Sujudimas raudonojoje planetoje

04/1/09 14:42

Nuotykiai Marse tęsiasi. Trys kosminės stotys, skriedamos aplink planetą, sėkmingai ją fotografuoja ir matuoja. O marsaeigiai „Opportunity“ ir „Spirit“ rugsėjį, po šešias savaites trukusios dulkių audros, vėl atnaujino darbus. Po priverstinės prastovos „Opportunity“ jau keliauja į Viktorijos kraterį.

Anksčiau Marsas laikytas problemiška planeta. Ji vadinta kosminių erdvėlaivių kapinėmis, tačiau dabar situacija pasikeitė. Apie Marsą jau žinoma tiek daug, kad orbitinių aparatų eksploatacija planetoje tampa įprasta rutina, o į kelionę rengiasi dar vienas naujas marsaeigis.
2004 m. sausio 24 d. NASA Jet Propulsion laboratorijoje atidžiai buvo stebima susirūpinusio Robo Maningo (Rob Manning) veido išraiška. Jis buvo atsakingas už marsaeigio „Opportunity“ nusileidimą, todėl įsitempęs vis dar laukė paprasčiausio pyptelėjimo – ženklo, pranešančio, kad antras iš dviejų marsaeigių sėkmingai nusileido ant raudonosios planetos paviršiaus. Kai „Opportunity“ pranešė apie savo nusileidimą, skrydžių valdymo centro tylą sudrumstė plojimai ir džiaugsmo šūksniai.

mars_rover
Antras džiaugsmo protrūkis pasigirdo po poros valandų, kai didžiuosiuose skrydžių valdymo ekranuose pasirodė pirmos „Opportunity“ atsiųstos nuotraukos. Marsaeigis nusileido ne tik nepažeistas, bet ir, planetos geologų nuomone, pataikė tiesiai į aukso vidurį: mažą kraterį, kurio šlaitus sudaro gerai matomos suskilinėjusios pamatinės uolienos. „Opportunity“ išsiuntimas būtų atsipirkęs jau vien tik dėl šių uolienų tyrimų, tačiau dabar jau žinome, kad „Opportunity“ ir jo antrininkas „Spirit“ pranoko visus lūkesčius. Vietoj šešių šimtų metrų jų tachometras jau rodo daugiau nei dešimt kilometrų, o jų eksploatacijos laikotarpis vietoj numatytų 90 dienų užsitęsė daugiau nei trejetą metų.

Stebėjimo palydovas – į kaimyninę planetą
2006 metų pradžioje Kalifornijoje vėl buvo jaučiama įtampa. Pasadene, į šiaurę nuo Los Andželo esančioje Jet Propulsion laboratorijoje, dėmesys buvo sutelktas į dirbtinį Marso palydovą „Mars Reconnaissance Orbiter“, trumpiau MRO, kuris kaip tik bandė įskrieti į Marso orbitą. Visų laikų galingiausias ir funkcionaliausias dirbtinis palydovas artėjo prie Marso, tačiau skrydžių valdymo centras turėjo karčios patirties, kad džiaugtis prieš laiką nėra reikalo: pastarąjį kartą, 1999 metais, vienas palydovas buvo prarastas kaip tik jam artėjant prie Marso.

2006 metų kovo 10­ąją MRO sėkmingai įskriejo į Marso orbitą, o to paties mėnesio pabaigoje jis padarė ir pirmas bandomąsias raudonosios planetos paviršiaus nuotraukas. Pagrindinius darbus jis pradėjo tik rudenį, kai palydovo orbita buvo pakeista į tinkamesnę tyrimui.

3124

Keisdamas orbitą, palydovas pasinaudojo Marsą juosiančiu dujų žiedu: apie penkis šimtus kartų tiksliai nusitaikytose vietose jis įskriejo pro Marso viršutinį atmosferos sluoksnį, o kiekvieną kartą planetos dujų žiedas vis labiau sumažindavo jo greitį. Greičiui mažėjant, labai ovali palydovo orbita vis apvalėjo, kol galiausiai praeitų metų rugsėjį MRO aplink Marsą ėmė skrieti 350 kilometrų aukštyje.

