Red rovers: Loppet att utforska Mars fortsätter

Anonim

Red rovers: Loppet att utforska Mars fortsätter

SpaceFeature

David Szondy

30 augusti 2016

13 bilder

En spännande serie av uppdrag är inställda att gå till Mars under de kommande två decennierna (Kredit: NASA)

Det finns för närvarande ett rekord sju aktiva obemannade uppdrag som verkar på eller runt Mars, men paraden har bara börjat. De närmaste åren kommer att vara väldigt upptagen, eftersom en ny serie internationella uppdrag leder ut till den röda planeten, som eventuellt kulminerar i den första bemannade landningen eller ens kolonisering före 2030. Låt oss titta på programmet.

För närvarande finns det sju aktiva Mars-uppdrag med en planerad planering för att komma fram i oktober 2016. Drift av NASA, ESA och Indiens ISRO, sex av dem är orbitrar och två är rovers. Det kan tyckas överdrivet för en planet som gör att Atacama-öknen ser ut som en trädgård, men Mars är av stor intresse för forskare på grund av sin potential att berätta mer om jordens klimat, de inre planeternas ursprung och huruvida livet uppstod på mer än ett ställe i solsystemet. För att inte nämna att få rymdskepp med framgång till Mars vinner viktiga poäng för någon rymdfarande nation (eller företag).

Planerat och inriktat

Som den nuvarande satsen är de planerade uppdrag och de som redan är på väg en blandad väska. Det är ungefär sju av dem som planeras anlända till Mars efter 2020, där "om" är det operativa ordet eftersom budgetar och nationella prioriteringar kan förändras mycket snabbt. Dessa uppdrag är för det mesta utvidgningar och mer fokuserade versioner av de nuvarande, som syftar till att lära sig mer om planetens geologi och atmosfär och söker bevis för att svara på frågan om Mars någonsin höll livet.

ExoMars 2016

Den första av dessa uppdrag är redan mer än halvvägs där. Exobiology Mars (ExoMars) 2016 är ett gemensamt ESA / Roscosmos-uppdrag i två delar som syftar till att leta efter bevis på livet på Mars. Den första är Trace Gas Orbiter (TGO), som kommer att leta efter spår av metan i Martens atmosfär med ett öga på att lära sig mer om mekanismen som producerar den och för att bestämma om detta är geologiskt, kemiskt eller biologiskt. Det kommer också att skicka tillbaka bilder på Mars-ytan och söka efter ytan på isen.

Den andra är Schiaparelli-ingången, nedstigningen och landningsdemonstratormodulen, som för närvarande är dockad med TGO. Det är mycket enklare rymdfarkoster som kommer att släppas tre dagar innan TGO kommer in i Mars omlopp den 19 oktober 2016. Eftersom TGO går in i en elliptisk omlopp om planeten, kommer Schiaparelli-modulens korta karriär att innebära mätning av atmosfären under dess nedstigning till ytan. Även om det inte är en landare, kommer det att testa landningsradar, navigeringskameror och andra instrument som kommer att användas för ExoMars 2020-landsmission. Om det överlever nedstigningen, kommer sonden inte att kunna skicka tillbaka bilder från ytan, men det fortsätter att skicka tillbaka telemetri så länge dess batterier håller ut.

Insikt

Nästa NASA-uppdrag är InSight-landaren, som planeras att lyfta av från Vandenbergs flygvapenbas i Kalifornien den 5 maj 2018 (en felaktig vakuumtätning i ett av de primära instrumenten medförde att den missade 2016 lanseringsfönstret). Den inSight stationära landaren är baserad på NASAs Phoenix Lander, som satte sig vid Marspolen 2008 och är avsedd för ett 720-dagars primära uppdrag nära Martian Equator.

Insights främsta uppdrag är att studera Marsins inre för att lära sig mer om evolutionen - särskilt när det gäller densitet, kärna, mantel och skorpans densitet och struktur. För att göra detta kommer den att använda robotarm för att placera instrument, inklusive att hamra en värmemätare upp till 15 ft (4, 5 m) i marken. Detta blir den djupaste borroperationen som någonsin utförts på Mars.

Mars 2020

Mars 2020 är det tillfälliga namnet på NASAs nästa Mars Rover-uppdrag. Dess främsta mål är att besöka områden som en gång kunde ha varit beboeliga och samla och analysera mark- och bergprover för kemiska tecken på tidigare liv. Några av dessa prover kommer att lagras för återhämtning och återvända till jorden av ett framtida uppdrag, och roveren kommer att studera den nuvarande martianska miljön för att ge lämpligheten för att stödja ett framtida bemannade uppdrag.

