Hvordan Mars Rovers tidsalder begyndte

Hvordan Mars Rovers tidsalder begyndte

Vil du tilbage i tiden med Science Friday? Skriv dig op til vores nyhedsbrev for at få flere aldrig-før digitaliserede historier og lydbidder fra vores arkiver!


💽 Arkivindlæg: 4. juli 1997

Sommeren var i fuld gang i Pasadena, Californien, og Donna Shirley brugte Amerikas uafhængighedsdag på at bage udenfor på Mall of NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL). »Jeg var ude at brænde op. Det var så varmt,” husker Shirley, dengang leder af Mars Exploration Program hos JPL. Mens hun steg i det sydlige Californiens varme med nyhedsreportere, håbede Shirley og hendes team, at deres lander ikke var rent faktisk brænder op på Mars.



The Mall ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, 1971. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Det var den 4. juli 1997 og Mars Pathfinder var ved at nå den røde planet. Pathfinder var en lander, der skulle bevise, at mindre, billige missioner kunne sendes til Mars. Ud over videnskabelig instrumentering bar landeren et lille, seks-hjulet robot 'eksperiment' ved navn Sojourner - den første rover, der ville strejfe rundt i planetens barske, røde terræn.

Den varme sommerdag ventede Shirley, videnskabsmænd, ingeniører og nyhedsoplæsere spændt på transmissionen om, at Pathfinder var ankommet sikkert. Videnskabsfredag ​​var der for at fange øjeblikket i luften.

Da Science Friday for nylig indhentede Shirley, var mindet om Pathfinders landing stadig frisk. 'Det var det mest spændende i mit liv, bortset fra fødslen af ​​min datter,' siger Shirley, nu pensioneret i Tulsa, Oklahoma.

Pathfinder og Sojourner indledte sammen en guldalder med Mars-udforskning hos NASA. Ud over Jorden er Mars blevet den mest robotmæssigt udforsket planet i solsystemet. For at genoplive både agenturets og offentlighedens interesse for den kolde, ørkenplanet, banede missionen vejen for fremtidige orbitere, landere og rovere - inklusive Mars 2020 Vedholdenhed rover, som landede i år den 18. februar 2021 . Disse rovere har vist sig at være uhyre populære blandt offentligheden.

'Sojourner beviste, at du faktisk kunne kravle rundt på overfladen af ​​Mars og virkelig udforske ud over landingsstedet,' siger Shirley. 'Der ville aldrig have været rover-missioner, hvis det ikke havde været for Sojourner.'

🎲 Til Mars, mod alle odds

I 1993 kom NASAs Mars-program på vej om en datatørperiode. Holdet havde ikke været i stand til at sende en vellykket mission til Mars siden Viking 1 og 2 orbiter og lander missioner i 1975. Efterhånden som den indkomne information faldt, faldt interessen også.

'Hvis du er en videnskabsmand, vil du altid have nye data,' siger Matthew Golombek, Mars Pathfinders projektforsker og en nuværende seniorforsker ved JPL. 'Ingen studerede virkelig Mars, fordi de sidste data var næsten 20 år gamle.'

En illustration af Pathfinder-landeren og Sojourner-roveren. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Efter tabet af Mars Observer-rumfartøjet i 1993 var der et skub for at få en mission tilbage til Mars, siger Golombek. Men tilgangen ville være anderledes: NASAs nye mantra var 'hurtigere, bedre, billigere' videnskabelige missioner i et forsøg på at dreje agenturet mod billig planetarisk udforskning. Det betød, at Pathfinder-videnskabsmænd og ingeniører skulle færdiggøre og udvikle ny teknologi under 175 millioner dollars og på tre år. Dette var en brøkdel af budgettet og den tid, der blev investeret i de fleste rummissioner, som typisk tager alt fra tre til 10 år og koster op mod en milliard dollars, siger Golombek.

'Det meste af verden troede ikke, at vi havde nogen mulig chance for at få succes,' siger Golombek. 'Mange af det traditionelle samfund var ret skeptiske over for, hvorfor du ville gøre noget som Pathfinder.'

Oddsene var stablet mod missionen - det lille hold var 'svarende til en håndfuld af os, der arbejdede i vores garage,' husker Golombek. Pathfinder og Sojourner blev mere set som teknologidemonstrationer end videnskabelige udforskninger, siger han. 'Der var en frygt for, at det bare ville bevise, at du kunne gøre disse ting, men vi ville ikke lære noget om Mars, hvilket er noget fjollet. Hvis du skal til Mars, kan du lige så godt lære noget. Vi var på en måde afspærret som en separat lille gruppe på JPL for at udføre denne mission.'

🚂 Den lille rover der kunne

Efter kun at have sendt stationære landere til Mars, havde NASA udtrykt interesse for et fjerntliggende robotkøretøj. 'Alle var begejstrede for at flytte og komme til andre steder på Mars,' siger Shirley. Som teamleder for NASAs robotprogram stod Shirley i spidsen for roverprogrammet. 'Roveren var en del af teknologiprogrammet, men teknologiprogrammet var altid meget underfinansieret i forhold til det naturvidenskabelige program. Så jeg havde overtalt teknologiprogrammet til at bruge fem gange så mange midler, som de nogensinde havde brugt på et teknologieksperiment for at betale for Sojourner.”

Mens Sojourner oprindeligt blev udformet som et teknologieksperiment, ville Sojourner fortsætte med at indsamle værdifuld information om planetens geologi, kemi og vejr. Sojourner vejede omkring 25 pund og var på størrelse med en mikrobølgeovn. Det var en simpel maskine sammenlignet med nutidens rovere, udstyret med kun tre kameraer og et spektrometer til at indsamle geologiske data.

