1000 Soli łazika Perseverance na Marsie

W lutym 2021 roku na Marsie wylądował Perseverance, najbardziej zaawansowany w historii łazik marsjański. Piąty z kolei, po Sojournerze, Spirit i Opportunity oraz Curiosity. Pod jego podwoziem znajdował się uczepiony helikopter, który miał być jedynie demonstracją możliwości lotu w rzadkiej marsjańskiej atmosferze. Lądowisko wybrano skrupulatnie, to krater Jezero stanowiący pozostałość zbiornika, do którego w zamierzchłej przeszłości Marsa spływała woda. Ambicje związane z łazikiem Perseverance były ogromne, mniejsze w przypadku helikoptera Ingenuity. I oto 12 grudnia 2023 minęło 1000 dni misji marsjańskiej. Dokładnie Soli, gdyż mowa o dniach marsjańskich, które trwają około 39 minut dłużej niż doba na Ziemi. Podsumujmy sobie ten czas.

Kilometry na liczniku biją. Łazik NASA Perseverance ma ich już sporo

Absolutnym rekordzistą jeśli chodzi o liczbę przebytych kilometrów na Marsie i jakiejkolwiek planecie poza Ziemią przez pojazd kołowy jest łazik Opportunity. Od 2004 do 2019 roku przebył on ponad 45 kilometrów. Nieco więcej niż dystans maratonu i jako jedyny łazik tak dużo, czyli ponad 42 km. Drugi w kolejności jest radziecki Łunochod 2 (39 km), który jeździł po Księżycu w roku 1973, potem księżycowy samochód misji Apollo 17 (35,8 km), drugi z łazików NASA, czyli Curiosity (31 km), znów dwa pojazdy misji Apollo 15 (27,8 km) i Apollo 16 (27,1 km).

Panoramiczne zdjęcie otoczenia Perseverance, miejsca Airey Hill, gdzie łazik stacjonował w listopadzie 2023 podczas przerwy w łączności z Ziemią. (fot: NASA)

Siódmą pozycję zajmuje obecnie Perseverance, z ponad 23 km. Nietrudno jednak przewidzieć, że jeśli nie wydarzy się nic złego, a tempo podróżowania zostanie utrzymane (co wcale nie jest pewne, bo sporo kilometrów Perseverance nabija sobie podróżując samodzielnie pomiędzy miejscami badań, a potem kręci się po okolicy), to w nieodległej przyszłości wespnie się on na najwyższy stopień łazikowego podium. Te 23 km pokonane zostały w ciągu wspomnianych 1000 dni marsjańskich. Curiosity jest na Marsie o dziewięć lat dłużej, a Opportunity zakończył swoją podróż jeszcze przed startem Perseverance z Ziemi.

Tak duży pokonany dystans to nie tylko zasługa usprawnionej konstrukcji pojazdu, szczególnie systemu napędowego i kół, ale też lepszego niż wcześniej oprogramowania i autonomii sterowania. Perseverance pokonywał spore kilkusetmetrowe odcinki samodzielnie.

Podróż po niewygodnym terenie ułatwia system AutoNav, który pozwala łazikowi na podejmowanie samodzielnych decyzji co do kierunku jazdy w stronę celu.

Pierwszy i drugi etap eksploracji Marsa, czyli lata 2021 - 2022

Łazik wylądował wewnątrz krateru Jezero, ale w pobliżu jego krawędzi i ujścia dawnej delty, w miejscu nazwanym lądowiskiem Octavii E. Butler. Lądowanie było najlepiej udokumentowana operacją tego typu w historii. Jest nawet krótkie wideo pokazujące lądujący łazik i spadochrony.

Pierwsze miesiące misji marsjańskiej, jeszcze przed rozpoczęciem na dobre podróży, to także uruchomienie po raz pierwszy słynnego eksperymentu MOXIE, który udowodnił, że możemy na Marsie produkować tlen z tego co zastaniemy z jego atmosferze. A także pierwsze testy helikoptera Ingenuity. Perseverance odwiedził także pozostałości osłony lądownika jak i resztki spadochronu, dzięki czemu obsługa misji mogła poznać do końca historię lądowania łazika. Później nagrał też odgłosy otoczenia i lecącego helikoptera, obserwował chmury, zaćmienie Słońca przez Fobosa. 

