Jak przebiegnie lądowanie Perseverance na Marsie?

Już tylko godziny dzielą nas od lądowania nowej sondy kosmicznej na Czerwonej Planecie. Po pokonaniu prawie 470 milionów km, 18 lutego 2021 roku łazik Perseverance NASA kończy swoją podróż na Marsa. Aby jednak znaleźć się na powierzchni planety, musi przetrwać ostatnią trudną i niebezpieczną fazę – wejścia, zejścia i lądowania.

17.02.2021Aktualizacja: 22.02.2021Opublikował: AS

Kiedy łazik NASA Mars 2020 Perseverance z helikopterem Ingenuity Mars wyląduje na Czerwonej Planecie, nie będą tam sami. Z orbity, łazika wspierać będą dwa roboty, które odegrają szczególną rolę w tym wydarzeniu: sprawdzanie parametrów misji od momentu, gdy Perseverance wejdzie w atmosferę planety, aż do momentu pozostawienia pierwszych śladów kół na powierzchni Marsa. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) oraz Mars Atmospheric and Volatile EvolutioN (MAVEN) są częścią Mars Relay Network, która łączy i koordynuje pracę obecnych misji powierzchniowych na Marsie – łazika Curiosity i lądownika InSight.

Perseveranceto to, jak dotąd, najbardziej ambitna misja łazików marsjańskich NASA. Jej głównym celem jest poszukiwanie śladów ewentualnego pradawnego życia na Marsie. Również miejsce lądowania łazika stanowi wyzwanie. Krater Jezero to najtrudniejszy marsjański teren, jaki kiedykolwiek obrano na cel lądowania.

Jezero to basen, w którym starożytna rzeka w odległej przeszłości wpływała do jeziora. Naukowcy sądzą, że w deltowym ujściu rzeki odłożyły się osady rzeczne, a tamtejsze środowisko mogło zachować ślady życia sprzed miliardów lat. Jezero ma jednak również strome klify, wydmy i pola głazów. Lądowanie na Marsie jest trudne – tylko około 50% wszystkich poprzednich prób lądowania na Marsie zakończyło się powodzeniem – a wspomniane cechy geologiczne sprawiają, że wyzwanie jest jeszcze trudniejsze.

Wszyscy będą mogli oglądać kolejne etapy nazwane wejściem, zejściem i lądowaniem Perseverance (Entry, Descent and Landing), czyli najbardziej ryzykowną część misji łazika, nazywaną przez niektórych inżynierów „siedmioma minutami grozy”. Ze względu na odległość, jaką sygnały muszą pokonać z Marsa na Ziemię, zdarzenia faktycznie będą miały miejsce na Marsie 11 minut, 22 sekundy wcześniej niż to obejrzymy na Ziemi.

Pierwszym etapem będzie oddzielenie łazika Perseverance z przyczepionym do niego helikopterem Ingenuity Mars od kapsuły, w której podróżowali. Następnie statek wejdzie w atmosferę Marsa. Oczekuje się, że uderzy w nią z prędkością 19,5 tys. km/h. Tarcie z atmosfery podgrzeje dno statku do temperatury około 1300 stopni Celsjusza. Po przedarciu się przez górne warstwy atmosfery sonda otworzy, a właściwie wystrzeli z prędkością ponaddźwiękową spadochron. Inżynierowie misji nie podają dokładnego czasu tego etapu, gdyż decyzję o najodpowiedniejszym momencie otworzenia spadochronu podejmie system Range Trigger (po raz pierwszy zastosowany system, który będzie na bieżąco monitorował wysokość od powierzchni i odległość do celu). Po około 20 sekundach od otwarcia spadochronów zostanie odrzucona osłona termiczna. Odrzucenie osłony pozwoli łazikowi na użycie radaru do określenia, jak daleko znajduje się od powierzchni planety i wykorzystanie technologii Terrain-Relative Navigation w celu znalezienia bezpiecznego miejsca lądowania. Tylna połowa kapsuły wejściowej, która jest przymocowana do spadochronu, oddzieli się od łazika i jego „plecaka odrzutowego” (etap zejścia). Plecak odrzutowy wykorzysta rakietowe silniki hamujące, aby spowolnić schodzenie do miejsca lądowania. Etap lądowania statku kosmicznego za pomocą manewru dźwigu powietrznego obniży łazika na powierzchnię na nylonowych linach. Oczekuje się, że łazik wyląduje na powierzchni Marsa z prędkością poruszania się człowieka, czyli około 2,7 km/h.

Etapy lądowania łazika Perseverance według czasu polskiego:

oddzielenie modułu transportowego: godzina 21:38,
wejście w atmosferę Marsa: 21:48,
chwila największego nagrzania osłony termicznej: 21:49,
otwarcie spadochronu: 21:52,
odrzucenie osłony termicznej: 21:52 (20 sekund po otwarciu spadochronu),
odrzucenie osłony zewnętrznej: 21:54,
przyziemienie łazika: 21:55.

Trzeba jednak pamiętać, że na wszystkie sekwencje procesu lądowania łazika na powierzchni Marsa będą działały różne czynniki, które mogą wpłynąć na czas poszczególnych etapów. Przede wszystkim trudne do przewidzenia są właściwości atmosfery marsjańskiej.

Opracowano na podstawie:
NASA's Next Mars Rover Is Ready for the Most Precise Landing Yet

Więcej o misji Perseverance:
Perseverance coraz bliżej Marsa

Oficjalna strona misji:
https://mars.nasa.gov/mars2020/