Kunstnerens illustrasjon av NASAs Spirit Mars-rover. Spirit og dets tvilling, Opporunity, landet på den røde planeten i januar 2004.
(Bilde: © NASA / JPL)
Spirit er en av de to Mars-roverne som NASA lanserte i 2003 som en del av byråets Mars Exploration Rover (MER) oppdrag på 800 millioner dollar. Spirit ankom Red Planet i januar 2004, i oppgave å finne ut om livet noen gang kunne ha eksistert på Mars, lære om Red Planet sitt nåværende og tidligere klima, og karakterisere Martian geology.
Den lovede garantien på Spirit var 90 marsdager, eller såler, men roveren endte opp med å vare mer enn 2.200 soler, eller 2.266 jorddager. Spirit sluttet å kommunisere med Jorden 22. mars 2010, etter at den satt fast i en sandfang. (Spirit's tvillingrover, Opportunity, opererte til juni 2018, til den ikke klarte å lade batteriene på grunn av en støvstorm. NASA erklærte Oppy død i februar 2019.)
Spirits utforskninger ga forskerne et bemerkelsesverdig glimt inn i Mars 'tidlige og våte historie.
Veldig kort tid etter landingen fant Spirit omfattende bevis på karbonat og hematitt, mineraler som er assosiert med vannmiljøer. Roveren beseiret mange tekniske vanskeligheter (inkludert et feil hjul) og leverte vitenskapelige data tilbake til Jorden i seks år.
Men det var en hindring Ånd ikke kunne overvinne: en uventet sandfang. NASA brukte uker på å prøve å hjelpe roboten til å komme seg på tryggere grunn, men gjorde lite framgang. Fanget, rover sluttet til slutt å overføre informasjon tilbake til jorden 22. mars 2010.
Roveren etterlot seg en tro av vitenskapelig informasjon om Mars 'historie. Det banet også vei for en mer robust rover å følge: Nysgjerrighet, en rover fokusert på å lete etter beboelige miljøer på Red Planet. Nysgjerrighet er stifinner for den nye Mars 2020-roveren, som vil søke etter tegn på eldgamelt liv.
Følger vannet
Spirit er en av en pakke med romfartøy i NASAs andre bølge av Mars-leting. Byrået sendte flere oppdrag til Mars på 1960- og 1970-tallet, men gikk til pause etter at landingene Viking 1 og Viking 2 ikke brakte endelige bevis for nåværende eller tidligere liv.
I følge byrået ble interessen for Mars gjenopptatt på 1980- og 1990-tallet da forskere på jorden avdekket mikrober som ikke bare overlevde, men også trivdes, i de ekstreme miljøene med vulkanske ventilasjonshull under vann. Denne oppdagelsen var spennende fordi Viking-bilder viste mulige bevis for at området hadde vann i fortiden.
NASA sendte Mars Global Surveyor (MGS) til planeten i 1996 for å kartlegge mulige vannsteder, og byrået sendte også Mars Pathfinder og Sojourner rover-oppdrag til Marsoverflaten i 1997 med stor vitenskapelig suksess, da det fant runde bergarter som var sannsynligvis formet av vann i den gamle fortiden.
Funnet vakte interesse for flere Mars-rovere, og i januar 2004 lanserte NASA Spirit and Opportunity. Mer formelt kjent som Mars Exploration Rovers, fikk maskinene navnene fra den 9 år gamle Sofi Collis, som var vinneren av en navnekonkurranse.
Spirit and Opportunity hadde en stor samling vitenskapelig utstyr. Instrumentene på hver rover inkluderte et panoramakamera, et mikroskopisk bilde, ingeniørkameraer, tre spektrometre, et bergverksverktøy og en magnetgruppe. Rovers hadde også en liten arm som tillot dem å skaffe nærbilder og data om interessante vitenskapelige mål.
Å gå for Gusev
Det tok to år med forhandlinger for forskere og ingeniører å bli enige om landingssteder for mulighet og ånd. "De stedene som mest appellerer til forskere (siden av en klippe, for eksempel som planetens historie er registrert i lag med sedimentær bergart), er ofte de mest skremmende for ingeniører som er siktet for robotens sikkerhet," skrev NASA om prosessen.
Muligheten målrettet en slette kalt Meridiani Planum basert på et lag med hematitt som MGS oppdaget ovenfra. Hematitt er et jernoksid som ofte dannes i vann. Og det viste seg at Opportunity fant mye hematitt på overflaten.
Spirits destinasjon var Gusev-krateret, som spenner over et område større enn Connecticut. Fra MGS-bilder mistenkte forskere at krateret holdt vann i den gamle fortiden. Gusev ble gravd ut av en asteroide eller komet som påvirket planeten så tidlig som for 4 milliarder år siden.
Spirit var den første av de to roverne som forlot Jorden. Den sprengte seg på en Delta II 7925-rakett fra Cape Canaveral, Florida, 10. juni 2003, og tok sin siste nedstigning til Mars syv måneder senere, 4. januar 2004.
Etter å ha åpnet en fallskjerm, passet roveren seg til overflaten i en kokong med kollisjonsputer, og rullet sikkert til et stopp på overflaten - rett på mål i Gusev. Muligheten landet også trygt og på rett sted, 25. januar.
Reboots, vann og hjul
Spirit satt fremdeles i landingsskallet da den oppdaget det første mulige tegnet på vann i det fjerne: karbonat, som ofte dannes i våte omgivelser. "Vi kom på jakt etter karbonater," sa Phil Christensen, en av forskerne for oppdraget, i en uttalelse. "Vi har dem. Vi kommer til å jage dem."
