Mars Exploration Rover

De conceptie van de kunstenaar van mer rovers op Mars

NASA's Mars Exploration Rover (Mer) Missie was een Robotic Space Mission met twee Mars Rovers, Geest en Kans, het verkennen van de planeet Mars. Het begon in 2003 met de lancering van de twee rovers om het Martiaanse oppervlak te verkennen en geologie; Beide landden op Mars op afzonderlijke locaties in januari 2004. Beide Rovers hebben hun geplande missies van 90 ver overleefd Mars Solar Days: Mer-a Geest was actief tot 22 maart 2010,^[1] Terwijl Mer-B Kans was actief tot 10 juni 2018.^[2]

Doelstellingen

Het wetenschappelijke doel van de missie was om een ​​breed scala van te zoeken en te karakteriseren rots en bodem die aanwijzingen voor het verleden wateractiviteit op Mars houden. De missie maakt deel uit van NASA's Mars Exploration Program, waaronder drie eerdere succesvolle landers: de twee Vikingprogramma Landers in 1976 en Mars Pathfinder Probe in 1997.^[3]

De totale kosten van het bouwen, lanceren, landen en bedienen van de rovers op het oppervlak voor de eerste 90-Sol Primaire missie was US $ 820 miljoen.^[4] Elke rover ontving vijf missie -extensies, omdat ze bleven functioneren voorbij hun aanvankelijk geplande duur. De Fifth Mission Extension werd verleend in oktober 2007 en liep tot eind 2009.^[4][5] De totale kosten van de eerste vier missie -extensies waren $ 104 miljoen, en de vijfde missie -uitbreiding kostte minstens $ 20 miljoen.^[4]

In juli 2007, tijdens de vierde missie -uitbreiding, blokkeerden Mars -stofstormen zonlicht voor de rovers en bedreigden het vermogen van het vaartuig om energie door hun te verzamelen zonnepanelen, waardoor ingenieurs vrezen dat een of beide permanent gehandicapt kunnen zijn. De stofstormen zijn echter opgeheven, waardoor ze de operaties konden hervatten.^[6]

Op 1 mei 2009, tijdens de vijfde missie -uitbreiding, Geest raakte vast in zachte grond.^[7] Na bijna negen maanden pogingen om de rover weer op het goede spoor te krijgen, inclusief het gebruik van testrovers op aarde, kondigde NASA op 26 januari 2010 aan dat Geest werd opnieuw als stationair wetenschappelijk platform. Deze modus zou het inschakelen Geest om wetenschappers te helpen op een manier die een mobiel platform niet kon, zoals het detecteren van "wiebelen"In de rotatie van de planeet zou een vloeibare kern aangeven.^[8] Het Jet Propulsion Laboratory (JPL) verloor het contact met Spirit na de laatste hoorzitting van de Rover op 22 maart 2010, en voortdurende pogingen om de communicatie terug te winnen duurden tot 25 mei 2011, waardoor de verstreken missietijd tot 6 jaar 2 maanden 19 dagen, of Meer dan 25 keer de oorspronkelijke geplande missieduur.^[9]

Als erkenning van de enorme hoeveelheid van Wetenschappelijke informatie Verzameld door beide rovers, twee asteroïden zijn ter ere van hen genoemd: 37452 Spirit en 39382 kans. De missie wordt beheerd voor NASA Door de Jet Propulsion Laboratory, die de rovers heeft ontworpen, gebouwd en bedient.

Op 24 januari 2014 rapporteerde NASA dat de huidige studies door de resterende rover Kans evenals door de nieuwere Mars Science Laboratory rover Nieuwsgierigheid zou nu op zoek zijn naar bewijs van het oude leven, inclusief een biosfeer gebaseerd op autotrofisch, chemotrofisch en/of chemolithoautotrofisch micro -organismen, evenals oud water, inclusief Fluvio-Lacustrine-omgevingen (vlaktes gerelateerd aan oude rivieren of meren) die mogelijk zijn geweest bewoonbaar.^{[10][11][12][13]} De zoektocht naar bewijs van bewoonbaarheid, taphonomie (gerelateerd aan fossielen), en organische koolstof op de planeet Mars werd vervolgens overgeschakeld naar een primaire NASA doelstelling.^[10]

De wetenschappelijke doelstellingen van de Mars Exploration Rover Mission waren:^[14]

• Zoek en karakteriseer een verscheidenheid aan rotsen en bodems die aanwijzingen in het verleden houden water werkzaamheid. In het bijzonder omvatten monsters die zijn gevraagde monsters die mineralen hebben die zijn afgezet door watergerelateerde processen zoals zoals neerslag, verdamping, sedimentaire cementatie, of hydrothermische activiteit.
• Bepaal de verdeling en samenstelling van mineralen, rotsen en bodems rond de landingsplaatsen.
• Bepaal wat Geologische processen hebben het lokale terrein gevormd en de chemie beïnvloed. Dergelijke processen kunnen water of windenerosie, sedimentatie, hydrothermische mechanismen, vulkanisme en kratering omvatten.
• Kalibratie en validatie van oppervlakte -waarnemingen uitvoeren gemaakt door Mars verkenning orbiter instrumenten. Dit zal helpen bij het bepalen van de nauwkeurigheid en effectiviteit van verschillende instrumenten die de geologie van Martiaanse en een baan om een ​​baan hebben.
• Zoek naar ijzerhoudende mineralen, en om relatieve hoeveelheden specifieke minerale typen te identificeren en te kwantificeren die water bevatten of in water werden gevormd, zoals ijzerhoudende carbonaten.
• Karakteriseren de mineralogie en texturen van rotsen en bodem om de processen te bepalen die ze hebben gecreëerd.
• Zoek naar geologische aanwijzingen naar de omgevingscondities die bestonden wanneer vloeibaar water aanwezig was.
• Beoordeel of die omgevingen bevorderlijk waren voor het leven.

Geschiedenis

Lancering van mer-a Geest

Lancering van mer-b Kans

De Mer-a en Mer-b Sondes werden gelanceerd op respectievelijk 10 juni 2003 en 7 juli 2003. Hoewel beide sondes zijn gelanceerd Boeing Delta II 7925-9.5 raketten van Cape Canaveral Space Launch Complex 17 (CCAFS SLC-17), Mer-B was op de zware versie van dat lanceervoertuig en had de extra energie nodig voor Trans-mars injectie. De lanceervoertuigen werden geïntegreerd in pads direct naast elkaar,^[15] met Mer-A op CCAFS SLC-17A en MER-B op CCAFS SLC-17B. De dubbele pads stonden toe voor het werken van de 15- en 21-daagse planetaire lanceringsperioden dicht bij elkaar; De laatste mogelijke lanceringsdag voor Mer-A was 19 juni 2003 en de eerste dag voor Mer-B was 25 juni 2003. NASA's Lanceer serviceprogramma Beheerde de lancering van beide ruimtevaartuigen.

Tijdlijn van de Mars Exploration Mission

De sondes landden in januari 2004 op wijd gescheiden equatoriale locaties op Mars. Op 21 januari 2004, de Deep Space Network verloren contact met Geest, om redenen die oorspronkelijk werden verondersteld gerelateerd te zijn aan een flare -douche Australië. De rover verzendde een bericht zonder gegevens, maar lag later die dag een nieuwe communicatiesessie met de Mars Global Surveyor. De volgende dag, JPL ontving een piep van de rover, wat aangeeft dat deze in de foutmodus zat. Op 23 januari slaagde het vluchtteam erin de rover te laten verzenden. Men geloofde dat de fout was veroorzaakt door een fout in de rover Flash-geheugen Subsysteem. De Rover heeft tien dagen geen wetenschappelijke activiteiten uitgevoerd, terwijl ingenieurs zijn software hebben bijgewerkt en tests hebben uitgevoerd. Het probleem werd opgelost door opnieuw te herformuleren Geest's flash -geheugen en gebruik een softwarepatch om geheugenoverbelasting te voorkomen; Kans werd ook uit voorzorg geüpgraded met de patch. Geest keerde terug naar volledige wetenschappelijke operaties tegen 5 februari.

