Prethodnici
Prvi rover koji je uspješno sletio na Mars bio je američki Sojourner. Kao dio programa Mars Pathfinder, 1997. radio je na planetu puna tri mjeseca, ponekad premašujući procijenjeni životni vijek. Rover nije bio suočen s posebno teškim zadacima - sama činjenica pronalaska zemaljskog robotskog aparata na Crvenom planetu izazvala je veliki odjek u svijetu. Ipak, Sojourner je uspio poslati mnogo fotografija Marsa, kao i provesti jednostavne meteorološke i geološke studije.
Dvije godine kasnije, NASA je ponovno poslala misiju na Mars u svemir s ciljem detaljnog proučavanja tla i klimatskih uvjeta planeta. Misija Mars Polar Lander završila je neuspjehom - vozilo za spuštanje se srušilo iz nepoznatih razloga. Na svemirskoj letjelici nestao je i ruski laserski radar (lidar), dizajniran za proučavanje sastava atmosfere.
Amerikanci su u 21. stoljeće ušli kao neprikosnoveni svjetski lideri u istraživanju Marsa, a svoj uspjeh potkrijepili su 2003. pokretanjem programa Mars Exploration Rover. Prema planu, dva su rovera trebala proučavati planet - Spirit i Opportunity. Oba su lander rovera sletila na površinu Marsa u siječnju 2004. s razmakom od 21 zemaljskog dana. Dizajn Opportunity pokazao se toliko pouzdanim i izdržljivim da je rover nastavio s radom sve do lipnja 2018.
Sada na Marsu radi 900 kilograma težak rover Curiosity s radioizotopskim izvorom energije, koji je planet pogodio u kolovozu 2012. godine. Njegov glavni zadatak je bušenje i ispitivanje uzoraka. U ovom trenutku misija je produžena na neodređeno vrijeme.
Amerikancima to nije bilo dovoljno, pa čak i ranije, 2008. godine, na planetu se pojavila stanica Phoenix male veličine, čija je jedna od misija bila potraga za vanzemaljskim životom. Uređaj nije prilagođen kretanju, bio je relativno jeftin (400 milijuna dolara) i živio je u aktivnom stanju samo nekoliko mjeseci. Ipak, Phoenix je otkrio vodu na Marsu i proveo jednostavnu kemijsku analizu tla.
Amerikancima je trebalo gotovo deset godina da zamijene stacionarnog istraživačkog robota koji se isključio u jesen 2008. Seizmička stanica Mars s NASA -inom platformom InSight spustila se na planet 2018. godine i do sada je uspješno slala rezultate istraživanja na Zemlju.
Prisutnost jednog mobilnog i jednog stacionarnog marsovskog aparata očito nije dovoljna Amerikancima. Kako bi učvrstio svoju prisutnost na Marsu, 18. veljače 2021. godine rover Perseverance sletio je na površinu. I on ima svoj helikopter.
Ima li života na Marsu?
Prije svega, Ustrajnost je najveći rover koji je dosad ispušten na Crvenom planetu. Elon Musk jednom je katapultirao svoj električni roadster u svemir, a NASA je na Mars poslala rover veličine automobila. Ustrajnost je duga oko 3 metra, široka 2,7 metara i visoka 2,2 metra. Za prilično veliki rover korišteni su superjaki i ultralaki materijali, zbog čega težina uređaja u zemaljskim uvjetima jedva prelazi tonu. U uvjetima Marsa, Ustrajnost će težiti dva i pol puta manje.
Pokretanje tako složenog i skupog projekta (više od 3 milijarde dolara) mora biti podržano odgovarajućim istraživačkim programom na Marsu. Kako bi opravdali potrošeno, Amerikanci su rover opremili s nekoliko zanimljivih naprava odjednom.
Prije svega, ovo je aparat modela MOXIE za sintezu kisika iz ugljičnog dioksida u atmosferi Marsa, čiji udio doseže 93%. U teoriji je sve vrlo jednostavno - od molekule ugljičnog dioksida CO2 otkidamo atomski kisik i kombiniramo ga s jednim istim. Ispušni plinovi proizvode ugljični monoksid i molekularni kisik, koji prilično diše.
Prije toga, u svemirskim uvjetima, kisik je sintetiziran elektrolizom vode, ali za život jedne osobe potreban je cijeli kilogram vode dnevno - ova metoda nije primjenjiva na Marsu. Ukratko, aparat MOXIE komprimira ugljični dioksid, zagrijava ga do 800 stupnjeva i kroz njega propušta električnu struju. Kao rezultat toga, čisti se kisik oslobađa na anodi plinske ćelije, a ugljikov monoksid na anodi. Zatim se plinska smjesa ohladi, provjeri čistoća i pusti u atmosferu Marsa.
