איך רובר ההזדמנויות של נאס"א הפך את מאדים לחלק מכדור הארץ

ביום שלישי בערב, מהנדסים במתקן הפעולה של טיסות חלל במעבדת הנעה סילונית בפסדינה בקליפורניה, שלחו את הפקודות הסופיות שלהם למסע ההזדמנות במאדים. ללא שום אות שהתקבל בתשובה מהסובב הרדום, הודיעה נאס"א רשמית על סיום המשימה היום.

"אני מכריז על משימת ההזדמנות כשלמה, ואיתו, המשימה של מאדים חקר רובר כשלמה, " אמר תומאס זורבוצן, מנהל מערכת של נאס"א. "אני חייב לומר לך, זו תקופה רגשית."

הרודר איבד קשר עם כדור הארץ ב- 10 ביוני 2018. סערת אבק רחבה במאדים החשיכה את שמי המשמשים האחרים של כוכב הלכת הרביעי מהשמש, והרעיבה את לוחות השמש של הרובר באור השמש הדרוש. הסוכנות שמרה על משמרת בתקווה שברגע שהסערה תיגמר, ייתכן שהסוללה תתעורר מחדש. במהלך החודשים שחלפו, נאס"א פוצצה פוסילה של פקודות על הכביש - 835 בסך הכל - למקרה שיתקבל אות כלשהו ותתחדש הפעולות. לאחר שמונה חודשי שתיקה, הסוכנות קיבלה את ההחלטה לבטא את מועד המוות ולהיפרד מהרובוט.

ההזדמנות היא מחצית ממשימה של שני סיבובים בשם Mars Exploration Rovers (MER). השובבים נחתו בנפרד על מאדים בינואר 2004. ההזדמנות נחתה במרידיאני פלאנום ליד קו המשווה של מאדים. ספיריט, התאום שלה, נחת באמצע הדרך סביב כדור הארץ, ליד המכתש גושב. המשימות העיקריות של רובר היו אמורות להימשך 90 ימי מאדים, או סוליים (בערך 24 שעות וארבעים דקות). כאלפיים סולס לאחר מכן, ספיריט עדיין שלח את המדע לכדור הארץ, איבד קשר סוף סוף בשנת 2010. ההזדמנות שרדה במאדים במשך למעלה מ -15 שנה.

כיום יש שמונה חלליות מסוכנויות החלל העולמיות על גבי מאדים או מקיפים אותה, עם קומץ סט שיושק בשנה הבאה הכולל את רובר ה- Mars 2020 של נאס"א. גבול שהופעל על ידי חוקרי רובוטים, מאדים דומים מעט לכוכב הלכת שהכרנו בשנת 2000, אז הגה את משימת MER. באותה העת, חללית יחידה הקיפה את כדור הארץ האדום: מודד מאדים גלובלי בודד. שתי המשימות הקודמות והפרסומות הגבוהות של נאס"א למאדים נכשלו שתיהן. מאדים הקוטב לנדר התנגש בכוכב הלכת ומארס אקלים מאדים, נעלם, נשרף באטמוספירה של מאדים או הוסלק לחלל.

מהנדסי נאס"א מתקינים פאנלים סולאריים ברובר ההזדמנות, 10 בפברואר 2003. (NASA / JPL)

MER הגיעה בעקבות הצעות המשימה הכושלות של ריי ארווידסון, פרופסור באוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס; לארי סודרבלום מהסקר הגיאולוגי של ארה"ב; וסטיב סקווירס, פרופסור מאוניברסיטת קורנל. כל אחד מהשלושה הוכה על ידי דייוויד פייג 'מאוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס, שמאדים הקוטביות של המאדים הקופצים שלו נבחרו לטיסה על ידי נאס"א.

