Dragan KOSOVAC

1. mart 2021.

Od kraja devetnaestog veka, kada su naučnici i javnost postali svesni mogućnosti da je na planeti Mars moguć život, fascinacija čovečanstva Crvenom planetom nezadrživo raste. Dok se vremenom pokazalo da su mnoga rana nagađanja bila previše optimistična, svemirske agencije iz celog sveta ne prestaju sa proučavanjem Marsa. Sem toga, u međuvremenu je osnovano i nekoliko organizacija i kompanija, kao što je SpaceX, čiji cilj je da se što pre pošalju ljudi na ovu planetu. Razvoj uređaja koji pomažu naučnicima u proučavanju Marsa tokom poslednjih četvrt veka odličan su pokazatelj tehnološkog napretka naše civilizacije.

Točkovi na Marsu

Nakon uspešnih misija programa Lunohod koje su postavile rovere na površinu Meseca, početkom sedamdesetih godina prošlog veka, Kosmički program SSSR-a pokušao je da na površinu Marsa spusti male rovere tipa Prop-M, ali te misije nisu završene uspešno. Zbog velikih troškova nastavka svemirske trke, i SAD i SSSR smanjili su ambicioznost projekata izvan neposredne blizine Zemlje na više od dvadeset godina. Istraživanje Crvene planete vraća se u velikom stilu tek 1997. godine, sa NASA misijom Mars Pathfinder u okviru koje na Mars sleće mali rover Sojourner (težak samo 12 kilograma) koji je tokom 85 dana prešao samo 100 metara.

Usledila je neuspešna misija Beagle 2 2003. godine, ali godinu dana kasnije na Mars sleću čak dva rovera, Spirit i Opportunity koji je i dalje apsolutni rekorder po veku trajanja i aktivnostima na Marsu. Oko petnaest puta teži od Sojorunera, Spirit i Opportunity su konstruisani da traju samo 92 dana na Crvenoj planeti, ali Spirit je izdržao više od šest godina dok je „Oppy” bio operativan preko četrnaest godina i za to vreme prevalio više od 45 kilometara, sve vreme ispitujući uzorke tla.

Pre nepunih deset godina lansiran je Curiosity (SK 11/2011), rover nove generacije, težak čak 900 kilograma i velik kao omanji automobil, koji ne koristi solarne panele već baterije puni radioizotopskim termoelektričnim generatorom (energija se dobija radioaktivnim raspadom plutonijuma-238). Zbog njegove veličine i mase, za potrebe ovog rovera razvijen je specijalni sistem za sletanje nazvan Sky crane (kran u vazduhu) koji ostaje da lebdi nekoliko metara iznad tla zahvaljujući raketnim motorima i iz tog položaja sajlama spušta rover na površimu. Tokom više od osam godina aktivnog rada na Marsu, u krateru Gejl, Curiosity je prešao više od 24 kilometra analizirajući sastav atmosfere i tla u potrazi za organskim jedinjenjima i tragovima postojanja vode.

Persi

Perseverance(engl. istrajnost) je izgrađen pod radnim nazivom Mars 2020 Rover, da bi zvanični naziv dobio na osnovu oko trideset hiljada predloga učenika iz SAD. Dok je Istrajnost značajno ime koje odslikava kvalitet svih ranijih rovera, članovi kontrolnog tima su veoma brzo skratili Perseverance u Persi (Percy).

Sa konstruktorske strane, ovaj rover predstavlja evoluciju Curiosityja i projektovan je na osnovu iskustava stečenih tokom rada njegovog „starijeg brata”. Dok su osnovni profil, šasija, sistem za napajanje i velika robotska ruka gotovo identični, brojni sistemi su pretrpeli značajna unapređenja, a prvom mestu je su točkovi. Naime, nakon višegodišnjeg kretanja po stenovitom terenu Curiosity je oštetio svoje aluminijumske točkove prečnika 50 centimetara zbog čega se već godinama kreće sporije nego što bi mogao. Zato su točkovi na Perseveranceu robusniji, sa debljim aluminijumom i dodatnim ojačanjima što za rezultat ima prečnik od 52,5 cm. Ojačana je i robotska ruka od 2,1 metra koja, kao kod Curiosityja, na sebi nosi više od 30 kilograma mernih uređaja. Ojačanja ruke omogućavaju manipulisanje većim stenama radi lakšeg uzimanja uzoraka.

Primarni naučni ciljevi ovog rovera su u skladu sa prethodnim istraživanjima Marsa: potraga za tragovima života (organskim jedinjenjima neophodnim za ishranu mikrova), uzimanje uzoraka stena i rastresitog tla i njihovo dugoročno skladištenje kao i testiranje sistema za proizvodnju vazduha na površini Marsa. Od decembra 2012. godine, kada je projekat Mars 2020 zvanično pokrenut, do jula 2014. godine skoro 60 timova iz celog sveta je poslalo svoje predloge za naučne instrumente koji će se naći na Persiju.

