Mars 2020

Leiðangur til Mars

NASA tilkynnti um Mars 2020 leiðangurinn á ráðstefnu bandaríska jarðvísindafélagsins hinn 4. desember 2012. Hönnun jeppans verður byggð á Curiosity jeppanum en vísindatækin um borð verða nokkuð ólík.^[1]

1. Leiðangurinn

Áætlað er að Mars 2020 verði skotið á loft með Atlas V eldflaug frá Canaveralhöfða í Flórída einhvern tímann milli júlí og september árið 2020. Ferðalagið til Mars tekur 8 til 9 mánuði og kæmi jeppinn því á áfangastað í janúar til mars árið 2021.

Meginhluti leiðangursins á að standa yfir í að minnsta kosti eitt Marsár (669 daga). Á þeim tíma á jeppinn að leita að merkjum um líf á Mars í fyrndinni, safna sýnum fyrir hugsanlegan sýnasöfnunarleiðangur í framtíðinni og sýna fram á notagildi tækni sem þarf fyrir mannaða og ómannaða Mars-leiðangra í framtíðinni.^[2]

2. Jeppinn

Mars 2020 jeppinn verður byggður á hönnun Curiosity jeppans. Hann verður jafnstór og einnig knúinn kjarnorku. Jeppanum verður lent á sama hátt, það er með hjálp hitaskjaldar, fallhlífar og eldflaugakrana. Fyrir vikið er hægt að draga úr áhættu leiðangursins og kostnaði við þróun jeppans og spara tíma um leið.

Kostnaður við leiðangurinn er áætlaður 1,5 milljarður dollara, sem er um milljarð dollara minna en kostnaður Curiosity leiðangursins. Sparnaður næst fram í að nota varahluti sem smíðaðir voru fyrir Curiosity.

3. Vísindatæki

Skýringarmynd af vísindatækjunum sjö í Mars 2020 jeppanum. Mynd: NASA

Í Mars 2020 jeppanum verða sjö vísindatæki sem samanlagt vega 45 kg, helmingi minna en vísindatækin í Curiosity. Mælitækin voru kynnt á blaðamannafundi hjá NASA hinn 31. júlí 2014 en tækin sjö voru valin úr 58 tillögum.^[3]

Mastcam-Z — Myndavélabúnaður á mastri jeppans sem mun taka víðmyndir og þrívíddarmyndir og verður einnig fyrsta myndavélin á Mars sem er fær um að súma (28mm til 100mm). Myndavélin er byggð á Mastcam myndavélakerfi Curiosity og verður með sömu upplausn eða 1600x1200 pixla. Umsjón með rannsóknum hefur James Bell við Arizona State University í Phoenix en smíði myndavélarinnar er í höndum Malin Space Science Systems, hinna sömu og gerðu Mastcam myndavélina í Curiosity.^[4]

SuperCam — Myndavél sem tekur ekki aðeins ljósmyndir, heldur verður líka notuð til efna- og steindagreininga. SuperCam byggir á ChemCam mælitækinu í Curiosity. Tækið verður á mastri jeppans og skýtur leysigeisla á berg og önnur viðfangsefni úr fjarlægð. Á sama tíma tekur tækið litmyndir og litróf í sýnilegu og innrauðu ljósi í hárri upplausn sem notuð verða til efnagreiningar. Þannig getur SuperCam gert nákvæmar rannsóknir á steindabyggingu bergs, efnasamsetningunni og hugsanlega greint lífræn efni. Umsjón með rannsóknum hefur Roger Wiens við Los Alamos National Laboratory í Nýju Mexíkó. Tækið nýtur einnig góðs af stóru framlagi frá CINES/IRAP í Frakklandi.^[5]

Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL) — Röntgen-flúrljómunarlitrófsriti og myndavé með hárri upplausn sem notuð verða til að kanna frumefnasamsetningu yfirborðsefna á Mars. PIXL verður á tækjaarmi jeppans svo hægt sé að beina tækinu upp að bergi eða jarðvegi. Tækið skýtur röntgengeislum á sýni í örfáar sekúndur upp í tvær mínútur og mælir röntgengeislun sem berst frá atómum þegar þau eru örvuð með röntgengeislum tækisins. Síðan er tækinu beint að öðrum stað og smám saman dregið upp kort á stærð við frímerki af efnasamsetningunni. PIXL mun gera mönnum kleift að gera miklu nákvæmari efnagreiningar en nokkru sinni fyrr, sem er mikilvægt fyrir leit að merkjum um líf. Umsjón með rannsóknum hefur Abigail Allwood við Jet Propulsion Laboratory NASA í Pasadena í Kaliforníu.^[6]

Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC) — Litrófsriti og myndavél sem notuð verða til að greina steindir og lífræn efnasambönd í sýnum. SHERLOC verður á tækjaarmi jeppans og beitir tvenns konar litrófsgreiningaraðferðum við mælingar. Í fyrri aðferðinni beinir tækið útfjólubláum leysigeisla á sýni sem flúrljómar sameindir, meðal annars kolefnisatóm sem gætu geymt merki um varðveislu á fornu lífi. Hin aðferðin er kölluð Raman dreifing en hún byggist á mælingum á stærð og styrk breytinga í tíðni sem verða vegna ljósdreifingar í efninu þegar útfjólubláu ljósi er lýst á það. Raman mæingarnar gefa þannig upplýsingar um uppbyggingu sameinda. Með Raman mælingum verður hægt að greina tilteknar steindir, þar á meðal steindir sem urðu til við uppgufun á söltu vatni og lífrænar sameindir. Þetta er í fyrsta sinn sem Raman litrófsriti er sendur til Mars. Á SHERLOC verður líka myndavél sem setur litrófsmælingarnar í samhengi. Myndavélin byggir á Mars Hand Lens Imager (MAHLI) sem Malin Space Science Systems þróaði fyrir Curiosity jeppann. Umsjón með rannsóknum hefur Luther Beegle hjá JPL.^[7]

Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE) — Tilraun til að framleiða súrefni úr koldíoxíðinu í lofthjúpi Mars og kanna áhrifin sem umhverfið á Mars hefur á súrefnisframleiðsluna. Í framtíðinni verður súrefni framleitt á Mars fyrir eldflaugaeldsneyti og er þetta liður í að sýna fram á að það sé hægt. Umsjón með rannsóknum hefur Michael Hecth við Massachusetts Institute of Technology í Cambridge í Massachusetts.^[3]

Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) — Umhverfismælitæki sem mælir hitastig, vindhraða og vindátt, loftþrýsting, rakastig og stærð og lögun rykagna. Tækið byggir á og fylgir eftir REMS veðurmælingatækinu á Curiosity jeppanum. Umsjón með rannsóknum hefur Jose Rodriguez-Manfredi við Centro de Astrobiologia, Instituto Nacional de Tecnica Aerospacial á Spáni.^[8]

Radar Imager for Mars' Subsurface Exploration (RIMFAX) — Ratsjármyndavél sem notuð verður til að kanna uppbyggingu efstu jarðlaga á Mars, niður á 500 metra dýpi undir yfirborðinu. Tækið er nefnt eftir fákinum Hrímfaxa sem Nótt ríður á yfir heiminn „og að morgni hverjum döggvir hann jörðina með méldropum sínum“ eins og segir í 10. kafla Gylfaginningar. Umsjón með rannsóknum hefur Svein-Erik Hamran við Forsvarets Forskninginstitute í Noregi.^[3]

4. Markmið

Helstu markmið Mars 2020 leiðangursins eru:^[9]

• Kanna stjörnulíffræðilega mikilvæg og jarðfræðilega fjölbreytt umhverfi á Mars með tilliti til lífvænleika.

• Leita að ummerkjum um líf í fyrndinn.

• Safna jarðfræðilega og líffræðilega áhugaverðum sýnum fyrir hugsanlegan sýnasöfnunarleiðangur í framtíðinni.

• Sýna fram á notagildi þeirrar tækni sem þarf fyrir mannaða leiðangra til Mars, þar á meðal framleiða súrefni og kanna umhverfisþætti sem gætu haft áhrif á heilsu manna.

Heimildir

1. Mars 2020 Future Rover Plan: Mission Overview. NASA/JPL (sótt 31.07.14)

2. Mars 2020 Future Rover Plan: Mission Timeline. NASA/JPL (sótt 31.07.14)

3. NASA Announces Mars 2020 Rover Payload to Explore the Red Planet as Never Before. NASA.gov (sótt 31.07.14)

4. NASA Selects MSSS to Provide Science Camera for Mars 2020 Rover Mission. MSSS:com (sótt 31.07.14)

5. Los Alamos laser selected for 2020 Mars mission. Lanl.gov (sótt 31.07.14)

6. Mars 2020 Rover's PIXL to Focus X-Rays on Tiny Targets. NASA/JPL (sótt 31.07.14)

7. SHERLOC to Micro-Map Mars Minerals and Carbon Rings. NASA/JPL (sótt 31.07.14)

8. MEDA: An Environmental and Meteorological Package for Mars 2020. 45th Lunar and Planetary Science Conference (sótt 31.07.14)

9. Mars 2020 Future Rover Plan: Science. NASA/JPL (sótt 31.07.14)