Roverens design baseras starkt på nyfikenhet med samma chassi och undervagn som nyfikenhet, liksom nyfikenhet, kommer den också att använda en plutoniumdriven nukleär radiotermisk generator som strömkälla och den kommer att sporta en liknande arm- och kameramast, men Det kommer också att innehålla en ny serie med sju vetenskapliga instrument som utvecklats av amerikanska och internationella partners.

ExoMars 2020

ExoMars 2020 började som ExoMars 2018, men uppföljningsuppdraget för ExoMars 2016 försenades på grund av olika överskridanden av tidsplanen. Dess syfte är att fungera som ett exempel på rysk-europeiskt samarbete samt en teknologisk demonstrant genom att landa en rover i ekvatorialområdet Mars.

Nu planeras att lyfta av i juli 2020, kommer det andra ExoMars-uppdraget att ha en ryskbyggd landningsplattform med en europeisk byggd rover. Landningsplattformen kommer att genomföra studier av Mars atmosfär, strålning och tecken på vatten. Under tiden ska jakten jaga efter organiska molekyler och biosignaturer, och studera geologin med hjälp av underjordsradar.

Mangalyaan 2

De tre sista planerade uppdrag är lite hassare eftersom de fortfarande är i planeringsstadiet. En av dessa är den indiska rymdforskningsorganisationens (ISRO) Mangalyaan 2-sond som är en uppföljning till sitt framgångsrika Mars Orbiter Mission (även känt som Mangalyaan 1) som nådde den röda planeten 2014. Syftar till att starta 2020, dess nuvarande design är att inkludera en orbiter, lander och rover, som kommer att byggas i samarbete med Frankrikes centrum National d'Etudes Spatiale.

Konstnärs koncept av Indiens Mars Orbiter Mission, som ligger till grund för Mangalyaan 2 (Credit: ISRO)

2020 kinesiska Mars Mission

En annan på ritbordet är 2020 Mars Mars Mission. Enligt kinesiska statsmedier kommer den att lanseras ovanpå en raket i mars 5 eller augusti 2020 och kommer att omfatta en orbiter, lander och rover - de design som nyligen presenterades. Dessutom kommer det att fungera som en teknologisk demonstratör för ett provrörelseuppdrag på 2030-talet.

Emirates Mars Mission

Sedan finns det Emirates Mars Mission, även känt som Hope Mars Mission. Planeras också till 2020, det kommer att bli en hexagonal, soldriven orbiter byggd av Förenade Arabemiraten och kommer att studera Martian atmosfären.

Föreslagna uppdrag

Tillsammans med de planerade uppdragen finns det fler som är lite mer än förslag, utmaningskonkurrenter och idéer som inte kan få finansiering. De mer allvarliga och sannolikt att gå vidare inkluderar ett provåteruppdrag från NASA eller andra rymdorganisationer för att hämta de prover som samlats in av Mars 2020-uppdraget och återlämna dem till jorden.

Även om inga detaljer har godkänts har NASA lagt fram en plan för att använda rover för att hämta provfallen och överföra dem till en landare med ett stigande fordon ombord för att skicka proverna till Mars-omloppet. Där skulle det rendezvous med en solelektrisk rymdfarkost, som skulle återvända till jorden med sin last för undersökning.

Mars 2020 kommer samla prover för hämtning av ett senare uppdrag (Kredit: NASA)

Andra föreslagna uppdrag inkluderar ett gemensamt uppdrag av Finland, Ryssland och Spanien som heter Mars MetNet för att studera marsväderet. Japans MELOS rover för marsgeologi, meteorologi och exobiologi, som kan innefatta ett droneflygplan; NASAs Icebreaker Life, som är en nära kopia av Phoenix Lander för att leta efter tecken på livet på Martins slätt under den lokala sommaren; Phobos och Deimos & Mars Environment (PADME) för att undersöka marsmånarna; ESAs Phootprint, som skulle returnera prover från Phobos; och BOLD, som är avsedd att följa upp de ursprungliga vikingbiologiska experimenten.

Bemannade uppdrag

Det som verkligen är offentligt intresse för Mars-prospektering är möjligheten att en astronaut kan en dag lägga fot på den röda sanden på planetens döda havsbottnar. Förslag till uppdrag till Mars går tillbaka till Wernher Von Brauns Mars-projektet 1953, där han gjorde en detaljerad plan för en flotta med tio rymdskepp med ett besättning på 70 som skulle monteras i jordens omlopp innan de satte fart på Mars i 1965.

