Το Spirit (μτφρ.: Πνεύμα), επίσης γνωστό ως MER-A (Mars Exploration Rover-A) ή MER-2, είναι ένα ρομποτικό όχημα (ρόβερ) που υπήρξε ενεργό στον πλανήτη Άρη από το 2004 έως το 2018. Ήταν ένα από τα δύο ρόβερ της αποστολής Mars Exploration Rover (Ρομποτικό Όχημα Εξερεύνησης του Άρη) της NASA. Προσεδαφίστηκε με επιτυχία στον κρατήρα πρόσκρουσης Gusev στον Άρη στις 4 Ιανουαρίου 2004, τρεις εβδομάδες πριν από το δίδυμό του Opportunity (MER-B) το οποίο προσεδαφίστηκε στην άλλη πλευρά του πλανήτη. Το ρόβερ κόλλησε στην άμμο στα τέλη του 2009 υπό γωνία που παρεμπόδιζε την επαναφόρτιση των μπαταριών του. Η τελευταία επικοινωνία του με τη Γη πραγματοποιήθηκε στις 22 Μαρτίου 2010.

Spirit
KSC-03PD-0786.jpg
Το Spirit κατά τη διάρκεια δοκιμών κινητικότητας και ευελιξίας
Τύπος αποστολήςΡόβερ
ΔιαχειριστήςNASA
COSPAR ID2003-027A
ΙστοσελίδαMars Exploration Rover
Διάρκεια αποστολήςΠρογραμματισμένη: 90 αρειανές ημέρες (~92 γήινες ημέρες)
Λειτουργική: 2269 γήινες ημέρες από την προσεδάφιση έως την τελευταία επαφή
Κινητή: 1944 γήινες ημέρες από την προσεδάφιση έως την τελική ακινητοποίηση
Συνολική: 2695 ημέρες από την προσεδάφιση έως το τέλος της αποστολής
Εκτόξευση έως τελευταία επικοινωνία: 6 χρόνια, 9 μήνες, 12 ημέρες
Ιδιότητες διαστημόπλοιου
Μάζα εκτόξευσης1,063 kg: Ρόβερ 185 kg, Προσεδαφιστής 348 kg, Αλεξίπτωτο 209 kg, Θερμική ασπίδα 78 kg, Ρυθμιστικό στάδιο 193 kg, Προωθητικό 50 kg[1]
Καθαρή μάζα185 kg
Έναρξη αποστολής
Ημέρα εκτόξευσης10 Ιουνίου 2003, 1:58:47 μ.μ. EDT[2][3]
ΠύραυλοςDelta II 7925-9.5[3][4]
Τοποθεσία εκτόξευσηςΚέιπ Κανάβεραλ και Συγκρότημα εκτοξεύσεων 17
Τέλος αποστολής
Τελευταία επαφή22 Μαρτίου 2010
Παράμετροι τροχιάς
Σύστημα αναφοράςΗλιοκεντρική
← Sojourner Curiosity

Το όχημα ολοκλήρωσε την προγραμματισμένη αποστολή του 90 αρειανών ημερών (sol). Με τη βοήθεια των αρειανών ανέμων που λειτούργησαν καθαριστικά και είχαν ως αποτέλεσμα την παραγωγή περισσότερης ενέργειας από τους ηλιακούς συλλέκτες, το Spirit συνέχισε να λειτουργεί αποτελεσματικά για χρονικό διάστημα πάνω από είκοσι φορές περισσότερο απ' ό,τι ανέμενε η NASA. Το Spirit διήνυσε επίσης απόσταση 7,73 χιλιομέτρων αντί των προβλεπόμενων 600 μέτρων,[5] επιτρέποντας εκτενέστερη γεωλογική ανάλυση των πετρωμάτων του Άρη και των χαρακτηριστικών της πλανητικής επιφάνειας. Τα αρχικά επιστημονικά αποτελέσματα από την πρώτη φάση της αποστολής (την κύρια αποστολή των 90 αρειανών ημερών) δημοσιεύθηκαν σε ένα ειδικό τεύχος του περιοδικού Science.[6]

