.

NASA har en lander (Mars Insight), en rover (Curiosity) og tre orbitere (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey, MAVEN); Indien har en orbiter (Mangalyaan-1); EU har 2 orbitere (Mars Express og ExoMars Trace Gas Orbiter); og Kina og UAE vil have en orbiter hver (henholdsvis Hope og Tianwen-1).

Missionsflotillen repræsenterer udbredelsen af ​​planetarisk udforskning i almindelighed og Mars-udforskning i særdeleshed. Dette kan tilskrives en reduktion i opsendelsesomkostningerne og den billigere tilgængelighed af den teknologi, der kræves til udforskning af rummet.

Dr. Amitabha Ghosh er en NASA-planetforsker baseret i Washington DC. Han har arbejdet for flere NASA Mars-missioner, der startede med Mars Pathfinder-missionen i 1997. Han fungerede som formand for Science Operations Working Group for Mars Exploration Rover-missionen og fik til opgave at lede taktiske Rover-operationer på Mars i mere end 10 år. Han hjalp med at analysere den første sten på Mars, som tilfældigvis var den første sten, der blev analyseret fra en anden planet.

De Forenede Arabiske Emiraters mission of Hope

To ud af de tre missioner, der blev lanceret til Mars i juli sidste år, er allerede operationelle. UAE, et lille, men rigt land<10 million people, bedazzled the world by becoming the fifth national space agency (after the US, EU, Russia, and India) to reach Mars when the Hope Orbiter gennemgik orbital indsættelse den 9. februar. De Forenede Arabiske Emirater slog Kina i kapløbet om Mars, dog med en dag.

UAE-missionen vil studere Mars-atmosfæren og vil søge at løse milliardspørgsmålet om, hvordan og hvorfor Mars mistede sin atmosfære. Tabet af atmosfæren resulterede i tab af overfladevand og muligvis det liv, der var gæstfrit.

Det kinesiske eksperiment

Den kinesiske nationale rumfartsorganisation ankom til Mars med erfaringer fra en vellykket række Chang'e-missioner til Månen. Navnlig var Chang'e 4-roveren i stand til at overleve mere end 25 månenætter (hver nat strækker sig til 14 jorddage) - dette er en bemærkelsesværdig ingeniørbedrift, da temperaturen kan gå ned til -170 grader C. Chang'e 5 Missionen var i stand til at bringe stenprøver tilbage til Jorden i december 2020.

Tianwen-1, den første mission til Mars fra Kina, gennemgik med succes orbital indsættelse den 10. februar. Tianwen-1 bærer en orbiter, en lander og en rover. Kinas tilgang til at lande en rover er noget anderledes. I modsætning til NASA-rovere vil Tianwen-1 kredse om Mars i et par måneder, før det forsøger at lande i maj i år.

Rumfartøjet har en række instrumenter til at løse en række videnskabelige spørgsmål. Interessant nok har den et jordgennemtrængende radarinstrument til at lede efter vand under Mars-overfladen. Roveren er planlagt til at lande ved Utopia Planitia, et sted med mulige gamle grundvandsaflejringer.

I denne uge, Perseverance

Den mest sofistikerede mission fra et ingeniørmæssigt synspunkt, NASAs Perseverance Rover, er på vej til Mars og er sat til at lande på torsdag ved Jezero Crater, som sandsynligvis var fyldt med vand i fortiden. Touchdown er planlagt til cirka kl. 15.55 EST (2.25 fredag ​​indisk tid).

Perseverance er NASAs 4. generation af Mars Rover - startende med Sojourner fra Mars Pathfinder Mission i 1997, efterfulgt af Spirit and Opportunity fra Mars Exploration Rover Mission i 2004 og Curiosity fra Mars Science Laboratory i 2012.

Målet er at lede efter biosignaturer i den udtørrede søbund ved Jezero-krateret. Tanken er, at tidligt liv på Mars kan have lignet tidligt havlevende liv på Jorden, ligesom stromatolitter. Hvis dette faktisk var tilfældet, ville Perseverance finde fossiler eller nogle biosignaturer - antydninger af liv - i enten de kemiske målinger eller morfologiske observationer.

Derudover vil Perseverance for første gang producere ilt på Mars-overfladen ved at bruge atmosfærisk CO2 fra Mars-atmosfæren. Vedholdenhed vil cache klippeprøver, der vil blive returneret til Jorden af ​​en efterfølgende mission fra European Space Agency/NASA.

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)

Musks Starship-virksomhed

Den mest spektakulære forberedelse til at revolutionere Mars-udforskningen sker væk fra rampelyset i en søvnig kystby i det østlige Texas. Dette er den eneste indsats i blandingen, der ikke er underskrevet økonomisk af statslige penge. SpaceX, et privat amerikansk-baseret selskab promoveret af Elon Musk og støttet af udvalgte investorer, har et langsigtet mål om at starte en kommerciel tjeneste til at transportere passagerer til Mars. Boca Chica, et navn, som tilsyneladende ingen havde hørt for et par år siden, er nu udviklingsstedet for Starship, som uden tvivl repræsenterer det bedste skud på at lande mennesker på Mars.

En menneskelig mission til Mars har været rumforskningens hellige gral. Lige siden Neil Armstrong landede på Månen for 50 år siden, har mennesket ikke været i stand til at fortsætte til den næste logiske destination: Mars. Den primære årsag er den enorme pris for en menneskelig Mars-mission. I sammenligning med Månen, som kun er omkring tre dage væk, er Mars syv måneder væk. At transportere mennesker oversætter i ingeniørmæssige termer til at opretholde et temperaturstyret trykmodul. Det indebærer også at transportere forsyninger, der kræves af astronauter, inklusive vand og ilt, for en cirka 18-måneders tur.

danny devitos nettoværdi

Derudover skal menneskelige missioner, i modsætning til robot-rumfartøjsmissioner, returneres til Jorden, hvilket i ingeniørmæssig henseende betyder, at man transporterer en enorm mængde brændstof fra Jorden, for at kunne opsendes fra Mars til hjemrejsen. Den tekniske kompleksitet og det øgede massebehov for en menneskelig mission til Mars, sammenlignet med Månen, skubber omkostningerne til mellem 250 milliarder dollars og 1 billioner dollars. Starship lover at reducere missionsomkostningerne med >95 % til så meget som 99 % ved at bruge flere innovationer som at tanke rumfartøjet i kredsløb og fremstilling af raketbrændstof på Mars ved hjælp af materialer, der findes på Mars (og derfor brændstof til hjemrejsen) ikke behøver at blive båret fra Jorden).

Et årti med Mars-missioner

Efterhånden som årtiet starter, er der flere missioner på tegnebrættet: fremtrædende, ESA ExoMars rovermissionen for at returnere stenprøver fra Mars, ISRO's planer for Mangalyaan-2 og den kinesiske rumfartsorganisations planer for Tianwen-2, der vil returnere stenprøver fra Mars.

Derudover vil der sandsynligvis være flere flyvninger med SpaceX's Starship, først med fragt og til sidst med astronauter. I menneskehedens historie vil 2020 blive husket for Covid-19-pandemien, men 2020'erne kan meget vel være årtiet for en byge af rumfartøjsmissioner til Mars, der ender med de første menneskelige fodspor på Mars jord.

Del Med Dine Venner: