Perseverance ryhtyy etsimään elämän jälkiä muinaisesta jokisuistosta. Maahan on luvassa kaikkien aikojen tarkinta kuvaa ja jopa ääntä Marsista, kun Perseverance pääsee tositoimiin.
Perseverance, jonka nimi tarkoittaa sitkeyttä, on Nasan viides kulkija Marsin punaisella pinnalla.
Viime heinäkuussa alkanut 473 miljoonan kilometrin lentomatka päättyi onnellisesti, kun aluksen laskeutuja saatteli lastinsa kaapelien varassa Marsin pinnalle.
Mars-missioiden kielessä laskeutuminen on "seitsemän kauhun minuuttia", joiden aikana lennonjohto ei voi kuin odottaa. Radiosignaali Maasta ei ehdi apuun, jos jotakin menee pieleen.
Tultuaan Marsin liepeille luotain pudotti avaruuteen aurinkopaneelit ja polttoainesäiliön. Niille ei ollut enää käyttöä, kun pitkä matka planeettojen välillä oli taitettu.
Kymmenen minuuttia myöhemmin alus saavutti Marsin kaasukehän ja "kauhun minuutit" alkoivat tikittää. Monivaiheisen laskeutumisen onnistuminen oli laskeutujan tietokoneen vastuulla.
Robottipilotin piti pystyä päättämään kovassa vauhdissa, vaatiko laskeutuminen haastavan kuhmuraiseen maastoon ja poikkeuksellisen tarkkarajaiseen kohteeseen viime hetken säätöä.
Saatuaan suojattinsa turvallisesti marsperälle, laskeutuja käytti viimeisen polttoainetilkkansa lennähtääkseen niin kauas, että saattoi tömähtää Marsin pintaan mönkijää vaarantamatta.
Laskeutumisen vaiheet näkyvät Nasan etukäteen julkaisemassa animaatiossa. Laskeutuja kuvasi ne myös todellisuudessa. Video saataneen julkaistavaksi ensi viikolla.
Videon lähettäminen ja muu yhteydenpito Maan ja Perseverancen välillä hoituu Marsia kiertävien luotainten muodostaman releverkon kautta. Kolme kiertäjistä kuuluu Nasalle ja kaksi Euroopan avaruusjärjestölle Esalle.
Kun ne ovat radallaan Perseverancen yllä, se voi soittaa niiden kautta kotiin useita kertoja päivässä.
Vaikka Perseverancea ja muita Kuun- ja Marsin-kulkijoita on alettu puhekielessä kutsua mönkijöiksi, Perseverance on todellisuudessa yli puolentoista miljardin euron hintainen rullaava huippulaboratorio.
Kooltaan se on pienen katumaasturin luokkaa. Painoa on hieman yli tuhat kiloa.
Runko on sama kuin Curiositylla, Marsissa yhdeksättä työvuottaan uurastavalla Nasan edelliselle mönkijällä. Renkaita on kuitenkin tukevoitettu ja niiden profiilia muutettu, jotta Marsin hieno hiekka ei tuottaisi liikkumiselle samanlaisia pulmia kuin Curiositylla on ollut.
Curiosityyn verrattuna Perseverance on myös varsin itsenäinen eli kykenevä suunnitelemaan itse reittejä, joille se uudenlaisilla renkaillaan rullaa.
Myös tutkimuskapasiteetissa on paljon uutta, ei vähiten kiinnostavana kyky porata ja tallettaa näytteitä marsperästä. Perseverance sinetöi näyteputket odottamaan noutajaa, joka tulee käväisemään sen luona, aikaisintaan kuitenkin vasta vuosikymmenen lopussa.
Mönkijäsisarukset sen sijaan eivät koskaan kohtaa. Curiosityn työalue on tuhansien kilometrien päässä Perseverancen laskeutumispaikasta.
Perseverancen voimanlähde on Curiosityn tavoin ydinparisto, joka perustuu plutoniumin hajoamiseen. Aurinkopaneeleilla energiansaanti olisi liian riippuvaista auringonvalon saatavuudesta eri vuorokauden- ja vuodenaikoina. Myös Marsin hienonhieno tomu olisi paneeleille riesa.
Energianlähde on suunniteltu toimimaan 14 vuotta. Perseverancen toiminta-ajaksi on tässä vaiheessa määritelty yksi Marsin vuosi eli vajaat kaksi Maan vuotta. Käytännössä Mars-mönkijät ovat olleet hyvin paljon pitkäikäisempiä.
