Siedem minut terroru - lądowanie łazika Perserverance dziś wieczorem!

Po ponad pół roku lotu i niemal ośmiu latach przygotowań, misja Mars 2020 ma dziś (18.02) wylądować w marsjańskim kraterze Jezero. W ramach lotu, na powierzchni Czerwonej Planety osiądzie łazik Perserverance, wraz z dronem Ingenuity. Dzielący Ziemię i Marsa dystans uniemożliwia jednak zdalne sterowanie podczas lądowania. Zadanie jest o tyle trudne, że do tej pory z powodzeniem na powierzchnię planety dotarło zaledwie 40% misji.

Po dwuletniej przerwie, w stronę Marsa ruszyła kolejna seria sond. Na orbitę planety dotarły już arabska Hope i chińska Tianwen-1. Dziś do grona eksploratorów Czerwonej Planety ma dołączyć amerykańska misja Mars 2020 z łazikiem Perserverance i dronem Ingenuity. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, oba pojazdy osiądą wieczorem czasu polskiego w kraterze Jezero na obszarze Isidis Planitia. Niebawem marsjańskiej gleby ma dotknąć także chiński lądownik z łazikiem, dołączone do sondy Tianwen-1.

Osiem lat przygotowań Perserverance do lotu

Misja Mars 2020 została oficjalnie ogłoszona 4. grudnia 2012 roku jako rozwój projektu łazika Curiousity. Poprzednik Perserverance bada Marsa od 2012 roku i jest jednym z zaledwie czterech, udanych marsjańskich łazików, obok Spirit i Opportunity z 2003 roku, oraz Sojoundera z 1996 roku. Choć bazą pod Perserverance jest testowana i sprawdzona konstrukcja, jaką jest Curiousity, tak zbudowanie kolejnego pojazdu nie było łatwe. Łazik misji Mars 2020 jest cięższy i posiada bardziej nowoczesną i skomplikowaną aparaturę naukową.

Zasilany generatorem radioizotopowo-termoelektrycznym (RTG) łazik waży ponad tonę, czyli mniej więcej tyle ile średniej wielkości samochód osobowy. Posiada długie na ponad dwa metry ramię z aparaturą naukową i kamerą, zestaw wysokiej rozdzielczości aparatów, oraz między innymi niewielki generator tlenu z marsjańskiej atmosfery. Częścią łazika jest także dron Ingenuity, który ma być pierwszym pojazdem latającym na Marsie.

Koszt misji to około 2,7 mld dolarów, z czego aż 2,2 mld to koszt projektu, budowy i lotu na Marsa. Od momentu lądowania koszty diametralnie maleją. W 2021 roku NASA na misję Mars 2020 ma wydać około 170 mln dolarów, czyli mniej więcej tyle, ile wydaje Departament Obrony USA na kursy golfa.

Siedem minut terroru

Perserverance zbliża się do Marsa z prędkością około 76 tys. km/h względem Słońca. Jest obecnie (18.02.2021, 8:30 czasu polskiego) około 240 tys km od Marsa. Odległość łazika od Ziemi to ponad 200 mln km, które sygnał radiowy, pędzący z prędkością światła, pokonuje w aż 12 minut. Od momentu wejścia w atmosferę, do spodziewanego dotknięcia powierzchni, minie około siedem minut. Oznacza to, że cały proces lądowania musi być zautomatyzowany. O ile pierwsza faza jest dość prosta, tak z każdą chwilą jest coraz trudniej.

Najpierw od lądownika oddzieli się moduł tranzytowy. Nastąpi to około 10 minut przed tym, jak z prędkością około 20 tys. km/h względem Marsa, moduł lądujący wejdzie w górne partie atmosfery planety. Osłona termiczna zapewni ochronę przed zjonizowanymi gazami, ale również znacznie spowolni statek. Zaledwie 80 sekund później osłona osiągnie maksymalną temperaturę, a 10 sekund po tym nastąpi maksymalne hamowanie. Następnie, w trzeciej minucie lądowania, otwarty zostanie spadochron hamujący, zgodnie z planem na wysokości około 12 kilometrów przy prędkości ponad 1500 km/h. 20 sekund później, przy prędkości około 570 km/h, 9 kilometrów nad powierzchnią, oddzielona zostanie osłona termiczna.

