Perseverance i Ingenuity: największy łazik i pierwszy dron w historii Marsa

Choć mogłoby się wydawać, że łaziki na Marsie to już nic nowego, to w rzeczywistości Perseverance będzie dopiero piątym łazikiem w historii Czerwonej Planety. Wcześniej po jej powierzchni jeździł Sojourner, Opportunity, Spirit oraz Curiosity. To wszystko.

Jak dotąd jedynym krajem, któremu udało się dostarczyć na Marsa jeżdżący sprawny łazik, były Stany Zjednoczone. To się jednak szybko może zmienić, bowiem 10 lutego na orbitę wokół planety weszła pierwsza chińska sonda marsjańska Tianwen-1. Na jej pokładzie znajduje się (a jakże) pierwszy chiński łazik marsjański, który za około trzy miesiące odłączy się od niej i spróbuje wylądować na powierzchni planety. Jeżeli mu się to powiedzie, Chiny staną się dopiero drugim krajem w historii, który dostarczy łazik na powierzchnię Marsa. 

Perseverance to największy (3m x 3m x 2m) i najbardziej zaawansowany łazik, jaki kiedykolwiek dotarł na Marsa. Urządzenie pod wieloma względami przypomina swojego poprzednika, łazik Curiosity. Jest jednak od niego masywniejsze i znacznie lepiej wyposażone. Na jego pokładzie znalazło się miejsce dla aż 23 kamer, dwóch mikrofonów i specjalistycznego ramienia robotycznego o długości dwóch metrów oraz siedmiu instrumentów naukowych. Całość urządzenia ma masę około 1 tony. Do zasilania łazika posłuży 5 kg plutonu-238 napędzającego generator MMRTG. 

Łazik będzie mógł przemieszczać się z prędkością nawet 152 metrów na godzinę. Choć na Ziemi nie jest to tempo imponujące, to na Marsie zapewni mu status najszybszego pojazdu w historii. Dzięki temu w ciągu najbliższych kilku lat łazik będzie w stanie zbadać dawną deltę rzeczną, następnie dno krateru, a z czasem także jego krawędź. 

Na pokładzie Perseverance znajduje się też zaawansowane wiertło, które nie tylko będzie w stanie wwiercić się w ciekawsze skały, ale także będzie w stanie pobrać z nich próbki, zapakować je w specjalne fiolki z tytanu, zamknąć je szczelnie i pozostawić na powierzchni planety. Na pokładzie znajdują się 43 takie fiolki.

W ramach kolejnej misji, której start planowany jest na 2026 r., inny łazik zbierze wszystkie próbki o łącznej masie ok. 0,5 kg zostawione przez Perseverance, dostarczy je do zasobnika niewielkiej rakiety, która z kolei dostarczy je na orbitę wokół Marsa. Tam na zasobnik będzie czekała europejska sonda kosmiczna, która po przejęciu pakietu próbek dostarczy je na Ziemię. Będzie to pierwsza misja, w ramach której na Ziemię dotrą próbki gruntu z innej planety. Na to jednak przyjdzie nam jeszcze poczekać. Naukowcy zakładają, że próbki mogą wrócić na Ziemię najwcześniej w 2031 r. 

Ze względu na potencjał znalezienia śladów dawnego życia, fiolki na próbki są całkowicie sterylnymi i czystymi komponentami. Tylko w ten sposób naukowcy będą pewni, że potencjalne ślady życia w fiolce faktycznie pochodzą z Marsa, a nie zostały zawleczone przez łazik z Ziemi. Jak mówią inżynierowie z zespołu misji, Perseverance jest zautomatyzowanym astrobiologiem wysłanym z Ziemi na Marsa. 

W międzyczasie w najbliższych latach Perseverance skupi się na poszukiwaniu związków organicznych oraz śladów dawnego życia na Marsie. Krater Jezero ponad 3 mld lat temu był rozległym jeziorem, do którego wpływała rzeka. W tamtych czasach na Marsie była gęsta atmosfera, wyższa temperatura i woda w stanie ciekłym. Jeżeli kiedykolwiek powstało w tym jeziorze życie, to istnieje spora szansa, że w osadach na dnie krateru znajdziemy jego ślady. Wszak ślady takiego życia, z tego samego okresu znajdujemy także na Ziemi (np. stromatolity w zachodniej Australii).