Očito je da će u dalekoj budućnosti tisuće takvih generatora prerađivati marsovski ugljični dioksid u atmosferu ugodnu za ljude. Važno je napomenuti da ova tehnologija nije najnaprednija. Ipak, prema teoriji, iz dvije molekule CO2 proizvodi se samo jedan O.2… A to je jako daleko od stvarne učinkovitosti takvih instalacija. Mnogo je zanimljivija ideja o cijepanju ugljičnog dioksida na ugljik C i molekulu O2… Godine 2014. časopis Science objavio je metodu za sintezu kisika iz CO2 pod utjecajem ultraljubičastih lasera. Pet godina kasnije, Kalifornijski tehnološki institut došao je na ideju da ubrza i udari molekule ugljičnog dioksida na inertne površine poput zlatne folije. Kao rezultat ovog barbarskog tretmana, ugljični dioksid se cijepa na molekularni kisik i ugljik, odnosno čađu. No iako su takve tehnike daleko od tehnološkog savršenstva, NASA se mora zadovoljiti uređajima poput MOXIE.
Drugi zanimljiv gadget za rover je PIXL, koji je dizajniran za skeniranje okolice rendgenskim zrakama. Uređaj provodi daljinsko ispitivanje tla na kemikalije i elemente koji mogu biti markeri živih bića. Programeri uvjeravaju da je PIXL sposoban prepoznati više od 26 kemijskih elemenata. Sličan zadatak obavlja i višenamjenski SuperCam skener koji je sposoban odrediti atomski i molekularni sastav stijena sa sedam metara. Za to je opremljen laserom i visoko osjetljivim infracrvenim senzorima.
I to nije sve. Analizu prisutnosti tragova života provode "forenzičari" SHERLOC i WATSON. SHERLOC djeluje u ultraljubičastom području, ispipavajući okolne stijene laserom. Princip je vrlo sličan radu zemaljskog štrebera koji traži biološke dokaze s UV svjetiljkom. WATSON pak bilježi sve što se događa kamerom. Par senzora zajedno s PIXL X-zrakom nalazi se na kraju nosača rovera.
Ustrajnost nema vježbu za istraživanje unutrašnjosti Marsa. U tu svrhu koristi se radarski skener RIMFAX, sposoban "skenirati" Mars do dubine od 10 metara. GPR će mapirati podlogu i tražiti naslage marsovskog leda.
Mars rover s helikopterom
Glavni "show-stopper" ustrajnosti nisu gore opisani superadžeti, pa čak ni nuklearna elektrana, već prvi zrakoplov ikada za Mars. Nakon slijetanja u marsovski krater Jezero, rover je ispod trbuha donio minijaturni koaksijalni helikopter. U najboljim tradicijama američke astronautike, naziv za helikopter odabran je natjecanjem, a najbolji je bio Domišljatost. Napisala Vaniza Rupani, učenica 11. razreda iz Northporta.
Helikopter ne nosi nikakvu znanstvenu opremu. Njegov je glavni zadatak pokazati potencijal leta u atmosferi Marsa koja se gotovo u potpunosti sastoji od ugljičnog dioksida. Atmosfera Crvenog planeta po gustoći je slična Zemljinoj, ali je gravitacija 2,5 puta manja. Zrakoplov vuče za 1, 8 kilograma i za svoju težinu opremljen je relativno malim propelerima (brzina rotacije - 2537 o / min) - bonusima gravitacije Marsa. Međutim, veliki pad temperature na površini planeta natjerao je inženjere da na helikopteru naprave složen sustav toplinske zaštite. Prvi let domišljatosti predviđen je najranije do 8. travnja, a cijeli testni program trebao bi biti dovršen u roku od mjesec dana. Helikopter je za jednokratnu upotrebu - nakon ispitivanja ostat će na Marsu kao vanzemaljski ostaci. I ustrajnost će se na kraju pretvoriti u mrtvi komad skupih legura, ali njegov je životni ciklus mnogo duži.
Pretpostavlja se da će Perseverance spustiti svoj satelit u zaštitni spremnik u obliku gitare, otkotrljati se nekoliko desetaka metara i daljinski pokrenuti program probnog leta. Helikopter će morati letjeti oko rovera bez napuštanja nadzornog područja kamera i skenera. Najteže je preživjeti prvu hladnu marsovsku noć za minijaturnim helikopterom. Ako čitate materijal prije 8. travnja 2021. godine, tada se marsovski rover upravo kreće prema unaprijed odabranom uzletištu za lansiranje Ingenuity.
