Mars Science Laboratory (Curiosity) — NASAs rover som söker spår av liv på Mars

NASA:s Curiosity (Mars Science Laboratory) utforskar Gale Crater för att hitta spår av liv — bevis för forntida vatten, avancerade instrument och banbrytande vetenskapliga upptäckter.

Mars Science Laboratory (MSL) är ett NASA-uppdrag att landa och kontrollera en rover vid namn Curiosity på Mars. MSL lanserades den 26 november 2011. MSL genomförde framgångsrikt den första precisionslandningen någonsin på Mars. Den landade på Mars vid Gale Crater den 5 augusti 2012 och började utforska ytan.

Målet med Curiosity-rovern är att studera Mars historia. Det var för att se om Mars har, eller någonsin har haft, en miljö som kan stödja mikrobiellt liv. Det gjorde den verkligen, och fann bevis för att det för 3 miljarder år sedan fanns vatten och en miljö som kunde ge liv. Det är viktigt att veta att man fann att liv KAN ha funnits, inte att det verkligen har funnits. Man kommer också att noggrant undersöka prover som tagits upp från jorden och borrade pulver från stenar.

Curiosity är fem gånger så tung som Mars Exploration Rovers Spirit och Opportunity och har mer än tio gånger så många vetenskapliga instrument som dessa. Den sköts upp av en Atlas V 541-raket. Curiosity förväntas arbeta i minst ett marsår (668 marssol/686 jorddagar), men kan leva mycket längre än så. Den kommer att utforska Mars med större räckvidd än någon annan rover.

Mars Science Laboratory är en del av NASA:s program för utforskning av Mars. Programmet är ett långsiktigt uppdrag för robotutforskning av Mars. Jet Propulsion Laboratory vid California Institute of Technology förvaltar programmet åt NASA. Den totala kostnaden för MSL-projektet är cirka 2,3 miljarder dollar.

Uppdragets syften och mål

Huvudsyftet med MSL/Curiosity är att bedöma om Mars någonsin har haft de kemiska och fysikaliska förutsättningarna som krävs för mikrobielt liv. Det innefattar att:

• kartlägga geologiska miljöer och identifiera forna vattenmiljöer,
• bestämma förekomst av organiska föreningar och nyckelgrundämnen som kol, väte, syre, kväve, fosfor och svavel,
• studera klimat och geologi samt hur miljön förändrats över tid,
• utvärdera strålning och andra yttre förhållanden som påverkar möjligheten för liv och återkommande bemannade uppdrag.

Rymdfarkost och instrument

Curiosity är en relativt stor rover: ungefär 899 kg i markvikt, cirka 3 meter lång och drygt 2 meter hög. Den drivs av ett kärntermiskt energisystem (MMRTG) som använder plutonium-238 för att ge elektrisk effekt och värme, vilket gör att den kan arbeta genom marsvintrar och i dammiga förhållanden.

Rovern använder en sexhjulig rocker-bogie-chassi för att ta sig fram över steniga ytor och har ett borrsystem för att samla prover från berg och sediment. Bland huvudinstrumenten finns:

• Mast Camera (Mastcam) – kameror för högupplöst färg- och videoskanning,
• ChemCam – laserinducerad plasmaspektrometri för snabb kemisk analys på avstånd,
• Sample Analysis at Mars (SAM) – laboratorieinstrument för analys av organiska molekyler och gaser,
• CheMin – röntgendiffraktionsinstrument för att bestämma mineralogin i pulverprover,
• APXS (Alpha Particle X-Ray Spectrometer) – elementanalys,
• MAHLI (Mars Hand Lens Imager) – närbildskamera för textur- och mineralstudier,
• MARDI – nedstigningskamera som tog bilder under landningen,
• RAD (Radiation Assessment Detector) – mäter rymdstrålning vid ytan,
• DAN (Dynamic Albedo of Neutrons) – detekterar vatten och väte i marken,
• REMS – väder- och miljösensorer för temperatur, vind, tryck och UV.

