Perseverance

Perseverance
Perseverances attēls mākslinieka skatījumā.
KA veids	Marsa mobilis
Operators	NASA JPL,  ASV
Bāzes platforma	Mars 2020
Starts	30.07.2020. 11:50 UTC
Starta vieta	Kanaverala LC-41  ASV
Nesējraķete	Atlas V/541
Palaists kopā ar	Mars 2020
Tīmekļa vietne	https://mars.nasa.gov/mars2020/
Masa	1025 kg
Programma Mars 2020
Iepriekšējais Nākamais Curiosity

Perseverance (angļu: Perseverance — latv. "Neatlaidība") ir Marsa visurgājējs, kas tika izstrādāts Jezero krātera izpētei NASA misijas "Mars 2020" ietvaros. Visurgājēju izstrādāja NASA Reaktīvās kustības laboratorija un tas ar nesējraķeti Atlas V/541 tika palaists no Kanaveralas zemesraga Gaisa spēku stacijas 2020. gada 30. jūlijā. Nosēšanās uz Marsa tika veikta 2021. gada 18. februārī.

Visurgājējam ir septiņi zinātniskie instrumenti Marsa virsmas izpētei Ezero krātera rajonā. Tam ir vairākas kameras filmēšanai un divi mikrofoni skaņas ierakstam. Bez to Perseverance ir apgādāta ar helikoptera veida bezpilota lidaparātu Ingenuity, kas ir paredzēts palīdzēt izstrādāt visurgājējam jaunus pētījumu rajonus.

Konstrukcija

Visurgājēja "Perseverance" konstrukcija tika veidota ņemot vērā iepriekšējā visurgājēja "Curiosity" izstrādnes. Inženieri uzlaboja tā riteņus, veidojot tos stingrākus, salīdzinājumā ar "Curiosity" riteņiem, kuri guva bojājumus darba procesā uz Marsa. Perseverancei tika izgatavoti biezāki un izturīgāki alumīnija riteņi ar mazāku platumu, bet lielāku diametru (52,5 cm), salīdzinājumā ar "Curiosity" riteņiem (50 cm). Seši riteņi no alumīnija sakausējuma ir aprīkoti ar protektoru labākai caurgājībai un ar izliektiem titāna spieķiem amortizācijai. Tā kā uz šī visurgājēja ir vairāk zinātniskās aparatūras un smagāki modificētie riteņi, tad arī tā svars ir par 14% lielāks, nekā iepriekšējam visurgājējam (1025 kg pret 899 kg). Perseverance ir aprīkota ar 2,1 metru garu piecposmu robotizētu manipulatoru "roku". "Roka" kopā ar grozāmu tureli ir paredzēta Marsa virsmas ģeoloģisko paraugu satveršanai un analīzei.

"Perseverances" radioizotopu termoelektriskais ģenerators (MMRTG) izmanto siltuma enerģiju, kas izdalās radioaktīvajiem izotopiem sabrūkot, un ar termoelektroģeneratoru pārveido to elektroenerģijā. Tas sver 45 kg un par enerģijas avotu izmanto 4,8 kg plutonija dioksīdu. Palaišanas brīdī visurgājēja ģenerators izstrādāja apmēram 110 W enerģijas, bet ar gadiem tā jauda samazināsies. Bez to uz "Perseverances" ir uzstādīti divas litija jonu uzlādējamās baterijas. Radioizotopu termoelektriskais ģenerators, kuru sagādāja ASV Enerģētikas ministrija, ir paredzēts 14 gadu darbam. Tas ļaus visurgājējam strādāt naktīs un smilšu vētru apstākļos, kas nebija iespējams izmantojot Saules baterijas.

"Perseverance" izmanto pret radiāciju noturīgu datoru uz RAD750 procesora bāzes, ar takts frekvenci 133 MHz un 128 Mb dinamisko atmiņu. Programmas nodrošinājums ļauj izmantot 4 Gb energoneatkarīgu NAND-atmiņu uz atsevišķas kartes.

Darbam kopā ar visurgājēju bija izstrādāts autonoms robotizēts helikoptera tipa bezpilota lidaparāts-izlūks ar nosaukumu Ingenuity (tulkojumā no angļu valodas "Atjautība"). 1,8 kg smagais aparāts enerģijai izmanto Saules baterijas. Tas tika izstrādāts, lai testētu un demonstrētu lidojumu tehnoloģijas Marsa atmosfērā, kā arī lai pētītu apkārtni visurgājēja maršruta veidošanai. Uz izlūkhelikoptera nav uzstādīta nekāda zinātniskā aparatūra, izņemot kameras^[1].

Misija

Zinātniskie uzdevumi

Misijas "Mars-2020" izstrādē un apstiprināšanā tika uzstādīti četri zinātniskie uzdevumi Marsa izpētei:

• Izvērtēt Marsa dzīvošanas iespējamību, tajā skaitā vietas un apstākļus, kur var būt uzturēta baktēriju eksistence.
• Biosignatūru meklēšana, kas varētu apstiprināt mikroorganismu eksistenci uz Marsa pagātnē.
• Iežu un augsnes paraugu savākšana no Marsa virsmas, atlase un glabāšana, lai vēlāk šos materiālus varētu nogādāt uz Zemi.
• Sagatavot misiju cilvēku izsēšanai uz Marsa: veikt testus skābekļa iegūšanai no Marsa atmosfēras.

Nosaukums

Visurgājēja nosaukums tika izvēlēts no vairāk kā 28 tūkstošiem piedāvājumu, kas tika iesūtīti nacionālā skolu konkursa ietvaros. Konkursā uzvarēja 7. klases skolnieks no Virdžīnijas Aleksandrs Maters (Alexander Mather), kas piedāvāja nosaukumu "Neatlaidība" (angl. Perseverance). Skolnieks un viņa ģimene tika uzlūgti uz Kenedija kosmosa centru un novēroja visurgājēja startu no ASV Gaisa spēku stacijas, Kanaveralas zemesragā.

Perseverance nosēšanās brīdī.

Lidojums uz Marsu

Visurgājejs "Perseverance" tika palaists 2020. gada 30. jūlijā 11:50 UTC (7:50 pēc vietējā laika) ar nesējraķeti Atlas V no starta kompleksa SLC-41 Kanaveralas zemesragā, Floridā. Lidojums uz Marsu ilga ap septiņiem mēnešiem. Visu lidojuma laiku visurgājēja "Perseverance" un lidaparāta Ingenuity stāvokli interaktīvā režīmā varēja novērot NASA mājaslapas speciālā sadaļā.

Nosēšanās

Nosēšanās uz Marsa virsmu notika 2021. gada 18.februārī Ezero krātera rajonā. Nosēšanās ilga ap septiņām minūtēm, un visas operācijas notika automātiskā režīmā.

Zinātniskā aparatūra

Perseverances zinātniskās aparatūras izvietojums.

No 58 piedāvājumiem 2014. gada jūlijā NASA speciālisti izvēlējās septiņus zinātniskos instrumentus, kas tika apstiprināti uzstādīšanai uz visurgājēja:

• Rentgena litoķīmijas planetārais instruments (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry, PIXL) ir rentgenofluorescentais spektrometrs materiālu elementu sastāva precīzai noteikšanai uz Marsa virsmas.
• Marsa radiolokācijas vizualizators apakšvirsmas eksperimentam (Radar Imager for Mars' subsurface experiment, RIMFAX) ir ģeoradars dažāda blīvuma grunts, slāņu struktūru, pazemes iežu, meteorītu attēlu iegūšanai, pazemes ūdens ledus un sāls šķīdumu konstatēšanai dziļumā līdz 10 m. Iekārtu iedeva Norvēģijas Aizsardzības ministrijas Zinātniski pētnieciskais institūts (norv. Forsvarets forskningsinstitutt)
• Marsa apkārtējās vides dinamikas analizators (Mars Environmental Dynamics Analyzer, MEDA) sensoru komplekts temperatūras, vēja ātruma un virziena, atmosfēras spiediena, relatīvā mitruma, radiācijas, kā arī Marsa putekļu daļiņu izmēru un formas noteikšanai. Iekārtu iedeva Spānijas Astrobioloģiskais centrs.
• Marsa pētnieciskais eksperiments ar skābekli in situ (Mars Oxygen ISRU Experiment, MOXIE[en]) ir pētnieciskā tehnoloģija skābekļa iegūšanai no Marsa atmosfēras oglekļa dioksīda (CO₂). Iekārta ir paredzēta ražot skābekli 22 gramus stundā 50 solus ilgi. Ja viss izdosies kā plānots, tad tehnoloģija tiks mērogota 200:1 un izmantota skābekļa ražošanai rūpnieciskos apjomos nākamajām Marsa misijām cilvēku fizioloģisko funkciju nodrošināšanai, kā arī raķešu degvielai.
• SuperCam ir instrumentu komplekts Marsa iežu un augsnes optisko, ķīmisko un mineraloģisko analīžu veikšanai. Tā ir uzlabota ChemCam iekārtas versija, kas bija uzstādīta uz "Curiosity" visurgājēja. Iekārtai ir divi lāzeri, četri spektrometri attālinātai biosignatūru meklēšanai, un senās Marsa dzīvības eksistences iespēju vērtēšanai. Iekārtu izstrādāja un izgatavoja Los Alamosas nacionālā laboratorija kooperācijā ar Francijas Astrofizikas un planetoloģijas pētniecisko institūtu un franču kosmisko aģentūru (Kosmisko pētījumu nacionālo centru), kā arī Havaju un Valjadolidas universitātēm.
• Multispektrālā stereoskopiskā iekārta Mastcam-Z vizualizācijai ar zoom-objektīvu.
• Dzīvei derīgās vides Ramana un luminiscentā skenēšana organisko un ķīmisko vielu meklēšanai (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals, SHERLOC) ir ultravioletais Ramana spektrometrs, kas izmanto precīzu vizualizāciju un ultravioletais lāzers sīka mēroga mineraloģijas noteikšanai un organisko vielu meklēšanai.

Atsauces

1. NASA is sending a helicopter to Mars to get a bird's-eye view of the planet — The Mars Helicopter is happening, y'all. The Verge