Útnak indul a robot, ami kiderítheti, volt-e élet a Marson

2020.07.02. 21:07

Van-e élet a Marson? E kérdés nagyjából azóta foglalkoztatja az emberiséget, mióta a 19. században egy hibás fordítás miatt elterjedt, hogy az égitestet mesterséges csatornahálózat szeli át. Az intelligens marsi civilizációról szőtt teóriákat már számtalan alkalommal cáfolták, mégis, egyre több jel utal arra, hogy a bolygón valaha olyan környezeti viszonyok uralkodhattak, amik biztosíthatták primitív életformák megjelenését. Habár több kutatórobot is megfordult a planétán, a Curiosity marsjáró pedig még mindig kitartóan tanulmányozza a Gale-krátert, egyik sem rendelkezik olyan kiforrott műszerparkkal, ami képes lenne azonosítani az egykori létformákra utaló bizonyítékokat. Ezek megtalálása a hamarosan induló Perseverance (Állhatatosság) nevű roverre vár.

A tervek alapján az amerikai űrügynökség (NASA) által fejlesztett robotot július 22-én, közép-európai idő szerint 15 óra 15 perckor bocsájtják fel egy Atlas V 541 rakétával a floridai Cape Canaveral űrállomásról.

Mi lesz pontosan a kutatójármű feladata? Hogy jut el a Marsra? Hol fog tevékenykedni? Milyen műszerekkel van felvértezve. Összeállításunkban ezeket a kérdéseket válaszoljuk meg.

A Perseverance művészi illusztrációjaForrás: NASA/JPL-Caltech

Mi lesz a dolga a Marson? A Perseverance küldetésének négy fő pillére

  • Élhető környezetet találni

A rovernek elsőként olyan környezetet kell keresnie, ami a múltban kedvező feltételeket biztosíthatott a különféle organizmusok megjelenésének. 

A landolási helyszínnek kijelölt Jezero-kráter pont megfelelő régiónak tűnik.  A Mars körül keringő űrszondák adatai alapján a kráterbe egykor víz szivárgott, ami idővel agyagos ásványokkal töltötte fel azt, folyami deltákat hozva létre. Szülőbolygónk példája alapján ismert, hogy a víz és az ásványok megfelelő arányú keveréke az élet táptalaja lehet, ezért a földi és marsi viszonyok összevetésével fontos információkat kaphatunk arról, mennyire lehetett lakható a vörös bolygó. 

A Perseverance tudományos műszereivel a Jezero-kráter jellegzetességei, és az azokat formáló folyamatok részletesen tanulmányozhatóak lesznek. 

Műholdkép a Jezero-kráterről. A felvételen jól látható a deltatorkolat nyomaForrás: NASA/JPL-Caltech/ASU
  • Az ősi élet bizonyítékainak keresése

A Perseverance második tudományos célja szorosan kapcsolódik az elsőhöz: olyan bizonyítékokat kell fellelnie, amik múltbéli mikrobiális élet létezésére utalnak a Mars felszínén.  Az eredmények nem csupán azt fogják megmutatni, hogy a Marson voltak-e régen organizmusok, hanem azt is, hogy miként fejlődhetnek ki és terjedhetnek el különféle létformák a világegyetem bolygóin – ezzel a területtel az asztrobiológia foglalkozik, ennek adhat hatalmas lendületet a NASA roverének munkája. 

Fontos megjegyezni, hogy a Perseverance nem a jelenkori, hanem a múltbéli élet bizonyítékait fogja keresni – olyan nyomokat (mintázatot, objektumot, anyagot), amiket egykor élt organizmusok hagytak a bolygón.  Ezeket a nyomokat bioszignatúrának nevezik. Arra, hogy mi minősül bioszignatúrának, elsősorban a kémiai kompozíció, az ásványtani tulajdonság, illetve szerkezet adhat választ.

A potenciális bioszignatúra megtalálása önmagában nem elég, azt is ki kell deríteni, hogy az annak otthont adó térség környezeti viszonyai támogathatták-e az élet fennmaradását. Ha nem, jó eséllyel geológiai eredetű képződménnyel van a szakértőknek dolga.

Forrás: NASA/JPL-Caltech
  • Minták begyűjtése

A Perseverance speciális magfúróval van felszerelve, ezzel gyűjti be a kőzetmintákat, amiket aztán tubusokba zár, majd a géptestben tárol.

A minták részletesebb vizsgálata csak földi laboratóriumokban lehetségesek. Sajnos a Perseverance a tubusokat nem tudja visszajuttatni a földre, így annyit tehet, hogy megkeresi a planétán a legideálisabb helyszínt, ahol a mintákat biztonságosan lerakhatja. 

A tárolóedényeket egy jövőbeni Mars-misszió keretében tervezik begyűjteni, erre vonatkozólag már folynak a NASA és az Európai Űrügynökség (ESA) kutatásai.

  • Jövőbeli emberes missziók előkészítése

Mielőtt az emberek a Marsra lépnének, meg kell győződni arról, milyen viszonyok uralkodnak a planétán, és ki kell próbálni azokat a technológiákat, amik garantálják, hogy az űrutazók életben tudnak maradni a bolygón, és vissza is tudnak térni onnan a Földre. Ez lesz a Perseverance negyedik feladata: előkészíteni a jövőbeli emberes Mars-missziót. 

