Superodporne marsochody

Autor: Krzysztof Kęciek | 18 stycznia, 2009

Automatyczne pojazdy już pięć lat penetrują Marsa

Sześciokołowe automaty są powolne, niezgrabne, ale zdumiewająco niezawodne. Spirit i bliźniaczy pojazd Opportunity miały pełnić swą misję przez trzy miesiące. Ale pełzają po suchym jak pieprz gruncie smaganej lodowatymi wichrami Marsa już pięć długich lat.
Amerykańska agencja kosmiczna triumfuje. Jeden z dyrektorów NASA, Ed Weiler, oświadczył, że podatnicy w Stanach Zjednoczonych mają powody do zadowolenia. „Te bliźniacze roboty pracowały 20 razy dłużej, niż oczekiwano. To nadzwyczajny zwrot inwestycji w obecnych czasach stanowiących wyzwanie dla budżetu”.
Złośliwi, a tych nigdzie nie brakuje, sugerują, że NASA ma zwyczaj wyznaczać zbyt krótkie przewidywane terminy swych misji marsjańskich, aby potem łatwiej ogłosić swój kolejny „sukces”. Przynajmniej w tym przypadku nie jest to prawdą. Spirit i Opportunity operują w wyjątkowo zabójczych dla maszyn warunkach atmosfery marsjańskiej. Temperatura na Marsie spada zimą do minus 80 stopni Celsjusza, a energia z dalekiego Słońca bardzo powoli ładuje baterie słoneczne robotów. Niespodziewanie sojusznikiem NASA okazał się straszny marsjański wiatr, którego tak się obawiano. Okazało się jednak, że wichura oczyszcza panele słoneczne marsjańskich automatów z wszechobecnego pyłu i kurzu tak, że wciąż mogą one pobierać energię słoneczną. Utrzymywanie wyższej temperatury we wnętrzu pojazdów jest konieczne przez cały czas, ponieważ ich aparatura pokładowa wytrzymuje „tylko” minus 37 stopni.
Wydawało się, że Spirit, znajdujący się dalej od równika, nie przeżyje ostatniej zimy, która skończyła się na półkuli południowej Marsa w grudniu ub.r. Przez 18 ostatnich miesięcy aktywność tego automatu była ograniczona do minimum. Ale wiosna przyniosła cud i energię słoneczną. Oba marsochody trwają na posterunku. Do tej pory przesłały na Ziemię 36 gigabajtów danych, w tym 250 tys. zdumiewająco dokładnych zdjęć. Także dzięki tym informacjom

kartografowie wiedzą

więcej o powierzchni Marsa niż o drugiej stronie Księżyca czy dnie ziemskich oceanów.
Spirit opadł na powierzchnię Czerwonego Globu 3 stycznia 2004 r., jego bliźniak – trzy tygodnie później. Lądowanie, amortyzowane przez system poduszek powietrznych, przebiegło pomyślnie, oba aparaty pozostały nietknięte. Spirit wszakże miał ogromne kłopoty z „wyplątaniem się” z gęstwiny kabli i poduszek. Dopiero po zdetonowaniu aż 126 miniładunków wybuchowych robot popełznął ku wolności. Sterowane z Ziemi automaty, nazwane oficjalnie Mars Exploration Rovers (MER) przemieszczają się w żółwim tempie, dosłownie centymetr po centymetrze, także dlatego, aby ominąć kamienie, rozpadliny i inne przeszkody. Mogą pokonać najwyżej 100 m dziennie. Do tej pory oba przebyły w sumie 21 km. Spirit operuje na powstałych 3 mld lat temu wulkanicznych równinach krateru Gusiew. Zbadał m.in. niezwykłą skałę, nazwaną Assemblee. w której wykrył zawartość chromu najwyższą na Czerwonym Globie. Jego bliźniak penetruje marsjański region Meridiani Planum, znajdujący się po przeciwnej stronie planety.
Nie obyło się bez awarii. Automatyczne ramię Opportunity uległo uszkodzeniu, tak że pozostaje uniesione jak w wiecznym salucie. Jedno z sześciu kół Spirita zostało zablokowane, w konsekwencji automat musi poruszać się do tyłu, a uszkodzone koło ciągnie za sobą jak swoisty pług czy kotwicę.
Ale doprowadziło to do sensacyjnego odkrycia. Koło „wyorało” z gruntu pokłady krzemionki. „To związek w stanie czystym, zasadniczo opal. Świadczy to, że na Marsie istniał niegdyś system hydrotermalny, podobny do ziemskich gorących źródeł, w których, jak wiadomo, pełno jest istot żywych”, powiedział Steve Squyres, planetolog z Cornell University i dyrektor naukowy misji marsjańskich „rowerów”. Spirit i Opportunity znalazły wiele innych dowodów, że Mars w przeszłości był bardziej gościnną planetą. Znajdowały się na nim zbiorniki wody w stanie płynnym, w tym słone oceany, bardziej gęsta atmosfera bowiem zapewniała wyższe temperatury. Co więcej, obecnie wiele faktów świadczy, iż Czerwony Glob był „wilgotny” przez 2 mld lat swej 4,5-miliardowej historii, a nie tylko przez miliard lat, jak do tej pory uważali astronomowie. Czy w tym czasie na planecie wykształciło się życie? Nie można tego wykluczyć, do tej pory jednak misje marsjańskie nie natrafiły na jego ślady.
Pracowite marsochody odnalazły warstwy o odczynie kwasowym, pełne związków siarki. Naukowcy przyjęli te odkrycia ze smutkiem – oznaczały one, że na skutek aktywności wulkanicznej Mars kąpał się