Kun Opportunity nujertui tomumyrskyyn toissa vuonna, 90 päiväksi suunniteltu työaika oli venynyt 60-kertaiseksi.
Muutamaa viikkoa aiemmin laskeutunut kaksoissisar Spirit joutui luovuttamaan vuonna 2010 juututtuaan auttamattomasti hiekkaan. Työaikaa oli kuitenkin kertynyt 20 kertaa niin paljon kuin Nasa oli suunnitellut.
Jo ensimmäinen mönkijä, vuonna 1997 laskeutunut Sojourner, ylitti aikatavoitteensa 12-kertaisesti, kun seitsemän päivää venyivät 83 päiväksi.
Perseverancen mittalaitteiston MEDA-sääasema on osittain suomalainen. Ilmatieteen laitos tieteentekijänä ja Vaisala mittalaiteyrityksenä toimittivat MEDAan kosteutta ja painetta mittaavat huippuinstrumentit.
Eurooppalaisena yhteistyönä tehty MEDA mittaa Marsin kaasukehän lämpötilaa, tuulten suuntaa ja nopeutta, painetta, suhteellista kosteutta ja pölyhiukkasten määrää ja kokoa.
Alhainen paine ja kylmyys panevat suomalaismittaritkin Marsissa kovalle koetukselle. Ne ovat kuitenkin jo näyttäneet pätevyytensä Curiosityn kyydissä. Uudet mittarit ovat parannettu painos, ja havaintojen tekeminen uudessa paikassa kasvattaa ja laventaa havaintojen tärkeää aikasarjaa.
Perseverancen laskeutumispaikan valintaa ei silti ratkaissut kaasukehä, vaan ennen muuta se, mitä Nasa tavoittelee Marsin pinnan alta. 60 harkitusta vaihtoehdosta päädyttiin Jezeron kraatteriin, entiseen jokisuistoon ja järvenpohjaan, joista toivotaan löytyvän muistoja siitä, että Marsissa on ollut elämää.
Tutkijoiden toivoma jymylöytö olisivat mikrobien fossiilit 3,5 miljardin vuoden takaa, jolloin Marsilla ja Maalla ei ollut vielä suurta eroa. Toive perustuu siihen, että hulahtaessaan järveksi kraatteriin jokivedet toivat mukanaan ympäristön savimineraaleja.
Vastaavat ovat Maassa osoittautuneet lupaaviksi mikrobien fossiloijiksi ja pitkäaikaisiksi säilyttäjiksi.
Välillä Jezeron uomat kuivuivat, välillä vesi virtasi taas vuolaana. Tutkijat pitävät mahdollisena, että Jezerossa oli märkinä kausina yksisoluista elämää, jollaisesta Maa vähitellen sai valtavan elonkirjonsa.
Vaikka Mars kehittyi eri suuntaan kuin maapallo, olettamukselle on vahva pohja. Curiosity on havainnut naapuriplaneettamme kemiassa elämän avaintekijät: hiilen, vedyn, typen, hapen, fosforin ja rikin.
Uusilla ja uudistetuilla tutkimuslaitteillaan Perseverancen odotetaan pystyvän hankkimaan tietoa mahdollisesta muinaisesta elämästä ja paljosta muusta, johon aiemmat missiot eivät ole venyneet. Samankaltaisuuden takia Mars voi antaa uutta tietoa myös meidän planeetastamme.
Mars ja Maa ovat kuin kiviset siskokset. Yhteistä ovat vuodenaikojen vaihtelu, napajäätiköt, akselikallistuma, päivän pituus ja kivinen maaperä. Mars tarjoaa meille yksinkertaistetun mallin Maasta – planeetan ilman kasvillisuutta, vettä, ihmisiä, kaupunkeja tai muita tekijöitä, jotka häiritsevät tieteellisiä havaintoja.
Planeetta- ja avaruusteknologiatutkimuksen ryhmäpäällikkö Maria Genzer, Ilmatieteen laitos
Perseverance sai nimensä koululaisille järjestetyllä kilpailulla. Loppusuoralle pääsivät myös muun muassa Courage (rohkeus), Endurance (kestävyys), Fortitude (lujuus) ja Tenacity (sitkeys).
