Mars Exploration Rover

Kunstnerisk fremstilling av en av Mars-roverne (credit: Maas Digital LLC) -3d-

Spirit og Opportunity før oppskyting sammen med Sojourner (reserve-roveren) for Pathfinder-ferden i 1997

Mars Exploration Rover (MER) var et NASA-program for utforskning av Mars ved hjelp av fjernstyrte robot-kjøretøyer (rovere) på Mars-overflaten. Programmet begynte i 2003 da to Mars-rovere – Spirit og Opportunity ble skutt opp for å utforske overflateforhold og kjemi på Mars. I 2018 ble programmet avsluttet. Prosjektet var ledet av Peter Theisinger fra NASAs Jet Propulsion Laboratory og Steven Squyres, professor i astronomi ved Cornell University.

De viktigste vitenskapelige målene i programmet var å lete etter og identifisere et vidt utvalg av stein og grusprøver som kunne vise spor av vann på Mars. Programmet var del av NASAs Mars Exploration Program som inkluderer tre tidligere suksessfulle landinger, de to VIking-sondene (Viking 1 og 2) i 1976 og Mars Pathfinder i 1997.

Tidslinje

Utdypende hovedartikler om roverne Spirit og Opportunity

Den 4. januar 2004 landet NASA Spirit (MER-A) i Gusev-krateret på Mars, tre uker før tvilling-roveren Opportunity (MER-B) landet den 24. januar 2004 i Meridiani Planum. Mars-rovernes levetid på Mars-overflaten var forventet å vare 90 sol (sol er et Mars-døgn - omtrent 40 minutter lengre enn et jord-døgn). Begge roverne presterte over all forventning. Spirit var aktiv fram til 2010, mens Opportunity kjørte rundt på Mars i nesten 15 år før NASA mistet kontakten med den etter en støvstorm i 2018.

Romskipets design

Delta II-raketten.

Diagram som viser MER i ferden til Mars (NASA/JPL-Caltech).

Bilde som viser Opportunity rover slik den så ut i ferden til Mars

Diagram som viser «aeroskjellet»

Mars Exploration Rover var designet for å bli lagret i nesen på en Delta II-rakett. Hvert romskip bestod av flere komponenter:

Del	Vekt
Mars-rover	185 kg
Lander	348 kg
Ryggskjold og fallskjerm	209 kg
Varmeskjold	78 kg
Cruise-rakettsteg	193 kg
Drivstoff	50 kg
Total masse	1063 kg

Cruise-steget

Steget som ble brukt til reisen til Mars, det såkalte «cruise stage», er veldig likt det som ble brukt på Mars Pathfinder, og er ca. 2,65 m i diameter og 1,6 m høyt, inklusive den delen som lander på Mars. Hovedkomponenten er aluminium med en ytre ring av ribber, som er dekket med solcellepaneler, som er ca. 2,65 m i diameter. Inndelt i 5 seksjoner, kan disse sørge for så masse som 600W nær Jorden og 200W nær Mars. Varme og isolasjon holder elektronikken til Mars-roveren varm. Et freon-system fjerner varme fra datamaskinen og kommunikasjonsutstyr inne i roveren, slik at disse ikke blir overvarmet.

Navigasjon

En stjerne-skanner og sol-sensor ble brukt slik at romskipet visste hvilke orientering det hadde i rommet, ved å analysere Solens og andre kjente stjernes posisjon i forhold til hverandre. Det ble lagt inn minst 6 kursendringer underveis. For å sikre at Mars-roveren ankom Mars på rett plass for landing, bar «cruise stage» med seg ca. 31 kg med drivstoff for kursendringer.