Na kraju je izabrano sedam uređaja čijim radom upravlja specijalni računar otporan na radijaciju. RAD750 iz BAE Systemsa zasnovan je na oklopljenom G3 PowerPC procesoru na taktu od 133 MHz, ima 128 MB DRAM-a i 4 GB NAND memorije, a koristi operativni sistem VxWorks. Sastav tla analizira se radiolumescentim spektrometrom (PIXL - Planetary Instrument for X-ray Litochemistry). Minerale u zemljištu i organske molekule traži ultraljubičasti Ramanov spektroskop (SHERLOC - Scanning Habitable Enviroments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals). Struktura zemljišta ispod rovera analizira se podzemnim radarom dometa deset metara (RIMFAX - Radar Imager for Mars’ subsurface experiment, proizveden u Norveškoj). Grupa atmosferskih senzora analizira klimatske uslove, radijaciju i čestice u vazduhu (MEDA - Mars Enviromental Dynamics Analyzer, proizveden u Španiji). Sistem za pravljenje kiseonika iz ugljenik-dioksida iz atmosfere testira tehnologiju koja bi bila osnova dugoročnog ljudskog preživanjavanja na Marsu (MOXIE - Mars Oxygen IRSU Experiment). Glavni sistem za snimanje okoline po prvi put ima mogućnost zumiranja (Mastcam-Z, unapređena verzija Curiosityjevog Mastcama). Na kraju, tu je SuperCam, evolucija ChemCama sa Curiosityja. U pitanju je kombinovani merni uređaj koji koristi četiri spektrometra i dva lasera za analizu sastava tla koje nije u neposrednoj blizini rovera.

Ingenuity

Generalno, glavni cilj pri konstrukciji Persija bio je da se u njegovom radu minimizuje trošenja vremena na kretanje rovera, kako bi se maksimizovalo vreme za obavljanje naučnih eksperimenata i analize uzoraka. Naime, iako je najbrže kopneno vozilo na Marsu, Persi se kreće maksimalno 4,4 centimetra u sekundi. Zbog toga je veoma bitno da se cilj ka kom će se rover kretati izabere veoma pažljivo i promišljeno. Primarni izvor podaka koje Perseverance koristi je mapa koju je snimio Mars Reconnaissance Orbiter, sonda u orbiti Marsa koja može da uoči objekte veće od 30 centimetara u prečniku. Sledeći korak je sklapanje slika iz brojnih hamera na telu rovera, od stereo kamera na jarbolu i novog Mastcama-Z, do manjih kamera za izbegavanje opasnosti i navigacionih kamera. Sve ovo mu omogućava da se autonomno kreće ka izabranom cilju tri puta brže nego Curiosity.

Ipak, tokom mesec dana rada na Marsu, Persi će imati pomagača u vazduhu - mini helikopter Ingenuity (engl. domišljatost, genijalnost). Ovaj 1,8 kilograma težak autonomni dron koristi dva koaksijalno postavljena rotora sa rasponom od 1,2 metra da postigne brzinu od tri metra u sekundi na visini od pet metara iznad površine Marsa. Ingenuity će obavljati specijalne izviđačke letove, do 50 metara od Persija sa ciljem optimizovanja putanje za kretanje rovera. Razlog za ovako kratke letove drona sa tako velikim rotorima je u sastavu atmosfere Marsa. Naime, iako je gravitacija za dve trećine slabija od one na Zemlji, atmosfera Marsa je 99 odsto ređa pa je mnogo teže zazviti uzgon neophodan za let. Ovaj helikopter takođe koristi specijalni računar otporan na radijaciju, ali on je zasnovan na Qualcommovom SoC-u Snapdragon 801 i koristi operativni sistem Linux.

Početak misije

U četvrtak, 18. februara 2021. godine, nakon sedam meseci leta između Zemlje i Marsa, rover Perseverance je po planu sleteo na površinu Crvene planete u krater Jezero (nazvan po istoimenom mestu u Bosni). Tokom prvih dana obavljeno su početno puštanje rovera u pogon: testirane su sve kamere, podignut je jarbol i Ingenuity se uspešno „prijavio” da je spreman za rad. Helikopter je trenutno „spakovan” sa donje strane rovera, a njegov prvi let planiran je za početak aprila.

Pored neposrednog analiziranja uzoraka na licu mesta, Persi već sada sudeluje u misiji Mars Sample-Return. U okviru ovog programa, koji se i dalje razvija i nema jasan vremenski okvir, uzorci sa površine Marsa biće dopremljeni na Zemlju. Zapečaćene kapsule sa uzorcima koje Perseverance skupi biće ostavljeni na specijalnim lokacijama sa kojih će ih neka od budućih sondi lansirati u orbitu i poslati ka Zemlji.

Pored toga što većina njegovih kamera pravi snimke u boji, Perseverance je i prvi rover opremljen zvučnicima tako da je u stanju da nam šalje ton-film u boji, sa Marsa. Naravno, na tim snimcima se čuje samo slabi vetar, ali to ih ne čini manje impresivnim. Ipak, mnogo bitniji od kadrova od kojih zastaje dah biće rezultati Persijevih eksperimenata i analiza. Tragovi kretanja vodenih tokova u okolini kratera Jezero predstavljaju idealnu metu za traženje organskih komponenata za život, a uređaj MOXIE predstavlja odskočnu dasku za sisteme koji će stvarati kiseonik za buduće misije na Marsu sa ljudskim posadama.

Budućnost istraživanja Marsa izgleda svetlije nego ikada pre, a NASA nije jedina svemirska agencija koja radi na tome. Desetog februara u orbitu Marsa je uspešno stigla sonda Tianwen-1 koja bi tokom maja trebalo da na površinu spusti sopstveni rover. Svemirske agencije Evrope i Japana (ESA i JAXA) takođe imaju aktivne misije, mada su njihova lansiranja (trenutno) odlžena za 2022. godinu. Najbitnije, možemo da se osvrnemo na protekle misije i s ponosom uporedimo rovere koji su se kretali površinom Marsa tada i danas.