Wysłanie latającego urządzenia na inną planetę wydawało się kiedyś pomysłem rodem z science fiction. Jednak w ciągu ostatnich kilku lat, wizja ta przekształciła się w rzeczywistość, dając początek jednemu z najbardziej innowacyjnych projektów w historii NASA – śmigłowcowi Ingenuity, który na dobre rozgościł się na Marsie. Niestety pod koniec kwietnia stracono z nim łączność i gdy myśleliśmy, że wszystko już stracone… Ingenuity postanowił znów się odezwać. Jak do tego doszło?

Ingenuity przybył na Marsa w lutym dwa tysiące dwudziestego pierwszego roku jako towarzysz misji łazika Perseverance. Swoją drogą, aż trudno uwierzyć, że to już ponad dwa i pół roku odkąd Perseverance śmiga sobie po powierzchni Marsa. Ale wracając do tematu, łazik nie jest już dla nas czymś nowym, w końcu kilka jeździło już do to tej pory po powierzchni Marsa, jednak Ingenuity to prawdziwy przełom w astronautyce. To pierwszy dron, czy jakiekolwiek inne urządzenie latające wysłane do prowadzenia badań powierzchni innej planety niż Ziemia, oczywiście nie bierzemy tu pod uwagę satelitów, sond ani teleskopów kosmicznych, które prowadzą obserwacje z orbity, chodzi o urządzenia latające w atmosferze, nisko nad powierzchnią. Ingenuity został zaprojektowany głównie jako prototyp technologiczny, nie został wyposażony w specjalistyczne instrumenty badawcze. Dron, korzystając z unikalnej perspektywy lotu ma za zadanie sprawdzić czy da się bezpiecznie badać Marsa z powietrza. W przyszłości, ulepszone urządzenia tego typu będą mogły badać kratery, klify, a nawet jaskinie i ogólnie wszelkiego rodzaju tereny niedostępne dla łazików.

mars-ingenuity-1 Zdjęcie łazika Perseverance i powierzchni Marsa wykonane przez helikopter Ingenuity 22 kwietnia 2023 r. podczas jego 51. lotu. Źródło: NASA/JPL-Caltech)

Dokładnie dwudziestego szóstego kwietnia, podczas swojego pięćdziesiątego drugiego lotu łączność z Ingenuity została utracona. Chociaż przewidywano chwilowe zakłócenia w komunikacji, nikt nie spodziewał się, że dron będzie milczał tak długo. Na całe szczęście po sześćdziesięciu trzech dniach niepewności, maszyna skontaktowała się z naziemnym centrum kontrolującym przebieg misji Mars 2020.

Były to naprawdę długie sześćdziesiąt trzy dni dla kontrolerów misji. Przerwy w komunikacji, były przewidywane z uwagi na trudności terenowe i ciągle zmieniająca się odległość dzielącą dwie planety, jednak tak długa cisza stała się źródłem zmartwień dla zespołu, pojawiły się już obawy, że może to być koniec śmigłowca. Ingenuity miał już wcześniejsze problemy, głównie związane z gromadzeniem się pyłu na jego panelach słonecznych, co wpływa na generowanie energii. Zaczęły więc pojawiać się sugestie, że być może dron, który został zaprojektowany do operowania w trudnych warunkach Marsa i miał pierwotnie wykonać tylko pięć lotów, osiągnął już swoje technologiczne granice.

Jak jednak widać, nie należy jeszcze spisywać go na straty. Ingenuity wykonał swoją misję o wiele lepiej niż można byłoby przypuszczać, odbył ponad pięćdziesiąt lotów i mógłby przejść na zasłużoną emeryturę, jednak byłaby to naprawdę spora strata, biorąc pod uwagę, że NASA ma jeszcze zamiar przeprowadzić kilka lotów.

Patronite

Patronite

Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!

