Vorgänger
Der erste Rover, der erfolgreich auf dem Mars landete, war der American Sojourner. Im Rahmen des Mars Pathfinder-Programms arbeitete er 1997 drei Monate lang auf dem Planeten, wobei er zeitweise die geschätzte Lebensdauer übertraf. Der Rover hatte keine besonders schwierigen Aufgaben zu bewältigen - allein die Tatsache, auf dem Roten Planeten einen terrestrischen Roboterapparat zu finden, sorgte für Furore in der Welt. Trotzdem gelang es Sojourner, viele Fotos vom Mars zu senden und einfache meteorologische und geologische Studien durchzuführen.
Zwei Jahre später schickte die NASA erneut eine Mars-Mission ins All, die auf eine detaillierte Untersuchung der Boden- und Klimabedingungen des Planeten abzielte. Die Mars Polar Lander-Mission endete mit einem Misserfolg - das Abstiegsfahrzeug stürzte aus noch unbekannten Gründen ab. An Bord der Raumsonde verschwand auch das russische Laserradar (Lidar), das die Zusammensetzung der Atmosphäre untersuchen sollte.
Die Amerikaner traten als unbestrittener Weltmarktführer in der Erforschung des Mars in das 21. Jahrhundert ein und untermauerten ihren Erfolg im Jahr 2003 mit der Einführung des Mars Exploration Rover-Programms. Dem Plan zufolge sollten zwei Rover den Planeten untersuchen - Spirit und Opportunity. Beide Lander Rover landeten im Januar 2004 im Abstand von 21 Erdtagen auf der Marsoberfläche. Das Design von Opportunity erwies sich als so zuverlässig und langlebig, dass der Rover bis Juni 2018 in Betrieb war.
Jetzt ist ein 900 Kilogramm schwerer Curiosity-Rover mit einer Radioisotopen-Energiequelle auf dem Mars in Betrieb, der den Planeten bereits im August 2012 traf. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Proben zu bohren und zu untersuchen. Im Moment wurde die Mission auf unbestimmte Zeit verlängert.
Dies war den Amerikanern nicht genug, und noch früher, im Jahr 2008, erschien eine kleine Phoenix-Station auf dem Planeten, deren Mission es war, nach außerirdischem Leben zu suchen. Das Gerät war nicht an Bewegung angepasst, war relativ billig (400 Millionen US-Dollar) und lebte nur wenige Monate in einem aktiven Zustand. Trotzdem entdeckte Phoenix Wasser auf dem Mars und führte eine einfache chemische Analyse des Bodens durch.
Fast zehn Jahre brauchten die Amerikaner, um den im Herbst 2008 vom Netz gegangenen stationären Erkundungsroboter abzulösen. Die seismische Station Mars mit dem InSight-Rig der NASA landete 2018 auf dem Planeten und schickte bisher erfolgreich Forschungsergebnisse zur Erde.
Das Vorhandensein eines mobilen und eines stationären Marsapparates reicht den Amerikanern eindeutig nicht aus. Um seine Präsenz auf dem Mars zu festigen, landete am 18. Februar 2021 der Rover Perseverance auf der Oberfläche. Und er hat seinen eigenen Hubschrauber.
Gibt es Leben auf dem Mars?
Zunächst einmal ist Perseverance der größte Rover, der bisher auf dem Roten Planeten abgesetzt wurde. Elon Musk katapultierte einst seinen Elektro-Roadster ins All, und die NASA schickte einen Rover in Autogröße zum Mars. Beharrlichkeit ist etwa 3 Meter lang, 2,7 Meter breit und 2,2 Meter hoch. Für einen ziemlich großen Rover wurden superstarke und ultraleichte Materialien verwendet, weshalb das Gewicht des Geräts unter terrestrischen Bedingungen kaum eine Tonne überschreitet. Unter Marsbedingungen wird Perseverance zweieinhalb Mal weniger wiegen.
Der Start eines so komplexen und teuren Projekts (mehr als 3 Milliarden US-Dollar) muss durch ein entsprechendes Forschungsprogramm auf dem Mars unterstützt werden. Um die Ausgaben zu rechtfertigen, statteten die Amerikaner den Rover mit mehreren interessanten Geräten gleichzeitig aus.
Dies ist zunächst der Modellapparat MOXIE zur Synthese von Sauerstoff aus Kohlendioxid in der Marsatmosphäre, dessen Anteil 93% erreicht. Theoretisch ist alles ganz einfach - vom Kohlendioxid-Molekül CO2 wir reißen atomaren Sauerstoff ab und kombinieren ihn mit einem derselben. Die Abgase produzieren Kohlenmonoxid und molekularen Sauerstoff, der ziemlich atmungsaktiv ist.
Zuvor wurde Sauerstoff unter Weltraumbedingungen durch Elektrolyse von Wasser synthetisiert, aber für das Leben einer Person wird ein ganzes Kilogramm Wasser pro Tag benötigt - diese Methode ist auf dem Mars nicht anwendbar. Kurz gesagt, der MOXIE-Apparat komprimiert Kohlendioxid, erhitzt es auf 800 Grad und leitet einen elektrischen Strom durch. Dadurch wird an der Anode der Gaszelle reiner Sauerstoff und an der Anode Kohlenmonoxid freigesetzt. Anschließend wird das Gasgemisch abgekühlt, auf Reinheit geprüft und in die Marsatmosphäre entlassen.
