5300 gün 45 kilometre, Opportunity, Mars'ta büyük bir krizle karşı karşıya yoksa hurdaya çıkarılacak
2004'te NASA, iki Mars gezgini başlattı: "Cesaret" ve "Fırsat". İki Mars gezgini, yalnızca 90 günlük bir tasarım ömrü ile Mars'ın yüzeyini fotoğraflamak, keşfetmek ve incelemek için görevler için tasarlandı. Bununla birlikte, güneş enerjili iki gezginin çalışma süresi, tasarım ömürlerini çok aşıyor. Mars'tan yarım bir uzaklıkta bulunan Valor and Opportunity, uzun süredir merakla dolu kırmızı bir gezegeni ortaya çıkardı.
Hematit topaklarından tortul kayalara kadar geçmişte Mars'ta bol su olduğuna dair kanıtlar var. Krater duvarı ve kum tepeleri yakından gözlemlendi ve ilk demir göktaşı Mars'ta bulundu. Her yeri keşfettiği için Opportunity, başka bir gezegende en çok ayak izine sahip gezgin oldu.
Valor altı yıl sürdü. 2010 yılına kadar güneş panelleri tozla kaplıydı ve artık dolaşamıyordu. Düşük pil ömrü araştırma ekibini çalışmayı tamamen bırakmaya zorlayana kadar sabit bir bilimsel istasyon oldu. Şu an itibariyle, başka bir gezici Opportunity hala çalışıyor.
Güneş panellerinde biriken toz nedeniyle fırsat neredeyse birkaç kez yok edildi. Ancak rüzgârdan yararlanılarak, güneş panellerindeki toz yeniden uçuruldu ve planlandığı gibi çalışmaya devam etmesini sağladı. Maalesef şu anda tarihin en kötü toz fırtınası yaşanıyor ve araştırma ekibi herkesin görmek istemediği bir durumla karşı karşıya, yani Mars'ta 14 yıldan uzun süredir (yaklaşık 5300 gün) çalışan Opportunity ortaya çıkacak. Misyonun sonu.
Şaşırtıcı olmalı. 90 günlük bir görev için tasarlanmış bir gezici 14 yıldır kesintisiz çalışıyor, ancak aslında hem Cesaret hem de Fırsat daha uzun, hatta sonsuza kadar sürebilir. Bu neden?
İlk Mars gezgini 1997'de Sojna gezgini idi. Sadece 11 kilogram ağırlığında ve yaklaşık 0.6 metre uzunluğundaydı ve 7 günlük bir görev için tasarlanmıştı. Çok dikkatli bir işlemle baz istasyonu bağlantısı kesildiğinde, neredeyse üç aylık faaliyetler gerçekleştirdi. Ön ve arka kameralar aracılığıyla, Mars yüzeyindeki farklı konumlarda ilk Mars fotoğraflarını çekti ve görevin sonunda 100 metreden fazla yol kat etti.
Bu nedenle gelecek neslin daha büyük, daha güçlü, daha dayanıklı ve daha ileri gidebilmesi gerekiyor. İki yeni Mars gezgini Opportunity ve Valor, çok sayıda bilimsel araç ve gelişmiş kamera ile donatılmıştır. Bir baz istasyonuna ihtiyaçları yoktur ve doğrudan dünya ile iletişim kurabilirler. Valor ve Opportunity, en az 90 gün sürecek şekilde tasarlanmıştır ve dedektörlerin aşırı tasarlanmasıyla daha uzun süre dayanabilecekleri umulmaktadır.
En büyük endişelerden biri motivasyondur. İlk aşamalarda birçok seçenek düşünüldü: radyoizotoplar, piller ve güneş panelleri. Sojna'dan elde edilen bulgulara göre, Mars tozu güneş panellerinde birikecek, ancak elektrik yalnızca bir Mars günü için yaklaşık% 0,29 gibi çok düşük bir oranda tüketiliyor. 90 günlük görevde bu, elektrikte toplam% 23 azalma anlamına geliyordu. Bu nedenle, Cesaret ve Fırsatların nasıl tasarlanacağına dair birçok seçenek vardır.
Bir seçenek, Mars'ta biriken tozları temizlemek için silecekler gibi bazı mekanik cihazlar kurmaktır. Silecekler yeryüzünde çok yaygındır, bu nedenle bu sorunun bariz çözümü bu gibi görünüyor. Ancak konu güneş panelleri gibi yüzeylerde biriken toz olduğunda, Mars ve Dünya iki önemli açıdan çok farklıdır.
