Vi lever muligvis i Golden Age of Mars Exploration. Med flere kredsløb rundt om Mars og to fungerende rover på overfladen af den røde planet vokser vores viden om Mars med en hidtil uset hastighed. Men det har ikke altid været sådan. At få en lander til Mars og sikkert på overfladen er en vanskelig udfordring, og mange landere, der er sendt til Mars, har fejlet.
Den fælles ESA / Roscosmos Mars Express-mission og dens Chiaparelli-lander skal kun på 15 dage på Mars. Nu er det et godt tidspunkt at se på udfordringerne ved at få en lander til Mars og også se tilbage på de mange mislykkede forsøg.
På nuværende tidspunkt har NASA prale-rettighederne som den eneste organisation, der med succes lander sonder på Mars. Og de har gjort det flere gange. Men de var ikke de første til at prøve. Sovjetunionen prøvede først.
USSR sendte adskillige sonder til Mars, der startede tilbage i 1960'erne. De gjorde deres første forsøg i 1962, men denne mission kunne ikke lanceres. Denne fiasko illustrerer den første udfordring ved at få et håndværk til at lande på Mars: raketry. Vi er meget bedre til raketry end vi var tilbage i 1960'erne, men uheld forekommer stadig.
I 1971 sendte sovjeterne et par sonder til Mars kaldet Mars 2 og Mars 3. De var begge kredsløb med aftagelige landere bestemt til Marsoverfladen. Mars 2 og Mars 3's skæbne giver andre illustrerende eksempler på udfordringerne ved at komme til Mars.
Mars 2 adskiltes fra sin orbiter med succes, men styrtede ned i overfladen og blev ødelagt. Ulykken var sandsynligvis forårsaget af dens nedstigningsvinkel, som var for stejl. Dette afbrød nedstigningssekvensen, hvilket betød, at faldskærmen ikke kunne implementeres. Så Mars 2 har den tvivlsomme sondring af at være det første menneskeskabte objekt, der når Mars.
Mars 3 var nøjagtigt det samme som Mars 2. Sovjeterne kunne godt lide at udføre opgaver parvis dengang for redundans. Mars 3 adskiltes fra sin kredsløb og satte kurs mod Marsoverfladen, og gennem en kombination af aerodynamisk brud, raketter og faldskærme blev det det første fartøj, der lavede en blød landing på Mars. Så det var en succes, slags.
Men efter kun 14,5 sekunder med datatransmission gik det stille og blev aldrig hørt fra igen. Årsagen var sandsynligvis en intens støvstorm. I en mærkelig vending af begivenheder nåede NASA's Mariner 9-orbiter Mars kun dage før Mars 2 og 3 og blev det første rumfartøj, der kredsede om en anden planet. Den fandt billeder af planeten-skjulende støvstorme, over hvilke kun de vulkanske Olympus Mons kunne ses. Disse billeder gav en forklaring på Mars 3's fiasko.
I 1973 prøvede sovjeterne igen. De sendte fire fartøjer til Mars, hvoraf to var landere, ved navn Mars 6 og Mars 7. Mars 6 mislykkedes med påvirkningen, men Mars 7's skæbne var måske lidt mere tragisk. Den savnede Mars helt, ca. 1300 km, og befinder sig i en helikentrisk bane indtil i dag. I vores dag og alder antager vi bare, at vores rumfartøj vil gå, hvor vi vil have dem til, men Mars 7 viser os, at det hele kan gå galt. Når alt kommer til alt er Mars et bevægende mål.
I 1970'erne var NASA frisk af succes med deres Apollo-program og satte deres websteder på Mars. De udviklede Viking-programmet, hvor 2 landere, Viking 1 og Viking 2, blev sendt til Mars. Begge var sondekonfigurationer, og begge landere landede med succes på Mars's overflade. Vikingerne sendte smukke billeder af Mars tilbage, der skabte spænding rundt om i verden.
I 1997 kom NASAs Martian Pathfinder til Mars og landede med succes. Pathfinder var selv stationær, men den bragte en lille rover kaldet Sojourner med. Sojourner udforskede det umiddelbare landingsområde omkring Pathfinder. Sojourner blev den første rover, der opererede på en anden planet.
Pathfinder var i stand til at sende tilbage over 16.000 billeder af Mars sammen med dets videnskabelige data. Det var også et bevis på konceptmission for teknologier som automatiseret forhindring af forhindringer og airbag-formidlet touchdown. Pathfinder var med til at lægge grundlaget for Mars Exploration Rover Mission. Det betyder Ånd og mulighed.
Men efter Pathfinder, og før Spirit and Opportunity, kom en tid for fiasko for Martian-landingsforsøg. Alle deltog i fiaskoen, det ser ud til, med Rusland, Japan, USA og Det Europæiske Rumagentur, der alle oplever bitter fiasko. Raketfejl, tekniske fejl og andre terminalfejl bidrager alle til fejlen.
