Förklarat: Med NASAs uthållighet och Kinas Tianwen-1, en uppsjö av uppdrag till Mars

Tidigt på fredag ​​indisk tid är NASA:s Perseverance-rover planerad att landa på Mars. Förra veckan gick UAE:s Hope-uppdrag in i Mars-banan och följdes tätt av ett kinesiskt uppdrag. Uppdragsflottiljen representerar spridningen av planetarisk utforskning i allmänhet och Mars-utforskning i synnerhet.

En illustration av NASA:s Perseverance-rover som landar på Mars. Hundratals händelser måste genomföras perfekt för att rovern ska landa säkert den 18 februari. (Källa: NASA/JPL-Caltech)

Att åka till Mars är inte trivialt, eftersom båda planeterna kretsar runt solen och därför är i konstant rörelse i förhållande till varandra. Jorden och Mars är på sitt närmaste avstånd i förhållande till varandra var 26:e månad - och det är när jordbor försöker skicka uppdrag till Mars.

Vartannat år sedan 1960-talet har olika rymdorganisationer skickat uppdrag till Mars. Mellan 1976 och 1992 förblev många startfönster oanvända. Ibland har det varit flera uppdrag i ett startfönster.

Men aldrig i historien har tre rymdorganisationer tagit sig till Mars i ett enda uppskjutningsfönster. Och aldrig i historien har så många rymdorganisationer genomfört ett uppdrag till Mars eller Mars omloppsbana samtidigt. Det finns för närvarande 10 rymdfarkoster från fem olika rymdorganisationer - USA, Europeiska unionen, Indien, Kina och Förenade Arabemiraten - antingen i omloppsbana eller på marken på Mars. Ytterligare två rovers — NASA:s uthållighet och Kinas Tianwen-1 — kommer att landa på Mars den 18 februari respektive i maj 2021.

NASA har en landare (Mars Insight), en rover (Curiosity) och tre orbiters (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey, MAVEN); Indien har en orbiter (Mangalyaan-1); EU har 2 orbiters (Mars Express och ExoMars Trace Gas Orbiter); och Kina och Förenade Arabemiraten kommer att ha en orbiter vardera (Hope respektive Tianwen-1).

Uppdragsflottiljen representerar spridningen av planetarisk utforskning i allmänhet och Mars-utforskning i synnerhet. Detta beror på en minskning av uppskjutningskostnaderna och den billigare tillgängligheten av den teknik som krävs för utforskning av rymden.

Dr Amitabha Ghosh är en NASA-planetforskare baserad i Washington DC. Han har arbetat för flera NASA Mars-uppdrag som började med Mars Pathfinder-uppdraget 1997. Han fungerade som ordförande för Science Operations Working Group för Mars Exploration Rover-uppdraget, och fick i uppdrag att leda taktiska Rover-operationer på Mars i mer än 10 år. Han hjälpte till att analysera den första stenen på Mars, som för övrigt råkade vara den första stenen som analyserades från en annan planet.

Förenade Arabemiratens mission of Hope

Två av de tre uppdrag som lanserades för Mars i juli förra året är redan i drift. Förenade Arabemiraten, ett litet men rikt land<10 million people, bedazzled the world by becoming the fifth national space agency (after the US, EU, Russia, and India) to reach Mars when the Hope Orbiter genomgick orbital insättning den 9 februari. Förenade Arabemiraten slog ut Kina i kapplöpningen om Mars, om än med en dag.

UAE-uppdraget kommer att studera Mars-atmosfären och kommer att försöka ta itu med miljarddollarfrågan om hur och varför Mars förlorade sin atmosfär. Förlusten av atmosfären resulterade i förlust av ytvatten, och möjligen den livvänliga miljön.

Det kinesiska experimentet

Den kinesiska nationella rymdorganisationen anlände till Mars med lärdomar från en rad framgångsrika Chang'e-uppdrag till månen. Noterbart var att Chang'e 4-rovern kunde överleva mer än 25 månnätter (varje natt sträcker sig till 14 jorddagar) - detta är en anmärkningsvärd ingenjörsprestation, eftersom temperaturen kan gå ner till –170 grader C. Chang'e 5 uppdraget lyckades föra tillbaka stenprover till jorden i december 2020.

Tianwen-1, det första uppdraget till Mars från Kina, genomgick framgångsrikt orbital införande den 10 februari. Tianwen-1 bär en orbiter, en landare och en rover. Kinas tillvägagångssätt för att landa en rover är något annorlunda. Till skillnad från NASA-rovers kommer Tianwen-1 att kretsa runt Mars i några månader innan den försöker landa i maj i år.