"במהלך פגישה [האיחוד הגיאופיזי האמריקני] עצרתי את סטיב באולם", אומר ארווידסון. "אמרתי 'אני מפסיד די כואב. מה איתך?' וזו הייתה ההתחלה. "ארווידסון, סקווירס וסודרבלום מיזגו את הצוותים השונים שלהם והתחילו לכתוב הצעה משותפת להשיג רחוב על פני המאדים.

"לפני הרוח וההזדמנות, הייתה תחושה של געגוע לעלות על פני השטח כדי שנוכל להבין מה הנתונים המסלולית אומרים לנו, " אומר ארווידסון. "לראות את מאדים מארבע מאות ק"מ מעל פני השטח שונה מלהסתכל על מרקמי הסלע ומצעים צולבים וגדלים של חלקיקים ופרטים של מינרלוגיה ופיזור הסלעים. ככה אנו עושים גיאולוגיה על כדור הארץ. יהיה קשה מאוד להבין את כדור הארץ כפי שאנחנו עושים רק מנתונים מסלולית - אולי בלתי אפשרי. "

נדרשו חמישה ניסיונות להנחת הצעת משימה, והתפתחו בסופו של דבר לכדי רובר חקר מאדים. Squyres, החוקר הראשי של המשימה, שכנע בסופו של דבר את דן גולדין, אז מנהל מערכת של נאס"א, לשלוח שני רוברים למקרה שאחד לא ייכשל.

ב- 7 ביולי 2003, השיקה נאס"א את רובר חקר המארס השני שלה, Opportunity, על גבי רכב שיגור של דלתא II. (נאס"א)

שני החוקרים הרובוטיים נבנו על ידי מעבדת ההנעה סילונית של נאס"א (JPL), שהנחתה בעבר את חללית מאדים פאת'פיינדר ואת רובר לוויה שלה, סו'ורנר, בשנת 1997. Pathfinder, שנמשך 85 יום, זכה להצלחה רבה בדמיון הציבורי. משוטט הסוג'ורנר הקטן שלו נסע מאה מטר עצום - שהיה מאה מטרים רחוק יותר מכל מה שאי פעם התקרב למאדים. המשימה הגיעה לסכום של 150 מיליון דולר, ו"מהיר יותר, טוב יותר, זול יותר "הפכה למנטרה של הסוכנות. לאחר הכישלונות של מאדים קוטב לנדר ומארס אקלים מאדים, הוסיפו המהנדסים במלוא העצב: "... בחר שניים."

MER תהפוך לשליחות של 820 מיליון דולר לשני הסוחרים - בנייה באמצעות משימה ראשונה - שהייתה הסדר שלא ייאמן, במיוחד בהתחשב באורך החיים הלא צפוי של החללית. (לשם השוואה, הוויקינגים 1 ו -2, שהושקו בשנת 1975, היו קרקעות של מיליארדי דולרים כשהם מותאמים לאינפלציה.)

בקיץ 2003, כשהמכניקה השמימית חיובית ושמיים מעל קייפ קנברל צלולים, שתי החלליות עזבו את כדור הארץ לביתן החדש בעולם אחר.

גלגלים בשטח

"כשאני הייתי בתיכון, הרומנים האלה נחתו, " אומרת הת'ר צדק, הנהגת המשוטטת המובילה של הזדמנות ב- JPL. "זה היה הדבר הגדול הראשון של נאס"א שראיתי שבאמת גרם לי לחשוב על עבודה בחלל או ברובוטיקה. ואני זוכר שחשבתי באותה תקופה, אולי יום אחד אעשה משהו כזה. לא חשבתי שזו תהיה המשימה ההיא . הם היו אמורים להימשך 90 יום בלבד! "

כל משוטט נחת באמצעות מצנחים העל-סוניים כדי להאט ואז כריות אוויר שהתפרצו החוצה מכל עבר לפני שהחללית התנגשה בכוכב הלכת. השובבים פוגעים במאדים כמטאוריטים הכי פחות הרסניים בעולם, מקפצים ומתגבילים על פני כדור הארץ כמו זוג קוביות במשחק ענק כלשהו. ההזדמנות התיישבה בסופו של דבר במכתש הנשרים שבמרידיאני פלאנום.

