Kunstnerens illustration af NASAs Spirit Mars rover. Spirit og dens tvilling, Opporunity, landede på den røde planet i januar 2004.
(Billede: © NASA / JPL)
Spirit er en af de to Mars-rover, som NASA lancerede i 2003 som en del af agenturets Mars Exploration Rover (MER) -mission på 800 millioner $. Spirit ankom til den røde planet i januar 2004, der havde til opgave at finde ud af, om der nogensinde kunne have eksisteret liv på Mars, lære om den røde planets nuværende og tidligere klima og karakterisere Martian geologi.
Den lovede garanti på Spirit var 90 Martian dage eller sols, men roveren endte med at vare mere end 2.200 sols eller 2.266 Earth dage. Spirit stoppede med at kommunikere med Jorden den 22. marts 2010, efter at det sad i en sandfælde. (Spirit's tvillingrover, Opportunity, fungerede indtil juni 2018, indtil den ikke var i stand til at oplade sine batterier på grund af en støvstorm. NASA erklærede Oppy død i februar 2019.)
Spirit's udforskninger gav forskere et bemærkelsesværdigt glimt af Mars 'tidlige og våde historie.
Meget kort efter landingen fandt Spirit omfattende bevis for carbonat og hæmatit, mineraler, der er forbundet med vandmiljøer. Roveren besejrede adskillige tekniske vanskeligheder (inklusive et defekt hjul) og leverede videnskabelige data tilbage til Jorden i seks år.
Men der var en hindring, Ånden ikke kunne overvinde: en uventet sandfælde. NASA tilbragte uger med at forsøge at hjælpe roboten med at komme til et mere sikkert grund, men gjorde lidt forrest. Fanget, rover stoppede til sidst med at sende information tilbage til Jorden den 22. marts, 2010.
Rover efterlod en trove af videnskabelig information om Mars 'historie. Det banede også vejen for en mere robust rover til at følge: Nysgerrighed, en rover med fokus på at lede efter beboelige miljøer på den røde planet. Nysgerrighed er stifinder for den nye Mars 2020-rover, der søger efter tegn på eldgamelt liv.
Efter vandet
Spirit er en af en pakke med rumfartøjer i NASAs anden bølge af Mars-efterforskning. Agenturet sendte adskillige missioner til Mars i 1960'erne og 1970'erne, men pausede efter, at landingerne med Viking 1 og Viking 2 ikke bragte det endelige bevis for det nuværende eller tidligere liv.
Ifølge agenturet blev interessen for Mars genoptaget i 1980'erne og 1990'erne, da forskere på Jorden afdækkede mikrober, der ikke kun overlevede, men også trivedes, i de ekstreme miljøer med vulkanske åbninger under vandet. Denne opdagelse var spændende, fordi Vikingebilleder viste mulige beviser for, at området tidligere havde vand.
NASA sendte Mars Global Surveyor (MGS) til planeten i 1996 for at kortlægge mulige vandsteder, og agenturet sendte også Mars Pathfinder og Sojourner rover-mission til Marsoverfladen i 1997 med stor videnskabelig succes, da det fandt runde klipper, der var sandsynligvis formet af vand i den gamle fortid.
Fundet vekket interesse for flere Mars-rovere, og i januar 2004 lancerede NASA Spirit and Opportunity. Mere formelt kendt som Mars Exploration Rovers, maskinerne fik deres navn fra den 9-årige Sofi Collis, der var vinderen af en navnekonkurrence.
Spirit and Opportunity bar en stor samling af videnskabeligt udstyr. Instrumenterne på hver rover indeholdt et panoramakamera, en mikroskopisk billeddannelse, ingeniørkameraer, tre spektrometre, et klippeværktøj og en magnetgruppe. Rovers havde også en lille arm, der gjorde det muligt for dem at få nærbilleder og data om interessante videnskabelige mål.