Sedan dess har det varit otaliga förslag till uppdrag till Mars. Vissa planerade att använda kärnmotordrivna raketmotorer, andra var hoppade versioner av Apollo-hårdvara, och några var så minimala att det skulle ha varit som att korsa Atlanten i en jolle. Det var roterande fartyg för att skapa konstgjorda gravitation, elektriska fartyg som accelererade i snigelns takt för att bygga upp enorma hastigheter och några som använde komplicerade banor för att färja fram och tillbaka från Mars till jorden.

Resa till Mars

Idag, trots att alla stora rymdfarande länder uttrycker intresse för att skicka människor till Mars, är de seriösa utmanarna NASA och privata företag. Den amerikanska rymdorganisationen talar regelbundet om sin "Resan till Mars" och har satt upp ett mål att skicka ett bemannat uppdrag på 2030-talet, men frasen är fortfarande en slogan snarare än ett officiellt program.

Om det får finansiering, är den nuvarande planen att koppla rymden Orion till ett uppblåsbart livsmiljö för att ge besättningen mer utrymme för 16 månaders resan. Tyvärr är Space Launch System (SLS) fortfarande under utveckling och Orion har lidit ett antal bakslag, så när och om är fortfarande stora frågor.

Mars One

Ett mer ambitiöst projekt är Mars One. Det är privatfinansierat företag som planerar att inte bara skicka en astronaut till Mars utan att kolonisera den 2025 med permanenta bosättare skickade på ett envägsuppdrag utan möjlighet att återvända. Tanken är att roboten kommer att hitta en lämplig plats för utposten, följt av en serie obemannade lastfartyg för att leverera robotar som skulle bygga livsmiljöer och stödstrukturer. När allt är satt upp skickas de fyra första kolonisterna med fyra mer att följa vart fjärde år.

Projektet ska finansieras av en reality-tv-serie och har fått mycket publicitet sedan det tillkännagavs i 2012, men tv-avtalet föll igenom, frågor togs upp om den föreslagna tekniken och kolonistans urvalsprocess. Och då är det faktum att med mindre än nio år tills den första personen är inställd att lämna, har ingen av erforderliga hårdvaror sorterats ut.

SpaceX

SpaceX grundaren Elon Musk har inte gjort några ben om att vilja gå till Mars - och han menar personligen. Planer för en obemannad landning 2018 med hjälp av en Red Dragon-kapsel tillkännagavs 2016 och i en intervju med Washington Post presenterade den tekniska entreprenören en bred skiss av ett förslag som kunde se ett bemannat uppdrag som rörde ner på den röda planeten år 2025.

Den föreslagna 2018-landningen skulle vara starten på ett intensivt program för att skicka fartyg till Mars vartannat år då jorden och Mars kommer i opposition. Landningarna skulle kulminera i ett bemannat uppdrag som rinner ner i 2025 med hjälp av Mars Colonial Transporter, som är planerad att flyga först 2022 och är avsedd att inte bara bära upptäckare, men som det står på tennet, kolonister en dag.

Så nästa årtionde eller två på Mars ser väldigt upptagen, med alla slags robotprober på väg. Denna cyber-armada kommer att ge nya insikter i Röda Planetens natur och historia och kan till och med berätta för oss om det någonsin var hemma för livet. Vi kan också se drömmen om science fiction-författare och bara vanliga drömmare blir sanna när de första fotspåren görs och de första flaggorna planteras i den rostiga sanden. Kanske framtida robotprober skickade till Mars måste vara utrustade med "snälla inte touch " tecken till nytta för nyfikna nybyggare.

ExoMars 2016 (Kredit: ESA)

Artistens koncept av ExoMars 2020 landare och rover (Credit: ESA)

Artistens koncept för InSight on Mars (Credit: NASA)

Mars 2020-roveren är baserad på nyfikenhetens rover (kredit: NASA)

Konstnärs koncept av Mars One-kolonin (Kredit: Mars One)

Konstnärs koncept av Indiens Mars Orbiter Mission, som ligger till grund för Mangalyaan 2 (Credit: ISRO)

Artistkonceptet Red Dragon on Mars (Kredit: SpaceX)

Artistkonceptet Red Dragon touching (Kredit: SpaceX)

Poster av NASA 's Journey to Mars (Credit: NASA)

Konstnärs koncept för Emirates Mars Mission sond (Kredit: Mohammed Bin Rashid Space Center)

ExoMars 2016 diagram (Kredit: ESA)

Mars 2020 kommer samla prover för hämtning av ett senare uppdrag (Kredit: NASA)

En spännande serie av uppdrag är inställda att gå till Mars under de kommande två decennierna (Kredit: NASA)