הזדמנות Rover Rover Opportunity של נאס"א השיגה השקפה זו על מגן החום שלה משלה במהלך יום ה- 325 המרטיאני של הרובר (22 בדצמבר 2004). המבנה העיקרי מהמגן המשמש בהצלחה הוא מצד שמאל. שברים נוספים של מגן החום מונחים במרכז התמונה העליונה. סימן ההשפעה של מגן החום נראה ממש מעל ומשמאל לצל חזיתו של תורן המצלמה של Opportunity. נוף זה הוא פסיפס של שלוש תמונות שצולמו במצלמת הניווט של המשוטט. (נאס"א / JPL)

"לא הייתה שום ערובה להצלחה בנחיתות אלה", אומרת ונדי קלווין, חברת צוות המדע של MER שהצטרפה לפרויקט שנה לפני שהחללית הושקה. "בדיוק יצאנו משני הכישלונות המחרידים האלה והייתה תחושה אמיתית שזה יכול להיות עוד אחד. הדגמנו את ההנדסה שלנו בצורה כה מוצלחת, כל כך הרבה פעמים מאז שאנשים שוכחים שבשנת 2004 היינו בלהקות ותהינו איך הכל הולך. איש לא צפה שהנחיתות יהיו כל כך מוצלחות כמו שהיו. "

לפני המשימה, היא מסבירה, היו למדענים פלנטריים רעיונות מסוימים לגבי מאדים, כיצד הוא פעל ככוכב לכת וכיצד הוא נראה מהשטח. "התמונות הראשונות מאתר הנחיתה הזדמנות היו ממש מדהימות מכיוון שזה היה כוכב לכת שונה כל כך, " היא אומרת. "ניהלתי שיחות עם הקהל הרחב לפני הנחיתה ואמרתי לא להיות מופתע אם זה נראה כמו אתר הנחיתה של סוג'ורנר או אתר הנחיתה של ויקינג. אבל אתר הנחיתה הזדמנות היה ממש ממש שונה. וזה היה ממש מגניב. "

צוות המדע בחר לנחות במרידיאני מכיוון שמארס גלובל מאדים מצא עדויות ספקטרליות להמטיט גבישי באותו מקום. "היה ויכוח רב בזמן שהיה הגורם לכך, " אומר קלווין. "האם הייתה זו אינטראקציה בין מי סלע? האם זה היה וולקני? אני לא חושב שהבנו בכלל את ההיסטוריה ואת מחזור המים של מאדים. היו הרבה יותר פרטים בהיסטוריה הגיאולוגית מכפי שציפינו לפני המשימה. "

המטיט הוא תחמוצת ברזל, הנכרת בדרך כלל על כדור הארץ כחצב. מכיוון שהמינרלים נוצרים מאינטראקציות מים בכוכב הלכת הזה, התקווה הייתה שאולי היו מים במרידיאני. בתחילת שנות האלפיים, כמה מדענים ציפו למצוא נתחים גדולים של המטיט על פני השטח. מה שחיכה שם היה קצת יותר יוצא דופן: כדורי אפרפר זעירים שנמדדו במילימטרים ושקעו באבן החול המופצת על פני השטח. מדענים כינו אותם אוכמניות, בזכות הגוון הכחול שלהם בתמונות בצבע שווא, והם - לא סלעים - היו המקור להמטיט שהתגלה מהמסלול. המשקעים נוצרו ככל הנראה על ידי מים שזרמו באבן חול ואז נחשפו על ידי בליה. זה היה מכרה זהב (מטאפורי) גיאולוגי, העדויות המציעות בצורה מכובדת שמקום זה היה פעם חם ורטוב.