Søger efter Gusev
Det tog to år at forhandle for forskere og ingeniører om at blive enige om landingssteder for mulighed og ånd. "De steder, der er mest tiltalende for forskere (siden af en klippe, f.eks. Hvor planetens historie er registreret i lag af sedimentær sten) er ofte det mest skræmmende for ingeniører, der er ansvarlige for robotens sikkerhed," skrev NASA om processen.
Mulighed målrettet en slette kaldet Meridiani Planum baseret på et lag af hæmatit, som MGS opdagede ovenfra. Hematit er et jernoxid, der ofte dannes i vand. Og det viste sig, at muligheden fandt masser af hæmatit på overfladen.
Spirit's destination var Gusev-krateret, der strækker sig over et område, der er større end Connecticut. Fra MGS-billeder mistænkte forskere, at krateret holdt vand i den gamle fortid. Gusev blev gravet ud af en asteroide eller komet, der påvirkede planeten allerede i 4 milliarder år siden.
Spirit var den første af de to rovere, der forlod Jorden. Den sprængte af på en Delta II 7925-raket fra Cape Canaveral, Florida, den 10. juni 2003 og fandt sin sidste nedstigning til Mars syv måneder senere, den 4. januar 2004.
Efter at have åbnet en faldskærm, plejede roveren sig til overfladen i en kokon af airbags og rullede sikkert til et stop på overfladen - lige ved mål i Gusev. Muligheden landede også sikkert og på det rigtige sted den 25. januar.
Reboots, vand og hjul
Spirit sad stadig i sin landingsskal, da den opdagede det første mulige tegn på vand i det fjerne: carbonat, der ofte dannes i våde miljøer. ”Vi kom på udkig efter karbonater,” sagde Phil Christensen, en af videnskabsmændene til missionen, i en erklæring. "Vi har dem. Vi vil jage dem."
Men inden for en uge var Spirit i problemer. Den stoppede midlertidigt med at sende data fra overfladen den 21. januar 2004. Dage senere fastslog NASA, at roverens computer var vedvarende genstart på grund af en softwarefejl; det genstartede mere end 60 gange på tre dage.
Agenturet stabiliserede roveren i februar 2004. Så i marts ramte Spirit en jackpot: en vulkansk klippe, hvis sammensætning antydede til en vandig fortid.
Tre måneder senere blev NASA overrasket, da Spirit snublede over hæmatit og tilføjede bevis for muligheden for vand i miljøet. Mulighed fandt også hæmatit på sit landingssted halvvejs over Mars.
I slutningen af 2005 havde Spirit kørt op et nærliggende vartegn, Husband Hill, for at se på landskabet omkring det. Det var første gang, at en rover besteg en bakke på en anden planet.
Området var et vidnesbyrd om Mars 'tidlige voldelige historie, sagde NASA. "Vi har denne dramatiske topografi dækket med sand og løse stenblokke; derefter, så ofte, et lille vindue ind i bjerggrunden under", sagde Steve Squyres, en planetvidenskabsmand ved Cornell University og den vigtigste efterforsker for roverens videnskabsinstrumenter. i en erklæring.
Et af Spirit's hjul ophørte med at arbejde i marts 2006, da roveren kørte mod en skråning for at få nok sollys til at vare vinteren. NASA-operatører tilbage på Jorden trækkede fjernt hjulet bag roveren, og bevægede sig langsomt Spirit en time om dagen, efterhånden som solens styrke tillod. Spirit ankom sikkert til sin destination i april 2006.
Placeringen viste sig at være et godt sted at stoppe som roverfundet vand-ændrede mineraler i nærheden, da det genoptog driften i slutningen af 2006.
Senere år på Mars
På trods af mekaniske og martiske udfordringer rejste Spirit 4,7 miles (7,7 kilometer) i løbet af sine år på Mars - mere end et dusin gange den afstand, som NASA planlagde for rover at rejse.