Rymdfarkosten har en uppsättning instrument för att hantera en rad vetenskapliga frågor. Intressant nog har den ett markpenetrerande radarinstrument för att leta efter vatten under Mars-ytan. Rovern är planerad att landa på Utopia Planitia, en plats med möjliga gamla grundvattenavlagringar.

Den här veckan, uthållighet

Det mest sofistikerade uppdraget ur teknisk synvinkel, NASA:s Perseverance Rover, är på väg till Mars och kommer att landa på torsdag vid Jezero Crater, som troligen var fylld med vatten tidigare. Touchdown är planerad till cirka 15.55 EST (2.25 på fredag ​​indisk tid).

Perseverance är NASA:s fjärde generation av Mars Rover – som börjar med Sojourner från Mars Pathfinder Mission 1997, följt av Spirit and Opportunity från Mars Exploration Rover Mission 2004 och Curiosity från Mars Science Laboratory 2012.

Målet är att leta efter biosignaturer i den torkade sjöbädden vid Jezero-kratern. Tanken är att det tidiga livet på Mars kan ha liknat tidigt havslevande liv på jorden, som stromatoliter. Om detta verkligen var fallet, skulle Perseverance hitta fossiler eller några biosignaturer - antydningar om liv - i antingen kemiska mätningar eller morfologiska observationer.

Dessutom kommer Perseverance att producera syre på Mars yta för första gången, med hjälp av atmosfärisk CO2 från Mars atmosfär. Uthållighet kommer att lagra stenprover som kommer att återföras till jorden av ett efterföljande uppdrag från Europeiska rymdorganisationen/NASA.

Perseverance rover använder sin borr för att samla ett stenprov på Mars i denna odaterade konstnärliga konceptuella illustrationshandout. (NASA/JPL-Caltech/Handout via Reuters)

Musks Starship-företag

Den mest spektakulära förberedelsen för att revolutionera Mars-utforskningen sker utanför rampljuset, i en sömnig kuststad i östra Texas. Detta är den enda ansträngningen i mixen som inte garanteras ekonomiskt av statliga pengar. SpaceX, ett privat USA-baserat företag som främjas av Elon Musk och stöds av utvalda investerare, har ett långsiktigt mål att starta en kommersiell tjänst för att transportera passagerare till Mars. Boca Chica, ett namn som uppenbarligen ingen hade hört för några år sedan, är nu platsen för utvecklingen av Starship, som utan tvekan representerar det bästa skottet för att landa människor på Mars.

Ett mänskligt uppdrag till Mars har varit rymdutforskningens heliga graal. Ända sedan Neil Armstrong landade på månen för 50 år sedan har människan inte kunnat fortsätta till nästa logiska destination: Mars. Den främsta anledningen är den enorma prislappen för ett mänskligt Mars-uppdrag. I jämförelse med månen, som bara är cirka tre dagar bort, är Mars sju månader bort. Att bära människor, i tekniska termer, översätts till att upprätthålla en temperaturkontrollerad trycksatt modul. Det innebär också att transportera förnödenheter som krävs av astronauter, inklusive vatten och syre, för en cirka 18 månader lång resa.

danny devitos nettovärde

Dessutom måste mänskliga uppdrag, till skillnad från robotuppdrag för rymdfarkoster, återföras till jorden, vilket i tekniska termer översätts till att bära en enorm mängd bränsle från jorden, för att kunna skjuta upp från Mars för återresan. Den tekniska komplexiteten och det ökade massakravet för ett mänskligt uppdrag till Mars, jämfört med månen, skjuter upp kostnaderna till mellan 250 miljarder och 1 biljon dollar. Starship lovar att minska uppdragskostnaderna med >95 % till så mycket som 99 % genom att använda flera innovationer som tankning av rymdfarkosten i omloppsbana och tillverkning av raketbränsle på Mars med material som finns på Mars (och därför bränsle för återresan skulle inte behöva transporteras från jorden).

Ett decennium av Mars-uppdrag

När årtiondet startar finns flera uppdrag på ritbordet: ESA ExoMars roveruppdrag för att returnera stenprover från Mars, ISRO:s planer för Mangalyaan-2 och den kinesiska rymdorganisationens planer för Tianwen-2 som kommer att returnera stenprover. från Mars.

Dessutom kommer det troligen att finnas flera flygningar av SpaceX:s Starship, först med last och slutligen med astronauter. I mänsklighetens historia kommer 2020 att bli ihågkommen för Covid-19-pandemin, men 2020-talet kan mycket väl vara årtiondet av en uppsjö av rymdskeppsuppdrag till Mars, som slutar med de första mänskliga fotspåren på Mars mark.

Dela Med Dina Vänner: