Missiemanagers voor het Mars Exploration Rover-programma hebben deze week aangekondigd dat de Spirit-rover waarschijnlijk nooit meer op Mars zal rijden. Nu de rover echter vrijwel onbeweeglijk is en vastzit in een zandvanger, bevindt ze zich momenteel in een zeer kwetsbare en potentieel "dodelijke" situatie wanneer de winter nadert op het zuidelijk halfrond van Mars. Het is van cruciaal belang dat de zonnepanelen van de rover op de zon gericht zijn om te overleven, en het rover-team heeft slechts een handjevol drijfveren om dit te realiseren. En de winters zijn lang en streng op Mars. "De temperaturen zullen kouder zijn dan alles wat Spirit eerder heeft meegemaakt", zegt John Callas, projectmanager voor de MER-missie. "Dit is een veel moeilijkere en gevaarlijkere situatie voor Spirit, en we gaan een regime in waar het voertuig kouder zal worden dan ooit tevoren."
Waar staat Spirit voor, en wat zijn haar kansen?
"Spirit zal afnemende energieniveaus ervaren en we zullen waarschijnlijk energieniveaus zien die onder de 160 wattuur zullen dalen", zei Callas, het energieniveau dat de rover nodig heeft om dagelijks met de aarde te kunnen communiceren. "Als we dat niveau niet kunnen handhaven, zal dat een storing met een laag stroomverbruik veroorzaken, waarbij de rover wordt uitgeschakeld of overwintert, en de nodige stappen neemt om zoveel mogelijk stroom te besparen. Alles is uitgeschakeld, behalve de hoofdklok, en alle fotonen die zonnepanelen raken, gaan de batterijen opladen. '
In deze fout met laag vermogen wordt de rover af en toe wakker door een timer om het batterijniveau te controleren, en als er voldoende stroom is, wordt Spirit voldoende wakker om te zien hoe geladen de batterijen zijn en probeert hij te communiceren met de aarde. "Spirit zal als een ijsbeer in winterslaap zijn, mogelijk enkele maanden, misschien in de orde van zes maanden dat de rover in deze staat zal zijn", zei Callas. "Het zal niet zijn zoals de Phoenix-lander waar het vrijwel volledig wordt uitgeschakeld. De rover zal nog steeds elektrisch actief zijn, maar niet met voldoende vermogen om elke dag wakker te zijn. '
Callas voorspelde dat het hier op aarde zal zijn in het tijdsbestek van maart tot april, wanneer ze niet meer met de rover kunnen communiceren omdat er niet genoeg stroom zal zijn.
Normaal gesproken blijft de rover warm genoeg door gewoon "aan" en te rennen, zoals je auto in de winter laat rijden om hem op te warmen. Maar aangezien de rover diep slaapt, zullen de temperaturen op de rover dalen.
Callas en zijn team zijn bezorgd dat de temperaturen op de rover erg koud zullen worden. Gebaseerd op eerdere winters, verwachten ze in de winter tot ongeveer -40 tot -50 C temperaturen op Mars. De elektronica op de rover is bestand tegen -40 graden C bij gebruik en -50 c wanneer de rover inactief is. Maar deze normen zijn voor een gloednieuwe out-of-the-box rover, zei Callas, niet een 6-jarige rover met elektronica heeft veel verschillende temperatuurcycli doorgemaakt.
Ironisch genoeg zouden de fumarolen of stoomopeningen die waarschijnlijk het zeer wetenschappelijk rijke "Troje" -gebied hebben gecreëerd waar Spirit zit, het een "hotspot" op Mars hebben gemaakt. Maar natuurlijk zijn de fumarolen niet meer actief.
De rovers hebben drie 1-watt radio-isotoopverwarmingseenheden (RHU's), kleine thermische verwarmingseenheden die worden gebruikt om motoren en batterijen warm te houden op de rover, dus de belangrijke binnenkant van Spirit zal niet zo koud worden als de buitenkant.