Faktisk endte det funktionsdygtige hjul med at være nyttigt for missionen: I marts 2007 meddelte NASA, at roveren havde klynget jord op med svovl- og vandspor i sig, hvilket antydede, at der kunne være fordampede fjedre eller vulkanhuller.
Da året gik, afslørede Spirit stedet for en mulig vulkanudbrud og overlevedeen omfattende støvstorm. En anden storm i slutningen af 2008 reducerede Spirit's styrke til angående niveauer, men roveren trak igennem.
Marsvindene ryddet noget af støvet i februar 2009. I april begyndte Spirit's computer at genstarte problemer igen, med perioder med hvadNASA beskrevet som "hukommelsestab." Rover begyndte at køre igen, da NASA arbejdede med at løse problemet, men løb ind i et endnu værre problem: synkende sand. Den 23. april 2009 brød roveren uventet gennem en skorpe i blødere sand og kunne ikke komme ud igen.
NASA tilbragte måneder med at køre simuleringer og sende kommandoer til den strandede rover, men agenturet indsamlede også data, mens roveren stod på plads. NASA-embedsmænd var glade for at se sand med basalt, sulfat og silica i det - data afsløret for rover, da det forsøgte at komme ud af dens fælde. En NASA-erklæring kaldte lokationen, kaldet Troy, "et af de mest interessante steder Spirit har været."
Den 31. december 2009 beregnet NASA, at der muligvis ikke er nok strøm til, at roveren kan vare om vinteren. Spirit's sidste meddelelse kom den 22. marts 2010, og roveren forblev tavs, da NASA tilbragte måneder med at hylde den.
"Ingeniørernes vurderinger i de seneste måneder har vist en meget lav sandsynlighed for at gendanne kommunikation med Spirit," sagde NASA-embedsmænd i en erklæring den 24. maj 2011. Under alle omstændigheder ville de rumaktiver, der bruges til at lede efter Spirit, snart være nødvendige til NASAs kommende Mars-rover, nysgerrighed. Den måned afsluttede NASA sine bestræbelser på at nå Spirit.
Åndens arv
Mens Spirit stoppede kommunikationen med Jorden i 2010, gik dens tvillingrover, Opportunity, langt ud over det. Muligheden fortsatte med at fungere godt ind i 2018 - ca. 14,5 år efter dens landingsdato - men blev stoppet på overfladen på grund af en støvstorm i juni 2018.
Både muligheden og Spirit væver stort i NASA-lore. Begge rovere viste verden, hvordan god teknik og videnskab kan afsløre utrolige og værdifulde oplysninger, såsom det omfattende bevis på vand på den røde planet.
NASAs erfaring med rovere kom godt med den nyere Curiosity rover, der ankom på Mars's overflade i 2012 og har studeret historien om beboelige miljøer og vand i Gale Crater og Mount Sharp (Aeolis Mons). Operatører bruger Spirit's og Opportunity's videnskabelige arbejde for at informere Curiosity's traverses. For eksempel kan nysgerrighed føle, når den er i en sandzone og er programmeret til at stoppe og bede sine operatører på Jorden om hjælp.
NASAs Mars 2020-rover vil søge efter organiske stoffer og andre beviser på gammelt liv på Marsoverfladen. Et af dets potentielle landingssteder var Gusev-krateret, hvor Spirit Rover mødte dens bortgang.
"Opdagelsen af, at varme kilder flydede her [Gusev-krateret] var en vigtig præstation af Mars Exploration Rover, Spirit," sagde NASA-embedsmænd, når de beskrev de potentielle landingssteder. (2020-teamet sluttede med at vælge et andet sted til missionen - Jezero Crater, som var vært for et floddelta i den gamle fortid.)
Ånd er stadig en vigtig mission for NASA, fordi roveren viste tilstedeværelsen af vand på Mars og hjalp med at lægge grundlaget for fremtidige Mars-missioner.
