Zelfs voordat de Mars Science Lander (MSL) als een babyspin uit een eierdoos afdaalt van zijn zwevende moederschip, is de eerste van een hele reeks camera's begonnen met het opnemen, vastleggen en opslaan van video in hoge resolutie van het landingsgebied.
De MSL-landing zal een primeur zijn, zegt Frank Palluconi, MSL-projectwetenschapper. Na het betreden van de Mars-atmosfeer zoals Viking en MER, maar met een potentiële landingszone van ongeveer een vierde van de grootte die hij zegt, zal MSL zijn spullen laten zien. “Het voltooit de afdaling tot op een niveau van tien meter [33 voet], of zo, waar het afdalingsvoertuig zweeft, en het laat de rover met een ketting naar de oppervlakte zakken. Tegen die tijd heeft de rover zijn wielen opgericht, dus hij landt op zijn mobiliteitssysteem. En dan wordt de ketting doorgesneden en de afdalingsfase vliegt weg en wordt niet meer gebruikt. Het crasht. '
Naast de voor de hand liggende voordelen van een dergelijke zachte landing, zijn zweven en de tether drop mogelijk om wiskundig te modelleren, in tegenstelling tot de airbag die de MER-voertuigen laat landen. Tethered-afdaling is ook schaalbaar, zegt Palluconi, terwijl de veel kleinere MER's de grenzen van het vermogen van het airbagsysteem verlegden.
Ogen op Mars
Het schieten begint zodra het hitteschild uit de MSL-afdalingsfase valt. De Mars Descent Imager zal video opnemen in megapixelresolutie, vergelijkbaar met moderne digitale videocamera's voor consumenten. Deze camera is recht naar beneden gericht en biedt in eerste instantie een zeer brede kijkhoek van het landingsgebied en blijft fotograferen totdat de rover op Mars landt.
Landingsvideo's worden door de rover naar de aarde verzonden wanneer deze volledig functioneel wordt. Deze visuele informatie, die het landingsgebied en zijn omgeving tot in de kleinste details laat zien, samen met het feit dat de rover op zijn wielen zal landen, zodat er geen lastige navigatie van een landingsvoertuig nodig is, zullen projectwetenschappers veel eerder met de rover kunnen werken.
Zodra de mast van de rover omhoog komt en alle systemen zijn verdwenen, begint het echte werk. Net als bij MER zal een op de mast gemonteerd, tweevoudig camerasysteem prominent aanwezig zijn. De MastCam wordt, net als de afdalingscamera en een op de arm gemonteerde close-up camera, ontworpen en gebouwd door Malin Space Science Systems in San Diego, CA. Alle drie vertrouwen op vergelijkbare full-color subsystemen met hoge resolutie. MastCam neemt de basisconfiguratie van de dubbele camera's van de MER, waarmee wetenschappers 3D-afbeeldingen kunnen samenstellen en deze aanzienlijk kunnen verfijnen. MastCam heeft dubbele 10x optische zoomlenzen, hetzelfde vermogen als in high-end digitale consumentencamera's op aarde. Hierdoor kan de camera niet alleen groothoekpanorama's maken, maar ook inzoomen en scherpstellen op vuistgrote rotsen op een kilometer (0,6 mijl) afstand.
MastCam maakt ook high-definition video, een primeur voor Mars. Zowel foto's als video worden in kleur vastgelegd, net als bij aardgebonden digitale camera's. Daarnaast zal MastCam verschillende gespecialiseerde filters gebruiken. Verschillende leden van het wetenschappelijke team van Malin Space Science Systems hebben bijgedragen aan de verschillende camera-ontwerpen, waaronder regisseur James Cameron (Titanic, The Abyss, Aliens), een muntonderzoeker van het MastCam-wetenschapsteam.
Fotograferen, verdampen, analyseren
De MSL-mast zal ook een uniek hybride optisch instrument bevatten, nooit eerder naar Mars gevlogen. Dit telescopische gereedschap, de ChemCam genoemd, maakt close-ups op afstand met een gezichtsveld van ongeveer 30 cm (1 voet) op tien meter afstand. Maar dat is slechts de eerste stap voor ChemCam. In stap twee doet het griezelig denken aan de warmtestralen die worden beschreven in War of the Worlds, een krachtige laser zal door dezelfde telescoop op het doel scherpstellen. De laser kan een plek met een diameter van ongeveer een millimeter (0,04 inch) tot bijna tienduizend graden Celsius (18 duizend graden Fahrenheit) verwarmen. De hitte blaast stof weg, breekt moleculen af, breekt de moleculen af en breekt zelfs atomen in het rotsachtige doel uiteen.
