Selv før Mars Science Lander (MSL) rører ned fra sit svævende moderskib som en babyspider fra et æghul, vil den første af en række kameraer være begyndt at optage, optage og gemme video i landingsområdet i høj opløsning.
MSL-landing vil repræsentere en første, siger Frank Palluconi, MSL-projektforsker. Efter at have været ind i Mars-atmosfæren som Viking og MER, men med en potentiel landingszone omkring en fjerdedel af størrelsen, siger han, vil MSL vise dets ting. ”Det afslutter nedstigningen ned til ti meters niveau, eller så, hvor afstamningskøretøjet svæver, og det sænker roveren på en tether ned til overfladen. På det tidspunkt har roveren rejst sine hjul, så den lander på sit mobilitetssystem. Og så klippes bundbindet, og nedstigningsstadiet flyver væk og bruges ikke længere. Det går ned. ”
Ud over de åbenlyse fordele ved en så blød landing er det muligt at svæve og bundfælde at matematisk modellere, i modsætning til hvilken airbag-landing der bruges MER-køretøjer. Bundet nedstigning er også skalerbar, siger Palluconi, hvorimod de meget mindre MER'er skubbede kuverten til airbag-systemets kapacitet.
Øjne på Mars
Optagelse begynder, så snart varmeskjoldet falder fra MSL-afstamningstrinnet. Mars Descent Imager vil tage video i megapixelopløsning, der kan sammenlignes med moderne forbrugers digitale videokameraer. Dette kamera, der er rettet lige ned, giver en edderkoppesyn over landingsområdet en meget vid vinkel i starten og fortsætter med at skyde, indtil roveren rører ned på Mars.
Landingsvideoer overføres til Jorden af roveren, når det bliver fuldt funktionsdygtigt. Denne visuelle information, der viser landingsområdet og dets omgivelser i detaljer, sammen med det faktum, at roveren vil lande på sine hjul, ingen vanskelig navigation fra et landingsbil, der er nødvendigt, vil give projektforskere mulighed for at begynde at arbejde rover meget hurtigere.
Når roverens mast stiger op og alle systemer er gået, begynder det virkelige arbejde. Som med MER, vil et mastmonteret, toøjet kamerasystem have en fremtrædende funktion. MastCam, ligesom afstamningsbillederen og et armmonteret nærbillede, bliver designet og bygget af Malin Space Science Systems i San Diego, Californien. Alle tre er afhængige af lignende fuldsystemer i højopløsningsundersystemer. MastCam tager den grundlæggende opsætning, der findes på MERs-tvillingekameraer, der giver forskere mulighed for at samle 3D-billeder og forfine dem betydeligt. MastCam har dobbelt 10x optiske zoomobjektiver, den samme magt som findes i avancerede digitale digitalkameraer på jorden. Dette gør det muligt for kameraet ikke kun at tage vidvinkelpanoramaer, men også zoome ind og fokusere på knytnævestore klipper en kilometer (0,6 miles) væk.
MastCam skyder også high definition-video, en første til Mars. Både stillbilleder og video optages i fuld farve, ligesom med jordbundne digitale kameraer. Derudover vil MastCam bruge en række specialiserede filtre. Flere medlemmer af det videnskabelige team af Malin Space Science Systems bidrog til de forskellige kameradesigner, inklusive instruktør James Cameron (Titanic, The Abyss, Aliens), en møntundersøger på MastCam-videnskabsteamet.
Fotografer, fordamp, analyser
MSL-masten har også et unikt hybridoptisk instrument, der aldrig før er fløjet til Mars. Dette teleskopiske værktøj kaldes ChemCam og tager nærbilleder i afstand med et synsfelt på ca. 30 cm (10 fod) i ti meters afstand. Men det er bare det første skridt for ChemCam. I trin to uhyggeligt minder om de varme stråler, der er beskrevet i War of the Worlds, vil en kraftig laser fokusere gennem det samme teleskop ved målet. Laseren kan varme et sted omkring en millimeter (0,04 inches) i diameter til næsten ti tusind grader Celsius (18 tusind grader Fahrenheit). Varmen sprænger støv væk, bryder molekyler, bryder molekylerne og bryder endda atomer fra i det stenede mål.