Profil lądowania łazika Perserverance
Profil lądowania łazika Perserverance. Źródło: NASA/JPL

Kolejną minutę łazik będzie skanował teren i szukał odpowiedniego miejsca do lądowania. Nieco ponad 2 km nad ziemią odłączy się od spadochronu i zacznie hamowanie za pomocą rakiet. Ta faza zajmie zaledwie 20 sekund. Około 21 metrów nad powierzchnią, Perserverance zostanie opuszczony na linach z platformy rakietowej. 410 sekund po rozpoczęciu lądowania, czyli po niecałych 7 minutach, łazik powinien osiąść w kraterze Jezero. Platforma rakietowa odłączy się i w kontrolowany sposób rozbije w bezpiecznej odległości. Członkowie zespołu misji Mars 2020 nazywają proces lądowania “siedmioma minutami terroru”. Dzieje się dużo i szybko, a co gorsza, nie ma nad tym żadnej kontroli z Ziemi. Jeśli jednak wszystko pójdzie zgodnie z planem, Perserverance i Ingenuity wylądują w kraterze Jezero około 22:00 czasu polskiego, 18. lutego. Transmisja na żywo rozpocznie się o 20:15 czasu polskiego na kanale NASA na YouTube.

Cel misji – krater Jezero

Swojsko brzmiąca nazwa krateru Jezero pochodzi od bośniackiej miejscowości Jezero. W wielu językach słowiańskich to słowo oznacza jezioro. Jak się okazuje, słusznie. Isidis Planitia, do której należy krater, powstała około 4 mld lat temu, sam krater jest jednak młodszy. Jezero ma ponad 47 km średnicy. W okresie, gdy na Marsie występowały znaczne ilości płynnej wody, krater ten wypełniało głębokie na około 250 metrów jezioro. Zasilały je przynajmniej dwie rzeki, które utworzyły widoczne po dziś dzień delty. Niedaleko jednej z nich ma wylądować Perserverance. Prawdopodobnie jeszcze około 3,5 mld lat temu krater był wspomnianym jeziorem, które okresowo mogło przelewać się na pobliską równinę Isidis. W późniejszym okresie krater Jezero mógł być wypełniony lodem wodnym.

Dane satelitarne wskazują na znaczne ilości gliny i materiałów rzecznych w północnej i zachodniej części krateru. Teren jest trudny, przez co wymagana jest olbrzymia precyzja lądowania. W przeciwieństwie do swojego poprzednika, Mars 2020 ma wylądować w okręgu o wymiarach około 7,7×6,6 km. Curiousity miał do dyspozycji region o wymiarach 25×20 km, a lądownik Pathfinder z 1997 roku aż 200×70 km. Jeśli gdzieś są wyraźne ślady pradawnego życia, to właśnie w kraterze Jezero.

Nie tylko Perserverance

Poza misją NASA, w stronę Marsa ruszyły jeszcze dwie misje, obie pionierskie. Pierwsza na orbitę Czerwonej Planety dotarła arabska sonda Al Amal (Hope), wystrzelona przez japońską rakietę Mitsubishi H-IIA. Jest to pierwsza misja międzyplanetarna Zjednoczonych Emiratów Arabskich, jak i pierwsza tego typu misja w świecie arabskim. Na orbitę Marsa dotarła 9. lutego.

Dzień później na orbicie Marsa znalazła się samodzielna, pierwsza w historii, chińska sonda marsjańska, Tianwen-1. Wyniosła ją rakieta Long March 5 z kosmodromu Wengchang na wyspie Hajnan. Chińska sonda składa się z orbitera, lądownika i łazika, które oddzielą się od siebie w maju tego roku. Lądowanie nastąpi na Utopia Planitia, zaledwie kilkaset kilometrów na północny wschód od miejsca lądowania Perserverance. Chiński orbiter ma działać przynajmniej dwa lata, a łazik najmniej miesiąc. Istnieją jednak spore szanse na przedłużenie tych misji, podobnie jak planowanej na dwa lata misji Perserverance. Doświadczenie pokazuje, że łaziki marsjańskie potrafią dużo wytrzymać. Doskonałym przykładem jest Opportunity, który badał powierzchnię Czerwonej Planety w latach 2004-2019.

Zdjęcie ilustracyjne: NASA

Treści zawarte na stronie podlegają prawu autorskiemu. Ponowne wykorzystanie tekstów, grafik, filmów, czy pozostałych komponentów strony w całości, bądź we fragmentach bez podania źródła, lub pisemnej zgody redakcji jest kradzieżą i będzie podstawą do wszczęcia postępowania karnego.

Robert Marcinowicz

Blogger lotniczy, koordynator operacji lotniczych w Porcie Lotniczym Gdańsk, meteorolog z zamiłowania. Autor tekstów o tematyce meteorologicznej, astronomicznej, transportu kosmicznego, klimatologicznej, geologicznej i lotniczej. Synoptyk i nowcaster Sieci Obserwatorów Burz

© 2021 INCUS Group