Het resultaat is dat het doel een lichtvonk afgeeft. ChemCam kan het spectrum van de vonk analyseren en identificeren welke elementen koolstof of silicium bevatten, bijvoorbeeld het doelwit. Genaamd Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, of LIBS, deze techniek wordt veel gebruikt op aarde, maar zal een primeur zijn voor Mars, zegt Roger C. Wiens, planetair wetenschapper bij Los Alamos National Laboratory en de hoofdonderzoeker van het ChemCam-project. “LIBS wordt gebruikt in een aantal facetten op aarde. Een bedrijf dat aluminium maakt, gebruikt het bijvoorbeeld om de samenstelling van hun aluminiumlegering in gesmolten toestand te controleren. ”
De ruimte ingaan is een ander verhaal. Zeven jaar in de maak zal ChemCam MSL veel sneller maken dan MER bij het kiezen van doelen, zegt Wiens. 'De Opportunity-rover landde in een kleine krater en hier voor ons zat een rots, de eerste die we van dichtbij en persoonlijk op Mars hadden gezien. En het was nog geen tien meter verderop. [Met de ChemCam] hadden we die rots onmiddellijk kunnen analyseren voordat we zelfs de rover van het pad af hadden gedreven, en hadden ze verteld dat hier een sedimentair gesteente recht voor je zit. In plaats daarvan duurde het een aantal dagen, en ze reden naar de rots en proefden het met de contactinstrumenten voordat ze echt vaststelden dat het een sedimentair gesteente was. ' Met zijn grote optische bereik kan ChemCam objecten analyseren die buiten het bereik van de mechanische arm van de rover liggen, zelfs boven het hoofd.
Daarnaast zal ChemCam in staat zijn om een aantal chemische analyses uit te voeren van kleine delen van gesteentemonsters, voordat ze worden vermalen en getransporteerd naar de interne analytische instrumenten van MSL
'Ik denk dat dit instrument veel gebruikt gaat worden', zegt Wiens, 'omdat we veel gegevens snel kunnen opnemen. Dus een van de geweldige dingen is dat we een veel grotere database met gesteentemonsters kunnen krijgen dan sommige van de in-situ technieken. Ik denk dat het een spannend instrument gaat worden om te bouwen en te vliegen. "
Palluconi ziet MSL als een tussenstap tussen MER en de directe zoektocht naar leven op Mars. “Ik zou MSL beschouwen als een soort overgangsmissie tussen de meer conventionele aspecten van planetaire exploratie, waarbij geologie en geofysica betrokken zijn en, in het geval van Mars vanwege zijn atmosfeer, het klimaat en het weer voor degenen in de toekomst die zullen zorgen voor direct zoeken naar leven. Dus het algemene doel van MSL is om een bewoonbaarheidsbeoordeling te maken van het gebied waarin het voertuig op Mars landt. ”
De nabije toekomst
Omdat NASA pas in december 2004 besliste welke van de vele voor MSL voorgestelde wetenschappelijke instrumenten daadwerkelijk zal vliegen, worstelen alle wetenschappers van wie de projecten zijn gekozen om de laatste hand aan hun instrumenten te leggen. "De missie bevindt zich in fase A, wat een definitiefase is, dus het is echt de eerste formele fase van de missie", zegt Palluconi. “Op dit moment is het belangrijkste werk aan de wetenschappelijke kant om uit te zoeken waar de instrumenten op de rover moeten worden geplaatst, hoe ze aan hun thermische behoeften kunnen voldoen, hoe ze ervoor kunnen zorgen dat ze het gezichtsveld hebben dat ze nodig hebben en dat aan hun andere eisen wordt voldaan. Uiteraard wordt het voertuig zelf tegelijkertijd ontworpen en wordt het ontwerp verfijnd. Er is dus nogal wat werk aan de winkel en we zijn waarschijnlijk nog maar ongeveer een jaar verwijderd van de voorlopige ontwerpherziening, die volgens de lancering van 2009 in februari zou plaatsvinden. "
Sommige aspecten van het Mars Science Laboratory blijven in de lucht hangen. Veel van de wetenschappelijke instrumenten van MSL hebben veel kracht nodig. De voorgestelde bron van dat vermogen, een radio-isotoopvoeding, vereist presidentiële goedkeuring, die in de toekomst ligt. En in maart 2005 begon NASA de mogelijkheid te overwegen om in 2011 met twee MSL-rovers te vliegen in plaats van één in 2009.
Oorspronkelijke bron: NASA Astrobiology Magazine
