Følgende er del 2 av et utdrag fra min nye bok, "Utrolige historier fra verdensrommet: et bak kulissene. Se på oppdragene som endrer vårt syn på kosmos." Boken er en innvendig titt på flere aktuelle NASA-robotoppdrag, og dette utdraget er del 2 av 3 som vil bli lagt ut her på Space Magazine, i kapittel 2, “Roving Mars with Curiosity.” Du kan lese del 1 her. Boken er tilgjengelig på trykk eller e-bok (Kindle or Nook) Amazon og Barnes & Noble.
Bor på Mars Time
Landingen skjedde klokka 22.30 i California. MSL-teamet hadde liten tid til å feire, og overgikk umiddelbart til misjonsoperasjoner og planla roverens første aktivitetsdag. Teamets første planleggingsmøte startet klokken 1 om morgenen, og avsluttet omtrent klokka 20.00. De hadde vært oppe hele natten og satt inn en nesten 40 timers dag.
Dette var en røff begynnelse av oppdraget for forskerne og ingeniørene som trengte å leve på ‘Mars Time’.
En dag på Mars-dagen er 40 minutter lengre enn Jordens dag, og for de første 90 Mars-dagene - kalt sols - av oppdraget, jobbet hele teamet i skift døgnet rundt for å hele tiden overvåke den nylig landet roveren. Å operere på den samme daglige timeplanen som roveren betydde en evig skiftende søvn / våkne syklus hvor MSL-teamet ville endre timeplanene sine 40 minutter hver dag for å være synkronisert med dag- og nattplanene på Mars. Hvis teammedlemmene kom på jobb klokka 21:00 dagen etter, ville de komme inn klokka 21:40, og dagen etter klokka 10:20, og så videre.
De som har levd gjennom Mars Time, sier at kroppene deres stadig føler seg med etterslep. Noen mennesker sov på JPL for ikke å forstyrre familiens timeplan, noen hadde på seg to klokker slik at de skulle vite hva klokka var på to planeter.
Rundt 350 forskere fra hele verden var involvert i MSL, og mange av dem bodde på JPL i de første 90 solene av oppdraget, bosatt på Mars Time.
Men det tok under 60 jorddager for teamet å kunngjøre Curiositys første store oppdagelse.
Vann, vann ...
Ashwin Vasavada vokste opp i California og har gode barndomsminner fra å besøke statlige og nasjonalparker i det sørvestlige USA med familien, leke blant sanddyner og vandre i fjellet. Han er nå i stand til å gjøre begge deler på en annen planet, stedfortredende gjennom nysgjerrighet. Dagen jeg besøkte Vasavada på kontoret hans på JPL tidlig i 2016, navigerte roveren gjennom et felt med gigantiske sanddyner ved basen av Mount Sharp, med noen sanddyner tårnhøyde 9 meter over roveren.
"Det er bare fascinerende å se sanddyner på nært hold på en annen planet," sa Vasavada. ”Og jo nærmere vi kommer fjellet, jo mer fantastisk blir geologien. Så mye har skjedd der, og vi har så liten forståelse av det… som ennå. ”
På det tidspunktet vi snakket nærmet nysgjerrigheten seg fire jordår på Mars. Rover studerer nå de lokkende sedimentære lag på Mt. Skarp nærmere. Men først måtte det navigere gjennom "Bagnold Dunes" som danner en barriere langs den nordvestlige flanken av fjellet. Her gjør Curiosity det Vasavada kaller "flyby science", og stopper kort for å prøve og studere sandkornene i sanddynene mens du beveger deg gjennom området så raskt som mulig.
Nå jobber han som prosjektleder for misjonen, og spiller en enda større rolle i koordineringen av oppdraget.
"Det er en konstant balanse å gjøre ting raskt, nøye og effektivt, samt å bruke instrumentene til det fulle," sa han.
Siden den vellykkede landing i august 2012 har Curiosity sendt titusenvis av bilder fra Mars - fra ekspansive panoramaer til ekstreme nærbilder av bergarter og sandkorn, som alle hjelper med å fortelle historien om Mars 'fortid.
