Geológiai történelemkönyv mellett landol az ősszel induló Mars-szonda

Egy hegy méretű geológiai történelemkönyv mellett landol jövő nyáron a novemberben induló Mars-szonda. Az eddigi legfejlettebb rover ősi üledékeket elemez majd, és a kiemelkedésre felkapaszkodva képes lesz rekonstruálni a terület fejlődéstörténetét.

Majdnem pontosan harmincöt évvel ezelőtt landolt a Viking-1 űrszonda a Marson. A leszállás helyszínét akkor a keringőegység felvételei alapján a küldetés alatt jelölték ki. Ehhez képest most sokkal kifinomultabban hozták a döntést, több éve folyt ugyanis a szakemberek és a mérnökök egyeztetése, amelynek eredményeként a Gale-krátert válaszották ki leszállóhelyként a Mars Science Laboratory rovernek - hangzott el a NASA pénteki sajtótájékoztatóján.

A Mars Science Laboratory (vagy más néven Curiosity) szonda az eddigi legfejlettebb rover lesz, amely a vörös bolygón landol majd, méghozzá egy teljesen új leszállási technikával (a videót lásd lejjebb). A Curiosity a döntés alapján a négy ideális terület közül a Gale-kráterben fog landolni, ahol az ősi környezet jellemzői és egykori életnyomok után fog kutatni. A szonda a tervek alapján 2011. november 25-én startol és 2012. augusztus 6-án száll le a vörös bolygón.

A hegyméretű geológiai történelemkönyv

A Gale-kráter egy érdekes becsapódásnyom a Marson. Átmérője 155 kilométer, és belsejében furcsa alakzat, egy 5 kilométer magas hegy található. Ez nem egyszerűen a kráter központi csúcsa, hanem a belső területére lerakódott, majd részben lepusztult vastag üledékes képződmény. Alsó része a fent említett agyagásványos kőzeteket tartalmazza, míg magasabban hidegebb és savas kémhatású vizekből kivált szulfátos üledékek találhatók. Egy történelemkönyv egymáson fekvő lapjaihoz hasonlóan tartalmaz információkat a bolygó fejlődésének hosszú időszakáról.

Forrás: NASA, JPL

A leszállóhely a Gale-kráterben (ellipszis) és a központi üledékes kiemelkedés (kép alsó felén)

A tervezett leszállóhely a hatalmas üledékes hegy mellett, a kráter sima peremvidékén fekszik, ahova a kráterperemről egykor folyók terítettek hordalékot. A terv alapján itt landolna a Curiosity, és innen mászna fel egy lankás szakaszon a kiemelkedésre, miközben sorra vizsgálhatná az eltérő időszakban és körülmények között lerakódott üledék anyagát. A Gale-kráter központi üledékes kiemelkedésének vizsgálata messze a legnagyobb hegymászás lesz a Földön kívül - bár pontosan még nem tudni, milyen magasra jut a rover. Első lépésként a leszállóhelyen elterülő folyóvízi üledékes síkságtól kell eljutnia a hegyméretű üledék lábáig, majd itt kezdődik csak a feladat nehezebb része.

Forrás: NASA, JPL

Az idős üledékes rétegsorok részlete (NASA, JPL)

Tudományos célok

A Curiosity eredményei alapján kiderülhet, milyen esélyek voltak az élet egykori kialakulására a Marson, és milyen körülményekkel kell esetleg szembenéznie napjainkban. Ennek keretében kiemelt figyelmet fordítanak a szerves anyagok azonosítására (amelyek az eddigi megfigyelések szerint csak a légkörben és a marsi meteoritok alapján a felszín alatt mutatkoztak), emellett a szén, hidrogén, nitrogén, oxigén, foszfor és kén (azaz a Földön az elsődleges biogén elemek) gyakoriságát is mérik.

Az anyagmintákat a gázkromatográfos mérésekhez elpárologtatják, majd komponensek szerint fogják különválasztani azokat. A lézerspektrométer fogja az izotópokat elkülöníteni, amelyek dúsulása geológiai, esetleg biológiai folyamatokra utalhat. Mindehhez a mintát egyszerű fúróberendezéssel nyerik a kőzetekből. A megfigyelt ásványok alapján rekonstruálni lehet majd a marsi talajt alakító egykori folyamatokat, meg lehet becsülni, hogy milyen hőmérséklet, kémhatás és mennyi víz volt jelen a keletkezésekor. A mérésekből következtetni lehet a vízjég felszín alatti eloszlására is, 1-2 méteres mélységig 0,1%-nyi vízjeget is ki tud majd mutatni a szonda.