Την 1η Μαΐου 2009 (5 χρόνια, 3 μήνες και 27 γήινες ημέρες μετά την προσεδάφιση, 21,6 φορές η προγραμματισμένη διάρκεια της αποστολής), το Spirit κόλλησε σε μαλακή άμμο.[7] Αυτό δεν συνέβη για πρώτη φορά και για τους επόμενους οκτώ μήνες η NASA ανέλυε προσεκτικά την κατάσταση, διεξάγοντας θεωρητικές και πρακτικές προσομοιώσεις στη Γη, πριν τελικά προγραμματίσει το ρόβερ να κάνει κινήσεις απεμπλοκής σε μια προσπάθεια να απελευθερωθεί. Αυτές οι προσπάθειες συνεχίστηκαν μέχρι τις 26 Ιανουαρίου 2010, όταν οι υπεύθυνοι της NASA ανακοίνωσαν ότι το ρόβερ ήταν πιθανά ανεπανόρθωτα μπλοκαρισμένο στη μαλακή άμμο,[8] αν και συνέχισε να εκτελεί επιστημονική έρευνα από εκείνη τη θέση. [9]

Η θέση προσεδάφισης του Spirit, όπως φωτογραφήθηκε από το MRO (4 Δεκεμβρίου 2006)

Το Spirit συνέχισε την έρευνα πλέον σε ρόλο σταθερής πλατφόρμας μέχρι που η επικοινωνία μαζί του σταμάτησε στις 22 Μαρτίου 2010 (αρειανή ημέρα 2208).[10][11] Το Εργαστήριο Αεριοπροώθησης συνέχισε να προσπαθεί να ανακτήσει την επαφή μέχρι τις 24 Μαΐου 2011, όταν η NASA ανακοίνωσε ότι οι προσπάθειες επικοινωνίας με το μη ανταποκρινόμενο ρόβερ είχαν σταματήσει, χαρακτηρίζοντας την αποστολή ολοκληρωμένη.[12][13][14][15] Ένας επίσημος αποχαιρετισμός πραγματοποιήθηκε σύντομα έπειτα στην έδρα της NASA.

Μια συνολική άποψη του χώρου προσεδάφισης του Spirit (επισημασμένου με αστέρι)

Η κύρια αποστολή επιφάνειας για το Spirit σχεδιάστηκε να διαρκέσει τουλάχιστον 90 αρειανές ημέρες. Η αποστολή έλαβε αρκετές παρατάσεις και διήρκεσε περίπου 2.208 αρειανές ημέρες. Στις 11 Αυγούστου 2007, το Spirit κατάφερε τη δεύτερη μεγαλύτερη περίοδο λειτουργίας στην επιφάνεια του Άρη με 1282 αρειανές ημέρες, μία περισσότερη από το Βίκινγκ 2. Το Βίκινγκ 2 τροφοδοτούνταν πυρηνικά ενώ το Spirit λειτουργεί με ηλιακούς συλλέκτες. Η διαστημοσυσκευή με τη μεγαλύτερη περίοδο λειτουργίας στον Άρη ήταν το Βίκινγκ 1 που λειτούργησε επί 2245 αρειανές ημέρες στην επιφάνεια του πλανήτη, μέχρις ότου να ξεπεραστεί από το Opportunity στις 19 Μαΐου 2010. Στις 22 Μαρτίου 2010, το Spirit πραγματοποίησε την τελευταία του επικοινωνία, έναν μόλις μήνα πριν ξεπεράσει το επιχειρησιακό ρεκόρ του Βίκινγκ 1. [16]

Το Spirit διένυσε συνολικά απόσταση 7.730,5 μέτρων, έως τις 22 Μαρτίου 2010 (αρειανή ημέρα 2210).[17]

ΣτόχοιΕπεξεργασία

 
Ο Delta II απογειώνεται με το MER-A στις 10 Ιουνίου 2003

Οι επιστημονικοί στόχοι της αποστολής Mars Exploration Rover ήταν: [18]