הכדוריות הקטנות שנמצאות על פני המאדים בתמונת תקריב זו נמצאות ליד מכתש פרם, שביקרה בהזדמנות זו של רובר לחקירת מאדים של נאס"א במהלך אפריל 2004. אלה דוגמאות לשרירות המינרלים המכונות "אוכמניות". החקירה של ההזדמנות אחר הקונסרטציות העשירות המטיטיות במהלך משימת ראש הממשלה של שלושה חודשים בראשית שנת 2004 סיפקה עדות לסביבה עתיקה מימית. (NASA / JPL-Caltech / Cornell / USGS)

"ממסלול זה פשוט!" אומר ארווידסון. "לא היה לנו מושג מה התצהיר לסביבה. צריך לרדת לשם ולהסתכל בסלעים בסדר גודל התבואה, ולחפש למינציות וסדקי בוץ וכל השאר שאתה פשוט לא יכול לעשות ממסלול. במיוחד ... בעקבות המים והשתכרותם, אינך יכול לעשות זאת בדרך שלמה מנתוני מסלול. "

"בעיניי, " אומר קלווין, "שתי התגליות הגדולות הן שחתימת המטיט שהתגלתה ממסלול נמצאת בספירות הללו, ושאנחנו מצאנו, עם ספיריט, מקומות שהיו בעצם פתחי וולקן עם סיליקה כמעט טהורה." האחרונים מוצאים, מעורבות מים חמים באינטראקציה עם סלע, ​​הייתה מסייעת למגורים - מערכת אקולוגית אפשרית תומכת חיים במאדים לפני מיליוני ומיליוני שנים, שצלם נותר כיום כצלקות ורמזים עדינים המוטבעים בסלע.

ללכת למרחק

הסיליקה התגלתה בטעות, תופעת לוואי סרנדיפיטית של גלגל לקוי על רובר הרוח. הגלגל היה תקוע, וכשחמשת הגלגלים האחרים גררו אותו לאורך, תעלה לבנה מוזרה, נחצבה בעפר המאדים. לשני הסוחרים היו בעיות באותו גלגל, בין אם בסיבוב או בהיגוי, לדברי ביל נלסון, מנהל ההנדסה של פרויקט MER. "ב- Spirit, הגלגל הקדמי הימני לא היה מסתובב, אבל הוא יכוון. בהזדמנות זה היה מסתובב אך הוא לא יכוון. אז הגשנו שיעורים שנודעו על ידי נאס"א שאמרו שעלינו להתחיל להפסיק את הגלגל השישי הרע ולהכין בעתיד רוברסים עם חמש גלגלים. "

לאחר שנבדק הדו"ח, אומר נלסון, "גילינו עד מהרה שלנאס"א אין חוש הומור מדיד."

דיוקן עצמי של Mars Exploration Rover Spirit של NASA מציג את לוחות השמש שעדיין נוצצים באור השמש של המאדים ונושאים רק פורניר דק של אבק שנתיים לאחר שנחת הרובר והחל לחקור את הכוכב האדום. (NASA / JPL-Caltech / Cornell)

אבל, לדברי המהנדס הראשי, אפילו הגלגלים על הכביש סיפקו תובנה חשובה בתחומי המשמעת של הטרמטכניקה, מפתח לנהיגה בכוכבי לכת אחרים. "זהו תחום אזוטרי במקצת של הנדסת מכונות, שבו אתה בוחן את האינטראקציה בין גלגלים לתנאי שטח ואיך הדברים מוטמעים או מתנתקים, או איך הם מסתובבים ומחליקים וכדומה. בין הדוגמנות והניסיון שלנו תרמנו שם תרומות אמיתיות. "

ההזדמנות מטילה צל ארוך על כל חובבי מאדים הבאים, ומציבה סטנדרט זהב של הנדסת JPL. גרסאות מותאמות אישית של תוכנת הניידות שלה משמשות בסיפורי הסקרנות ובמארס 2020 הקרובה. 15 שנה של מדידות מדוקדקות של אבק מאדים וההשפעות שלה יהיו לא יסולא בפז למשימות עתידיות. ואז יש את העמידות של הרובר.