w kwaśnych deszczach,

które przypuszczalnie unicestwiły wszelkie zarodki życia. Ale analiza danych, dostarczonych przez krążący wokół planety Mars Reconnaissance Orbiter, wykazała, iż niektóre regiony uniknęły kwaśnego potopu. Zidentyfikowano w nich związki węgla, które kwaśne deszcze powinny rozpuścić, tak się jednak nie stało. Być może na pewnych obszarach globu mogło więc powstać życie. Czy Spirit i Opportunity wyjaśnią tę zagadkę?
Specjaliści NASA zdają sobie sprawę, że oba roboty są już mocno sfatygowane i mogą w każdej chwili oddać cybernetycznego ducha. Mimo to marsochody zostaną wysłane na kolejną wyprawę. Spirit potoczy się do osobliwej struktury nazwanej Goddard. Steve Squyres wyjaśnia: „Goddard nie wygląda jak krater uderzeniowy. To raczej krater pochodzenia wulkanicznego, a czegoś podobnego na Marsie jeszcze nie oglądaliśmy”. Opportunity, który w 2007 r. „wspiął się” na krater Victoria, już pełźnie w stronę wielkiego krateru Endeavour (średnica 22 km). Po drodze będzie badać dziwne skały, najwidoczniej wypchnięte na powierzchnię z bardzo głębokich warstw marsjańskiego gruntu. Pokonanie odległości 11 km zajmie superodpornemu automatowi dwa lata.
Inżynierowie NASA mają nadzieję, że bliźniaki będą pracowały jeszcze długo. Start kolejnego mobilnego lądownika, Mars Science Laboratory (MSL), znacznie większego i lepiej wyposażonego niż Spirit i Opportunity, dysponującego napędem nuklearnym, miał nastąpić w 2009 r. Z powodów technicznych i finansowych został jednak odłożony i dojdzie do niego dwa lata później. Koszt wyprawy MSL prawdopodobnie przekroczy 2 mld dol. Europejska Agencja Kosmiczna ESA przygotowuje misję ExoMars, będącą połączeniem satelity i lądownika. ExoMars miał pomknąć ku Czerwonej Planecie w 2011 r., ale i tu pojawiły się problemy, tak że start nastąpi dopiero na początku 2016 r.

Roboty na sześciu kołach
Sześciokołowe marsjańskie roboty Spirit i Opportunity napędzane są energią słoneczną. Mają wysokość 1,5 m, długość 1,6 m i szerokość 2,3 m. Masa każdego wynosi 180 kg, z czego 35 kg przypada na system kół i zawieszenia. W skład wyposażenia wchodzą kamery panoramiczne, nawigacyjne, spektrometry oraz radary.
Start, lądowanie i pierwsze trzy miesiące ich misji kosztowały 820 mln dol. Obsługę naziemną obu pojazdów zapewnia aż 150 naukowców różnych specjalności.