  • Αναζήτηση και χαρακτηρισμός μιας ποικιλίας πετρωμάτων και εδαφών που περιέχουν ενδείξεις για δραστηριότητα νερού στο παρελθόν. Συγκεκριμένα, τα δείγματα που αναζητούνταν περιλαμβάνουν εκείνα που περιέχουν ορυκτά εναποτεθειμένα με διαδικασίες σχετιζόμενες με το νερό, όπως κατακρήμνιση, εξάτμιση, ιζηματογενή τσιμεντοποίηση ή υδροθερμική δραστηριότητα.
  • Προσδιορισμός της κατανομής και της σύνθεσης των ορυκτών, των πετρωμάτων και των εδαφών γύρω από τις τοποθεσίες προσεδάφισης.
  • Καθορισμός των γεωλογικών διαδικασιών που έχουν διαμορφώσει το τοπικό έδαφος και έχουν επηρεάσει τη χημεία του. Τέτοιες διεργασίες θα μπορούσαν να είναι η διάβρωση λόγω νερού ή αέρα, η καθίζηση, υδροθερμικοί μηχανισμοί και η ηφαιστειακή δραστηριότητα.
  • Εκτέλεση βαθμονόμησης και επικύρωσης των παρατηρήσεων της επιφάνειας που έγιναν από τα όργανα του Mars Reconnaissance Orbiter. Αυτό θα βοηθήσει να προσδιοριστεί η ακρίβεια και η αποτελεσματικότητα των διάφορων οργάνων που μελετούν την αρειανή γεωλογία σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη.
  • Αναζήτηση ορυκτών που περιέχουν σίδηρο, προσδιορισμός και ποσοτικοποίηση των σχετικών ποσοτήτων συγκεκριμένων ορυκτών που περιέχουν νερό ή σχηματίστηκαν σε νερό, όπως ανθρακικά άλατα που περιέχουν σίδηρο.
  • Χαρακτηρισμός της ορυκτολογίας και των υφών των πετρωμάτων και των εδαφών και καθορισμός των διαδικασιών που τις δημιούργησαν.
  • Αναζήτηση γεωλογικών ενδείξεων για τις περιβαλλοντικές συνθήκες που επικρατούσαν όταν υπήρχε υγρό νερό.
  • Αξιολόγηση του εάν αυτά τα περιβάλλοντα ήταν ευνοϊκά για τη ζωή.

Η NASA αναζήτησε αποδείξεις ζωής στον Άρη, ξεκινώντας από το ερώτημα εάν το περιβάλλον του Άρη υπήρξε κάποτε κατάλληλο για ζωή. Οι μορφές ζωής που είναι γνωστές στην επιστήμη απαιτούν νερό, οπότε η ιστορία του νερού στον Άρη είναι ένα κρίσιμο κομμάτι γνώσης. Παρόλο που τα δύο ρόβερ της αποστολής δεν είχαν τη δυνατότητα να ανιχνεύσουν άμεσα ζωή, προσέφεραν πολύ σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την κατοικησιμότητα του περιβάλλοντος κατά τη διάρκεια της ιστορίας του πλανήτη.

Σχεδιασμός και κατασκευήΕπεξεργασία

 
Διάγραμμα του ρόβερ
 
Το Spirit απεικόνισε τη συσκευή προσεδάφισής του στην επιφάνεια του Άρη στις 18 και 19 Ιανουαρίου 2004 ( αρειανή ημέρα 16) [19]
 
Το μεταλλικό κομμάτι με την αμερικανική σημαία στο εργαλείο εκτριβής πέτρας του Spirit είναι κατασκευασμένο από αλουμίνιο που ανακτήθηκε από το χώρο των πύργων του Παγκόσμιου Κέντρου Εμπορίου.

Το Spirit (και το δίδυμό του, Opportunity) είναι εξάτροχα ρομπότ και το καθένα λειτουργεί με ηλιακή ενέργεια και έχει 1,5 μέτρα ύψος, 2,3 μέτρα πλάτος, 1,6 μέτρα μήκος και βάρος 180 κιλών. Το ρόβερ μπορεί να στρίψει εμπρός και πίσω και έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με ασφάλεια σε κλίσεις μέχρι 30 μοίρες. Η μέγιστη ταχύτητα είναι 5 εκατοστά/δευτ. (0,18 χλμ./ώρα),[20] αν και η μέση ταχύτητα είναι περίπου 1 εκατοστό/δευτ. Τόσο το Spirit όσο και το Opportunity έχουν κομμάτια από το μέταλλο των κτηρίων του Παγκόσμιου Κέντρου Εμπορίου που "μετατράπηκαν σε ασπίδες για να προστατεύσουν τα καλώδια του μηχανισμού γεωτρήσεων".[21] [22]

Επιστημονικό ωφέλιμο φορτίοΕπεξεργασία

Τα επιστημονικά όργανα περιλαμβάνουν:

  • Πανοραμική κάμερα (Pancam) - εξετάζει την υφή, το χρώμα, την ορυκτολογία και τη δομή του τοπικού εδάφους.
  • Κάμερα πλοήγησης (Navcam) - μονοχρωματική με υψηλότερο οπτικό πεδίο αλλά χαμηλότερη ανάλυση, για πλοήγηση και οδήγηση.
  • Μικροσκοπικό φασματόμετρο θερμικής εκπομπής (Mini-TES) - εντοπίζει ενδιαφέροντα πετρώματα και εδάφη για λεπτομερέστερη εξέταση και προσδιορίζει τις διεργασίες που τα σχημάτισαν.
  • Κάμερες αποφυγής κινδύνου (Hazcams) - δύο κάμερες με οπτικό πεδίο 120 μοιρών, που παρέχουν πρόσθετα δεδομένα σχετικά με το περιβάλλον του ρόβερ.