Som et resultat udsender målet en gnist af lys. ChemCam kan analysere gnistens spektrum ved at identificere hvilke elementer kulstof eller silicium, for eksempel målet indeholdt. Kaldt Laser-induceret nedbrud spektroskopi, eller LIBS, denne teknik er vidt brugt på Jorden, men vil være en første for Mars, siger Roger C. Wiens, en planetvidenskabsmand ved Los Alamos National Laboratory og den vigtigste efterforsker af ChemCam-projektet. ”LIBS bruges i en række facetter på jorden. For eksempel bruger et firma, der fremstiller aluminium, det til at kontrollere sammensætningen af deres aluminiumslegering i smeltet tilstand. ”
At gå ud i rummet er en anden historie. Syv år undervejs vil ChemCam gøre MSL meget hurtigere end MER til at vælge mål, siger Wiens. ”Opportunity-roveren landede i et lille krater, og her foran os sad en klippeafgrøft, som er den første, vi havde set på Mars tæt på og personlig. Og det var mindre end ti meter væk. [Med ChemCam] kunne vi øjeblikkeligt have analyseret denne klippe, før vi faktisk endda kørte roveren fra puden, og fortalte dem, at her sidder et sedimentært klippeafspring lige foran dig. I stedet tog det et antal dage, og de kørte op til klippen og faktisk samplede den med kontaktinstrumenterne, før de virkelig bestemte, at det var et sedimentært klippeafgrøde. ” Med sin lange optiske rækkevidde kan ChemCam analysere genstande uden for rækkevidden af roverens mekaniske arm, endda overhead.
Derudover vil ChemCam kunne foretage en kemisk analyse af små dele af stenprøver, inden de knuses og transporteres til MSLs interne analytiske instrumenter
”Jeg tror, at dette instrument vil se meget brug,” siger Wiens, ”fordi vi hurtigt kan tage en masse data. Så en af de store ting er, at vi kan få en meget større database med stenprøver end nogle af in-situ-teknikkerne. Jeg tror, det vil være et spændende instrument at bygge og flyve. ”
Palluconi ser MSL som et mellemled mellem MER og den direkte søgen efter liv på Mars. ”Jeg ville betragte MSL som en slags overgangsopgave mellem de mere konventionelle aspekter af planetarisk efterforskning, der involverer geologi og geofysik, og i tilfælde af Mars på grund af dens atmosfære, klimaet og vejret til dem i fremtiden, der vil skabe direkte søgninger efter livet. Så det overordnede mål med MSL er at foretage en beboelsesvurdering af det område, som køretøjet lander i på Mars. ”
Den nærmeste fremtid
Fordi NASA først i december 2004 besluttede, hvilke af mange videnskabelige instrumenter, der er foreslået til MSL, rent faktisk vil flyve, er alle de videnskabsfolk, hvis projekter blev valgt, forvirrende for at sætte sidste hånd på deres instrumenter. ”Missionen er i fase A, som er en definitionsfase, så det er virkelig den tidligste formelle fase af missionen,” siger Palluconi. ”Lige nu er principarbejdet på videnskabssiden at finde ud af, hvor instrumenterne skal placeres på roveren, hvordan man imødekommer deres termiske behov, hvordan man sikrer, at de har de synsfelter, de har brug for, og at deres andre krav er opfyldt. Naturligvis designes selve køretøjet på samme tid, og designet forbedres. Så der er ganske lidt arbejde at gøre, og vi er sandsynligvis et år væk fra den foreløbige designgennemgang, som i lanceringsplanen for 2009 ville finde sted i februar. ”
Nogle aspekter af Mars Science Laboratory forbliver i luften. Mange af de videnskabelige MSL-instrumenter kræver masser af kraft. Den foreslåede kilde til denne magt, en radioisotop-strømforsyning, kræver præsidentgodkendelse, som ligger i fremtiden. Og i marts 2005 begyndte NASA at overveje muligheden for at flyve to MSL-rovere i 2011 i stedet for en i 2009.
Original kilde: NASA Astrobiology Magazine