Perseverance 20 czerwca 2022 roku bada skałę Bettys Rock. (fot: NASA)

Pierwszy etap eksploracji dotyczył pokrytego kraterami dna krateru, gdzie znajdują się najstarsze stanowiska. Łazik najpierw wybrał się na południe, potem otoczył jedno z pokrytych wydmami wzniesień, następnie zawrócił w kierunku miejsca startu, gdzie przybył ponownie po ponad roku od lądowania. W międzyczasie, w październiku 2021 miała miejsce koniunkcja Marsa i Słońca i związana z tym przerwa w komunikacji. Jeszcze przed tą przerwą, Perseverance pobrał pierwsze próbki skalne, co okazało się większym wyzwaniem niż przypuszczano ze względu na ich zbyt dużą miałkość.

Migawki z pierwszego półtora roku pobytu Perseverance na Marsie. (fot: NASA)

W kwietniu 2022 roku rozpoczęto drugi etap badań. Tym razem łazik musiał ominąć niebezpieczny dla jego kół region, by w końcu wjechać do najniżej położonych fragmentów ujścia rzeki nazwanej Neretwa (od rzeki w Bośni, Hercegowienie i Chorwacji). W końcu dotarł do miejsca nazwanego Three Forks, a potem rozpoczął tworzenie pierwszego składowiska próbek. To składowisko zapasowe, bo każda próbka jest podwójna i jedną wiezie ze sobą łazik. Rozkładanie próbek trwało ponad miesiąc i zakończyło się 29 stycznia 2023 roku.

Misja odzyskania próbek zebranych przez Perseverance sprawia jednak wiele kłopotów i na razie jej realizacja, a przynajmniej start pojazdów z Ziemi, w przewidywanym terminie w 2027 roku, stoi pod znakiem zapytania.

Trzeci i czwarty etap eksploracji Marsa, czyli pod górę i wzdłuż brzegu w 2023 roku

Wcześniej Perseverance badał teren zalewowy, a w 2023 roku rozpoczęła się faza podróży pod górę i badania tych miejsc, które stanowiły brzeg jeziora. Podróż odbywała się po niewygodnym do nawigacji terenie, w międzyczasie łazikowi udało się dostrzec różne zjawiska atmosferyczne w tym wiry powietrzne. We wrześniu zakończono także testy urządzenia MOXIE.

Łazika Perseverance w 960 Solu pobytu na Marsie. (fot: NASA)

Czwarty już etap badań rozpoczęto we wrześniu 2023 i koncentruje się on na badaniach regionu, który może być bogaty w pozostałości dawnego życia na Marsie, które było niewątpliwie uzależnione od obecności wody. W listopadzie Perseverance doświadczył drugiej już w trakcie misji koniunkcji Mars-Słońce (z perspektywy ziemskiego obserwatora) i około dwutygodniowej przerwy w łączności z Ziemią. Mapkę z zaznaczoną krętą trasą Perseverance znajdziemy na stronie, gdzie jest łazik znajdziemy na stronie poświęconej misji NASA Mars 2020.

Trasa Perseverance. Zaznaczone miejsca, gdzie dotychczas pobierano (czasem więcej niż jedną) próbki. Czerwona kropką to miejsce lądowania w 2021 roku. (fot: NASA)

Gdy oddalimy plan wydać może się, że Perseverance zdołał eksplorować dopiero tyci fragment Marsa. Jednak nigdzie mu się nie śpieszy, a i tak region, który może poznawać jest wyjątkowo ciekawy i zmienny, co jest w dużym stopniu zasługą lądowanie tam gdzie to planowano. Krater Jezero jak przewidywano okazał się starym zbiornikiem wodnym, który mógł mieć do 35 km średnicy i 30 metrów głębokości. W próbkach zebranych przez Perseverance znajdują się materiały, które mają związek z wystepowaniem życia organicznego i możliwością zachowania jego śladów (krzemionka, fosforany, węglany).

Perseverance w styczniu 2023 roku podczas układania tub z próbkami na powierzchni. (fot: NASA)

Obecnie łazik znajduje się w okolicach jednej z odnów Neretwy, której połączenie z głównym korytem dawnej rzeki jest zasypane przez wydmy. Zgodnie z planem, będzie teraz poruszał się wzdłuż brzegu, by potem zjechać do jej koryta mniej więcej tam, gdzie na planie widać pozycję zaparkowanego Ingenuity. A skoro już o nim mowa, to…

…gdyby nie Ingenuity, …

…nie tylko wciąż czekalibyśmy na odpowiedź, czy na Marsie da się latać? Lecz również podróż Perseverance wyglądałaby inaczej i byłaby wypełniona znacznie większą liczbą niewiadomych. Ingenuity nie tylko udowodnił, że da się latać, ale zamiast kilku testowych lotów odbył ich do dziś już 67 (na informacje o 68 locie czekamy) i wciąż pełni rolę przewodnika dla Perseverance. Nie obyło się bez problemów na początku, a także w trakcie misji, na przykład wtedy, gdy baterie uległy rozładowaniu i na pewien czas utracono łączność z łazikiem. Później jednak podejmowano celowo decyzję, by lot odbył się poza zasięgiem, by sprawdzić jak zachowa się Ingenuity.