Ο βραχίονας του ρόβερ διαθέτει τα ακόλουθα όργανα:

  • Φασματόμετρο Mössbauer (MIMOS II) - χρησιμοποιείται για προσεγγιστικές έρευνες της ορυκτολογίας των πετρωμάτων και των εδαφών που φέρουν σίδηρο.
  • Φασματόμετρο ακτίνων Χ και σωματιδίων άλφα (Alpha particle X-ray spectrometer, APXS) - ανάλυση της αφθονίας των στοιχείων που συνθέτουν τα πετρώματα και τα εδάφη.
  • Μαγνήτες - για τη συλλογή μαγνητικών σωματιδίων σκόνης.
  • Μικροσκοπική συσκευή απεικόνισης (MI) - τραβά κοντινές, υψηλής ανάλυσης εικόνες πετρωμάτων και εδαφών.
  • Εργαλείο εκτριβής πετρωμάτων - εκθέτει νέο υλικό για περαιτέρω εξέταση από όργανα του ρόβερ.

ΠαραπομπέςΕπεξεργασία

  1. «Mars Exploration Rovers». NASA. Ανακτήθηκε στις 6 Δεκεμβρίου 2018. 
  2. Nelson, Jon. «Mars Exploration Rover – Spirit». NASA. Ανακτήθηκε στις 2 Φεβρουαρίου 2014. 
  3. 3,0 3,1 «Launch Event Details – When did the Rovers Launch?». Ανακτήθηκε στις 25 Απριλίου 2009. 
  4. «Mars Exploration Rover project, NASA/JPL document NSS ISDC 2001 27/05/2001» (PDF). σελ. 5. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 27 Μαΐου 2010. Ανακτήθηκε στις 28 Απριλίου 2009. 
  5. (May 25, 2011). NASA Spirit Rover Completes Mission on Mars. Δελτίο τύπου.
  6. «Special Issue: Spirit at Gusev Crater». Science 305 (5685): 737–900. August 6, 2004. http://www.sciencemag.org/content/305/5685.toc. 
  7. Henry Fountain (May 26, 2009). «Crater was Shaped by Wind and Water, Mars Rover Data Shows». New York Times. https://www.nytimes.com/2009/05/26/science/26obmars.html. 
  8. Amos, Jonathan (January 26, 2010). «Nasa accepts Spirit Mars rover 'stuck for good'». BBC News. http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/8481798.stm. «The US space agency (Nasa) has conceded defeat in its battle to free the Spirit rover from its Martian sand trap. The vehicle became stuck in soft soil back in May last year and all the efforts to extricate it have failed.» 
  9. (January 26, 2010). Now a Stationary Research Platform, NASA's Mars Rover Spirit Starts a New Chapter in Red Planet Scientific Studies. Δελτίο τύπου.
  10. September 30 – October 5, 2010 Spirit Remains Silent at Troy NASA. 2010-10-05.
  11. A.J.S. Rayl Mars Exploration Rovers Update Planetary Society November 30, 2010
  12. Webster, Guy (25 Μαΐου 2011). «NASA's Spirit Rover Completes Mission on Mars». NASA. Ανακτήθηκε στις 12 Οκτωβρίου 2011. 
  13. «NASA's Spirit Rover Completes Mission on Mars». NASA/JPL. 
  14. «NASA Concludes Attempts to Contact Mars Rover Spirit». NASA. Ανακτήθηκε στις 25 Μαΐου 2011. 
  15. Chang, Kenneth (May 24, 2011). «NASA to Abandon Mars Spirit Rover». New York Times. https://www.nytimes.com/2011/05/25/science/space/25rover.html. 
  16. «Spirit Update Archive». NASA/JPL. Ανακτήθηκε στις 4 Μαΐου 2009. 
  17. «Spirit Updates». Ανακτήθηκε στις 14 Μαΐου 2012. 
  18. «Mars Exploration Rover Mission: Science». marsrovers.nasa.gov. 
  19. NASA.gov, MER-A 20040121a
  20. «Mars Exploration Rover Mission: The Mission». marsrovers.jpl.nasa.gov. 
  21. Chang, Kenneth (November 7, 2004). «Martian Robots, Taking Orders From a Manhattan Walk-Up». The New York Times. https://www.nytimes.com/2004/11/07/science/07mars.html?pagewanted=2. Ανακτήθηκε στις April 9, 2009. 
  22. Squyres, Steve (2005). Roving Mars: Spirit, Opportunity, and the Exploration of the Red Planet. Hyperion Press. σελίδες 113–117. ISBN 978-1-4013-0149-1.