Podczas wykonywania swoich misji Ingenuity operuje w pełni autonomicznie. Musi bo sterowanie nim z Ziemi w czasie rzeczywistym byłoby niemożliwe. Opóźnienie w komunikacji między Ziemią a Marsem wynika z ogromnej odległości dzielącej te dwie planety i jest zmienną wartością w zależności od ich względnej pozycji w układzie słonecznym. Sygnały radiowe, poruszają się w próżni z ograniczoną prędkością. Kiedy Mars jest najbliżej Ziemi czyli w opozycji, odległość wynosi około pięćdziesiąt cztery i pół milionów kilometrów. W tej sytuacji opóźnienie wynosi około trzech minut. Natomiast kiedy Mars jest po drugiej stronie Słońca w stosunku do Ziemi czyli w koniunkcji, odległość między planetami może sięgać czterystu milionów kilometrów, co przekłada się na opóźnienie wynoszące nawet ponad dwadzieścia minut. W momencie gdy planeta znajdzie się zupełnie za Słońcem, komunikacja jest niemożliwa.

Zatem w zależności od pozycji Marsa w stosunku do Ziemi, przekazanie polecenia i otrzymanie odpowiedzi może zająć od kilku do kilkudziesięciu minut. W praktyce zespoły kontrolujące misje marsjańskie muszą uwzględniać te opóźnienia, planując działania łazików czy w tym konkretnym przypadku – drona Ingenuity z odpowiednim wyprzedzeniem. Wysyłają więc zestaw poleceń, które dane urządzenie będzie wykonywać autonomicznie, zanim przekaże dane z powrotem na Ziemię.

Pomimo problemów z komunikacją, wnioski z ostatniego lotu są dość obiecujące i wszystko wskazuje na to, że Ingenuity jest w dobrej kondycji i kontrolerów misji czekają kolejne wyzwania, które mają zostać podjęte w nadchodzących tygodniach.

Niepokojące przerwy w komunikacji to coś co przytrafiło się dronowi już nie po raz pierwszy. Podczas czterdziestego dziewiątego lotu w kwietniu dron przestał komunikować się przez sześć dni. W przeszłości również doświadczał podobnych problemów. Zwykle spowodowane było to nagromadzeniem się tego nieszczęsnego marsjańskiego pyłu na jego panelach słonecznych, co osłabiało zdolność ładowania baterii. Kiedy poziom energii drona spada poniżej pewnego progu, Ingenuity wchodzi w tryb oszczędzania energii, czekając na lepszy moment do nawiązania łączności.

Najnowsze filmy

Teraz jeszcze parę słów na temat samej misji Mars 2020. Podróż Łazika Perseverance i drona Ingenuity na Marsa rozpoczęła się startem rakiety Atlas V z Centrum Lotów Kosmicznych imienia Johna Kennedy’ego trzydziestego lipca dwa tysiące dwudziestego roku dziesięć minut przed godziną czternastą polskiego czasu. A lądowanie na powierzchni czerwonej planety odbyło się nieco ponad pół roku później, dokładnie osiemnastego lutego. 

Ważące około dwa kilogramy urządzenie wyposażone zostało w sześć akumulatorów litowo-jonowych. Jego kadłub ma rozmiary nieco większe od piłeczki tenisowej, a śmigła, aby umożliwić lot w cienkiej marsjańskiej atmosferze osiągają prędkość blisko trzech tysięcy obrotów na minutę. To około dziesięć razy więcej niż na Ziemi. Ich rozpiętość to około metr i dwadzieścia centymetrów.  Ingenuity pomimo niewielkich rozmiarów, okazał się dość kosztowną zabawką. Jego budowa pochłonęła aż osiemdziesiąt milionów dolarów, a późniejsza obsługa i nadzorowanie misji kolejne pięć milionów. Z kolei koszt całej misji łazika Perseverance wyniósł prawie trzy miliardy dolarów.

Łazik, który jest głównym elementem misji prowadzi badania geologiczne, zbiera próbki skał i gleby, zostawia je w szczelnych probówkach, aby mogły zostać zabrane na Ziemię w ramach przyszłych misji. Łazik ma też dokonać analiz zasobów naturalnych, warunków środowiskowych, a także ocenić potencjalne zagrożenia dla astronautów, którzy w przyszłości będą chodzić po powierzchni Marsa.

perseverance Grafika przedstawia łazik Perseverance oraz znajdujące się na jego wyposażeniu instrumenty naukowe

A jak planowane jest odebranie tych próbek? W 2027 roku ESA zamierza wysłać orbiter o nazwie Earth Return Orbiter (ERO), podczas gdy NASA planuje wysłać lądownik wyposażony w rakietę, nazwany Sample Retrieval Lander (SRL), w stronę Marsa rok później. Jeśli wszystko przebiegnie zgodnie z założeniami, Perseverance dostarczy zebrane próbki do lądownika SRL, który ma wylądować w kraterze Jezero. Rakieta na pokładzie SRL ma za zadanie dostarczyć próbki na marsjańską orbitę, skąd zostaną one przejęte i dostarczone na Ziemię przez ERO.

