Trwa już drugi miesiąc misji łazika Perseverance na powierzchni Marsa. Sprawdzamy, co dzieje się z pojazdem i zapowiadamy nadchodzące loty marsjańskiego helikoptera.
To drugi odcinek kroniki, która będzie podsumowywać działania łazika Perseverance na powierzchni Marsa. W pierwszym opisaliśmy działania pojazdu po wylądowaniu. Łazik zdążył w pierwszych tygodniach wykonać panoramę okolic, rozłożyć maszt, ramię robotyczne, wykonać kalibrację kamer i testy pierwszych instrumentów naukowych.
4 marca wykonał pierwszą próbną jazdę sprawdzającą funkcjonowanie systemu jezdnego po wylądowaniu. Zespół misji nazwał też nieoficjalnie miejsce lądowania przed jego opuszczeniem jako Octavia E. Butler – ku czci autorki powieści science fiction, pierwszej Afroamerykanki, która zdobyła prestiżowe nagrody Hugo Award i Nebula Award.
Do tej pory (stan na 23 marca 2021 r.) łazik przejechał około 130 m. W ostatnich dniach marsjańskich wrócił do miejsca, do którego pojechał w pierwszej dłuższej jeździe w 15. i 16. dniu marsjańskim misji.
Pierwszy strzał lasera z instrumentu SuperCam
Na Ziemię spłynęły pierwsze dane naukowe z działania instrumentu SuperCam – kamery z zestawem spektrometrów i laserem do zdalnego badania składu chemicznego skał i regolitu. Urządzenie jest następcą ChemCam – instrumentu wysłanego w misji łazika Curiosity.
Kamera z laserem została umieszczona na szczycie masztu pojazdu i może badać cele z odległości do nawet 7 m. Jego działanie opiera się na technice LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy), która polega na wzbudzaniu przez laser atomów w celu (skale albo regolicie), które następnie emitują światło rejestrowane przez zestaw spektrometrów rozkładając je na składowe w świetle widzialnym i ultrafiolecie.
SuperCam ma też spektroskop ramanowski i spektroskop fluorescencyjny do badań zmian fluorescencji w czasie. Urządzenie może dodatkowo badać próbki w sposób pasywny, bez użycia lasera – polegać na odbitym świetle słonecznym widzialnym i w podczerwieni.
Instrument zbudowało laboratorium Los Alamos w Nowym Meksyku. Roger Wiens – główny badacz odpowiedzialny za urządzenie – poinformował o jego prawidłowej pracy.
Oprócz zasadniczego ładunku naukowego na SuperCam znalazł się też mikrofon do nagrywania dźwięków z Czerwonej Planety. 9 lutego zespół misji opublikował pierwsze zarejestrowane ścieżki: pierwszy plik to dźwięki zarejestrowane 18 godzin po wylądowaniu, gdy maszt łazika z SuperCam był jeszcze złożony.
Na drugiej ścieżce dźwiękowej zarejestrowanej 22 lutego w 4. dniu marsjańskim misji (Sol 4) słychać już wyraźnie podmuchy marsjańskiego wiatru:
2 marca podczas Sol 12 skierowano instrument SuperCam na pierwszą skałę położoną w odległości około 3 m od pojazdu Máaz (słowo Mars w języku Navajo).
Zbliżeniowe zdjęcie na skałę Máaz, która była badana 2 marca 2021 r. przez instrument SuperCam. Pierwsze analizy wskazują, że obiekt jest typową skałą bazaltową (o pochodzeniu wulkanicznym lub posiadającym drobne ziarenka materiału wulkanicznego zespolonego w skale przez procesy z udziałem wody. Źródło: NASA/JPL-Caltech.