Op 23 maart 2004 werd een persconferentie gehouden met het aankondigen van "grote ontdekkingen" van bewijs van voorbij vloeibaar water op het Mars -oppervlak. Een delegatie van wetenschappers toonde afbeeldingen en gegevens die een gestratificeerd patroon onthullen en kruisbedding In de rotsen van de ontsluiting in een krater in Meridiani Planum, landingsplaats van Mer-b, Kans. Dit suggereerde dat water ooit in de regio stroomde. De onregelmatige verdeling van chloor- en broom suggereert ook dat de plaats ooit de kustlijn van een zoute zee was, nu verdampt.

Missie -extensies

Op 8 april 2004 kondigde NASA aan dat het de missieleven van de Rovers verlengde van drie tot acht maanden. Het bood onmiddellijk extra financiering van US $ 15 miljoen tot september en $ 2,8 miljoen per maand voor voortgezette activiteiten. Later die maand, Kans aangekomen bij Uithoudingskrater, het duren ongeveer vijf dagen om de 200 meter te rijden. NASA kondigde op 22 september aan dat het de Mission Life van de Rovers met nog eens zes maanden verlengde. Kans was om uithoudingskrater te verlaten, het weggegooide hitteschild te bezoeken en door te gaan Victoria Crater. Geest was proberen te klimmen naar de top van de Columbia Hills.

Met de twee Rovers die nog steeds goed functioneerden, kondigde NASA later nog een verlenging van de missie van 18 maanden aan tot september 2006. Kans was om het "geëtste terrein" te bezoeken en Geest was om een ​​rotsachtige helling naar de top van te beklimmen Echtgenoot Hill. Op 21 augustus 2005, Geest bereikte de top van echtgenoot Hill na 581 Sols en een reis van 4,81 kilometer (2,99 km).

Geest vierde zijn One Martian Year -jubileum (669 Sols of 687 Earth Days) op 20 november 2005. Kans Vierde zijn verjaardag op 12 december 2005. Aan het begin van de missie werd verwacht dat de Rovers niet veel langer zouden overleven dan 90 Mars -dagen. De Columbia Hills waren "slechts een droom", volgens Rover -coureur Chris Leger. Geest Onderzocht de halfcirkelvormige rotsvorming bekend als Thuisplaat. Het is een gelaagde rotsuitjes die wetenschappers puzzeert en opwindt.^[16] Er wordt gedacht dat zijn rotsen explosieve vulkanische afzettingen zijn, hoewel er andere mogelijkheden bestaan, waaronder impactafzettingen of sediment gedragen door wind of water.

Spirit Rechtswiel was niet meer te werken op 13 maart 2006, terwijl de rover zich naartoe verplaatste McCool Hill. De chauffeurs probeerden het dode wiel achter Spirit te slepen, maar dit werkte pas totdat ze een onbegaanbaar zandgebied op de onderste hellingen bereikten. Bestuurders geregisseerd Geest Voor een kleinere hellende functie, genaamd "Low Ridge Haven", waar het de lange Mars -winter doorbracht, wachtend op de lente en verhoogde zonne -energieniveaus die geschikt zijn om te rijden. Die september, Kans bereikte de rand van Victoria Crateren SpaceFlight meldde nu dat NASA de missie voor de twee Rovers tot september 2007 had uitgebreid.^[17][18] Op 6 februari 2007, Kans werd het eerste ruimtevaartuig dat tien kilometer (6,2 mijl) op het oppervlak van Mars doorkruiste.^[19]

Kans was klaar om Victoria Crater op 28 juni 2007 vanuit de rand van Duck Bay binnen te gaan,^[20] Maar vanwege uitgebreide stofstormen werd het vertraagd totdat het stof was verdwenen en de stroom terugkwam naar veilige niveaus.^[21] Twee maanden later, Geest en Kans hervat het rijden na hongeringen naar beneden tijdens woedende stofstormen die de zonne -energie beperkten tot een niveau dat bijna de permanente falen van beide rovers veroorzaakte.^[22]

Op 1 oktober 2007,^[23] beide Geest en Kans ging hun vijfde missie -extensie in die de operaties uitbreidde tot 2009,^[24] waardoor de Rovers vijf jaar hebben doorgebracht met het verkennen van het Mars -oppervlak, in afwachting van hun voortdurende overleving.

Op 26 augustus 2008, Kans begon zijn driedaagse klim uit Victoria Crater temidden van bezorgdheid dat machtspieken, vergelijkbaar met die op Geest Voor het falen van zijn rechts frontwiel, kan het voorkomen dat het ooit de krater kan verlaten als een wiel faalde. Projectwetenschapper Bruce Banerm zei ook: "We hebben alles gedaan waar we Victoria Crater voor hebben gedaan en meer." Kans zal terugkeren naar de vlaktes om de enorme diversiteit van Meridiani Planum aan rotsen te karakteriseren - waarvan sommige mogelijk uit kraters zoals Victoria zijn gestraald. De Rover verkende Victoria Crater sinds 11 september 2007.^[25][26] Vanaf januari 2009 hadden de twee Rovers gezamenlijk 250.000 beelden teruggestuurd en meer dan 21 kilometer (13 km) gereisd.^[27]

Vergelijking van afstanden aangedreven door verschillende voertuigen op wielen op het oppervlak van de aardoppervlak Maan en Mars.

Na ongeveer 3,2 kilometer (2,0 km) te hebben gereden sinds het Victoria Crater verliet, Kans zag eerst de rand van Strevende krater op 7 maart 2009.^[28] Het passeerde de 16 km (9,9 km) onderweg op SOL 1897.^[29] Ondertussen bij Gusev Crater, Geest werd ingegraven diep in het Mars -zand, net als Kans was bij Vagevuurduin in 2005.^[30]

In november 2009, Washington University in St. Louis Professor Raymond Arvidson werd benoemd tot plaatsvervangend hoofdonderzoeker voor de MER -missie.^[31][32]

2010

Op 3 en 24 januari 2010, Geest en Kans respectievelijk zes jaar op Mars gemarkeerd.^[33] Op 26 januari heeft NASA dat aangekondigd Geest zal worden gebruikt als een stationair onderzoeksplatform na enkele maanden mislukte pogingen om de rover van zacht zand te bevrijden.^[34]

NASA kondigde op 24 maart 2010 aan dat Kans, die een geschatte resterende aandrijfafstand van 12 km heeft om krater te streven, is sinds het begin van zijn missie meer dan 20 km gereisd.^[35] Elke rover werd ontworpen met een missie -rijafstand van slechts 600 meter.^[35] Een week later hebben ze dat aangekondigd Geest Misschien in winterslaap zijn gegaan voor de Martian Winter en misschien maandenlang niet meer wakker worden.^[36]

Op 8 september 2010 werd dat aangekondigd Kans had het halve punt van de 19-kilometer reis tussen Victoria Crater en Endeavour Crater bereikt.^[37]

Op 22 mei 2011 kondigde NASA aan dat het pogingen zou stoppen om contact op te nemen Geest, die twee jaar in een zandval was vastgelopen. De laatste succesvolle communicatie met de Rover was op 22 maart 2010. De definitieve transmissie naar de Rover was op 25 mei 2011.^[38]

In april 2013 werd een foto die door een van de rovers werd teruggestuurd, op grote schaal verspreid over sociale netwerken en nieuwssites zoals zoals Reddit dat leek een menselijke penis Gesneden in het Martian -vuil.^[39]

Op 16 mei 2013 heeft NASA dat aangekondigd Kans had verder gereden dan enig ander NASA -voertuig op een andere wereld dan de aarde.^[40] Na Kansen Totale odometrie ging meer dan 35,744 km (22,210 km), de rover overtrof de totale afstand aangedreven door de Apollo 17 Lunar zwervende voertuig.^[40]