Geologų sėkmė
„Spirit“ ir „Opportunity“ marsaeigiuose įmontuotiems tyrimų prietaisams vadovauja Styvas Skvairas (Steve Squyres), kuris prieš keletą metų apie prasidėsiančias erdvėlaivių keliones Marso planetoje tik pasvajodavo. „Šios kelionės – tai keletą metų trunkantis procesas, kurio metu pamažu gauname vis naujų duomenų. Per dvejus metus negaliu išskirti nė vieno už kitus didesnio atradimo ar ypač svarbaus momento, išskyrus nusileidimą“, – sako jis.

Per „Opportunity“ nusileidimą sumišęs S. Skvairas komentavo pirmas nuotraukas iš Meridiano lygumos. Per pirmas kelias dienas jis užsnūsdavo tik trumpam ir maitinosi greičiausiai tik sumuštiniais ir kava.

rover1_detail_500

„Niekas nebuvo matęs tokių nuotraukų. Visos ankstesnės erdvėlaivių nusileidimų vietos buvo truputį panašios. Du erdvėlaiviai „Viking“, „Pathfinder“ ir „Spirit“ nusileido ant lygumų, padengtų akmenimis. Lygumose akmenų buvo daugiau ar mažiau, jų pasitaikydavo įvairių formų ir dydžių, tačiau vis tiek – vien akmenys. Remdamiesi tokiais vaizdais susidarėme įspūdį, kad visas Marsas tai tik nuobodi akmenynė, – pasakoja S. Skvairas. – Gavę pirmas nuotraukas iš Meridiano lygumos nustebome: jose akmenų nesimatė. Nuotraukose buvo ne akmenys, o vien tik smėlis. Tada tiesiai priešais save, maždaug už dešimties kilometrų, išvydome fantastinę sluoksniuotą uolą. Anksčiau svajojau, kad jei mums pasiseks ir daug dirbsime, ką nors panašaus galėtume surasti už kelių šimtų metrų, bet dabar tai buvo visai čia pat.“

Akmenys yra svarbūs
Geologiniu požiūriu, būtent akmenys ir yra svarbiausi. Remdamiesi nuotraukomis, S. Skvairas ir jo kolegos nusprendžia, kur bus judama toliau, kada ir kokie akmenys bus paimti tikslesniems tyrimams. Be fotografavimo, marsaeigiai savo spektrometrais gali akmenis pamatuoti ir išsiaiškinti jų sudėtį. Mažu grąžtu jie taip pat gali nugremžti viršutinį akmens sluoksnį ir ištirti akmens sudėtį, ant akmens susikaupęs smėlis ir purvas rezultatams įtakos neturi.

„Marso grunto ir akmenų tyrimo būdai priklauso nuo situacijos. Sakykime, kad ką tik nusileidai į Marsą, tačiau tiksliai nežinai, kurioje vietoje atsidūrei. Tokiu atveju iš pradžių svarbiausia surasti neįdomų, visiškai paprastą akmenį – kaip tik tokį, kokių toje vietoje yra pilna. Tik tada, kai maždaug žinai, kokios savybės būdingos tai vietai, gali pradėti ieškoti to, kas neįprasta“, – dėsto S. Skvairas.

Aišku, yra ir ypatingų atvejų, tokių kaip, pavyzdžiui, „Opportunity“ nusileidimas Endurance krateryje. Tą kartą geologai išvydo visiškai naują, didžiulę, iš sluoksniuotų uolienų sudarytą teritoriją, kurioje uolienų sluoksniai buvo nesuskilę, nesusimaišę ir nesugriuvę, o kaip tik tokius, kokie jie susiformavo. Tyrinėdami šiuos sluoksnius Marso geologai galėjo pažvelgti į tolimą jo praeitį.

