Lądowanie łazika Perseverance na Marsie

Manewr lądowania na Marsie to "siedem minut grozy", jak określają ten proces pracownicy NASA. Sprawa osadzenia sondy kosmicznej na powierzchni Czerwonej Planety nie jest prosta, a świadczy o tym spory odsetek nieudanych prób, jak choćby rozbicie się europejskiego lądownika Schiaparelli w 2016 roku.

Jak ma przebiegać lądowanie Perseverance? Cały proces potrwa kilkanaście minut. Rozpocznie się o 21.38 odłączeniem kapsuły lądowania (z łazikiem) od modułu przelotowego, który służył do podróży z Ziemi na orbitę wokół Marsa. 10 minut później zacznie się wejście w atmosferę (godz. 21.48, punkt zerowy dla podawanych dalej momentów czasu). Po około 80 sekundach tarcie od atmosfery rozgrzeje dolną część kapsuły do około 1300 stopni Celsjusza. Największe hamowanie będzie w okolicach 90 sekund od wejścia w atmosferę. Gdy minie 240 sekund, rozłoży się spadochron - będzie to na wysokości 9-13 km i przy prędkości 420 m/s. Krótko potem odrzucona zostanie osłona cieplna.

Radar i inne systemy rozpoczną pracę po około 355 sekundach, na wysokości 4,2 km. Chwilę potem odłączy się osłona tylna ze spadochronem. Wówczas do akcji wkroczy specjalna platforma lądująca, nadal hamując i manewrując silnikami. Będąc na wysokości 21,3 metra platforma wypuści w dół łazik i łagodnie osadzi go na gruncie marsjańskim, a następnie sama odleci. Dotknięcie gruntu przez Perseverance powinno nastąpić 410 sekund od momentu wejścia w atmosferę, o godz. 21.55.

Podane czasy oznaczają chwile, w których sygnał zostanie odebrany przez centrum kontroli lotu. W rzeczywistości każde z tych wydarzeń nastąpi 11 minut i 22 sekundy wcześniej, gdyż tyle czasu sygnał potrzebuje na dotarcie z Marsa na Ziemię.

Lądowanie będzie można śledzić dzięki transmisji, przygotowanej przez amerykańską agencję. Nie należy jednak oczekiwać filmowej reprezentacji każdego detalu, jak to bywa przy startach rakiet. Będą to raczej widoki z centrum kontroli lotu, a także komentarze, aktualizacje kolejnych etapów lądowania i obrazy nadesłane chwilę później, o ile dany manewr się powiedzie.

Materiały prezentowane przez NASA można będzie obejrzeć w NASA TV i na stronach tejże agencji w mediach społecznościowych. Początek głównej transmisji pt. "LIVE Landing Broadcast: Perseverance Rover Lands on Mars" zaplanowano na godzinę 20.15.

Zapowiedziano też trzy polskie wydarzenia z transmisją. Jedno przygotowały European Space Foundation, Astrofaza, Focus, Centrum Badań Kosmicznych i ERC. Na drugie zaprasza Centrum Nauki Kopernik i ESERO, na trzecie - Polska Agencja Kosmiczna.

Pierwsza ze wspomnianych transmisji rozpocznie się o godz. 20.00. W jej trakcie specjaliści opowiedzą, dlaczego potrzebne są rygorystyczne testy sprzętu przed misjami kosmicznymi, jak skomplikowane jest lądowanie na Czerwonej Planecie, wyjaśnią budowę łazika Perseverance. Będą dyskutować o możliwości stworzenia bazy marsjańskiej i o tym, dlaczego jednym z głównych celów większości misji marsjańskich są poszukiwania życia.

Drugie z wydarzeń wystartuje o godz. 20.30 z udziałem Artura Chmielewskiego z NASA - inżyniera, menadżera projektów kosmicznych, Polaka, który współtworzył kilkanaście misji amerykańskiej agencji kosmicznej. Spotkanie to odbędzie się online oraz w planetarium. Trzecie z wydarzeń - rozmowy z ekspertami zaproszonymi przez Polską Agencję Kosmiczną - zacznie się online już o godz. 18:00.

Perseverance wyląduje w kraterze uderzeniowym Jezero, który ma średnicę 49 km. Prawdopodobnie w dawnej historii Marsa znajdowało się w tym miejscu jezioro ciekłej wody.

Naukowcy z NASA stawiają kilka celów naukowych dla misji Perseverance (czy ogólniej Mars 2020). Mają być prowadzone badania zamieszkiwalności Marsa, czyli identyfikacja dawnych środowisk zdolnych do podtrzymywania życia mikrobiologicznego. Będą poszukiwane biosygnatury mogące być oznakami potencjalnego dawnego życia mikrobiologicznego. Łazik będzie także badał próbki gruntu. Ważnym elementem misji będą analizy na potrzeby przyszłej misji załogowej, takie jak praktyczne przetestowanie produkcji tlenu ze składników marsjańskiej atmosfery.

Testem technologicznym będzie także dron, użyty po raz pierwszy w misjach marsjańskich. Niewielki helikopter o nazwie Ingenuity ma przetestować, czy drony mogą być efektywnym narzędziem przy eksploracji Marsa (którego atmosfera jest dużo rzadsza niż ziemska - mniej więcej taka, jak nad Ziemią na wysokości 35 km). Dron będzie wznosił się na wysokość 3-5 metrów, jego zasięg wynosi ok. 50 metrów od miejsca startu i 90 sekund lotu.

Kolejną nowością dla misji marsjańskich są mikrofony, którymi ma dysponować Perseverance.

Wśród siedmiu instrumentów naukowych pracujących na pokładzie łazika znalazły się spektrometr fluorescencyjny do zakresu rentgenowskiego, radar obrazujący obszar podpowierzchniowy, zestaw czujników do pomiarów meteorologicznych, urządzenie do eksperymentalnej produkcji tlenu, kamera do wykonywania zdjęć, analiz chemicznych i mineralogicznych z odległości, stereoskopowa kamera z możliwością przybliżania obrazu, spektrometr ultrafioletowy.

Perseverance będzie też dysponować sporą liczbą kamer. Łącznie cała misja używa ich 25, z czego 19 jest osadzonych na łaziku, trzy na osłonie podczas lądowania, jedna na module lądowania, dwie na dronie.

Łazik Perseverance to spory pojazd. Ma wymiary 2,7 na 2 na 2,2 metra, a jego masa startowa wynosi 1025 kg. Zasilanie zapewnia mu generator radioizotopowym o mocy 110 watów. Sygnały do komunikacji łazika z Ziemią będą natomiast transmitowane przez sondy orbitalne MAVEN i Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

Koszt całego projektu Mars 2020 wyniósł 2,4 miliarda dolarów. NASA szacuje, że kolejne 300 milionów dolarów wyda na dalsze prowadzenie misji, która według założeń potrwa jeden rok marsjański (687 dni ziemskich).

Blisko 11 milionów osób, a wśród nich wielu Polaków, ma dodatkową motywację w śledzeniu lądowania Perseverance, gdyż do łazika przyczepiono chipy, na których zapisano imiona osób, które zgłosiły się do akcji promocyjnej "Send Your Name to Mars".

Krzysztof Czart