Perseverance voitti yleisöäänestyksen, ja Nasassa puolestaan poimittiin ehdotusten joukosta Ingenuity (kekseliäisyys) nimeksi pienelle helikoperille, joka matkusti Perseverancen mukana Marsiin.
Ingenuity-helikoperilla on yksi ainoa tehtävä: pitää pystyä lentämään edes kerran. Se voi kuulostaa yksinkertaiselta, mutta Marsin kaasukehä on tiheydeltään vain prosentin Maan ilmakehästä, joten lentoon nouseminen on iso ponnistus. Marsin kylmyys on toinen suuri haittatekijä.
– Yritämme Marsissa samaa kuin Wrightin veljekset aikoinaan Maassa. He osoittivat, että konevoimalla voi lentää, vertasi Ingenuity-ohjelman johtaja Håvard Grip ennen luotaimen lähtöä.
Jotta Ingenuity pystyisi irtaantumaan marsperästä, painoa on vain noin 1,8 kiloa ja roottorien poikkeuksellisen suuret lavat pyörivät paljon vinhemmin kuin Maan helikoptereilla.
Ingenuity saa lento-ohjeet etukäteen Maasta mutta lentää kommunikaatioviiveen takia omin päin. Kopterissa on kaksi kameraa, ja Perseverance tarkkailee lentoja omalla isolla kamera-arsenaalillaan.
Jos ensilento onnistuu, kuukauden aikana tehdään enimmillään neljä muutakin. Sitten Ingenuityn tehtävä on täytetty.
Nasa näkee tulevaisuuden avaruuskopterit planeetta- ja kuumatkojen rivakoina tiedustelijoina, jotka käyvät etukäteen arvioimassa, kannattaako mönkijän lähteä johonkin tiettyyn suuntaan.
Lentämällä pääsee myös paikkoihin, joihin ei muuten ole asiaa – kallionkielekkeille, luoliin ja syviin kraattereihin, Nasa luettelee. Seuraavien sukupolvien kopterit voivat jopa noutaa mönkijöille näytteitä analysoitaviksi, Nasassa visioidaan.
Pioneerikopterina Ingenuitylla ei vielä ole tutkimusinstrumentteja.
Seuraava lentokokeilu on jo tiedossa, Dragonfly-missio paljon Marsia kauemmaksi. Kun Nasa lähettää vuonna 2026 aluksen tutkimaan Saturnuksen suurinta kuuta Titania, sen pinnalle hypähtelemään menee myös pieni lentoalus.
Titania pidetään yhtenä aurinkokuntamme lupaavimmista kohteista elämän merkkien etsinnässä.
Vaikka Jezeron näytteistä selviäisi, ettei Marsissa ole koskaan ollut elämää, on tärkeää selvittää, miten kiviplaneetat syntyvät ja kehittyvät. Miksi Maa säilyi suopeana elämälle mutta Marsista tuli autio ja tyhjä?
Ken Williford, Perseverance-mission tutkija
Ingenuityn tavoin tulevaisuuteen tähtäävä kokeilu Perseverancessa on MOXIE. Jos Marsiin joskus lentää ihmisiä, heille tarvitaan happea.
Sitä MOXIE kokeilee tehdä Marsin ohuesta, hiilidioksipitoisesta kaasukehästä, eikä vain astronauttien hengitettäväksi, vaan ennen muuta heidän kotimatkansa turvaamiseksi.
Raketin laukaiseminen Marsin pinnalta vaatii valtavia määriä happea. Sen kuskaaminen mukana menomatkalla Maasta olisi tavattoman työlästä, kallista ja jopa vaarallista.
Marsin kaasukehästä 95 prosenttia on hiilidioksidia. MOXIE vetää sitä sisäänsä ja repii hiilidioksidimolekyyleistä irti niiden happiatomit elektrokemiallisella prosessilla 800 asteen kuumuudessa.
MOXIEn onnistuminen on yksi kynnyskysymyksistä Nasan suunnitelmille lähettää Marsiin ihmisiä jo ensi vuosikymmenellä, jos heidät on määrä myös tuoda takaisin Maahan.
Aiheesta aiemmin:
Viime kesän laukaisuikkunaa hyödynsivät myös Arabiemiraatit ja Kiina. Niiden luotaimet tulivat Marsin kiertoradalle viime viikolla. Kiina laskee mönkijän Marsiin loppukeväällä tai alkukesällä.