Hét év kényszermunka a Marson

Először mászott meg egy hegyet a Marson, több mint 7 kilométert járt be és 124 ezer képet sugárzott haza. A sok technikai nehézség ellenére izgalmas tudományos eredményeket adott a Spirit marsjáró, amely két éve egy homokdűnében ragadt. Napelemtáblái az elmúlt hónapokban alig kaptak energiát, ezért munkáját nem tudta folytatni, és a NASA végleg lemondott róla.

Úgy derítette fel a területet, mint egy igazi felfedező. Hegyre mászott, köveket tisztított és vizsgált meg, a nehézségek ellenére igazi felfedező munkát végzett - mondta Stephen Squires a Mars Exploration Rover (MER) szondák programjának vezetője az elhallgatott marsjáró munkájáról.

A Spirit (MER-A) marsjáró 2004. január 3-án landolt a vörös bolygón. Élettartamát eredetileg 90 napra tervezték, azonban ezt sokszorosan túlteljesítette, és összességében közel hét évet dolgozott a bolygó felszínén. Társa, az Opportunity (MER-B) két héttel később, január 25-én landolt a bolygó más területén. Míg a Spirit mára sajnos beszüntette működését, az Opportunity jelenleg is aktívan dolgozik a Marson. A NASA 2011. május 25-én próbált utoljára kapcsolatba lépni a Spirit marsjáróval, de többet nem keresik a rover rádiójeleit, lemondtak róla. Az alábbiakban a küldetés legfontosabb eredményeit és jellemzőit tekintjük át.

Technikai nehézségek

A Spirit rover munkája során több technikai nehézséggel találkozott, mint társa, az Opportunity. Egyik elülső kereke 2006-ban szokatlanul sok áramot kezdett felvenni, ezért lekapcsolták. Ettől a szerkezet beragadt, és mély barázdát szántott maga után. Mivel a rovernek nehezebb lett volna maga előtt tolnia, mint maga után húznia az álló kereket, ezért innentől hátramenetben közlekedett.

Rükvercben mászta meg a Columbia Hills magaslatát, és a mérnökök találékonysága nyomán a nehézség ellenére nagy távolságot tudott megtenni. Rekordja napi 25 méter volt, és összesen 7,7 kilométert járt be. A kerék hibája váratlan felfedezést is eredményezett, amikor több ízben is érdekes anyagot hantolt ki a berögzült kerék a felszín alól. A Spirit alkalmanként feledékenységben is szenvedett, memóriája többször mutatott hibákat, de mindez csak kisebb kényelmetlenségekkel járt.

 

Film a marsjárók munkájáról (NASA)

 

Tudományos eredmények

A Spirit üzemelése során készített mérések rámutattak, hogy a Gusev-kráterben a várakozásokkal ellentétben nem tavi üledékes kőzetek vannak a felszínen. Az idős üledékek lehetőségére a kráterbe torkoló Maadim-völgy és a terület sík megjelenése alapján következtettek még korábban. A helyszínen azonban kiderült, hogy lávafolyások vulkáni kőzetei borítják a felszínt. A magyarázata az lehet, hogy az ősi tavi állapot után vulkáni lávák öntötték el a területet, és a rover ennek a tetején haladt.

A Spirit útvonala a leszállóhelytől (balra) a Columbia-hegyekig (jobbra) (NASA, JPL-Caltech, Cornell University)

A kráter egyik feltételezett központi csúcsára felmászva azonosított először ősi víznyomokat az űreszköz. Néhány részletesen is megvizsgált sziklának szokatlanul magas kéntartalma volt ahhoz képest, mint amiket a környező síkságon talált. A kérdéses anyagok talán egykori vizes közeggel fellépett kémiai reakciók során halmozódtak föl a kőzetekben. De ez nem biztos, hogy a kérdéses tavi időszakban történt, attól függetlenül is történhettek ezek az átalakulások.

A Spirit tájképe egyik téli pihenőhelyéről (NASA ,JPL-Caltech, Cornell University)

A magaslati helyről tökéletes rálátás nyílt a síkságra, ahol korábban haladt. A magasból figyelve látványos forgószeleket is azonosított, amelyek a nap legmelegebb óráiban táncoltak a vidéken.

Egy minitornádó (porördög) a Gusev-kráterben a Spirit felvételein (NASA, JPL)

A Home Plate részlete

További érdekesség volt a kiemelkedéseken a Home Plate nevű alakzat. Ez egy sík felszínű üledékes lerakódás, amelyet közelről megvizsgálva kiderült, hogy ősi robbanásos vulkánkitörés során kirepült, majd lerakódott anyagokból áll. Sikerült egy olyan rétegtorzulást is megfigyelni, amelyet talán a még nem konszolidálódott, laza üledékbe hulló kőzettömb okozott.