Na powierzchnię skały uderzono laserem urządzenia, a mikrofon po raz pierwszy zarejestrował impulsy lasera na Marsie. W nagraniu słychać 30 uderzeń – niektóre słabsze, niektóre mocniejsze. Ich intensywność dostarczy dodatkowych danych naukowcom na temat struktury badanej skały. Laser oprócz tego, że daje informacje o jej składzie chemicznym to również z każdym impulsem usuwa jej troszkę, ponieważ stopniowo wbija się coraz bardziej w głąb.
Zespół misji potwierdził też odebranie danych z analiz spektrometrycznych w świetle widzialnym, podczerwieni i spektroskopii ramanowskiej. Spektroskopia światła widzialnego i podczerwieni powie coś o składzie chemicznym skały, a ramanowska o zawartych w niej minerałach.
Odrzucenie osłony systemu pobierania i przetwarzania próbek
Podczas Sol 22 łazik odrzucił osłonę Belly Pan, która chroniła instrumentację systemu przetwarzania próbek (Sample Handling System) znajdującą się pod korpusem łazika przed regolitem wznieconym w ostatniej fazie lądowania.
A quick-look mosaic my team pulled together of the belly pan, now on the surface of Mars. Up next is to check my sampling system now that its cover panel is off.
– NASA's Perseverance Mars Rover (@NASAPersevere) March 13, 2021
More images: https://t.co/9X891PBvax pic.twitter.com/nInhndskLO
Na zdjęciu widać zrzuconą osłonę z przodu łazika. Pod korpusem w tym czasie znajdowała się jeszcze jedna osłona – na dron Ingenuity. Po odrzuceniu Belly Pan, następnego dnia marsjańskiego Perseverance przejechał kawałek i zostawił ją za sobą.
Źródło: NASA/JPL-Caltech
Wir pyłowy nr 1
Podczas Sol 17 łazik zarejestrował za pomocą kamer NavCam wir pyłowy. Działająca wciąż na Marsie misja Curiosity co jakiś czas również rejestruje wiry na powierzchni.
Spotted a dust devil. You can see it in the distance behind my robotic arm in this enhanced/processed view. The dust devil is moving right to left and creating whirlwinds of dust in its path. pic.twitter.com/t18DxdcSTw
– NASA's Perseverance Mars Rover (@NASAPersevere) March 16, 2021
Pierwsze dźwięki jazdy łazika
Zdjęcie z lewej kamery nawigacyjnej NavCam wykonane 7 marca podczas Sol 16. Źródło: NASA/JPL-Caltech.
17 marca na Ziemię trafiły pierwsze nagrania audio z jazdy łazika po powierzchni. Mikrofon z systemu śledzenia lądowania łazika wciąż działa i zarejestrował 16 minut dźwięków z 27-metrowej jazdy wykonanej przez pojazd 7 marca.
Nagranie w żartobliwy sposób podsumował Dave Gruel – główny inżynier podsystemu kamer i mikrofonu zestawu lądowania EDL: Jeśli słyszałbym takie dźwięki w swoim samochodzie podczas jazdy zadzwoniłbym po lawetę. Jeżeli jednak pomyślimy co słyszymy i gdzie zostało to nagrane – całość nabiera sensu.
W nagraniu słychać jak jazda aluminiowymi kołami po skalistym terenie przez ważący ponad tonę sprzęt może być głośna. Oprócz dźwięków z interakcji kół z podłożem słychać też pracujący system zawieszenia.
Przygotowania do wypuszczenia drona Ingenuity
Łazik znalazł już odpowiedni teren do wykonania testowych lotów dronem Ingenuity. Teraz trwa ustalanie planów tej misji, która potrwa 30 dni marsjańskich. W ciągu tej kampanii pierwszy marsjański helikopter może wykonać nawet 5 próbnych lotów.