Kommunikasjon

Romskipet brukte en høyfrekvent X-band radio til å kommunisere med Jorden, som tillot å bruke mindre kraft og en mindre antenne enn tidligere romskip, som brukte S-bandet. Navigatørene sendte kommandoer igjennom to antenner på «cruise stage», en nær Jorden og en som ble brukt nærmere Mars, når signalene ble svakere. Under ferden var romskipet stabilisert i en rotasjon på 2 pr minutt. Periodiske oppdateringer holdt antennene i linje mot Jorden, og solcellene mot Solen.

Mars-roverens design

Mars Exploration Rover vs. Sojourner rover (Courtesy NASA/JPL-Caltech).

Mars-roverne er seks-hjulede, soldrevne roboter som er 1,5 m høye, 2,3 m brede og 1,6 m lange. De veier 180 kg, der 35 kg er hjulene og støtdempere.

Kjøresystem

Hver Mars-rover har seks hjul montert på støtdempere som sørger for at hjulene forblir på bakken, selv om den kjører i tøft terreng. Mars-roveren kan kjøre over hindringer eller ned i hull som er mere enn en hjuldiameter (250 mm) i størrelse. Hvert hjul har også spor, som sikrer at de får grep i myk sand eller klatring over steiner. Hvert hjul har sin egen motor. De to hjulene fremme og bak, har individuelle styrings-motorer. Dette tillater roveren å snu rundt sin egen akse, å svinge uten å gjøre store svinger. Roveren kan motstå en bakke på 45 grader i alle retninger, uten å velte. Men roveren er programmert for å unngå bakker brattere enn 30 grader. Hver rover kan rotere fremhjulene for å grave i terrenget. Den kan da stå stille, mens fremhjulene spinner rundt.

Mars-roverne har en toppfart på 50 mm/s. Men gjennomsnittet er 10 mm/s, på grunn av at programvare stopper nemlig roveren hvert 10 eller 20 sekund for å observere og forstå terrenget det nærmer seg.

Navnene Spirit and Opportunity

Mars-roverne Spirit and Opportunity ble gitt sine navn etter en dikt-konkurranse for skole-elever i USA. Den ble vunnet av 9 år gamle Sofi Collis, en russisk-amerikanske skoleelev fra Arizona.

I used to live in an Orphanage.
It was dark and cold and lonely.
At night, I looked up at the sparkly sky and felt better.
I dreamed I could fly there.
In America, I can make all my dreams come true.....
Thank-you for the "Spirit" and the "Opportunity"

— Sofi Collis, 9 år

Før dette, under utvikling og bygging av roverne, de var kun kjent som MER-1 (Opportunity)og MER-2 (Spirit). Internt i NASA brukes betegnelsene MER-A (Spirit) og MER-B (Opportunity) basert på tidspunktene de to roverne landet.

Trivia

Begge Mars-roverne Spirit og Opportunity har deler fra World Trade Center's metall på seg.

Til ære for Spirit og Opportunity sine store bistand i utforskingen av Mars, ble to asteroider gitt navnene 37452 Spirit og 39382 Opportunity. Navnene ble foreslått av Ingrid van Houten-Groeneveld som sammen med Cornelis Johannes van Houten og Tom Gehrels oppdaget asteroidene 24. september 1960.

Ruben H. Fleet Museum har også en IMAX-film ved navn «Roving Mars» som viser ferden til både Spirit og Opportunity på deres ferd til Mars, med originale bilder og filmer.

Kilder

NASA

• NASA JPL's MER website
• Spirit Mission Profile
• Opportunity Mission Profile Arkivert 2. august 2007 hos Wayback Machine.
• Mars24, a Java application for Mars/Earth time conversion

Instrumenter

• Athena Science Payload, Cornell University
• Pancam instrument web page, Cornell University
• Microscopic Imager, USGS Astrogeology Research Program
• Mini-Thermal Emission Spectrometer ("miniTES") , Arizona State University
• Mössbauer Spectrometer, Johannes Gutenberg University
• Rock Abrasion Tool, Honeybee Robotics

Eksterne lenker

(en) Mars Exploration Rovers – kategori av bilder, video eller lyd på Commons