A heves robbanásos vulkánkitörések könnyen kialakulhatnak a magma vagy láva, valamint a víz keveredése során. Ez a megfigyelés is egykori víz jelenlétére utal, de nem a Gusev-kráterben (ahol nem látszik vulkáni központ), sokkal inkább a közeli Apollinaris Patera nevű vulkán esetében.

A Columbia Hills területén a legérdekesebb talán a Comanche nevű szikla volt, amelyben karbonátokat sikerült azonosítani. A megvizsgált kőzetanyagnak közel 25%-át tette ki a karbonát, ami az eddig azonosított legmagasabb karbontákoncentráció a bolygón. A területen kezdetekben olivinásványban gazdag, szemcsés vulkáni törmelékes üledék rakódott le.

Karbonátok a Marson: a kutatók régóta keresik a karbonátokat a vörös bolygón. Az egykori feltételezett vizes környezetben ugyanis sok légköri szén-dioxid oldódhatott be a folyadékba, és válhatott ki belőle megfelelő viszonyok esetén. Eddig azonban csak nagyon kevés karbonátot mutattak ki a felszínt borító porban, amely nem az ősi időkben keletkezett. Egyedüli nagyobb előfordulása a Nili Fossae térsége, ahol ősi lerakódott kőzetekben fordul elő.

Ezt követően oldott szén-dioxidban gazdag víz járta át az anyagot, és ebből vált ki a most azonosított karbonát. Feltehetőleg valamilyen hidrotermális, tehát vulkáni hő táplálta folyadékáramlás keretében jelent meg a víz a területen, és áramlott a repedésekben a felszín alatt - tehát feltehetőleg itt sem az egykori tavi állapot nyomaival van dolgunk.

A vizsgált szikla környéke a Spirit felvételén (NASA, JPL)

A Spirit működésképtelen kereke révén véletlenül több világos foltot is kiásott, ahol kis mélységben magas szilicium-dioxid tartalmú anyag mutatkozott a felszín alatt. Az ilyen anyagok földi viszonyok között a vulkáni tevékenység végén, forróvizes oldatokból válnak ki. Feltehetőleg az ősi tavi üledéket borító lávafolyással kapcsolatban jelent meg a víz ezeknél a nyomoknál.

A végzetes homokűne

A hányattatott sorsú Spirit pályafutásának végére egy homokdűne tett pontot, amelybe 2009 áprilisában hajtott be. A képződmény eredetileg hasonlónak tűnt azon társaihoz, amelyeket a rover már sikeresen leküzdött. Itt azonban meglepően lazának mutatkozott a homok, amelyben kerekei egy helyben forogtak. A kijutási lehetőségeket földi laboratóriumokban tesztelték, és több alkalommal is próbálkoztak a Marson, egy-egy centimétert haladva. Eközben a rover hasi része elképzelhető, hogy egy kődarabhoz ért, amely súrlódásával akár tovább is nehezíthette a mozgást.

Földi kísérlet, hogyan juthatna ki a Spirit modellje a homokdűnéből (NASA)

Az is felmerült, hogy a tudományos vizsgálatok elvégzéséhez szükséges robotkarral próbálja meg az útvonalát megtisztítani a Spirit, de az esetleges próbálkozásokat a közelgő marsi tél akadályozta meg. Nem sikerült ugyanis a hűvös tél idejére ideális szögbe dönteni a marsjárót, hogy több napfényt kapjon a napelemtáblája.

A sikertelen szabadulási kísérlet során kiásott világosabb, felszín alatti zóna (NASA, JPL)

A dűnébe ragadt rover egyre kevesebb energiát tudott termelni, és berendezései sorra lekapcsolódtak. Elvben a tavaszi melegedéssel fel is éledhetett volna az űreszköz, azonban nem sikerült rádiókapcsolatba lépni vele - feltehetőleg a téli hideg után a gyenge napfényből már nem tudott annyi energiát termelni, hogy felélessze rendszereit.

A Spirit történetének végkicsengése mégis pozitív. A robot összesen 124 ezer képet küldött a Földre, és 93 kőzetmintát vizsgált meg közelről, miközben első alkalommal mászott meg egy hegyet a Földön kívül. Nemcsak tudományos eredményei adtak sok új ismeretet a vörös bolygóról, de a működése során nyert tapasztalatok is fontosak a következő küldetések tervezésében. A marsjárókkal foglalkozó szakemberek figyelmét jelenleg már az ősszel startoló következő marsjáró, a Curiosity köti le, amely társainál lényegesen pontosabb vizsgálatokat tud majd végezni a bolygón.

 

A marsjárók ötéves évfordulójára készített kisfilm (NASA)