Op 28 juli 2014 heeft NASA dat aangekondigd Kans had verder gereden dan enig ander voertuig op een andere wereld dan de aarde.^[40][41][42] Kans bedekt meer dan 40 km (25 km), die de totale afstand van 39 km (24 km) overtroffen door de Lunokhod 2 maanrover, de vorige recordhouder.^[40][41]

Op 23 maart 2015 heeft NASA dat aangekondigd Kans had de volledige 42,2 km (26,2 km) afstand van een marathon gereden, met een eindtijd van ongeveer 11 jaar, 2 maanden.^[43]

In juni 2018, Kans werd gevangen in een stofstorm op globale schaal en de zonnepanelen van de Rover konden niet voldoende stroom genereren, met het laatste contact op 10 juni 2018. NASA hervatte het sturen van bevelen nadat de stofstorm was verdwenen, maar de rover bleef stil, mogelijk te wijten aan een catastrofale storing of een laag stof dat zijn zonnepanelen bedekt.^[44]

Een persconferentie werd gehouden op 13 februari 2019, dat na tal van pogingen om contact te krijgen met contact Kans Zonder reactie sinds juni 2018, verklaarde NASAKans Mission Over, die ook de 16-jarige Mars Exploration Rover Mission trok ten einde.^[45][46][47]

Ruimtevaartuigontwerp

Mer lancering configuratie, break -apart illustratie

De Mars Exploration Rover is ontworpen om bovenop een Delta II Rocket. Elk ruimtevaartuig bestaat uit verschillende componenten:

• Rover: 185 kg (408 lb)
• Lander: 348 kg (767 lb)
• Backshell / Parachute: 209 kg (461 lb)
• Warmteschild: 78 kg (172 lb)
• Cruise fase: 193 kg (425 pond)
• Drijfgas: 50 kg (110 lb)
• Instrumenten: 5 kg (11 lb)^[48]

De totale massa is 1.063 kg (2.344 lb).

Cruisetas

Cruisfase van Kans rover

Mer cruise fase diagram

De cruisefase is het onderdeel van het ruimtevaartuig dat wordt gebruikt voor reizen van aarde naar Mars. Het lijkt erg op de Mars Pathfinder in ontwerp en is ongeveer 2,65 meter (8.7 ft) in diameter en 1,6 m (5,2 ft) lang, inclusief het instapvoertuig (zie hieronder).

De primaire structuur is aluminium met een buitenring van ribben bedekt door de zonnepanelen, die een diameter van ongeveer 2,65 m (8,7 ft) hebben. Verdeeld in vijf secties, kunnen de zonnepanelen tot 600 bieden watt van macht in de buurt van de aarde en 300 W bij Mars.

Verwarmers en meerlagige isolatie Houd de elektronica "warm". EEN Freon Systeem verwijdert warmte van de vluchtcomputer en communicatiehardware in de rover zodat ze niet oververhit raken. Met cruise avionics -systemen kan de vluchtcomputer interface met andere elektronica, zoals de zonsensoren, sterrenscanner en kachels.

Navigatie

De sterrenscanner (zonder back -upsysteem) en zonsensor stond het ruimtevaartuig toe om zijn oriëntatie in de ruimte te kennen door de positie van de zon en andere sterren te analyseren in relatie tot zichzelf. Soms kan het vaartuig enigszins uit de koers zijn; Dit werd verwacht, gezien de reis van 500 miljoen kilometer (320 miljoen mijl). Dus navigators hebben maximaal zes trajectcorrectiemanoeuvres gepland, samen met gezondheidscontroles.

Om ervoor te zorgen dat het ruimtevaartuig bij Mars op de juiste plaats arriveerde voor zijn landing, droegen twee lichtgewicht, aluminium beklede tanks van ongeveer 31 kg (ongeveer 68 lb) van hydrazine drijfveer. Samen met cruisegeleiding en -controlesystemen stond de drijfgas navigators toe om het ruimtevaartuig op koers te houden. Burns and Pulse Firings van de drijfgas stond drie soorten manoeuvres toe:

• Een axiale brandwond gebruikt paren van boegschroeven om de snelheid van ruimtevaartuigen te veranderen;
• Een laterale brandwond maakt gebruik van twee "boegschroefclusters" (vier boegschroeven per cluster) om het ruimtevaartuig "zijwaarts" door seconden lange pulsen te verplaatsen;
• Pulsmodus Firing maakt gebruik van gekoppelde boegparen voor ruimtevaartuigen precessie manoeuvres (draait).

Communicatie

Het ruimtevaartuig gebruikte een hoogfrequent X Band radio- golflengte communiceren, wat minder stroom en kleiner mogelijk maakte antennes dan veel oudere vaartuigen, die gebruikten S band.

Navigators stuurden commando's via twee antennes op het cruisestadium: een cruise lage gainantenne gemonteerd in de binnenste ring en een cruisemedium-gainantenne in de buitenring. De antenne met een laag gain werd dicht bij de aarde gebruikt. Het is omni-directioneel, dus de transmissiekracht die de aarde bereikte, viel sneller met toenemende afstand. Terwijl het vaartuig dichter bij Mars kwam, kwamen de zon en de aarde dichter in de hemel als bekeken vanuit het vaartuig, dus minder energie bereikte de aarde. Het ruimtevaartuig schakelde vervolgens over naar de gemiddelde gainantenne, die dezelfde hoeveelheid transmissievermogen in een strakkere balk naar de aarde richtte.

Tijdens de vlucht was het ruimtevaartuig spin-gestabiliseerd met een spinsnelheid van twee revoluties per minuut (RPM). Periodieke updates hield antennes gericht op aarde en zonnepanelen naar de zon.

Aeroshell

Overzicht van de Mars Exploration Rover Aeroshell

De Aeroshell handhaafde een beschermende dekking voor de lander tijdens de zeven maanden durende reis naar Mars. Samen met de lander en de rover vormde het het "instapvoertuig". Het belangrijkste doel was om de lander en de rover erin te beschermen tegen de intense warmte van binnenkomst in de dunne Mars -atmosfeer. Het was gebaseerd op de Mars Pathfinder en Mars Viking -ontwerpen.

Onderdelen

De aeroshell was gemaakt van twee hoofdonderdelen: a hitteschild en een backshell. Het hitteschild was plat en bruinachtig en beschermde de lander en rover tijdens de binnenkomst in de Martiaanse atmosfeer en fungeerde als de eerste aerobrake voor het ruimtevaartuig. De backshell was groot, kegelvormig en wit geverfd. Het droeg de parachute en verschillende componenten die worden gebruikt in latere stadia van binnenkomst, afdaling en landing, waaronder:

• Een parachute (opgeborgen aan de onderkant van de achterschalen);
• De backshell -elektronica en batterijen die pyrotechnische apparaten afvuren zoals scheidingsmoeren, raketten en de parachute mortel;
• Een Litton LN-200 traagheidsmetingseenheid (IMU), die de oriëntatie van de backshell bewaakt en rapporteert terwijl deze onder de parachute zwaait;
• Drie grote stevige raket Motoren genaamd Rad Rockets (Rocket Assisted Descent), die elk ongeveer een ton kracht bieden (10 Kilonewtons) voor bijna 4 seconden;^[49]
• Drie kleine massieve raketten genaamd TIRS (gemonteerd zodat ze horizontaal uit de zijkanten van de achterschaal richten) die een kleine horizontale trap naar de achterschaal bieden om de achterschalen meer verticaal te oriënteren tijdens de hoofd RAD -raketverbranding.

Samenstelling

Gebouwd door Lockheed Martin Ruimte in Denver, Colorado, de Aeroshell is gemaakt van een aluminium honingraatstructuur ingeklemd tussen grafiet-epoxy gezichtsbladen. De buitenkant van de aeroshell is bedekt met een laag van fenolisch honingraat. Deze honingraat is gevuld met een ablatief materiaal (ook wel een "ablator" genoemd), die warmte dissipeert die wordt gegenereerd door atmosferische wrijving.