Japans Nozomi-orbiter løb tør for brændstof, før han nogensinde nåede til Mars. NASAs Mars Polar Lander mislykkedes landingsforsøg. NASAs Deep Space 2, en del af Polar Lander-missionen, mislykkedes sin faldskærfri landing og blev aldrig hørt fra. ESAs Beagle 2-lander nåede den til overfladen, men to af dens solcellepaneler undlod at indsætte, hvilket afsluttede sin mission. Russisk deltog igen i fiaskoen med sin Phobos-Grunt-mission, der faktisk var på vej mod den Martiske måne Phobos, for at hente en prøve og sende den tilbage til Jorden.
I en berygtet fiasko blandede ingeniører brugen af engelske enheder med metriske enheder, hvilket fik NASAs Mars Climate Orbiter til at brænde op ved indrejsen. Disse fejl viser os, at fiasko ikke er sjælden. Det er vanskeligt og udfordrende at komme til Mars's overflade.
Efter denne periode med fiasko var NASAs ånds- og mulighedsrover begge hidtil usete succeser. De landede på Marsoverfladen i januar 2004. Begge overskred den planlagte missionslængde på tre måneder, og muligheden går stadig stærkt nu.
Så hvor forlader det os nu? NASA er den eneste, der med succes har landet en rover på Mars og få roveren til at fuldføre sin mission. Men ESA og Rusland er fast besluttet på at komme dertil.
Schiaparelli-landeren er som en del af ExoMars-missionen primært et bevis på teknologimission. Faktisk er det fulde navn Schiaparelli EDM-lander, hvilket betyder indgangs-, afstamnings- og landingsdemonstratormodul.
Det vil have en vis lille videnskabelig kapacitet, men er virkelig designet til at demonstrere evnen til at komme ind i den Martiske atmosfære, nedstige sikkert og til sidst at lande på overfladen. Faktisk har den ingen solpaneler eller anden strømkilde, og den vil kun bære nok batterikraft til at overleve i 2-8 dage.
Schiaparelli står overfor de samme udfordringer som andet håndværk bestemt til Mars. Når den først var blevet lanceret, hvilket den var, var det nødt til at navigere vej til Mars. Det tog ca. 6 måneder, og da ExoMars kun er 15 dage væk fra ankomst til Mars, ser det ud til, at det med succes har gjort det. Men måske kommer den vanskeligste del næste: atmosfærisk indgang.
Schiaparelli er som de fleste Martian håndværk. Det vil gøre en ballistisk indgang i den Martiske atmosfære, og dette skal gøres rigtigt. Der er ikke plads til fejl. Indgangsvinklen er nøglen her. Hvis vinklen er for stejl, kan Schiaparelli muligvis overophedes og brænde op ved indgangen. På den anden side, hvis vinklen er for lav, kan den ramme atmosfæren og hoppe lige tilbage i rummet. Der er ingen anden chance.
Indtastnings- og afstigningssekvensen er alle forprogrammeret. Enten fungerer det, ellers fungerer det ikke. Det vil tage alt for lang tid at sende kommandoer til Schiaparelli, når det er på vej ind og ned til Mars.
Hvis posten er vellykket, kommer landingen næste. Den nøjagtige landingsplacering er upræcis på grund af vindhastighed, turbulens og andre faktorer. Som andet håndværk sendt til Mars defineres Schiaparellis landingssted som en ellipse.
Landeren rejser med over 21.000 km / t, når den når Mars, og har kun 6 eller 7 minutter til at gå ned. Ved den hastighed skal Schiaparelli tåle ekstrem opvarmning i 2 eller 3 minutter. Det er varmeskjold vil beskytte det og når temperaturer på flere tusinde grader celsius.
Det aftager hurtigt, og i ca. 10 km højde vil det være bremset til ca. 1700 km / t. På dette tidspunkt vil en faldskærm blive indsat, hvilket vil sænke fartøjet yderligere. Når faldskærmen er forsinket med sin nedstigning, bliver varmeskjoldet bundfældet.
På Jorden ville en faldskærm være nok til at bremse et faldende håndværk. Men med Mars 'mindre tætte atmosfære, er raketer nødvendige for den sidste nedstigning. En radar ombord overvåger Schiaparellis højde, når den nærmer sig overfladen, og raketter skyder for at bremse den til et par meter i sekundet for at forberede landing.
I de sidste øjeblikke holder raketterne op med at skyde, og et kort frit fald signaliserer Schiaparellis ankomst til Mars. Hvis alt går efter planen, selvfølgelig.
Vi har ikke meget længere tid til at vente. Snart ved vi, om ESA og Rusland tilslutter sig NASA som de eneste agenturer, der med succes lander et håndværk på Mars. Eller hvis de tilføjes til den lange liste over mislykkede forsøg.