Offensichtlich werden in ferner Zukunft Tausende solcher Generatoren das Kohlendioxid des Mars zu einer menschenfreundlichen Atmosphäre verarbeiten. Es ist bemerkenswert, dass diese Technologie nicht die fortschrittlichste ist. Nach der Theorie jedoch aus zwei CO-Molekülen2 nur ein O wird produziert2… Und das ist weit von der tatsächlichen Wirksamkeit solcher Installationen entfernt. Viel interessanter ist die Idee, Kohlendioxid in Kohlenstoff C und ein Molekül O. aufzuspalten2… 2014 veröffentlichte die Zeitschrift Science eine Methode zur Synthese von Sauerstoff aus CO2 unter dem Einfluss von ultravioletten Lasern. Fünf Jahre später kam das California Institute of Technology auf die Idee, Kohlendioxidmoleküle auf inerten Oberflächen wie Goldfolie zu beschleunigen und zu treffen. Durch diese barbarische Behandlung wird Kohlendioxid in molekularen Sauerstoff und Kohlenstoff, also Ruß, gespalten. Aber während solche Techniken weit von technologischer Perfektion entfernt sind, muss sich die NASA mit Geräten wie MOXIE begnügen.
Das zweite interessante Gadget für den Rover ist der PIXL, der die Umgebung mit Röntgenstrahlen scannen soll. Das Gerät führt eine Fernprüfung des Bodens auf Chemikalien und Elemente durch, die Marker für Lebewesen sein können. Die Entwickler versichern, dass PIXL in der Lage ist, mehr als 26 chemische Elemente zu erkennen. Eine ähnliche Aufgabe übernimmt der multifunktionale SuperCam-Scanner, der in der Lage ist, die atomare und molekulare Zusammensetzung von Gesteinen aus sieben Metern Höhe zu bestimmen. Dafür ist es mit einem Laser und hochempfindlichen Infrarotsensoren ausgestattet.
Und das ist nicht alles. Die Analyse auf das Vorhandensein von Lebensspuren wird von den „Forensikern“SHERLOC und WATSON durchgeführt. SHERLOC arbeitet im ultravioletten Bereich und untersucht das umgebende Gestein mit einem Laser. Das Prinzip ist der Arbeit eines irdischen Detektivs sehr ähnlich, der mit einer UV-Taschenlampe nach biologischen Beweisen sucht. WATSON wiederum hält alles, was passiert, mit der Kamera fest. Am Ende des Rover-Auslegers befinden sich ein Paar Sensoren sowie ein PIXL-Röntgenbild.
Ausdauer hat keine Übung, um das Marsinnere zu erkunden. Zu diesem Zweck wird der Radarscanner RIMFAX verwendet, der den Mars bis zu einer Tiefe von 10 Metern "scannen" kann. GPR wird die darunterliegende Oberfläche kartieren und nach Ablagerungen von Mars-Eis suchen.
Mars-Rover mit Hubschrauber
Der wichtigste "Showstopper" von Perseverance sind nicht die oben beschriebenen Supergadgets und nicht einmal ein Atomkraftwerk, sondern das erste Flugzeug für den Mars. Nach der Landung im Marskrater Jezero brachte der Rover einen Miniatur-Koaxialhubschrauber unter den Bauch. In den besten Traditionen der amerikanischen Raumfahrt wurde der Name des Hubschraubers von einem Wettbewerb gewählt, und der beste war Ingenuity. Von Vaniza Rupani, 11. Klasse aus Northport.
Der Helikopter trägt keine wissenschaftliche Ausrüstung. Seine Hauptaufgabe besteht darin, das Flugpotenzial in der Atmosphäre des Mars aufzuzeigen, die fast ausschließlich aus Kohlendioxid besteht. Die Atmosphäre des Roten Planeten hat eine ähnliche Dichte wie die der Erde, aber die Schwerkraft ist 2,5 mal geringer. Das Flugzeug zieht 1,8 Kilogramm und ist für sein Gewicht mit relativ kleinen Propellern (Drehzahl - 2537 U / min) ausgestattet - Prämien der Marsgravitation. Die enormen Temperaturabfälle an der Oberfläche des Planeten zwangen die Ingenieure jedoch, ein komplexes Wärmeschutzsystem auf einem Hubschrauber zu bauen. Der Erstflug von Ingenuity ist frühestens am 8. April geplant und das gesamte Testprogramm soll innerhalb eines Monats abgeschlossen sein. Der Helikopter ist wegwerfbar - nach dem Test wird er als Alien-Trümmer auf dem Mars verbleiben. Auch Ausdauer wird irgendwann zu einem toten Stück teurer Legierungen, aber ihr Lebenszyklus ist viel länger.
Es wird davon ausgegangen, dass Perseverance seinen Satelliten in einen gitarrenförmigen Schutzbehälter fallen lässt, mehrere Dutzend Meter zurückrollt und aus der Ferne ein Testflugprogramm startet. Der Hubschrauber muss um den Rover herumfliegen, ohne den Überwachungsbereich von Kameras und Scannern zu verlassen. Das Schwierigste ist, die erste kalte Marsnacht für einen Miniaturhubschrauber zu überstehen. Wenn Sie das Material vor dem 8. April 2021 lesen, bewegt sich der Mars-Rover gerade in Richtung des vorausgewählten Flugplatzes für den Ingenuity-Start.