Podczas Sol 30 (21 marca 2021 r.) z łazika odrzucono osłonę chroniącą Ingenuity podczas lądowania. Poniższe zdjęcie wykonała kamera WATSON na instrumencie SHERLOC na ramieniu robotycznym.
https://twitter.com/NASAPersevere/status/1373708912281542665
Obecnie NASA celuje na czas nie wcześniej niż 8 kwietnia na rozpoczęcie pierwszego testowego lotu. Zanim to nastąpi musi zostać wykonany jednak szereg czynności. Agencja wyznaczyła pole startowe dla misji – obszar o wymiarach 10 m na 10 m, do którego w tej chwili jedzie łazik. Charakteryzuje się on płaskością i względnym brakiem przeszkód terenowych.
Kiedy łazik znajdzie się dokładnie po środku wyznaczonego pola, rozpocznie się proces wypuszczania drona spod korpusu, potrwa on 6 dni marsjańskich. Podczas pierwszego zostaną zdjęte blokady trzymające helikopter sztywno pod pojazdem. W następnym uwolniona zostanie blokada ramienia wypuszczającego dron, wtedy też rozłożą się dwie z czterech nóg drona.
Wybrane miejsce działania drona Ingenuity. Źródło: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona.
W trzecim dniu marsjańskim helikopter zostanie przez ramie wypuszczające spionizowany. Czwartego dnia pozostałe dwie nogi zostaną rozłożone. W piątym dniu baterie helikoptera zostaną doładowane przez system zasilania łazika, a w szóstym odcięte zostaną ostatnie połączenia i dron opadnie na powierzchnię.
To rozpocznie trwającą 30 dni marsjańskich kampanię testową. Łazik jeszcze tego samego dnia odjedzie na około 5 metrów od helikoptera, by umożliwić mu uzupełnianie energii elektrycznej przez umieszczony na nim panel słoneczny.
Początkowo dron przejdzie weryfikacje działania systemów, próbne poruszenie wirników, komunikację między dronem i łazikiem, a inżynierowie będą chcieli sprawdzić, czy wytrzyma on noc marsjańską na własnym zasilaniu. Dopiero, gdy zespół potwierdzi gotowość, rozpoczną się przygotowania do pierwszego lotu.
Wybrane miejsce działania drona z punktu widzenia łazika Perseverance. Źródło: NASA/JPL-Caltech.
W pierwszym locie Ingenuity wzniesie się w kilka sekund na wysokość około 3 metrów. Zawiśnie przez 30 sekund i następnie obniży się i wyląduje. Jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to już kilka godzin później inżynierowie dostaną telemetrię z próby i być może zdjęcia i filmy z kamer na łaziku.
Dzień po teście na Ziemię spłynie więcej danych i zdjęcia z kamery nawigacyjnej na dronie (najpierw obrazki czarno-białe małej rozdzielczości). Dwa dni po teście powinniśmy otrzymać kolorowe fotografie z drona. Zespół misji po analizie danych podejmie decyzję jak będą przebiegać kolejne testy.
Oto film z operacji testowych, pokazujący jak będzie wyglądało wypuszczenie drona na powierzchnię:
Lots of activity next week as I get ready to drop off the helicopter for its test flights. It’s tucked underneath me behind a protective debris shield, which will be the first thing to go.
– NASA's Perseverance Mars Rover (@NASAPersevere) March 20, 2021
Here’s my team testing some of what’s coming up: pic.twitter.com/CWwtGw87EX
Helikopter Ingenuity został zbudowany tak jak łazik przez Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie. Dron ma 1,8 kg masy i jest wyposażony w dwa wirniki obracające się w przeciwnych kierunkach z prędkością do 2400 obrotów na minutę. Jest to demontrator technologiczny, który nie ma celów naukowych, a jedynie ma sprawdzić technologię umożliwiającą wykonywanie lotów w rzadkiej marsjańskiej atmosferze, stanowiącej 1% gęstości ziemskiego powietrza.
Opracował: Rafał Grabiański
Na podstawie: NASA
Więcej informacji:
Na zdjęciu tytułowym: Powierzchnia Marsa sfotografowana przez kamerę NavCam na łaziku Perseverance 5 marca 2021 r. Źródło: NASA/JPL-Caltech.