S. Skvairas pirmas nuotraukas nuo Endurance kraterio šlaito vadina tam tikra tyrimų marsaeigiais kulminacija. Kitas reikšmingas įvykis – kai „Spirit“ galiausiai užkopė ant Husband kalvos ir jo kameros parodė, kas yra kitoje kalvos pusėje.

spirit

Svarbiausias marsaeigių uždavinys yra surasti vandens ar jo pėdsakų. „Marso cheminė sudėtis visiškai skiriasi nuo tos, kokią iš pradžių įsivaizdavo dauguma mokslininkų. Paprastai požeminiai vandenys Marse yra prisotinti sieros rūgšties, o kai jie pasiekia Marso uolienų pagrindą sudarantį bazalitą, įvyksta įvairios reakcijos. Kai rūgštyje vandens yra labai mažai, tiek, kiek, pavyzdžiui, Gusevo krateryje, „Spirit“ atsiųstose nuotraukose matome akmenis ir žymes. Kita vertus, Meridiano lygumoje, į kurią nusileido „Opportunity“, buvo daugiau vandens, todėl ir žymės yra kitokios. Šioje lygumoje vanduo iš tikrųjų tekėjo tarp uolienų, o iškilęs į paviršių pavirsdavo garais. Tokiose vietose susiformavo sulfatų sluoksniai, kurie visiškai skiriasi nuo aplinkui esančių uolienų rūšių“, – pasakoja S. Skvairas. Anot jo, nusileidus „Opportunity“ mokslininkai manė rasiantys daug kalkinių uolienų, kuriose galbūt bus išlikę ženklų tų laikų, kai planetą dar dengė storas anglies dioksido dujų žiedas. Tačiau kalkinių uolienų taip ir nebuvo surasta, į kurią pusę bepasisukdavo marsaeigiai, visur jie aptikdavo sulfatus. Marse pavojingų cheminių medžiagų yra daug, tačiau planetoje drėgna ir greičiausiai ji yra šiltesnė nei manyta anksčiau.

Remiantis marsaeigių surinktais duomenimis tikėtina, kad kažkada Marso paviršiuje vandens visai nebuvo, o audrų periodai būdavo labai trumpi. Nepaisant to, šiais periodais Marse vis dėlto galėjo būti tinkamos sąlygos gyventi.

Mars_Twin_Peaks_(1024px)

Nors marsaeigiai veikia net dešimt kartų ilgiau nei planuota ir net jei šiuo metu greičiausiai nekyla jokių funkcionavimo problemų, sugesti jie gali bet kada. S. Skvairas žino, kad bet kurį rytą kuris nors iš marsaeigių gali ir nebeatsiliepti: „Tačiau jų kelionė jau pranoko visus lūkesčius. Visus šiuos metus ir metų laikus keliauti Marse buvo nuostabu“.

Stabdymas kosmose – daug tikslumo reikalaujantis manevras, juolab kad tai daroma dar ne iki galo ištirtoje atmosferoje. Marso užkariautojams tenka pasikliauti jau nutilusio „Mars Global Surveyor“ ir tebeveikiančio „Mars Odyssey“ erdvėlaivių surinktais duomenimis bei patirtimi.

Kai pernai spalį MRO palydovas pradėjo stebėjimus, iš karto gavome kvapą gniaužiančių nuotraukų: jis užfiksavo ant Marso paviršiaus ropinėjančius marsaeigius. MRO atsiųstų nuotraukų jau yra daugiau nei visų ankstesnių erdvėlaivių kartu sudėjus. Tiesą sakant, šis erdvėlaivis tarpplanetinio duomenų perdavimo rekordą pasiekė jau 2006 m. rudenį: kelionės pradžioje per parą į Žemę jis atsiųsdavo 75 gigabaitus tikslių nuotraukų, tai yra maždaug šimtą įprastinių CD diskų.