(1) Mars tozu çok küçük ve çok ince. Mars'taki atmosferik toz yaklaşık 3 mikron çapındadır ve elektrostatik kuvvetle ona yapışır. Dünyadaki gibi "fırçalayamayız", hala çok fazla toz var olacak.
(2) Mars'ta yardımcı olacak sıvı yok. Mars'taki su sıvı kalmaz (az miktarda perklorat su hariç) ve yalnızca sınırlı miktarda sıvı taşıyabilir. Kuru fırçalama, rüzgar sörfü tahtasının yüzeyine zarar verebilir ve bu da kötü bir çözüm haline gelir.
Ancak daha iyi seçenekler var. Silecekler ağır ve karmaşıktır ve Mars'ın aşırı sıcaklıkları altında hasar görebilir ve kolayca kırılabilir. İkinci çözüm, eğilebilen güneş panelleri tasarlamaktır. Mars genellikle sabit düşük seviyeli rüzgarlara sahip olduğundan, herhangi bir toz birikimi Mars'ın doğal ortamı tarafından uçup gidebilir. Aslında, Mars'ta "doğal" temizlik olayları var, ancak bu gezgini tasarlarken bunlar bilinmiyordu. Bazen bir gece rüzgarı çok fazla tozu uçurur ve Mars'ta bir kez rüzgar esmediği sürece sonda çalışamaz.
Bu paneller, statik elektrikten tozu gidermek için bir mekanizma ile donatılmış olabilir. Pil plakasının kendisini şarj ederek, şarjın bir kısmı toz parçacıklarına aktarılacak ve bu da karşılıklı itmeye neden olacaktır. Ardından, rüzgar olduğu sürece, asılı tozlar uçup gidecek ve bu da gezginin performansını büyük ölçüde artıracaktır. Ancak dezavantaj, bazen toz partiküllerinin yüklü olmasıdır ve özellikle iyi yalıtkanlarsa, şarj işaretini seçemeyiz.
Son değerlendirme, bu gezgini bir basınçlı hava şişesi (veya Mars hava kompresörü) ve bir üfleyici kol ile donatmaktır. Bilgisayardaki tozu püskürtmek için basınçlı hava kullanabildiğimiz gibi, aynı fiziksel ilkeler Mars'ta da işe yarayabilir. Yalnızca sınırlı miktarda basınçlı hava olduğundan, doğal temizlik olayı gezginin eski haline getirilmesine yardımcı olmadığında idareli kullanılması gerekir.
Bu gezgini şimdi sıfırdan tasarlarsak ve şimdi bildiklerimizi kullanırsak, gezicinin ömrünü büyük ölçüde uzatabiliriz.
Bununla birlikte, NASA sonuçta en uygun maliyetli çözümü seçti: doğrudan daha büyük güneş panelleri oluşturun. 90 günlük görevde, tozun ışığı% 23 oranında azaltması bekleniyor, bu nedenle güneş panellerinin en az% 23'ünden fazlasını inşa ederek gezginin yeterli enerjiye sahip olmasını sağlayabilecek. Mars Exploration Project'in mühendisi Mark Adler, panelleri temizlemenin maliyeti ve karmaşıklığı ile karşılaşıldığında en ucuz ve en düşük kaliteli yöntemin panelleri büyütmek olduğunu söyledi. Oldukça kısıtlı bir bütçede, görev gereksinimlerini aşmak için para harcayamazlar ve harcamayacaklardır.
Şimdi, Mars'ta 45 kilometreden fazla (tarihte en çok) dolaştıktan sonra ve 5000 günden fazla bir süre sonra, bir toz fırtınası Fırsatın kalıcı olarak sona erdiğini müjdeleyebilir.
Robotik kola takılı basınçlı hava fanı gibi ek bir cihaz takılırsa, tozlu güneş panelleri temizlenebilir. Dedektör, üfleme cihazını kontrol etmek ve çalıştırmak için bataryada depolanan yeterli enerjiye sahip olduğu sürece, ışığın% 100'ünü engelleyen bir kum fırtınası bile feci sonuçlara neden olmayacaktır. Böyle bir cihaz daha önce takılmış olsaydı, Valor 2010'daki son kaderinden kaçacaktı ve Fırsat şu an olduğu gibi tehlikede olmayacak, büyük kum fırtınaları yaşayacaktı.
Ancak, görevlerini tamamlama beklentilerini fazlasıyla aşan bu iki gezginin sonları insanları çok üzmeyecek. Ancak bir sonraki görev için bu değerli bir ders. Gezici, Mars tozunun birikmesinden korunabilirse, uzun süre Mars'ta çalışmaya devam edebilir.