De ablator zelf is een unieke mix van kurk hout, binder en veel klein silica glazen bollen. Het werd uitgevonden voor de hitteschilden die op de Viking Mars Lander -missies werden gevlogen. Een vergelijkbare technologie werd in de eerste VS gebruikt Bemanneerde ruimtemissies Kwik, Tweeling en Apollo. Het was speciaal geformuleerd om chemisch te reageren met de Mars -atmosfeer tijdens inzending En draag de warmte weg en laat een hete wake van gas achter het voertuig achter. Het voertuig vertraagde van 19.000 tot 1.600 km/u (5.300 tot 440 m/s) in ongeveer een minuut en produceerde ongeveer 60 m/s² (6 g) van versnelling op de lander en Rover.

De backshell en het warmteschild zijn gemaakt van dezelfde materialen, maar het hitteschild heeft een dikkere, 13 mm (1⁄2in), laag van de ablator. In plaats van te worden geschilderd, was de backshell bedekt met een zeer dun aluminiseerd Huisdierfilm deken om het te beschermen tegen de kou van diepe ruimte. De deken verdampt tijdens binnenkomst in de Martian -atmosfeer.

Parachute

Mars Exploration Rover's parachute -test

De parachute hielp het ruimtevaartuig te vertragen tijdens binnenkomst, afdaling en landing. Het bevindt zich in de achterschaal.^[50]

Ontwerp

Het parachuteontwerp van 2003 maakte deel uit van een langdurige inspanning op de ontwikkeling van Parachute Technology op lange termijn en is gebaseerd op de ontwerpen en ervaring van de Viking- en Pathfinder-missies. De parachute voor deze missie is 40% groter dan die van Pathfinder omdat de grootste belasting voor de Mars Exploration Rover 80 tot 85 is Kilonewtons (KN) of 80 tot 85 kN (18.000 tot 19.000 lbf) wanneer de parachute volledig opblaast. Ter vergelijking: de inflatiebelastingen van Pathfinder waren ongeveer 35 kN (ongeveer 8.000 lbf). De parachute is ontworpen en gebouwd South Windsor, Connecticut door Pioneer Aerospace, het bedrijf dat ook de parachute heeft ontworpen voor de sterrenstof missie.^[50]

Samenstelling

De parachute is gemaakt van twee duurzame, lichtgewicht stoffen: polyester en nylon-. Een drievoudige hoofdstel gemaakt van Kevlar Sluit de parachute aan op de backshell.

De hoeveelheid beschikbare ruimte op het ruimtevaartuig voor de parachute is zo klein dat de parachute druk moest worden verpakt. Vóór de lancering vouwde een team de 48 hanglijnen, drie hoofdlijnen en de parachute stevig op. Het Parachute -team laadde de parachute in een speciale structuur die vervolgens meerdere keren een zwaar gewicht op het Parachute -pakket toepaste. Voordat de parachute in de backshell werd geplaatst, werd de parachute warmte ingesteld steriliseren het.^[50]

Verbonden systemen

Descent wordt gestopt door retrorockets en Lander wordt 10 m (33 ft) naar het oppervlak gedropt in deze door de computer gegenereerde indruk.

Zylon -bochten: Nadat de parachute was ingezet op een hoogte van ongeveer 10 km (6,2 km) boven het oppervlak, werd de hittshield vrijgegeven met behulp van 6 scheidingsmoeren en push-off veren. De lander scheidde zich vervolgens van de backshell en "rappelleerde" een metalen tape op een centrifugaalremsysteem ingebouwd in een van de landerblaadjes. De langzame afdaling naar beneden de metalen tape plaatste de lander in positie aan het einde van een ander hoofdstel (tether), gemaakt van een bijna 20 m (66 ft) lang gevlochten Zylon.^[50]

Zylon is een geavanceerd vezelmateriaal, vergelijkbaar met Kevlar, dat is genaaid in een webbingpatroon (zoals schoolmateriaal) om het sterker te maken. De zylonbruggen biedt ruimte voor airbag -implementatie, afstand van de massieve raketmotoruitlaatstroom en verhoogde stabiliteit. De hoofdstel bevat een elektrisch harnas waarmee de vaste raketten van de backshell kunnen worden afgevuurd, en geeft gegevens uit de backshell -traagheidsmetingseenheid (die snelheid en kanteling van het ruimtevaartuig meet) naar de vluchtcomputer in de rover.^[50]

Rocket Assisted Descent (RAD) MOTORS: Omdat de atmosferische dichtheid van Mars minder dan 1% van de aarde is, kon de parachute alleen de Mars -verkenningsrover niet genoeg vertragen om een ​​veilige, lage landingssnelheid te garanderen. De afdaling van de ruimtevaartuigen werd bijgestaan ​​door raketten die het ruimtevaartuig tot een dode stop 10-15 m (33-49 ft) boven het Mars -oppervlak brachten.^[50]

Radar -hoogtemeter -eenheid: EEN Radar -hoogtemeter Eenheid werd gebruikt om de afstand tot het Mars -oppervlak te bepalen. De antenne van de radar is gemonteerd op een van de onderste hoeken van de lander tetraëder. Toen de radarmeting aantoonde dat de lander de juiste afstand boven het oppervlak was, werd de zylonbruggen gesneden, waardoor de lander uit de parachute en backshell werd losgelaten zodat deze vrij en duidelijk was voor de landing. De radargegevens hebben ook de timingreeks op airbaginflatie en backshell RAD -raketvuren mogelijk gemaakt.^[50]

Airbags

Artist's concept van opgeblazen airbags

Airbags Gebruikt in de Mars Exploration Rover Mission is hetzelfde type dat Mars Pathfinder Gebruikt in 1997. Ze moesten sterk genoeg zijn om het ruimtevaartuig te dempen als het op rotsen of ruw terrein landde en het toestond om over het oppervlak van Mars te stuiteren bij snelwegsnelheden (ongeveer 100 km/u) na de landing. De airbags moesten seconden voor touchdown worden opgeblazen en eenmaal veilig op de grond leeglopen.

De airbags waren gemaakt van Vectran, zoals die op Pathfinder. Vectran heeft bijna twee keer de sterkte van andere synthetische materialen, zoals Kevlar, en presteert beter bij koude temperaturen. Zes 100 ontkenner (10 mg/m) Lagen vectran beschermden een of twee binnenste blazen van vectran in 200 denier (20 mg/m). Het gebruik van 100 denier (10 mg/m) laat meer stof achter in de buitenste lagen waar het nodig is, omdat er meer draden in het weefsel zijn.

Elke rover gebruikte vier airbags met elk zes lobben, die allemaal waren verbonden. Verbinding was belangrijk, omdat het enkele van de landingskrachten hielp te verminderen door het zaksysteem flexibel te houden en te reageren op gronddruk. De airbags waren niet rechtstreeks aan de rover bevestigd, maar werden eraan vastgehouden door touwen die de zakstructuur doorkruisen. De touwen gaven de zakken vorm, waardoor de inflatie gemakkelijker werd. Tijdens de vlucht werden de tassen opgeborgen samen met drie gasgeneratoren die worden gebruikt voor inflatie.

Lander

Mer Lander Bloemblaadjes openen (met dank aan NASA/JPL-CALTECH)

De ruimtevaartuigen is een beschermende schaal die de rover herbergt, en samen met de airbags beschermt het tegen de krachten van impact.

De lander is een tetraëder vorm, wiens zijden openen als bloemblaadjes. Het is sterk en licht en gemaakt van balken en vellen. De stralen bestaan ​​uit lagen van grafiet Vezel geweven in een stof die lichter is dan aluminium en stijfer dan staal. Titaniumfittingen worden gelijmd en op de balken gemonteerd om het samen te laten worden vastgebout. De rover werd door de lander vastgehouden door bouten en speciale noten die werden vrijgelaten na de landing met kleine explosieven.