Feniksas nusileidžia ant kojų
2009 metų gegužę Marse turėtų nusileisti dar vienas amerikiečių sukonstruotas aparatas „Phoenix“. Jis turėtų nutūpti ant šiaurinio Marso ašigalio. Šių metų rugpjūtį paleistas erdvėlaivis sukurtas kaip 1999 m. sudužusio palydovo „Mars Polar Lander“ kopija. Dėl šios priežasties erdvėlaiviui ir suteiktas „Phoenix“ – Fenikso vardas. Kartu su juo į Marsą išskrido ir meteorologijos departamento sukurta temperatūros matavimo stotis.

183824main_lt1-label-516

„Phoenixas“ nusileis ant kojų, kuriose įmontuoti patobulinti raketiniai stabdymo motorai. Kaip tik nusileidimas šio erdvėlaivio pirmtakui ir buvo pražūtingas.

„Phoenixo“ kelionės tikslas – Marso šiaurinis polius. Kadangi nusileidimo vietoje norima atlikti tikslius temperatūros matavimus ir ištirti cheminę paviršiaus sudėtį, nusileidimo vieta buvo iš anksto tiksliai apibrėžta ir tam reikėjo papildomos įrangos. Todėl erdvėlaivio masė siekia daugiau nei 300 kg. Dėl didelio svorio pastaruoju metu naudojama oro pagalvių technika „Phoenixo“ nusileidimui netinka. Nusileisdamas šis erdvėlaivis naudos šiek tiek didesnę riziką keliančius raketinius motorus.

Prieš įjungdamas raketas „Phoenixas“ išskleis parašiutą, o nuo įkaitimo dėl atmosferos trinties jį apsaugos ir greitį dar sumažins apsauginis šilumos skydas.

Kitas NASA erdvėlaivis taip pat bus marsaeigis, tiesa, tik labai didelis. Dabar po Marso paviršių važinėjantys „Spirit“ ir „Opportunity“ dydžiu prilygsta keturračiams motociklams, o naujasis „Mars Science Laboratory“ marsaeigis prilygs lengvajam automobiliui. Iš pavadinimo aišku, kad šis erdvėlaivis bus maža mokslinė laboratorija, kuri Marso paviršiuje galės įveikti didesnius atstumus. Marsaeigį maitins ne saulės, bet branduolinės baterijos. Taigi jis, priešingai nei dabartiniai Marse veikiantys aparatai, bus nepriklausomas nuo metų laikų ir saulės. „Mars Science Laboratory“ į kelionę ketinama išleisti 2009 m. rudenį, o nusileisti Marse jis turėtų 2010 m. pavasarį. Planuojama, kad jis veiks mažiausiai vienus Marso metus, t. y. dvejus Žemės metus (687 paras), ir tikimasi, kad Marso paviršiumi jis nukeliaus net dvidešimt kilometrų. Praktiškai erdvėlaivių eksploatacijos periodas gali pranokti visus lūkesčius, ir tai įrodė „Spirit“ bei „Opportunity“. Galingas marsaeigis siųs nemažai informacijos, todėl 2009 m. aplink Marsą skrieti bus paleistas telekomunikacijų palydovas „Mars Telecommunications Orbiter“.

Opportunity Spirit

Ištvermingi mažieji keliauninkai

NASA robotai-geologai „Spirit“ ir „Opportunity“ jau spėjo pakeisti mokslininkų nuomonę apie Marsą. Šešiaračiai, beveik 200 kilogramų sveriantys marsamobiliai rieda po Gusevo kraterį ir Meridiano lygumą nuo 2003 m. pradžios.

„Spirit“ tyrimų objektas – penkiolika laipsnių nuo pusiaujo į pietus esantis krateris, pavadintas rusų astronauto Matvejaus Gusevo vardu. Kraterio skersmuo siekia maždaug 150 kilometrų, o įdomus jis maždaug 900 kilometrų ilgio slėniu. Sprendžiant iš orbitoje padarytų nuotraukų, slėnį kažkada suformavo tekantis vanduo, greičiausiai tekėjęs į kraterį arba iš jo. Tikėtina, kad kažkada vanduo buvo užpildęs didžiąją kraterio dalį, todėl dabar, vandeniui išdžiūvus, tikimasi jo dugne surasti likusių nuosėdinių uolienų.