Bildene publikum ser ut til å elske mest er ‘selfies’, bildene rover tar av seg selv på Mars. Selfiene er ikke bare et enkelt bilde som de vi tar med mobiltelefonene våre, men en mosaikk laget av dusinvis av separate bilder tatt med Mars Hand Lens Imager (MAHLI) kamera på slutten av roverens robotarm. Andre fanfavoritter er bildene Nysgjerrigheten tar av det storslagne martianske landskapet, som en turist som dokumenterer sin reise.
Vasavada har en unik personlig favoritt.
"For meg er det mest meningsfylte bildet fra nysgjerrighet virkelig ikke så flott med et bilde," sa han, "men det var et av de første funnene våre, så det har et følelsesmessig bånd til det."
I løpet av de første 50 solene tok Curiosity bilder av det geologer kaller konglomerater: en stein laget av småstein sementert sammen. Men dette var ingen vanlige småstein - de var småstein som bæres av rennende vann. Serendipitøst hadde roveren funnet en eldgammel bekkeseng der vann en gang rant kraftig. Fra størrelsen på småstein, kunne vitenskapsteamet tolke at vannet beveget seg omtrent 1 meter per sekund, med en dybde et sted mellom noen få centimeter til flere fot.
"Når du ser dette bildet, og om du er gartner eller geolog, vet du hva dette betyr," sa Vasasvada spent. “På Home Depot kalles den avrundede steinen for landskapsarbeid elvestein. Det var forbløffende for meg å tenke at roveren kjørte gjennom et strømningsbasseng. Det bildet virkelig hentet hjem, det rant faktisk vann her for lenge siden, sannsynligvis ankel til hoften dypt. ”
Vasavada så ned. "Det gir meg fortsatt skjelving, bare å tenke på det," sa han, med sin lidenskap for leting og funn synlig tydelig.
Fra den tidlige oppdagelsen fortsatte nysgjerrigheten å finne mer vannrelaterte bevis. Teamet tok en beregnet gamble og i stedet for å kjøre rett mot Mt. Sharp, tok en liten omvei mot øst til et område kalt ‘Yellowknife Bay’.
"Yellowknife Bay var noe vi så med omløperne," forklarte Vasavada, "og det så ut til å være en søppelvifte matet av en elv - bevis for rennende vann i den gamle fortiden."
Her oppfylte nysgjerrigheten sine hovedmål: å bestemme om Gale Crater noen gang var beboelig for enkle livsformer. Svaret var et rungende ja. Roveren prøvet tok to steinheller med boret, og mat halvparten av baby-aspirin-store deler til SAM, ombordlaboratoriet. SAM identifiserte spor av elementer som karbon, hydrogen, nitrogen, oksygen og mer - de grunnleggende byggesteinene i livet. Den fant også svovelforbindelser i forskjellige kjemiske former, en mulig energikilde for mikrober.
Data samlet av Curiositys andre instrumenter konstruerte et portrett som beskriver hvordan dette nettstedet en gang var en gjørmete søen med mildt - ikke surt vann. Tilsett essensielle ingredienser for livet, og for lenge siden ville Yellowknife Bay vært det perfekte stedet for levende organismer å henge med på. Selv om dette funnet ikke nødvendigvis betyr at det er fortid eller nåtid på Mars, viser det at råvarene som eksisterte for at livet skulle komme i gang der på en gang, i et godartet miljø.
"Å finne det beboelige miljøet i Yellowknife Bay var fantastisk fordi det virkelig viste evnen vårt oppdrag har til å måle så mange forskjellige ting," sa Vasavada. ”Et fantastisk bilde kom sammen av bekker som strømmet inn i et miljø i innsjøen. Dette var nøyaktig hva vi ble sendt dit for å finne, men vi trodde ikke vi skulle finne det så tidlig i oppdraget. "
Fortsatt kunne denne innsjøen ha blitt opprettet av en engangshendelse over bare hundrevis av år. ‘Jackpoten’ ville være å finne bevis på langsiktig vann og varme.
Oppdagelsen tok litt lenger tid. Men personlig betyr det mer for Vasavada.
Mars 'klima var en av Vasavadas tidlige interesser i karrieren, og han tilbrakte år med å lage modeller og prøvde å forstå Mars' gamle historie.
"Jeg vokste opp med bilder av Mars fra Viking-oppdraget," sa han, "og tenkte på det som et karrig sted med tagget vulkansk stein og en haug med sand. Da hadde jeg gjort alt dette teoretiske arbeidet med Mars-klima, at elver og hav kanskje en gang fantes på Mars, men vi hadde ingen reelle bevis. ”
Det er grunnen til at oppdagelsen som ble gjort av Curiosity i slutten av 2015, er så spennende for Vasavada og teamet hans.