Rechtopstaand

Nadat de lander stopte met stuiteren en op de grond rolde, kwam hij rusten op de basis van de tetraëder of een van zijn zijden. De zijkanten gingen vervolgens open om de basis horizontaal te maken en de rover rechtop. De zijkanten zijn verbonden met de basis door scharnieren, die elk een motor hebben die sterk genoeg is om de lander op te tillen. De rover plus lander heeft een massa- van ongeveer 533 kilogram (1.175 pond). De rover alleen heeft een massa van ongeveer 185 kg (408 lb). De zwaartekracht op Mars is ongeveer 38% van de aarde, dus de motor hoeft niet zo krachtig te zijn als op aarde.

De rover bevat versnellingsbak Om te detecteren welke weg naar beneden is (naar het oppervlak van Mars) door de trek van de zwaartekracht te meten. De Rover -computer beval vervolgens het juiste Lander Petal om open te staan ​​om de rover rechtop te plaatsen. Zodra het basisblaadje neerstortte en de rover rechtop stond, werden de andere twee bloemblaadjes geopend.

De bloembladen openden aanvankelijk voor een even platte positie, dus alle zijden van de lander waren recht en vlak. De bloemblaadjes zijn sterk genoeg zodat als twee van de bloemblaadjes op rotsen komen rusten, de basis met de rover op zijn plaats zou worden gehouden als een brug boven de grond. De basis zal op een niveau blijven, zelfs met de hoogte van de bloemblaadjes die op rotsen rusten, waardoor een recht plat oppervlak over de lengte van de open, afgeplatte lander is. Het vluchtteam op aarde kon vervolgens commando's naar de rover sturen om de bloemblaadjes aan te passen en een veilig pad te creëren voor de rover om van de lander naar het Mars -oppervlak te rijden zonder een steile rots af te vallen.

De payload verplaatsen naar Mars

Geest'S Lander op Mars

Het verplaatsen van de rover van de lander wordt de uitgangfase van de missie genoemd. De rover moet voorkomen dat zijn wielen in het airbagmateriaal worden gevangen of van een scherpe helling vallen. Om dit te helpen, sleept een terugtrekkingssysteem op de bloemblaadjes langzaam de airbags naar de lander voordat de bloemblaadjes openen. Kleine hellingen op de bloem van de bloemblaadjes om ruimtes tussen de bloemblaadjes te vullen. Ze bestrijken ongelijk terrein, rotsobstakels en airbagmateriaal en vormen een cirkelvormig gebied waaruit de rover in meer richtingen kan rijden. Ze verlagen ook de stap dat de rover naar beneden moet klimmen. Ze hebben de bijnaam "batwings" en zijn gemaakt van vectran doek.

Ongeveer drie uur werden toegewezen om de airbags in te trekken en de Lander -bloemblaadjes in te zetten.

Roverontwerp

Interactief 3D -model van de mer

Schematische tekening van de mer

De rovers zijn zeswielige, op zonne-energie aangedreven robots met 1,5 m (4,9 ft) hoog, 2,3 m (7,5 ft) breed en 1,6 m (5,2 ft) lang. Ze wegen 180 kg (400 lb), 35 kg (77 lb) waarvan het wiel- en ophangingssysteem is.^[51]

Het hoofddoosachtige chassis vormt de Warm Electronics Box (Web).

Aandrijfsysteem

Elke rover heeft zes aluminium wielen gemonteerd op een rocker-bogie suspensiesysteem, vergelijkbaar met die op Verblijf,^[52] Dat zorgt ervoor dat wielen op de grond blijven terwijl ze over ruw terrein rijden. Het ontwerp vermindert het bewegingsbereik van het roverlichaam met de helft en laat de rover over obstakels of door gaten (depressies) die meer dan een wieldiameter (250 millimeter (9,8 in)) in grootte zijn. De roverwielen zijn ontworpen met een integraal conform buigingen die schokabsorptie bieden tijdens beweging.^[53] Bovendien hebben de wielen schoenplaatjes die grip bieden voor klimmen in zacht zand en over rotsen klauteren.

Elk wiel heeft zijn eigen aandrijfmotor. De twee voor- en twee achterwielen hebben elk individuele stuurmotoren. Hierdoor kan het voertuig zich op zijn plaats draaien, een volledige revolutie, en zwaaien en bochten, waardoor bochten worden gemaakt. De motoren voor de Rovers zijn ontworpen door het Zwitserse bedrijf Maxon -motor.^[54] De rover is ontworpen om een ​​kanteling van 45 graden in elke richting te weerstaan ​​zonder ten val te brengen. De rover wordt echter geprogrammeerd door zijn "foutbeschermingslimieten" in zijn software voor het vermijden van gevaren om te voorkomen dat ze meer dan 30 graden overschrijden.

Elke rover kan een van zijn voorwielen draaien om diep in het terrein te malen. Het moet onbeweeglijk blijven terwijl het graafwiel draait. De rovers hebben een topsnelheid op een platte harde grond van 50 mm/s (2 in/s). De gemiddelde snelheid is 10 mm/s, omdat de software voor het vermijden van gevaren ervoor zorgt dat het om de 10 seconden gedurende 20 seconden stopt om het terrein te observeren en te begrijpen waarin het heeft gereden.

Kracht en elektronische systemen

Mars Exploration Rover (achter) en Verblijf rover

Wanneer volledig verlicht, de rover triplejunctie^[55] Solar -arrays genereren ongeveer 140 watt voor maximaal vier uur per Martian Day (Sol). De rover heeft ongeveer 100 watt nodig om te rijden. Het stroomsysteem omvat twee oplaadbaar lithiumion Batterijen met een gewicht van 7,15 kg (15,8 lb) elk, die energie bieden wanneer de zon niet schijnt, vooral 's nachts. Na verloop van tijd zullen de batterijen afbreken en kunnen ze niet op volledige capaciteit opladen.

Ter vergelijking, de Mars Science LaboratoryHet stroomsysteem van het vermogen is samengesteld uit een Multi-missie radio-isotoop thermo-elektrische generator (MMRTG) geproduceerd door Boeing.^[56] De MMRTG is ontworpen om 125 W elektrische stroom te leveren aan het begin van de missie en daalt tot 100W na 14 jaar dienst.^[57] Het wordt gebruikt om de vele systemen en instrumenten van de MSL van stroom te voorzien. Zonnepanelen werden ook overwogen voor de MSL, maar RTG's bieden constante kracht, ongeacht het tijdstip van de dag, en dus de veelzijdigheid om te werken in donkere omgevingen en hoge breedtegraden waar zonne -energie niet direct beschikbaar is. De MSL genereert 2.5 kilowatturen per dag, vergeleken met de Mars Exploration Rovers, die ongeveer 0,6 kilowatt uur per dag kunnen genereren.^[58]

Er werd gedacht dat tegen het einde van de 90-sol-missie de mogelijkheid van de zonnepanelen om stroom te genereren waarschijnlijk zou worden teruggebracht tot ongeveer 50 watt. Dit was te wijten aan de verwachte stofdekking op de zonnepanelen en de verandering in het seizoen. Meer dan drie jaar later zweefden de voedingen van de Rovers echter tussen de 300 wattuur en 900 wattuur per dag, afhankelijk van de stofdekking. Het reinigen van gebeurtenissen (stofverwijdering door wind) hebben vaker plaatsgevonden dan NASA had verwacht, waardoor de arrays relatief vrij van stof blijven en de levensduur van de missie verlengen. Tijdens een wereldwijde stofstorm uit 2007 op Mars, ervoeren beide Rovers een deel van de laagste kracht van de missie; Kans gedompeld tot 128 wattuur. In november 2008, Geest had dit low-energy record ingehaald met een productie van 89 wattuur, vanwege stofstormen in de regio Gusev Crater.^[59]

De rovers lopen een VXWORKS ingebed besturingssysteem op een bestraling 20 MHz RAD6000 processor met 128 MB van Druppel met foutdetectie en correctie en 3 MB van Eeprom. Elke rover heeft ook 256 MB van Flash-geheugen. Om te overleven tijdens de verschillende missiefasen, moeten de vitale instrumenten van de rover binnen een temperatuur van -40 ° C tot +40 ° C (−40 ° F tot 104 ° F) blijven. 'S Nachts worden de Rovers met acht verwarmd radio -isotoopverwarmingseenheden (RHU), die elk continu genereert 1 W van thermische energie van het verval van radio -isotopen, samen met elektrische kachels die alleen werken wanneer dat nodig is. Een gesputterde goudfilm en een laag van silica airgel worden gebruikt voor isolatie.

Communicatie

Pancam Mast Assembly (PMA)

Rock Breasing Tool (rat)

Alfa-deeltjes röntgenspectrometer (APXS) (Courtesy NASA/JPL-CALTECH)

De rover heeft een X Band met een lage winst en een X -band high-gain antenne voor communicatie van en naar de aarde, evenals een Ultra hoge frequentie Monopole -antenne voor relaiscommunicatie. De antenne met een laag gain is omnidirectioneelen verzendt gegevens met een lage snelheid naar Deep Space Network (DSN) Antennes op aarde. De high-gain antenne is directioneel en bestuurbaar en kan gegevens met een hoger tempo naar de aarde overbrengen. De rovers gebruiken de UHF -monopool en zijn CE505 -radio om te communiceren met ruimtevaartuigen in een baan om Mars, de Mars Odyssey en (vóór het falen) de Mars Global Surveyor (al meer dan 7.6 terabe van gegevens werden overgedragen met behulp van de Mars -relaisantenne en Mars Orbiter Camera's geheugenbuffer van 12 MB).^[60] Sinds Mo Ging in een baan rond Mars, de Landers hebben het ook gebruikt als een relaisactief. De meeste landergegevens worden door Odyssey en MRO doorgegeven aan de aarde. De orbiters kunnen roversignalen ontvangen met een veel hogere gegevenssnelheid dan het Deep Space Network kan, vanwege de veel kortere afstanden van Rover tot Orbiter. De orbiters geven vervolgens snel de rovergegevens door aan de aarde met behulp van hun grote en krachtig antennes.

Elke rover heeft negen camera's, die 1024-pixel produceren bij 1024-pixel afbeeldingen met 12 bits per pixel,^[61] Maar de meeste navigatiecamera -afbeeldingen en beeldminiaturen worden afgekapt tot 8 bits per pixel om geheugen en transmissietijd te besparen. Alle afbeeldingen worden vervolgens gecomprimeerd met behulp van Icer Voordat u wordt opgeslagen en naar de aarde worden gestuurd. Navigatie, miniatuur en vele andere beeldtypen worden gecomprimeerd tot ongeveer 0,8 tot 1,1 bits/pixel. Lagere bitsnelheden (minder dan 0,5-bit/pixel) worden gebruikt voor bepaalde golflengten van meerkleurige panoramische afbeeldingen.

ICER is gebaseerd op waveletsen is specifiek ontworpen voor deep-space-toepassingen. Het produceert progressieve compressie, zowel verliesloos als verlies, en bevat een foutenafwijkingsschema om de effecten van gegevensverlies op het diepe space-kanaal te beperken. Het presteert beter dan de Lossy JPEG -beeldcompressor en de verliesloze rijstcompressor die wordt gebruikt door de Mars Pathfinder missie.

Wetenschappelijke instrumentatie

De rover heeft verschillende instrumenten. Drie zijn gemonteerd op de Pancam Mast Assembly (PMA):

• Panoramische camera's (Pancam), twee camera's met kleurfilterwielen voor het bepalen van de textuur, kleur, mineralogieen structuur van het lokale terrein.
• Navigatiecamera's (Navcam), twee camera's met grotere gezichtsvelden maar een lagere resolutie en zijn monochromatisch, voor navigatie en rijden.
• Een periscoopassemblage voor de miniatuur thermische emissiespectrometer (Mini-tes), die veelbelovende rotsen en bodems identificeert voor nader onderzoek, en bepaalt de processen die ze hebben gevormd. De mini-tes werd gebouwd door Arizona State University. De Periscope-assemblage heeft twee beryllium-vouwspiegels, een lijkwade die sluit om stofvervuiling in de assemblage te minimaliseren, en afwijzingsbaffels van verdwaalde lichte afstoting die strategisch worden geplaatst in de grafiet-epoxybuizen.

De camera's zijn 1,5 meter hoog gemonteerd op de Pancam Mast -assemblage. De PMA wordt geïmplementeerd via de MAST Implementment Drive (MDD). De Azimuth -drive, direct boven de MDD gemonteerd, draait de assemblage horizontaal een hele revolutie met signalen die zijn verzonden via een rollende bandconfiguratie. De cameraforder wijst de camera's in hoogte, bijna recht omhoog of omlaag. Een derde motor wijst op de mini-tes vouwspiegels en beschermende mantel, tot 30 ° boven de horizon en 50 ° lager. Het conceptuele ontwerp van de PMA werd gedaan door Jason Suchman bij JPL, de Cognizant Engineer die later als contracttechnisch manager (CTM) diende nadat de vergadering was gebouwd door Ball Aerospace & Technologies Corp., Boulder, Colorado. Raul Romero diende als CTM zodra het testen op subsysteemniveau begon. Satish Krishnan deed het conceptuele ontwerp van de high-gain antenne-gimbal (HGAG), wiens gedetailleerd ontwerp, assemblage en test ook werd uitgevoerd door Ball Aerospace op welk punt Satish fungeerde als de CTM.

Vier monochromatische gevarencamera's (Hazcams) zijn gemonteerd op het lichaam van de rover, twee voor en twee erachter.

Het instrumentimplementatieapparaat (IDD), ook wel de roverarm genoemd, bevat het volgende:

• Mössbauer spectrometer (MB) Mimos II, ontwikkeld door Dr. Göstar Klingelhöfer op de Johannes Gutenberg Universiteit in Mainz, Duitsland, wordt gebruikt voor close-uponderzoeken van de mineralogie van ijzerhoudende rotsen en bodems.^[62][63]
• Alfa-deeltjes röntgenspectrometer (APXS), ontwikkeld door de Max Planck Instituut voor chemie in Mainz, Duitsland, wordt gebruikt voor een close-upanalyse van de overvloed aan elementen waaronder rotsen en bodems.^[64] Universiteiten die betrokken zijn bij de ontwikkeling van de APX's zijn de Universiteit van Guelph, universiteit van Californië, en Cornell universiteit
• Magneten, voor het verzamelen van magnetische stofdeeltjes,^[65] ontwikkeld door Jens Martin Knudsen's groep bij de Niels Bohr Institute, Kopenhagen. De deeltjes worden geanalyseerd door de Mössbauer -spectrometer en Röntgenfoto Spectrometer om de verhouding van magnetische deeltjes tot niet-magnetische deeltjes en de samenstelling van magnetische mineralen in stof en rotsen in de lucht te bepalen die zijn gemalen door het gereedschap Rotsschuring. Er zijn ook magneten aan de voorkant van de rover, die uitgebreid worden bestudeerd door de Mössbauer -spectrometer.
• Microscopische imager (MI) voor het verkrijgen van close-up, hoge resolutie beelden van rotsen en bodems. Ontwikkeling werd geleid door het team van Ken Herkenhoff bij de USGS Astrogeology Research Program.
• Rock slijtage tool (Rat), ontwikkeld door Honeybee Robotics, voor het verwijderen van stoffige en verweerde rotsoppervlakken en het blootleggen van vers materiaal voor onderzoek door instrumenten aan boord.