„Spirit“ jau spėjo ištirti daugybę skirtingų vietų: jis buvo nukreiptas judėti lygiu kraterio dugnu kraterio vidury esančių kyšulių link, o dabar jis grįžta atgal. Kelionės metu jis jau ištyrė daugybę skirtingo grunto mėginių, keistų akmenų ir net aptiko druskingos šviesios medžiagos. Vandens buvimo pėdsakai čia akivaizdūs.

Kitoje Marso pusėje nusileidęs „Opportunity“ marsaeigis iškart pataikė į kraterį. Krateris yra netoli pusiaujo ir planetos nulinio dienovidžio. Atlikus bazinius kraterio tyrimus, marsaeigis buvo nukreiptas į kitą, maždaug už pusantro kilometro esantį didesnį kraterį. Po kelių tyrimų marsaeigis kelionę tęsė iki jo pakraščio, kurio viršuje, ant šlaito, turėjo būti jo šilumos skydas, nukritęs erdvėlaiviui leidžiantis ant planetos paviršiaus.

Dabar „Opportunity“ priartėjo prie dar didesnio Victorios kraterio. Marsaeigį ketinama nukreipti į kraterio vidų, nors išsiropšti iš jo vėliau gali būti sudėtinga. Meridiano lyguma yra vienas iš tolygiausių ir atviriausių regionų Marso paviršiuje, o moksliniu požiūriu ši lyguma įdomi yra ir dėl joje esančių unikalių mineralų. Orbitoje skriejančių dirbtinių Marso palydovų duomenimis, šioje lygumoje yra daug geležies oksido turinčio pilkojo hematito, kuris Žemėje beveik visada sutinkamas kartu su vandeniu. Hematito jau surasta – tai grūdeliai, forma ir dydžiu primenantys mėlynių uogas. „Opportunity“ surado ir kitų vandeninės kilmės mineralų. Tyrinėjant kraterio šlaituose glūdinčias nuosėdines uolienas pavyko pasidairyti po tolimą geologinę planetos praeitį.

229183main_timeline-browse

Praėjo dar viena žiema
Marso metai trunka 1,88 Žemės metų, todėl marsaeigiai jau net du kartus spėjo pamatyti beveik visus raudonosios planetos metų laikus. Kita vertus, Marse metų laikus lemia ne sukimosi ašies posvyris, o planetos orbita, kuri, palyginus su Žemės, yra labiau elipsinė. Kai Marsas arti Saulės, planetoje vasara ir vidurdienį temperatūra gali pakilti net iki nulio laipsnio. Tačiau kai atstumas iki Saulės didelis, yra žiema ir temperatūra naktimis nukrenta žemiau šimto laipsnių šalčio.

Pavasaris Marse pagal Žemės kalendorių prasidėjo 2007 m. pradžioje. Žiemą abu marsaeigiai buvo beveik nejudinami. Jie padarė tik kelias nuotraukas, o matavimus atlikdavo gana retai. Tiesa, šiuo pavasario laukimo laikotarpiu buvo atnaujintos marsaeigių kompiuterių programos. Dabar jie yra savarankiškesni. Daugiau laisvių marsaegiams suteikta surinkus pakankamai duomenų apie jų funkcionavimą planetos paviršiuje. Mechaninių dalių pataisyti neįmanoma, todėl skrydžių valdymo centras marsaeigius eksploatuoja itin atsargiai. Jais važinėjama tik kruopščiai įvertinus būsimą maršrutą.

Nors abu aparatai funkcionuoja gerai, metai daro savo. Pavyzdžiui, vienas iš „Spirit“ varančiųjų ratų yra sugedęs. Gedimo požymių buvo jau anksčiau, todėl motoras įjungiamas tik kartais, tačiau šiuo metu ratas visiškai sulūžęs. „Opportunity“ ratai taip pat veikia ne be priekaištų. Vieną ratą valdantis motoras yra sugedęs, taigi rato pasukti nebegalima.