Forrás: NASA/JPL-Caltech

Tesztelik a Curiosity rovert a földi szerelőcsarnokban (NASA)

Az új marsjáró műszerei

A Curiosity rover lényegesen nagyobb és fejlettebb korábbi társainál. Tömege 900 kilogramm (a Spirit és az Opportunity 185 kilogrammos), átlagos átmérője 2,7 méter (utóbbi a Spirit és az Opportunity esetében 2 méter). Részben ezen paraméterek miatt sem lehetett már a légzsákos leszállási módszert használni ennél a szondánál, hanem új landolási technikát fejlesztettek ki, amelynek végén közvetlenül a kerekére érkezik a rover.

Forrás: NASA

A Mars Exploration Roverek, azaz a Spirit és az Opportunity (balra), a Pathfinder (középen) és a Curiosity (jobbra) méretaránya (NASA)

A marsjáró az alábbi tíz műszert viszi magával:

• kamera (MastCam): két multispektrális kamera 15 fok széles látómezővel, 1200x1200 pixeles felbontással és nyolc színszűrővel. Ez előrelépés a Spirit és Opportunity 1024x1024 pixel felbontású kameráihoz képest, az elérhető térbeli felbontás ezzel 1,25-szörösére, a spektrális felbontás pedig 3,67-szorosára nőtt.
• robotkarkamera (MAHLI): közelképek és mikroszkópos felvételek készítésére szolgál a megvizsgált kőzetekről, maximálisan 14,5 mikrométeres felbontásra képes. Ultraibolya tartományú sugárzást kibocsátó LED is tartozik hozzá, amelynek segítségével az eldugott, sötétebb helyeken is képes felvételeket készíteni. Emellett fluoreszcens vizsgálatok is végezhetők vele, bizonyos ásványok ugyanis fluoreszkálnak az UV sugárzástól.
• leszállókamera (MARDI): az ereszkedés során a tájat figyeli, a felszín felett 3,7 kilométeres magasságtól egészen ötméteres magasságig. Az ereszkedésnek ez a fázisa mintegy két percen keresztül zajlik, és eközben másodperceként öt felvételt rögzít a berendezés.
• kémiai kamera (ChemCam): az első lézer indukálta spektrométer (LISB) a Marson, amely hét méter távolságból lövi infravörös lézersugárral a célkőzetet. Az ettől elpárolgó kis mennyiségű anyag alkotta plazmabuboréknak 240 és 800 nanométer közötti tartományát vizsgálja, és a színkép alapján határozza meg az összetételt.
• alfarészecske-röntgenspektrométer (APXS): alfarészecskékkel sugározza be a célkőzetet, és az ennek hatására a kőzetből kibocsátott röntgensugarakat elemezve következtet az összetételre.
• mintaelemző műszercsomag (SAM): elsősorban szerves anyagokat és gázokat kereső, illetve vizsgáló berendezés, amely a légkörben és a Mars felszínéről származó mintákban fűtés hatására felszabaduló gázokat elemzi. Egy tömegspektrométert, egy kromatográfot és egy lézeres spektrométert tartalmaz, amelyek oxigén- és szénizotópokat is meg tudnak különböztetni egymástól, de főleg széndioxidot és metánt vizsgál majd.
• sugárzásdetektor (RAD): a bolygó felszínén mérhető sugárzásokat határozza meg, részben a jövőben tervezett emberes marsexpedíciók veszélyének megbecslése céljából.
• neutronelemző (RAD): neutronokkal sugározza be a felszínt, és méri az erre adott reakcióként visszaérkező részecskék jellemzőit, amiből a felszín alatti hidrogén gyakoriságára, ebből pedig a víz előfordulására következtet.
• meteorológiai állomás (RAD): a légköri paramétereket és az ultraibolya sugárzást érzékelő detektorok együttese, amelyek a légköri hőmérsékletet, nyomást, nedvességtartalmat, szeleket, valamint az UV-sugárzás intenzitását vizsgálják a rover árboc jellegű rúdján.
• ereszkedési és leszállási érzékelő (MEDLI): összetett műszercsomag, amely a légköri ereszkedés és landolás során méri a szonda viselkedését, valamint a légkör jellemzőit a magasabb tartományoktól kezdve.
• veszélyelkerülő kamerák (Hazcams): két fekete-fehér kamera a rover jobb és bal első kerekénél, amelyek a veszélyes tereptárgyak elkerülésében, valamint a robotkar irányításában segédkeznek.
• navigációs kamerák (Navcams): két, az árbocon elhelyezett fekete-fehér kamera, amelyek segítségével térhatású felvétel állítható össze a rover környezetéről, ami a tájékozódást segíti.
• kémiai és ásványtani detektor (CheMin): röntgendiffrakciót és röntgenfluoreszcenciát vizsgáló berendezés, az ásványok meghatározása céljából.

Film a küldetésről, amelyen megfigyelhető, hogyan landol majd a Curiosity a Marson. A videó hosszabb (11 perces) verziója megtekinthető a NASA honlapján