De robotarm is in staat om instrumenten rechtstreeks op te leggen tegen rots- en bodemdoelen van belang.

Het benoemen van Geest en Kans

Sofi Collis met een model van Mars Exploration Rover

De Geest en Kans Rovers werden genoemd via een essaycompetitie van studenten. De winnende inzending was van Sofi Collis,^[66] Een Russisch-Amerikaanse student uit Arizona.

Ik woonde vroeger in een weeshuis. Het was donker en koud en eenzaam. 'S Nachts keek ik op naar de sprankelende hemel en voelde me beter. Ik droomde dat ik daar kon vliegen. In Amerika kan ik al mijn dromen laten uitkomen. Bedankt voor de 'geest' en de 'kans'.
- Sofi Collis, 9 jaar oud

Voordien, tijdens de ontwikkeling en het bouwen van de rovers, stonden ze bekend als Mer-1 Rover 1 (Kans) en Mer-2 Rover 2 (Geest). Intern gebruikt NASA ook de Mission Designations Mer-A (Geest) en mer-b (Kans) Op basis van de volgorde van landing op Mars.

Test Rovers

Rover teamleden simuleren Geest in een Martian Sandtrap.

Het Jet Propulsion Laboratory onderhoudt een paar rovers, de Testbedden van het oppervlakte-systeem (SSTB) op de locatie in Pasadena voor het testen en modelleren van situaties op Mars. Eén testrover, SSTB1, met een gewicht van ongeveer 180 kilogram (400 lb), is volledig geïnstrumenteerd en bijna identiek aan Geest en Kans. Een andere testversie, SSTB-lite, is identiek in grootte- en aandrijfkenmerken, maar omvat niet alle instrumenten. Het weegt 80 kilogram (180 lb), veel dichter bij het gewicht van Geest en Kans in de gereduceerde zwaartekracht van Mars. Deze rovers werden in 2009 gebruikt voor een simulatie van het incident waarin Geest raakte gevangen in zachte grond.^[67][68][69]

SAPP -software voor het bekijken van afbeeldingen

Het NASA -team gebruikt een softwaretoepassing met de naam "Positie van de oppervlakte -houding en wijzen" (SAPP),^[70] om afbeeldingen te bekijken die zijn verzameld van de rover en om zijn dagelijkse activiteiten te plannen. Er is een versie beschikbaar voor het publiek genaamd Maestro.^[71]

Planetary Science -bevindingen

Geest Landingsplaats, Gusev Crater

Vlaktes

Hoewel de Gusev -krater uit orbitale beelden verschijnt als een droge meer, tonen de waarnemingen van het oppervlak de binnenvlaktes die meestal gevuld zijn met puin. De rotsen op de vlaktes van Gusev zijn een soort basalt. Ze bevatten de mineralen olivijn, pyroxeen, plagioclase, en magnetiet, en ze zien eruit als vulkanisch basalt omdat ze fijnkorrelig zijn met onregelmatige gaten (geologen zouden zeggen dat ze blaasjes en vugs hebben).^[72][73] Veel van de grond op de vlaktes kwam van de afbraak van de lokale rotsen. Vrij hoge niveaus van nikkel werden gevonden in sommige bodems; waarschijnlijk van meteorieten.^[74] Analyse toont aan dat de rotsen enigszins zijn gewijzigd door kleine hoeveelheden water. Buiten coatings en scheuren in de rotsen suggereren water afgezet mineralen, misschien broom Verbindingen. Alle rotsen bevatten een fijne stofcoating en een of meer hardere schuimen van materiaal. Het ene type kan worden afgeveegd, terwijl het andere moest worden gemalen door de Rock slijtage tool (RAT).^[75]

Er zijn verschillende rotsen in de Columbia Hills, waarvan sommige zijn veranderd door water, maar niet door heel veel water.

Adirondack

Coördineert	14 ° 36's 175 ° 30′E/14,6 ° S 175,5 ° E

Deze rotsen kunnen op verschillende manieren worden geclassificeerd. De hoeveelheden en soorten mineralen maken de rotsen primitieve basalt - ook wel picritische basalt genoemd. De rotsen zijn vergelijkbaar met oude terrestrische rotsen die basalt worden genoemd komatiieten. Rotsen van de vlaktes lijken ook op het basalt SHERGOTTITES, Meteorieten die van Mars kwamen. Eén classificatiesysteem vergelijkt de hoeveelheid alkali -elementen met de hoeveelheid silica op een grafiek; In dit systeem liggen Gusev Plains -rotsen in de buurt van de kruising van basalt, picrobasalten tephrite. De Irvine-Barager-classificatie noemt ze basalt.^[72] De rotsen van Plain zijn zeer enigszins veranderd, waarschijnlijk door dunne waterfilms omdat ze zachter zijn en aderen van licht gekleurd materiaal bevatten dat broomverbindingen kan zijn, evenals coatings of schil. Er wordt gedacht dat kleine hoeveelheden water mogelijk in scheuren zijn geraakt die mineralisatieprocessen veroorzaken.^[73][72] Coatings op de rotsen kunnen hebben plaatsgevonden wanneer rotsen werden begraven en interactie hadden met dunne films van water en stof. Een teken dat ze werden gewijzigd, was dat het gemakkelijker was om deze rotsen te malen in vergelijking met dezelfde soorten rotsen die op aarde worden gevonden.

De eerste rots die Geest Studeerde was Adirondack. Het bleek typerend te zijn voor de andere rotsen op de vlaktes.

• 

  Eerste kleurenfoto van Gusev Crater. Rotsen bleken basalt te zijn. Alles was bedekt met een fijn stof dat Geest bepaald was magnetisch vanwege het minerale magnetiet.

• 

  Cross-sectionele tekening van een typische rots uit de vlaktes van Gusev-krater. De meeste rotsen bevatten een stofcoating en een of meer hardere coatings. Waterafhankelijke aderen zijn zichtbaar, samen met kristallen van olivijn. Aderen kunnen broomzouten bevatten.

Stof

Het stof in Gusev -krater is hetzelfde als stof over de hele planeet. Al het stof bleek magnetisch te zijn. Bovendien, Geest vond de magnetisme werd veroorzaakt door het mineraal magnetiet, vooral magnetiet die het element bevatte titanium. Eén magneet was in staat om al het stof volledig af te leiden, dus al het Mars -stof wordt als magnetisch beschouwd.^[76] De spectra van het stof was vergelijkbaar met spectra van heldere, lage thermische traagheidsgebieden zoals Tharsis en Arabië die zijn gedetecteerd door satellieten te draaien. Een dunne laag stof, misschien minder dan één millimeter dikke dekt alle oppervlakken. Iets erin bevat een kleine hoeveelheid chemisch gebonden water.^[77][78]

Columbia Hills

Geest bevat een gedenkteken voor de bemanning van de Ruimteschip Columbia's STS-107 2003 Mission, die uiteenviel tijdens terugkeer.

Terwijl de rover boven de vlaktes op de Columbia Hills klom, veranderde de mineralogie die werd gezien.^[79][80] Wetenschappers vonden een verscheidenheid aan rotstypes in de Columbia Hills en ze plaatsten ze in zes verschillende categorieën. De zes zijn: Clovis, Wishbone, Peace, Watchtower, Backstay en Independence. Ze zijn vernoemd naar een prominente rots in elke groep. Hun chemische samenstellingen, zoals gemeten door APX's, verschillen aanzienlijk van elkaar.^[81] Het belangrijkste is dat alle rotsen in Columbia Hills verschillende graden van wijziging vertonen als gevolg van waterige vloeistoffen.^[82] Ze zijn verrijkt in de elementen fosfor, zwavel, chloor en broom - die allemaal kunnen worden gedragen in wateroplossingen. De rotsen van de Columbia Hills bevatten basaltglas, samen met verschillende hoeveelheden olivine en sulfaten.^[83][84] De olivijns overvloed varieert omgekeerd met de hoeveelheid sulfaten. Dit is precies wat wordt verwacht omdat water olivijn vernietigt maar helpt om sulfaten te produceren.