"קבענו את השיא הלא-עולמי למרחק", אומר נלסון. "עברנו יותר מ -45 ק"מ. לפני כמעט שנתיים היינו הזוכים במרתון מאדים הראשון, ואני משער שנקיים את השיא הזה די הרבה זמן. אני באמת לא חושב שלסקרנות יש תקווה רבה לנסוע כמעט רחוק מאיתנו, וזה לא ממש ברור שמאדים 2020 כן. "

המרחק שנסע היה מכפיל מדעי. "זה היה אברגר שנמשך זמן רב", אומר ג'ון קאלאס, מנהל הפרויקטים של MER ב- JPL. "לנאס"א הייתה דרישה שכדי להגיע להצלחה מלאה במשימה, היית צריך ללכת לפחות 600 מטר. אז תכננו את המערכת המסובבת הזו ללכת קילומטר - והיינו לגמרי על הירח כדי לקבל יכולת מהסוג הזה במאדים. מעולם לא דמייננו שנוכל לעבור 45 ק"מ. נסענו עד כה.

סצנה זו מהמצלמה הפנורמית (Pancam) במציאת המחקר של רובר מאדים של נאס"א מביטה לאחור לעבר חלק מהשפה המערבית של מכתש אנדביור שאליה נסע הרודר, פונה דרומה, במהלך קיץ 2014. (נאס"א / JPL-Caltech / Cornell Univ ./ אוניברסיטת מדינת אריזונה.)

מכתש הנשרים, שם נחתה ההזדמנות, נמצא מבחינה גיאולוגית בתקופה ההספריאנית - התקופה האמצעית בתולדות מאדים, בערך במקביל לאיון הארכאי על פני כדור הארץ. בשנת 2011 הגיע רובר ההזדמנויות למכתש אנדבור, שהוא סלע התקופה הנוחית, שם ניתן ללמוד את הגיאולוגיה העתיקה ביותר במאדים. שמונת השנים האחרונות היו כמו משימת בונוס, למעשה רכב שלישי בצי MER. "במובן מסוים, " אומר קאלאס, "על ידי נהג הכביש זה עד כה הצלחנו לנסוע אחורה בזמן וללמוד גיאולוגיה ישנה בהרבה."

אחת התרומות הגדולות ביותר של משימה זו, אומר קאלאס, היא בלתי מוחשית. בכל יום מתעוררים מדענים ומהנדסים והולכים לעבוד על מאדים. בכל יום נלמד משהו חדש ומאדים הופכים לחלק קצת יותר מהעולם שלנו. "עד ינואר 2004, היינו ביקורים מזדמנים אלה במאדים. הנחתים הוויקינגיים בשנות השבעים. Pathfinder בשנת 1997. ניסינו לחזור בשנת 1999 עם פולאר לנדר. אצל MER, לא רק שביקרנו על פני מאדים, אלא נשארנו שם. כל יום, מידע חדש על פני המאדים מגיע מאיזה נכס שטח. נכנסנו לעידן של חקר מתמשך ויומיומי על פני מאדים. "

חמש עשרה שנות פעולה ללא תחנת שירות באופק היו קטע מדהים ומוצלח עבור כל רכב, קל וחומר שמתגלגל באקלימות בלתי אפשריות של מאדים. העולם העקוץ, הקפוא והמת, שקיבל את פני ההזדמנות השתנה לחלוטין בעיני האדמה. מה שהיה פעם הירח האינרטיבי, אך אדום, הוא כיום כוכב לכת בו פעם זרמו מים בחופשיות ובשפע. השאלה כבר אינה: האם מאדים היה רטוב? הזדמנות המשוטטת אפשרה למדענים לשאול במקום זאת: האם משהו שחה במים ההם, ואיך אנו מוצאים את זה?