NASA przygotowuje się do różnych sytuacji. Trudne warunki na Marsie mogą stanowić wyzwanie dla zaawansowanego technicznie wyposażenia. Istnieje ryzyko, że Perseverance nie będzie działać do końca dekady, dlatego stworzono magazyn do przechowywania próbek jako zabezpieczenie. Można by rzec, że jest to swoista kopia bezpieczeństwa. Perseverance umieścił dziesięć pojemników w obszarze krateru Jezero znanego jako Three Forks. W razie konieczności, dwa śmigłowce, które będą przypominać Ingenuity, zostaną wysłane na Marsa wraz z lądownikiem SRL, aby odebrać próbki i dostarczyć je do SRL w celu ich wystrzelenia. Kiedy materiały zebrane przez Perseverance trafią na Ziemię, będą badane przez ekspertów z całego globu. Wielu z nich będzie szukać dowodów na obecność dawnych form życia na Marsie, jako że krater Jezero niegdyś mógł być miejscem sprzyjającym życiu z dużym jeziorem i deltą rzeki. Możliwe, że to tam znajdziemy dowody obecności związków organicznych.

Choć sześciokołowy łazik prowadzi własne badania, zadanie to jest wyjątkowo złożone. Mimo że Perseverance często określany jest jako niezależne laboratorium na kołach, odkrycie i potwierdzenie życia na Marsie może być poza jego zdolnościami. Stąd też przesyłanie tych próbek na Ziemię ma kluczowe znaczenie dla NASA i astrobiologów na całej planecie.

Wszyscy naukowcy zgodnie podkreślają, że kluczowe jest zrozumienie historii Marsa, aby lepiej zrozumieć przeszłość, ale również przyszłość naszej własnej planety. Wiedza na temat ewolucji Marsa pozwoli nam również lepiej przygotować się na ewentualne przyszłe misje z udziałem ludzi. Odkrycia dokonane na Marsie mogą dostarczyć odpowiedzi na podstawowe pytania, takie jak: Czy życie jest możliwe poza Ziemią? Jakie warunki są konieczne do jego powstania i utrzymania?

Perseverance i Ingenuity działają wspólnie na Marsie, ale ich misje są tylko początkiem większej przygody w kosmosie. W ciągu następnych dekad planowane są misje, które nie tylko pozwolą przesłać ludzi na czerwoną planetę, ale również otworzą drzwi do dalszych eksploracji naszego układu słonecznego.

Ale, aby dotrzeć tak daleko, musimy najpierw zrozumieć nasze najbliższe kosmiczne otoczenie. Zgromadzone próbki odgrywają kluczową rolę w tej misji. Dzięki nim naukowcy będą mogli prowadzić zaawansowane badania w specjalistycznych laboratoriach na Ziemi, co pozwoli uzyskać bardziej dokładne wyniki niż te, które może przeprowadzić łazik na miejscu.

Biorąc pod uwagę olbrzymie koszty misji Mars 2020, niektórzy krytykują wydatkowanie takich sum na badania kosmiczne, zwłaszcza w obliczu wyzwań, przed którymi stoi ludzkość na Ziemi. Jednak większość ekspertów z dziedziny astronautyki uważa, że inwestycje w badania kosmiczne są inwestycją w przyszłość. Mogą one dostarczyć nam nie tylko wiedzy na temat naszego miejsca w kosmosie, ale także technologii, które mogą być użyteczne tutaj, na Ziemi, w dziedzinach takich jak medycyna, komunikacja czy energetyka.

W końcu wiele wynalazków, które dziś są nam niezbędne do codziennego życia, były stworzone najpierw dla wojska lub właśnie na potrzeby misji kosmicznych. A co wy myślicie na ten temat? Warto wydawać te miliardy na badania kosmosu, warto podejmować próby wysyłania ludzi na inne planety lub ich księżyce?