De Clovis -groep is vooral interessant omdat de Mössbauer spectrometer (MB) gedetecteerd goethiet in het.^[85] Goethiet vormt zich alleen in aanwezigheid van water, dus de ontdekking ervan is het eerste directe bewijs van het verleden water in de rotsen van Columbia Hills. Bovendien vertoonden de MB -spectra van rotsen en ontsluitingen een sterke daling van de aanwezigheid van olivijn,^[83] Hoewel de rotsen waarschijnlijk ooit veel olivijn bevatten.^[86] Olivine is een marker voor het gebrek aan water omdat het gemakkelijk ontleedt in aanwezigheid van water. Sulfaat werd gevonden en het heeft water nodig om te vormen. Wishstone bevatte veel plagioclase, wat olivine, en anhydraat (een sulfaat). Peace Rocks toonde zwavel en sterk bewijs voor gebonden water, dus gehydrateerde sulfaten worden vermoed. Wachttorenklasse rotsen missen olivine bijgevolg kunnen ze door water zijn gewijzigd. De onafhankelijkheidsklasse vertoonde enkele tekenen van klei (misschien Montmorillonite een lid van de Smectite Group). Kleien vereisen vrij langdurige blootstelling aan water om te vormen. Eén type grond, Paso Robles genaamd, van de Columbia Hills, kan een verdampende afzetting zijn omdat het grote hoeveelheden zwavel bevat, fosfor, calciumen ijzer.^[87] Ook ontdekte MB dat veel van het ijzer in Paso Robles -grond van de geoxideerde, Fe was³⁺ het formulier. Tegen het midden van de zesjarige missie (een missie die slechts 90 dagen zou duren), grote hoeveelheden zuiver silica werden gevonden in de grond. Het silica zou kunnen zijn afkomstig van de interactie van grond met zure dampen geproduceerd door vulkanische activiteit in aanwezigheid van water of uit water in een hete veeromgeving.^[88]

Na Geest stopte werkende wetenschappers bestudeerden oude gegevens uit de miniatuur thermische emissiespectrometer, of Mini-tes en bevestigde de aanwezigheid van grote hoeveelheden van carbonaat-Rich rotsen, wat betekent dat regio's van de planeet ooit water kunnen herbergen. De carbonaten werden ontdekt in een ontsluiting van rotsen genaamd "Comanche".^[89][90]

Samengevat, Geest vond bewijs van lichte verwering op de vlakten van Gusev, maar er was geen bewijs dat er een meer was. In de Hills van Columbia was er echter duidelijk bewijs voor een gematigde hoeveelheid waterige verwering. Het bewijsmateriaal omvatte sulfaten en de mineralen goethiet en carbonaten die zich alleen vormen in aanwezigheid van water. Er wordt aangenomen dat Gusev Crater misschien lang geleden een meer heeft vastgehouden, maar het is sindsdien bedekt door stollingsmaterialen. Al het stof bevat een magnetische component die werd geïdentificeerd als magnetiet met wat titanium. Bovendien is de dunne stofcoating die alles op Mars bedekt, hetzelfde in alle delen van Mars.

Kans Landingsplaats, Meridiani Planum

Zelfportret van Kans in de buurt Strevende krater op het oppervlak van Mars (6 januari 2014).

Cape Verdrukking Southern End, zoals te zien in 2017 door Kans rover

De Kans Rover landde in een kleine krater, genaamd "Eagle", op de vlakke vlaktes van Meridiani. De vlaktes van de landingsplaats werden gekenmerkt door de aanwezigheid van een groot aantal kleine bol, bolvormig concreties die werden getagd door het wetenschapsteam, dat beide los op het oppervlak werden gevonden, en ook ingebed in de rots. Deze bleken een hoge concentratie van het mineraal te hebben hematiet, en toonde de handtekening van gevormd worden in een waterige omgeving. De gelaagde gesteente die in de kraterwanden werd onthuld, vertoonden tekenen van sedimentair van aard, en analyse van samenstelling en microscopische afbeelding toonde aan dat dit voornamelijk was bij de samenstelling van Jarosiet, een ferro sulfaatmineraal dat karakteristiek een verdamping Dat is het residu van de verdamping van een zoute vijver of zee.^[91][92]

De missie heeft substantieel bewijs geleverd voor wateractiviteit uit het verleden op Mars. Naast het onderzoeken van de "waterhypothese", Kans heeft ook astronomische waarnemingen en atmosferische gegevens verkregen. De uitgebreide missie bracht de rover over de vlakten naar een reeks grotere kraters in het zuiden, met de aankomst aan de rand van een krater van een diameter van 25 km, strevende krater, acht jaar na de landing. De orbitale spectroscopie van deze kraterrand toont de tekenen van phyllosilicaat rotsen, indicatief voor oudere sedimentaire afzettingen.

Landingslocaties

( • bespreken)

Interactieve beeldkaart van de Wereldwijde topografie van Mars, bedek met locaties van Mars Lander- en Rover -sites. Beweeg over de afbeelding om de namen van meer dan 60 prominente geografische functies te zien, en klik om ernaar te linken. Kleurplaten van de basiskaart duidt op relatief aan verheven, op basis van gegevens van de Mars Orbiter Laser hoogtemeter Op NASA's Mars Global Surveyor. Blanken en Browns geven de hoogste hoogtes aan (+12 tot +8 km); gevolgd door roze en rood (+8 tot +3 km); geel is 0 km; Groenen en blues zijn lagere hoogtes (tot aan −8 km). Bijlen zijn breedtegraad en Lengtegraad; Poolstreken worden opgemerkt.

(Zie ook: ; / lijst)

(   Actieve rover •   Inactief •   Actieve lander •   Inactief •   Toekomst )

← Beagle 2 (2003)

Nieuwsgierigheid (2012) →

Deep Space 2 (1999) →

In zicht (2018) →

Mars 2 (1971) →

← Mars 3 (1971)

Mars 6 (1973) →

Polar Lander (1999) ↓

↑ Kans (2004)

← Doorzettingsvermogen (2021)

← Feniks (2008)

Schiaparelli EDM (2016) →

← Verblijf (1997)

Geest (2004) ↑

↓Zhurong (2021)

Viking 1 (1976) →

Viking 2 (1976) →

Woordenlijst

Zie ook

Referenties

Aantekeningen

Verder lezen

• Roving Mars: Spirit, Opportunity en The Exploration of the Red Planet door Steve Squyres (Gepubliceerd augustus 2005; ISBN1-4013-0149-5)
• Postkaarten van Mars: de eerste fotograaf op de Red Planet door Jim Bell (gepubliceerd november 2006; ISBN0-525-94985-2)
• Technische papers door JPL Robotics Engineers
• Interview: de bestuurder achter NASA's Mars Rovers van de Australische pc -wereld

Externe links

• NASA JPL's Mer -website
• Spirit Mission -profiel
• Kans Missieprofiel
• Mars Exploration Rover Project, NASA/JPL Document NSS ISDC 2001 27 mei 2001
• Wetenschap, 6 augustus 2004 - Wetenschappelijke artikelen uit de eerste fase van de Geest missie
• Mars Rover Manual: Gecentraliseerde bron voor alle openbaar vrijgegeven Rover Technische details
• Mer analisten notebook (Toegang tot de mer wetenschappelijke gegevensset)
• Wetenschappelijke Amerikaan Magazine (nummer van maart 2004) "The Spirit of Exploration"
• Li2-Rover
• Officiële pancam true color afbeeldingengalerij
• Rover beeldgalerij
• Niet -officiële dagelijkse pancam kleur beeldgalerij
• Archief van mer voortgangsrapporten door A.J.S. Rayl op planetary.org