 Zanim jednak poszukiwania się rozpoczną, NASA planuje jeszcze kilka dodatkowych eksperymentów. 

Wraz z łazikiem na Marsa tym razem poleciał jeszcze jeden instrument – helikopter Ingenuity. Jego jedynym zadaniem jest sprawdzenie, czy w ogóle możliwe jest wykonywanie lotów w niezwykle rzadkiej atmosferze Marsa. Dron stoi na czterech cienkich nogach, jego korpus ma rozmiary piłki do siatkówki i zakończony jest dwoma wirnikami. Całe urządzenie ma masę niewiele ponad 2 kg, a jego wirniki obracające się w przeciwnych kierunkach, aby wznieść się nad powierzchnię Marsa w bardzo rzadkiej atmosferze, będą obracały się z zawrotną prędkością 2400 obr./min. 

Po tym jak zostanie postawiony na powierzchni Marsa, a łazik oddali się na bezpieczną odległość, inżynierowie planują wykonanie pięciu krótkich lotów. Najdłuższy z planowanych lotów potrwa ok. 90 sekund. Maksymalna wysokość lotu wyniesie około 5 metrów, a maksymalna odległość, na jaką przemieści się dron wyniesie około 50 metrów. Wszystkie próby będą z bezpiecznej odległości nagrywane i fotografowane za pomocą kamer łazika Perseverance.  

Jak przyznają inżynierowie, istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że misja Ingenuity zakończy się bardzo szybko. Nikt jeszcze nie próbował latać jakimkolwiek urządzeniem nad powierzchnią innego globu niż Ziemia. Co więcej, ze względu na odległość i związane z nią opóźnienia sygnału docierającego na Ziemię, wszystkie loty będą realizowane w pełni autonomicznie. Oznacza to, że Ingenuity będzie musiał samodzielnie startować, wykonywać lot, wybierać miejsce lądowania i bezpiecznie lądować. Tutaj wszystko może pójść nie tak.  

Jeżeli pierwszy lot się nie powiedzie – trudno. W żaden sposób niepowodzenie misji helikoptera nie wpłynie negatywnie na misję łazika. Jeżeli jednak uda się wykonać jeden, dwa czy trzy loty nad powierzchnią Marsa, potencjalne korzyści dla przyszłych misji mogą okazać się ogromne. Potwierdzenie, że da się wykonywać loty nad powierzchnią Marsa może sprawić, że w przyszłych misjach na Marsa polecą bardziej zaawansowane drony, które będą w stanie docierać w miejsca, w które żaden łazik się nie zapuści. Takie urządzenia mogą być wykorzystywane, chociażby do orientacji w terenie i sprawdzania, gdzie najlepiej wysłać łazik. Szybki podskok i zajrzenie za krawędź urwiska czy na drugą stronę wzgórza może pozwolić naukowcom sprawdzić, czy faktycznie łazik lub inny sprzęt badawczy, powinien się tam kierować czy może wybrać inne miejsce. 

W ramach eksperymentu MOXIE natomiast naukowcy chcą przetestować technologię produkcji tlenu z dwutlenku węgla w procesie elektrolizy. Według założeń instrument MOXIE powinien być w stanie produkować 10 gramów tlenu na godzinę. Wyniki tego eksperymentu mogą nam wiele powiedzieć o możliwości realizacji w przyszłości załogowych misji marsjańskich. MOXIE zostanie włączony trzykrotnie w ciągu pierwszych trzydziestu dni. W ciągu całej misji planowanych jest dziesięć różnych prób produkcji tlenu o różnych porach dnia i nocy oraz w różnych porach roku.

Zanim jednak duet Perseverance i Ingenuity rozpocznie swoją misję, całość musi bezpiecznie wylądować na powierzchni Czerwonej Planety. Relacja z lądowania rozpocznie się poniżej o godzinie 21:15 polskiego czasu.