Be to, „Opportunity“ roboto ranką į šonus judinantis motoras yra beveik sugedęs. Jis vis dar veikia, kai elektros energijos gauna daugiau nei įprastai. Kai rankos mechanizmas nebeveiks, planuojama, kad norint nusitaikyti į kokį nors objektą turės pasisukti visas marsaeigis.

mars_phoenix_dia_900

Laikas daro įtaką ir tyrimų prietaisams, kurie buvo sukurti veikti tik tris mėnesius. Pavyzdžiui, spektrometrų funkcijoms atlikti naudojamas mažas radioaktyvus mygtukas, o jame esančio kobalto­57 spinduliavimo galingumas jau yra sumažėjęs viena padala. Dėl to tyrimai užtrunka daug ilgiau. Marsaeigio „Spirit“ uolienų paviršių gremžiančio grąžto galvutė taip pat jau susidėvėjusi, nes prietaisas buvo sukurtas tik trims gręžimams atlikti. Nepaisant to, juo jau buvo gręžta 15 kartų.

Marso šturmas
Be NASA, skrydžius į kaimyninę planetą planuoja Europa ir Rusija. Europos kosminė agentūra tyrinėti Marsą ketina pradėti 2013 m., kai į kelionę bus paleistas „ExoMars“ – pirmas europietiškas marsaeigis. Iš pavadinimo aišku, kad šio erdvėlaivio uždavinys bus ieškoti gyvybės formų ar kažkada egzistavusios gyvybės ženklų.

Marsaeigį lydės palydovas, kurio pagrindinis uždavinys – palaikyti ryšį tarp Žemės ir Marso paviršiumi ropinėjančio marsaeigio. Europiečių programos tikslas – kito dešimtmečio pradžioje parengti mėginių paėmimo skrydį, nes geriausias būdas ištirti Marsą prieš siunčiant į jį žmogų ar sudėtingus tyrimo prietaisus yra parsisiųsti mėginius į Žemę ir čia juos ištyrinėtiti.

Rusų „Phobos-Grunt“ yra mažesnio modelio erdvėlaivis, kurio tikslas – paimti mėginius iš Marso palydovo Phobos. Jį greičiausiai sudaro kitos medžiagos nei patį Marsą, bet šis projektas – žingsnis Marso link. Paimti mėginį nuo mažyčio Phoboso paviršiaus yra akivaizdžiai lengviau nei nusileisti į patį Marsą, paimti mėginį ir išsiųsti jį atgal į Žemę.

„Phobos-Grunt“ buvo planuojamas ir kuriamas ilgai, nes tiek jo kūrimas, tiek ir paleidimas užsitęsė dėl Rusijos kosmoso programų finansavimo. Dabar, kai Rusijos finansinė padėtis pagerėjo, į kosmoso tyrimus vėl investuojama, o ambicingas ir įdomus projektas vėl pasistūmėjo į priekį. „Phobos-Grunt“ aparato paleidimas buvo planuotas 2009 m.

NASA taip pat turi daug planų kitam dešimtmečiui. Į Marsą ketinama išsiųsti mažyčius atmosferoje skraidančius tyrimų lėktuvėlius, daugybę erdvėlaivių ir meteorologinių stočių. Visa tai reikalauja vis galingesnių duomenų perdavimo įrenginių, taigi „Mars Telecommunications Orbiter“ po kurio laiko turės pakeisti naujas telekomunikacijų palydovas. Tada eilė ateis ir žmogaus skrydžiui į Marsą, bet kas jį atliks, su kuo ir kada, dar sunku pasakyti. Kada vėl bus skrendama į Mėnulį, taip pat nėra aišku. Be JAV, Europos ir Rusijos, Kinija ir Indija taip pat stiebiasi Mėnulio ir Marso link.

Šaltiniai: žurnalas TM, ESA, NASA.




  • Twitter
  • Facebook
  • MySpace
  • Digg
  • del.icio.us
  • Technorati
  • LinkedIn

Raktažodžiai: , ,

Palikite komentarą

Raseinių krašto naujienos