Ciekawość marsjańskiego łazika

Na sobotę zaplanowano start rakiety Atlas V z sondą marsjańską Curiosity na pokładzie. To najbardziej zaawansowana technicznie misja na Marsa, która ma odpowiedzieć między innymi na pytanie, czy na Czerwonej Planecie mogły istnieć kiedyś warunki sprzyjające powstaniu życia. Program Mars Science Laboratory (MSL) pochłonął 2,5 miliarda dolarów.

Łazik o rozmiarach małego samochodu osobowego, ważący niespełna tonę nie mógłby lądować na Marsie, tak jak poprzednie, Sojourner, Spirit i Opportunity, otoczony poduszkami powietrznymi. Specjalnie dla niego opracowano nowy scenariusz lądowania, w czasie którego kapsuła z lądownikiem opada najpierw na spadochronie, potem lądownik włącza silniki hamujące i odrzuca spadochron, wreszcie opuszcza Curiosity na linie.

Curiosity ma wylądować w rejonie równika Marsa w kraterze Gale, wybranym spośród ponad 60 miejsc zaproponowanych wstępnie, jako możliwy cel misji. O ostatecznym wyborze zdecydowała budowa samego krateru, w którym zaobserwowano ślady możliwej działalności wody i znaczne pokłady skał osadowych. Nie bez znaczenia był także względnie łagodny klimat panujący w tym rejonie Czerwonej Planety.

Lot na Marsa potrwa 8,5 miesiąca i jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem sonda dotrze na Czerwoną Planetę w sierpniu przyszłego roku. Curiosity ma potem wykorzystać w badaniach powierzchni Marsa aż 10 nowoczesnych instrumentów naukowych, które pozwolą ustalić, czy są tam ślady substancji organicznych, które mogłyby wskazywać na to, że kiedyś mogło tam istnieć życie.

Najważniejszym instrumentem służącym do obserwacji i fotografowania terenu jest kamera na wysięgniku (MastCam), prócz wykonywania zdjęć i filmów w wysokiej rozdzielczości kamera pomoże też obsłudze naziemnej w sterowaniu łazikiem. Mars Hand Lens Imager (MAHLI) to rodzaj szkła powiększającego, które pozwoli na wykonywanie zdjęć makroskopowych z dokładnością do 12,5 mikrona. MAHLI zamontowano na wyposażonym w aż 5 przegubów ramieniu, którego 2-metrowy zasięg pozwoli spojrzeć na dowolny szczegół w otoczeniu łazika.

Mars Descent Imager (MARDI) to kolejna kamera, której zadaniem będzie tym razem filmowanie powierzchni Marsa podczas lądowania. MARDI ma się uruchomić parę kilometrów nad powierzchnią Marsa, gdy odstrzelona zostanie osłona termiczna lądownika. Jej zapis pokaże dokładnie rejon lądowania i pomoże w planowaniu najbardziej efektywnej i ciekawej marszruty łazika.

Sample Analysis at Mars (SAM) to analizator próbek marsjańskiego gruntu, prawdziwe serce aparatury naukowej sondy. Składa się z trzech instrumentów, służących do analizy chemicznej skał, spektrometru masowego, chromatografu gazowego i spektrometru laserowego. To dzięki nim dowiemy się, czy są na Marsie związki organiczne, podobne do tych, które na Ziemi budują organizmy żywe. Będą poszukiwać też innych niezbędnych dla życia pierwiastków: wodoru, tlenu i azotu. SAM wyposażono w wiertło, które może wydobyć materiał z głębi skały i przenieść go do wnętrza sondy, gdzie będzie go można dokładnie zbadać.

Kolejny aparat badawczy to CheMin (Chemistry and Mineralogy), który zidentyfikuje strukturę krystaliczną różnych rodzajów minerałów i oceni jak często występują. Badania będą prowadzone metodą dyfrakcji rentgenowskiej, przy wykorzystaniu wiązki promieni X. Jeszcze bardziej spektakularnie będzie wyglądać praca urządzenia ChemCam (Chemistry and Camera), które najpierw odparuje próbkę skały z pomocą promienia lasera, a potem obraz zebrany przez specjalną kamerę i mały teleskop przekaże spektrometrom w korpusie łazika do dalszej analizy.

Alpha Particle X-Ray Spectrometer (APXS) to jeszcze jeden instrument do badań zawartości w skałach różnych pierwiastków chemicznych. APXS będzie bombardować próbkę promieniami X i cząstkami alfa, obserwacja wzbudzonego w ten sposób promieniowania rentgenowskiego pomoże zidentyfikować jej skład.

Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) to instrument, który będzie bombardował grunt wiązką neutronów i na podstawie analizy energii neutronów odbitych oceni, czy pod powierzchnią są minerały bogate w wodę, albo obszary lodu. Woda i lód spowalniają neutrony, stwierdzenie odbitych cząstek o niższej energii będzie wskazywać na ich obecność. W ten sposób można zbadać grunt do głębokości dwóch metrów.

Radiation Assessment Detector (RAD) to aparat, którego zadaniem będzie analiza różnych rodzajów promieniowania, występujących na powierzchni Czerwonej Planety. Zmierzenie jego natężenia przyniesie informacje istotne dla przyszłego programu załogowych misji na Marsa. Pomoże też ocenić, czy promieniowanie mogło mieć znaczenie dla ewentualnych szans pojawienia się tam życia.

Rover Environmental Monitoring Station (REMS) to z kolei podręczna stacja meteorologiczna łazika. Jej wskazania powiedzą nam jakie jest ciśnienie na Marsie, jak zmienia się temperatura, skąd i jak silny wieje tam wiatr.

Prócz tych 10 instrumentów sonda zabiera ze sobą jeszcze jedenasty. Ponieważ zamontowano go na osłonie termicznej kapsuły formalnie nie jest jednak elementem wyposażenia łazika. MEDLI (MSL Entry, Descent and Landing Instrumentation) ma zmierzyć temperaturę i ciśnienie podczas przejścia kapsuły przez atmosferę Marsa, te pomiary pomogą sprawdzić, czy osłona została właściwie skonstruowana. Te dane przydadzą się przy projektowaniu kolejnych misji.