Ingenuity z oczywistych powodów jest swoistym rekordzistą w dziedzinie lotów atmosferycznych poza Ziemią. W kolejnych lotach bił kolejne rekordy. Dotychczas najdłuższy jego lot trwał 169 sekund, wzniósł się na maksymalną wysokość 24 metrów. Największy pokonany jednorazowo dystans to 709 metrów, a maksymalna prędkość względem powierzchni to 36 km/h. Dystans jaki dotychczas przeleciał Ingenuity to prawie 16 km, co również budzi respekt. W trakcie lotu numer 68 Ingenuity miał pokonać nawet 828 metrów, czyli już znacznie więcej niż przewidywali początkowo jego konstruktorzy. Zasięg komunikacji radiowej łazik-helikopter to teoretycznie 1 km.

Ingenuity oczekujący na kolejny 54 już lot w sierpniu 2023 roku. (fot: NASA)

Zdolność kamer Ingenuity do obserwacji otoczenia z góry pozwala na rozsądniejsze planowanie kolejnych przejażdżek Perseverance. Zdjęcia wykonane z orbity Marsa oferują wciąż tylko ułamek rozdzielczości zdjęć w powietrza. Dzięki Ingenuity łazik zdołał uniknąć trudnych przeszkód, a także szybciej docierał do interesujących miejsc. I jest w lepszym stanie niż Curiosity w 2015 roku, również po upływie prawie trzech lat na Marsie.

Ingenuity jest prostym wiropłatem (popularnie zwanym na ziemi dronem), który jednak przystosowany jest do wymagań marsjańskiej atmosfery. Waży niespełna 2 kilogramy, a jego wirniki obracają się z prędkością do 45 obrotów na sekundę (dwa razy szybciej niż prędkość obrotowa bębna w najszybszych pralkach). Zasilany jest światłem słonecznym, dlatego jego loty muszą być zgrane w czasie z widocznością słońca. Ingenuity może polecieć w poprzek trudnego terenu i w docelowym miejscu poczekać na przyjazd łazika.

Widok w trakcie lotu z kamer Ingenuity. (fot NASA)

Sukcesy Ingenuity zachęciły inżynierów na Ziemi do prac nad jego następcami, a także lotnymi misjami na inne ciała niebieskie. W 2028 roku ma ruszyć misja na księżyc Saturna Tyran z helikopterem zwana Dragonfly (Ważka).

Co dalej z Perseverance?

Choć przygód łazik ma już na niejedną długą opowieść, będzie wciąż kontynuował podróż. Curiosity niedawno (7 listopada 2023) zanotował na liczniku 4000 dni na Marsie i zapewne obsługa Perseverance, a także Ingenuity, chciałaby, by ich pojazdy wytrzymały tak długo. A to oznaczałoby, że Perseverance przemierzać mógłby Marsa jeszcze długo po 2030 roku.

Tak może wyglądać przyszła trasa łazika Perseverance. (fot: NASA)

Losy bliźniaczych Opportunity i Spirita (pierwszy zajechał dwa razy dalej, ale poległ też w walce z pyłem marsjańskim) pokazały jak ważnym czynnikiem jest tu szczęście, więc życzmy, by dopisywało ono Perseverance jak najdłużej. Jego ważnym elementem, szczęścia oczywiście, jest bliźniaczy łazik OPTIMISM, który na Ziemi pomaga testować wszelkie trudne manewry i operacje, zanim polecenie ich wykonania otrzyma pojazd na Marsie. Poza tym Perseverance nie jest zależny od energii słonecznej (Ingenuity niestety tak), więc teoretycznie dopóki MMRTG (radioizotopowe generatory termoelektryczne) działają, nic mechanicznie mu się nie przydarzy, a promieniowanie nie uszkodzi elektroniki, będzie trwał.

Źródło: JPL NASA, inf. własna