"Vi så ikke bare de avrundede rullesteinene og restene av den gjørmete innsjøen ved Yellowknife Bay, men hele veien," sa Vasavada. ”Vi så først elvesteiner, deretter vippte sandsteiner der elven tømte seg i innsjøer. Da vi kom til Mt. Skarp, vi så store vidder med stein laget av silt som slo seg ut fra innsjøene. ”
Forklaringen som passer best til “morfologien” i denne regionen - det vil si konfigurasjonen og utviklingen av bergarter og landformer - er elver som dannes deltas når de tømmes i en innsjø. Dette skjedde sannsynligvis for 3,8 til 3,3 milliarder år siden. Og elvene leverte sediment som sakte bygde opp de nedre lagene av Mt. Skarp.
"Herregud, vi så dette fulle systemet nå," forklarte Vasavada, "som viste hvordan hele de nedre hundre meter av Sharp-fjellet sannsynligvis ble lagt ned av disse elv- og innsjøsedimentene. Det betyr at denne hendelsen ikke tok hundrevis eller tusenvis av år; det krevde millioner av år for innsjøer og elver å være til stede for sakte å bygge seg opp, millimeter for millimeter, bunnen av fjellet. ”
For det trengte Mars også en tykkere atmosfære enn den har nå, og en klimagasssammensetning som Vasavada sa at de ikke helt har funnet ut ennå.
Men så fikk en eller annen måte dramatiske klimaendringer vannet til å forsvinne og vindene i krateret skåret fjellet til sin nåværende form.
Roveren hadde landet på nøyaktig rett sted, for her i ett område var en oversikt over store deler av Mars 'miljøhistorie, inkludert bevis for et stort skifte i klodens klima, da vannet som en gang dekket Gale Crater med sediment tørket opp.
"Alt dette er en viktig driver nå for hva vi trenger å forklare om Mars 'tidlige klima," sa Vasavada. "Du får ikke millioner av år med klimaendringer fra en enkelt hendelse som en meteor hit. Denne oppdagelsen har store implikasjoner for hele planeten, ikke bare Gale Crater. ”
Andre funn
• Silika: Roveren gjorde et helt uventet funn av høyt innhold av silisiumdyr når det nærmet seg Mt. Skarp. "Dette betyr at resten av de normale elementene som danner bergarter ble strippet bort, eller at det ble lagt til mye ekstra silika på en eller annen måte," sa Vasavada, "som begge er veldig interessante og veldig forskjellige fra bergarter vi hadde sett før. Det er en så mangefasettert og nysgjerrig oppdagelse, vi kommer til å ta en stund på å finne ut av det. "
• Metan på Mars: Metan er vanligvis et tegn på aktivitet som involverer organisk materiale - også, muligens, i livet. På jorden produseres rundt 90 prosent av atmosfærisk metan fra nedbrytningen av organisk materiale. På Mars har metan blitt oppdaget av andre oppdrag og teleskoper i løpet av årene, men det var iøynefallende - lesningene så ut til å komme og gå, og er vanskelig å verifisere. I 2014 observerte det Tunable Laser Spectrometer innen SAM-instrumentet en ti ganger økning i metan over en to-måneders periode. Hva forårsaket den korte og plutselige økningen? Nysgjerrigheten vil fortsette å overvåke metanavlesningene, og forhåpentligvis gi et svar på den flere tiår lange debatten.
• Strålingsrisiko for menneskelige oppdagelsesreisende: Både under turen til Mars og på overflaten målte nysgjerrigheten den høye energi-strålingen fra solen og rommet som utgjør en risiko-astronauter. NASA vil bruke data fra Radial Assessment Detector (RAD) instrument Curiositys data for å utforme fremtidige oppdrag for å være trygge for menneskelige oppdagelsesreisende.
I morgen: Avslutningen av dette kapittelet, inkludert ‘How To Drive a Mars Rover, and‘ The Beast. ’Del 1 er tilgjengelig her.
“Utrolige historier fra verdensrommet: Et bak-skjerm-blikk på oppdragene som endrer vårt syn på kosmos” er utgitt av Page Street Publishing, et datterselskap av Macmillan.