Landningsteknik och fältplats

Curiosity använde den så kallade sky crane-tekniken vid landningen: efter inbromsning i atmosfären frigjordes värmeskölden, fallskärmen slowsade fartyget, och den avslutande nedstigningen utfördes med en raketstyrd ”kran” som sänkte rovern ned på marken. Detta var en ny och komplex metod som möjliggjorde säkrare landning av en så pass tung rover.

Rovren landade i Gale Crater (kratern Gale) nära foten av det stratiserade berget Aeolis Mons (Mount Sharp). Mount Sharp innehåller lager av sediment som registrerar Mars miljöförändringar över miljarder år, vilket gör området särskilt lämpligt för att studera forna vattenmiljöer och habitabilitet.

Viktiga vetenskapliga upptäckter

Under sin runt ett decennium långa verksamhet har Curiosity bidragit med flera viktiga fynd som ökat vår förståelse av Mars:

• Bevis för forna flodbäddar och sjöavsättningar – runda slipade stenar och sedimentära strukturer visar att rinnande vatten en gång strömmade i Gale Crater.
• Upptäckt av mineraler som lermineral och sulfater – dessa indikerar att det fanns stående vatten med förhållanden som kunde vara gynnsamma för liv.
• Kemisk analys visade närvaro av grundämnen och energirika kemiska miljöer (t.ex. järn-, svavel- och klorföreningar) som skulle kunna ha gett energi åt mikrober.
• Identifiering av organiska molekyler i gamla berglager – SAM-instrumentet påvisade komplexa organiska föreningar i 3 miljarder år gamla sediment, vilket är viktigt för att förstå Mars organisk kemi (upptäckter som kräver fortsatt tolkning).
• Mätningar av metan i atmosfären – Curiosity observerade säsongsvariationer och tillfälliga utbrott av metan, ett resultat som väcker frågor om både geologiska och eventuellt biologiska källor.
• Strålning och miljödata – RAD och REMS har gett nödvändig information om strålningsnivåer och ytförhållanden för framtida bemannade missioner.

Drift, status och betydelse

Curiosity var konstruerad för att fungera minst ett marsår men har fortsatt i många år därefter och bidragit med långsiktig data. Rovern har utfört hundratals körningar, borrat dussintals prov och analyserat många olika bergformationer som tillsammans ger en stratigrafisk bild av Gale Crater över tid.

Vetenskapligt har Curiosity visat att Mars tidigare kunde vara beboeligt i geologisk mening — det vill säga att vissa forna miljöer hade de kemiska byggstenarna och den energi som krävs för mikrobiellt liv. Detta förändrade vår syn på Mars från en endast torr, ofruktbar planet till en som en gång hyste miljöer där liv teoretiskt kunde existera.

Organisation och finansiering

Mars Science Laboratory drivs inom ramen för NASA:s program för Marsutforskning och förvaltas av Jet Propulsion Laboratory vid California Institute of Technology. Projektets totala kostnad uppgick till cirka 2,3 miljarder dollar (inklusive utveckling, uppsändning och de första åren av drift).

Framtid och arv

Curiositys resultat hjälper till att planera framtida uppdrag — både robotiska och bemannade — genom att identifiera intressanta platser för vidare provinsamling och genom att förse forskare med kritisk information om miljö- och strålningsförhållanden. Kombinationen av Curiositys fynd med senare uppdrag som Perseverance (som samlar prover för framtida återföring till jorden) innebär att vi får en allt mer detaljerad bild av Mars förflutna och dess potential att någonsin ha burit liv.

Frågor och svar

F: Vad är Mars Science Laboratory (MSL)?

F: När lanserades MSL?

F: Vad har MSL åstadkommit?

F: Vad är Curiositys mål?

F: Vilka bevis hittade Curiosity?

F: Hur jämför sig Curiosity med andra rovers?

F: Hur lanserades Curiosity?

Sök med bokstav