'Roveren løb rundt - ja, den kravlede meget, meget langsomt rundt på overfladen,' siger Shirley. 'Landeren tog billeder af roveren, da roveren kravlede rundt på overfladen af ​​Mars, og derfor fik vi billeder hver dag af, hvordan den så ud.'

Sojourner 'kravler' op på en sten med tilnavnet ' Yogi ” for at tage en spektrometermåling. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Pathfinder og Sojourner landede i Ares Vallis, en klippefyldt gammel flodslette på planetens nordlige halvkugle. Sojourner og Pathfinder gav farverige udsigter over de vidtstrakte støvede Mars-ørkener, der fangede offentlighedens opmærksomhed. Missionen var på forsiden af ​​aviser i ugevis, husker Golombek. Det blev en af ​​de første 'virale' mediebegivenheder på det tidlige internet - NASAs missionswebsted loggede 45 millioner besøg om dagen . I alt returnerede missionen 2,3 milliarder bits information, herunder mere end 17.000 billeder, 15 kemiske analyser af sten og jord og nye dataregistreringer om vind og vejr.

'Sojourner og Pathfinder fik fantastisk videnskab for noget, der ikke skulle være en videnskabsmission,' siger Golombek. 'Det viste virkelig, hvordan du kunne flytte en rover rundt på overfladen og lære så meget, især hvis du studerer klipperne for at finde spor af gammelt liv.'

Sojourner opererede i 83 dage af en planlagt syv-dages mission. Og dens arv lever videre.

'Der ville aldrig have været rover-missioner, hvis det ikke havde været for Sojourner.'

Et frimærke på 3,00 USD, mindes den historiske Mars Pathfinder-mission. Kredit: Stuart Rankin /Flickr/ CC BY-NC 2.0

🤖 En fremtidig Rover-familie

Sojourner gjorde plads til en familie af Mars-rovere: Ånd og muligheder , Nysgerrighed , og nu Vedholdenhed . Hver generation af rover er blevet større - vokser fra en mikrobølgeovn, til en lille golfvogn, til en SUV i fuld størrelse, siger Golombek. Roverne kan pyntes med mere udstyr og indviklede instrumenter til at udføre flere videnskabelige mål; Sojourner kunne kun bære et spektrometer, mens Perseverance er udstyret med en dronehelikopter. Efterhånden som teknologien udviklede sig, har roverne været i stand til bedre at studere klimaet, gå på quests for at finde beviser for vand og stuve stenprøver væk for en dag at sende tilbage til Jorden.

NASAs femte rover, Perseverance, gennemgår test hos JPL. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Alligevel ruller et lille stykke Sojourner rundt med dem, hvor end disse robotudforskere går. 'De har alle det samme mobilitetssystem, det kaldes et rocker-bogie design, der blev udviklet fra Sojourner roveren. Så der er en arv der.'

Jeg kunne ikke finde det online, så jeg prøvede mit bedste for at lave det selv. pic.twitter.com/u1RvLGsxBI

— Geoff Barrett 🚀 (@GeoffdBarrett) 23. februar 2021

Siden 1997 har der været en række missioner til Mars. Pathfinder og Sojourner satte scenen for dagens Mars Exploration Program, siger Golombek. 'Det kan diskuteres, at den fantastiske offentlige reaktion på Pathfinder virkelig hjalp med at give næring til Mars Exploration Program,' siger Golombek. 'Da vi startede med Pathfinder, var der ingen Mars-udforskning. Siden da har der stort set været en mission hver Mars-mulighed, hvilket er en gang hver 26. måned.'

🚀 Begynder et nyt kapitel

18. februar 2021 markerede begyndelsen på et nyt kapitel i Mars Exploration Program: Perseverance. Som en nuværende Mars Exploration Program-landingspladsforsker fortsætter Golombek med at hjælpe med at vælge sikre landingssteder på planeten - en opgave, der kræver afbalancering af videnskabelige mål og tekniske begrænsninger. Han har spillet en afgørende rolle i enhver lokalitetsudvælgelse på Mars jord i de sidste 30 år, men glæden ved at komme igennem det berygtede ' syv minutters terror ” og at sømme det touchdown bliver aldrig gammelt, siger han.

NASAs Perseverance rover set ned på Mars. Kredit: NASA/JPL-Caltech Mars 2020 Mission Control hos JPL reagerer på Perseverance-landing den 18. februar 2021. Kredit: NASA

'Det kræver enormt mange arrangementer, der skal fungere perfekt, og hvis en af ​​dem ikke virker, fejler det hele,' siger han. 'Det her er ikke for sarte mennesker.' Videnskabsfredag ​​talte med Golombek den 19. februar, dagen efter Perseverance ankom til den røde planet. Han var glad, da Perseverance sendte beskeden om, at den nåede sikkert til sit nye hjem, millioner af kilometer væk.

'Når et rumfartøj lander med succes, er der ingen, der finder det mere meningsfuldt end mig, fordi jeg normalt er involveret i valget af det sted,' siger Golombek. 'Et af de vigtigste aspekter ved at vælge et landingssted er at sikre, at det er sikkert for dit rumfartøj. Så for mig betyder det altid måske lidt mere.”

Sojourner, den første af mange rovere, der begav sig til Mars. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Arkivinterviewuddrag er blevet redigeret i længden.