Kulcsszerepe lesz ebben a rover MOXIE elnevezésű műszerének, ami szén-dioxidból készít oxigént. Erre szükség is van a Marson, a bolygó atmoszféráját ugyanis 96 százalékban szén-dioxid alkotja, az oxigén aránya pedig mindössze 0,13 százalék.

Az oxigén nem csak a levegővétel miatt elengedhetetlen a Mars kolonizálóinak, a rakéták hajtóanyagához szintén szükség lesz a gázra. Ha a MOXIE beválik, ez alapján fogják fejleszteni a nagyobb teljesítményű „oxigéngyárakat".

Egy marsi kolónia művészi illusztrációjaForrás: NASA

Hasonlít a Curiosityre, mégis sokkal jobb

Bár külseje erősen emlékeztet Curiosityre (ami nem csoda, hiszen a korábbi rover fejlesztőcsapata is részt vett a tervezésben), a Perseverance sokkal strapabíróbb elődjénél: kerekei robusztusabbak, így a durva marsi talaj kevésbé fogja károsítani őket. A járműre szerelt komplexebb tudományos műszeregyüttes és az új kerekek miatt a Perseverance nehezebb a Curiositynél, súlya eléri az 1025 kilogrammot. A minták gyűjtésében és elemzésében elengedhetetlen szerepet játszó robotkarja 2 méter hosszú.

A rover 2019 decemberébenForrás: NASA/JPL-Caltech

A rover energiaellátását egy úgynevezett többcélú radioizotópos termoelektromos generátor (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator, rövidítve MMRTG) biztosítja úgy, hogy a plutónium radioaktív bomlásából származó hőt elektromossággá alakítja.

Forrás: NASA/JPL-Caltech
A Perseverance legfontosabb tudományos műszerei

Mastcam-Z: Korszerű kamerarendszer, elsődleges feladata az ásványok tanulmányozása.

MEDA: Szenzoregyüttes, ami méri a hőmérsékletet, megállapítja a szél sebességét és irányát, vizsgálja a nyomást, a relatív páratartalmat, továbbá elemzi a marsi porszemcsék méretét és formáját.

MOXIE: Kísérleti berendezés, ami a szén-dioxidból oxigént állít elő.

PIXL: Röntgenspektrométer, ami egy kamera segítségével korábban sosem látott alapossággal azonosítja a kémiai elemeket, és elemzi a marsi kőzetek összetételét.

RIMFAX: Egy radar, ami a felszín alatti geológiai struktúrákat tanulmányozza centiméteres pontossággal.

SHERLOC: A robotkarra szerelt spektrométer egy ultraibolya lézer, valamint egy kamera (WATSON) segítségével keresi a szerves anyagokat, valamint azokat az ásványokat, amik vizes környezetben alakultak ki, és hordozhatják a múltbéli élet nyomait.

SuperCam: Akárcsak a SHERLOC, ez is egy összetett berendezés; szintén egy kamerából, egy spektrométerből és egy lézerből tevődik össze. Organikus anyagok után kutat, és nagyon érzékeny: több mint 7 méteres távolságból képes egy ceruzahegy nagyságú célpont összetételét megállapítani.

Az első helikopter a Marson

A Perseverance nem egyedül utazik a vörös bolygóra, alvázára erősítve vele tart az első marsi helikopter, az Ingenuity (Találékonyság).

A rover landolása után az alig 2 kilogrammos helikopter öt tesztrepülést fog végezni a vékony marsi légkörben: először csak 20-30 másodpercre emelkedik a felszín fölé, majd ezt az időtartamot és a távot fokozatosan növelik. 

A napenergiával hajtott Ingenuity összesen 90 másodpercet tud levegőben tölteni, 4,5 méteres magasságig repül, és közel 300 méteres távot tesz meg.  A mérnökök a roveren keresztül fognak kommunikálni a drónnal.

Az Ingenuity modelljeForrás: NASA/JPL-CALTECH/R. Lannom

Habár kamerát is szereltek rá, az Ingenuity célja nem a kutatás, hanem a technika tesztelése. Amennyiben a repülő alkalmatosság túléli a hideg marsi éjszakákat, az azt jelenti, hogy a jövőbeli küldetéseket ki lehet bővíteni a levegőből végzett vizsgálatokkal. 

A NASA szerint a Mars-helikopterek alkalmasak lehetnek sziklafalak, barlangok és mély kráterek feltérképezésére, továbbá tudományos műszerek szállítására, valamint felderítőként segíthetik az emberek és a robotok munkáját.

Hogyan jut el a robot a Marsra?

A Föld és a Mars egymáshoz viszonyított helyzete csak 26 havonta alkalmas arra, hogy a bolygónkról űreszközt juttathassanak a szomszédunkra. A Perseverance esetében az indítási ablak július 22-én nyílik meg, és augusztus 11-én zárul be, ez alatt az idő alatt lehet útjára bocsátani a robotot és a rá erősített helikoptert.

Az indításnál emellett még számos szempontot figyelembe kell venni: például meg kell győződni arról, nincs-e túl erős szél, nem közeledik-e vihar, vagy éppenséggel nem hibásodott-e meg az űreszközt szállító rakéta. Ha a körülmények nem megfelelőek, a felküldést a következő napra kell halasztani. 

A start után a Perseverance 24-36 percig fog Föld körüli parkolópályán keringeni, majd ezt követően a rakéta felső fokozata újra bekapcsol, és 7 percen át üzemel, a tervezett bolygóközi pályára állítva a rendszert. 

Ha az út során nem történik semmilyen végzetes hiba, a Perseverance 2021. február 18-án érkezik meg a Marsra.