Maar stroom van de zonnepanelen is erg belangrijk om de computer en andere elektronica actief te houden, en op dit moment is de positie van de zonnepanelen helemaal niet optimaal.
"Onze primaire missie is om zonnepanelen naar de zon te laten richten om haar kansen te vergroten", zegt rover-coureur Ashley Stroupe. “Idealiter zouden de zonnepanelen naar de zon gericht moeten zijn om de energie van de rover te maximaliseren. Als we voldoende kracht kunnen krijgen om de rover warm te houden, zal dat de tijd verkorten die Spirit nodig heeft om in een lage energiestand te blijven. '
Bij aankomende ritten zal het team proberen het linker achterwiel van de rover omhoog te krijgen door achteruit te rijden en de noordelijke helling te verbeteren. Spirit zit in een kleine krater met de rand achter haar, dus als hij naar achteren beweegt, klimt hij langzaam op de rand en kantelt de rover. "Tijdens de laatste rit zagen we een verbetering van 1-2 graden in tilt", zei Stroupe dinsdag. "Dus we gaan zoveel mogelijk verbeteren door achteruit te blijven rijden. We kunnen ook proberen de rover op zijn plaats te draaien, zodat de rol niet zo veel naar het zuiden wijst als nu. "
Elke mate van kanteling naar het noorden levert 5 watt uur verbetering op. Een voordeel is dat de zonnepanelen momenteel vrij vrij zijn van stofophoping.
Wanneer de rover elke dag probeert wakker te worden, is het rond het middaguur lokale tijd op Mars, wanneer de elektronica door zonlicht is opgewarmd.
Maar het is mogelijk dat het team maandenlang niets van de rover hoort.
'We moeten voorbereid zijn op een periode als deze', zei Callas. "We horen misschien niets van Rover, en het zal frustrerend en uitdagend zijn voor het team, maar we zullen hierover gedisciplineerd moeten zijn, en hopelijk kunnen we, wanneer de stroom weer op gang komt, de communicatie in het voorjaar hervatten."
En, in het ergste geval, waar is een zeer lange periode waarin ze niets van de rover horen, hoe lang zal het team proberen te communiceren met Spirit?
"Dat is een zeer complex probleem", vertelde Callas op de persconferentie van dinsdag op Space Magazine. “De rover zal in feite twee niveaus van foutbeveiliging ervaren. De rover onderneemt actie op basis van horen van de aarde en als we te lang gaan zonder met de rover te praten, schakelt hij een up-loss timer uit. We houden slechts ongeveer 6 weken aan communicatietabellen op de rover, dus die zijn waarschijnlijk op. Al deze dingen zorgen voor een complexe herstelinspanning voor de rover. Het is moeilijk te zeggen hoe lang we het zouden proberen, omdat we veel dingen zouden moeten proberen voordat we de lijst met dingen die we kunnen doen opgebruiken. '
Callas wilde geen kansen geven of Spirit de winter door zou komen. 'Spirit's beste kans om te overleven is wanneer we contact met haar kunnen houden', zei hij. "Zolang we de communicatie met de rover kunnen onderhouden, kunnen we op problemen letten en haar adviseren hoe ze haar beperkte middelen het beste kan herverdelen."
MER PI Steve Squyres zei dat het niet hebben van een zwervende rover een "aangrijpend moment" is voor het team. “We hebben de rovers gebouwd om rond te rijden, dus we hebben onze focus verlegd naar een andere klasse activiteiten. Het is een verandering waar we ons aan moeten aanpassen. Maar dit is een veel betere manier om een abrupt einde te maken aan de missie, waardoor we niet het soort wetenschap zouden doen waar we naar uitkijken. " (Lees meer over de wetenschap die Spirit kan doen in ons eerdere artikel)
'We hopen dat Spirit deze koude, donkere winter die Spirit voor haar heeft, zal overleven', zei Squyres.