Men i løpet av en uke var Spirit i trøbbel. Den stoppet midlertidig sending av data fra overflaten 21. januar 2004. Dager senere bestemte NASA at roverens datamaskin startet kontinuerlig på grunn av en programvarefeil; den startet på nytt mer enn 60 ganger på tre dager.
Byrået stabiliserte rover i februar 2004. Så, i mars, slo Spirit en jackpot: en vulkansk stein hvis sammensetning antydet til en vannaktig fortid.
Tre måneder senere ble NASA overrasket da Spirit snublet over hematitt og tilførte bevis for muligheten for vann i miljøet. Muligheten fant også hematitt på landingsplassen halvveis over Mars.
I slutten av 2005 hadde Spirit kjørt opp et landemerke i nærheten, Husband Hill, for å se på landskapet rundt det. Det var første gang en rover klatret opp en bakke på en annen planet.
Området var et vitnesbyrd om Mars 'tidlige voldelige historie, sa NASA. "Vi har fått denne dramatiske topografien dekket med sand og løse steinblokker; da, så ofte, et lite vindu inn i berggrunnen under," sa Steve Squyres, en planetforsker ved Cornell University og hovedetterforsker for roverens vitenskapelige instrumenter. i en uttalelse.
Et av Spirit's hjul sluttet å fungere i mars 2006 da roveren kjørte til en skråning for å få nok sollys til å vare vinteren. NASA-operatører tilbake på jorden fjernet hjulet bak roveren, og sakte beveget Spirit en time om dagen når solstyrken tillot det. Spirit ankom trygt til sin destinasjon i april 2006.
Plasseringen viste seg å være et bra sted å stoppe, som roverfunnet vannforandrede mineraler i nærheten da den gjenopptok driften i slutten av 2006.
Senere år på Mars
Til tross for mekaniske og martiske utfordringer, reiste Spirit 7,7 mil (7,7 kilometer) i løpet av årene på Mars - mer enn et dusin ganger avstanden som NASA planla at roveren skulle reise.
Faktisk endte det funksjonsfeilne hjulet med å være nyttig for oppdraget: I mars 2007 kunngjorde NASA at roveren hadde kvernet opp jord med svovel- og vannspor i seg, og antydet at det kunne være fordampede kilder eller vulkanventiler.
Da året gikk, avdekket Spirit stedet for et mulig vulkanutbrudd og overlevdeen omfattende støvstorm. En annen storm i slutten av 2008 reduserte Ånds kraft til angående nivåer, men roveren trakk seg gjennom.
Marsvindene ryddet noe av støvet i februar 2009. I april begynte Spirit's datamaskin å starte om problemer igjen, med perioder med hvaNASA beskrevet som "hukommelsestap." Roveren begynte å kjøre igjen da NASA jobbet for å løse problemet, men fikk deretter et enda verre problem: synkende sand. 23. april 2009 brøt roveren uventet gjennom en skorpe i mykere sand og kunne ikke komme seg ut igjen.
NASA brukte måneder på å kjøre simuleringer og sende kommandoer til den strandede roveren, men byrået samlet også inn data mens roveren sto på plass. NASA-tjenestemenn var glade for å se sand med basalt, sulfat og silika i den - data avslørt for roveren da den prøvde å komme ut av fellen. En uttalelse fra NASA kalte stedet, kalt Troy, "et av de mest interessante stedene Spirit har vært."
31. desember 2009 beregnet NASA at det kanskje ikke er nok kraft til at roveren skulle vare vinteren. Spirit sin siste kommunikasjon kom 22. mars 2010, og roveren forble taus da NASA brukte måneder på å hylle den.
"Ingeniørers vurderinger de siste månedene har vist en veldig liten sannsynlighet for å gjenopprette kommunikasjon med Spirit," sa NASA-tjenestemenn i en uttalelse 24. mai 2011. I alle fall ville romfordelene som brukes til å lete etter Spirit snart være behov for NASAs kommende Mars-rover, Curiosity. Den måneden avsluttet NASA arbeidet med å nå Spirit.
Åndens arv
Mens Spirit stoppet kommunikasjonen med Jorden i 2010, gikk tvillingroveren, Opportunity, langt utover det. Muligheten fortsatte å operere langt ut i 2018 - omtrent 14,5 år etter landingsdatoen - men ble stoppet på overflaten på grunn av en støvstorm i juni 2018.
Både muligheten og Spirit vevstolen er store i NASA. Begge roverne viste verden hvor god ingeniørvitenskap og vitenskap kan avdekke utrolig og verdifull informasjon, for eksempel det omfattende beviset på vann på den røde planeten.
NASAs erfaring med rovere kom godt med den nyere Curiosity-roveren, som ankom overflaten på Mars i 2012 og har studert historien til beboelige miljøer og vann i Gale Crater og Mount Sharp (Aeolis Mons). Operatører bruker Spirit's og Opportunity's vitenskapelige arbeid for å informere Curiositys traverser. For eksempel kan nysgjerrigheten kjenne når den er i en sandstrand og er programmert til å stoppe og be operatørene på jorden om hjelp.
NASAs Mars 2020-rover vil søke etter organiske stoffer og andre bevis for eldgamle liv på Marsoverflaten. Et av de potensielle landingsstedene var Gusev-krateret, der Spirit Rover møtte sin bortgang.
"Oppdagelsen av at varme kilder strømmet hit [Gusev Crater] var en stor prestasjon av Mars Exploration Rover, Spirit," sa NASA-tjenestemenn når de beskrev de potensielle landingsstedene. (2020-teamet endte med å velge et annet sted for oppdraget - Jezero Crater, som var vert for et elvedelta i den gamle fortiden.)
Spirit er fortsatt et viktig oppdrag for NASA, fordi roveren viste tilstedeværelsen av vann på Mars og bidro til å legge grunnlaget for fremtidige Mars-oppdrag.
