Op dinsdagavond stuurden ingenieurs van de Space Flight Operations Facility van Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, hun laatste commando's naar de rover Opportunity on Mars. Zonder signaal ontvangen van de slapende rover, kondigde NASA vandaag formeel het einde van de missie aan.
"Ik verklaar de Opportunity-missie als voltooid, en daarmee de Mars Exploration Rover-missie als voltooid, " zei Thomas Zurbuchen, geassocieerd beheerder van NASA. "Ik moet je zeggen, dit is een emotionele tijd."
De rover verloor het contact met de aarde op 10 juni 2018. Een Marsbrede stofstorm verdonkerde de anders abrikozenluchten van de vierde planeet van de zon, waardoor de zonnepanelen van de rover nodig zonlicht uithongeren. Het bureau hield een wake in de hoop dat zodra de storm was verdwenen, de rover opnieuw zou ontwaken. Gedurende de tussenliggende maanden heeft NASA een fusillade opdrachten aan de rover vernietigd - in totaal 835 - voor het geval een signaal zou worden ontvangen en de activiteiten zouden worden hervat. Na acht maanden stilte nam het bureau de beslissing om het tijdstip van overlijden uit te spreken en de robot vaarwel te zeggen.
Opportunity is de helft van een missie met twee rovers genaamd Mars Exploration Rovers (MER). De rovers landden in januari 2004 afzonderlijk op Mars. Opportunity landde in Meridiani Planum bij de evenaar op Mars. Spirit, zijn tweeling, landde halverwege de planeet, bij de krater Gusev. De primaire missies van de rovers zouden 90 Mars-dagen of sols duren (ongeveer 24 uur en 40 minuten). Tweeduizend sols later stuurde Spirit nog steeds de wetenschap terug naar de aarde en verloor uiteindelijk het contact in 2010. De kans overleefde op Mars meer dan 15 jaar.
Vandaag zijn er acht ruimtevaartuigen van 's werelds ruimteagentschappen op of in een baan rond Mars, met een handvol set om volgend jaar te lanceren inclusief NASA's Mars 2020-rover. Een grens getemperd door robotachtige ontdekkingsreizigers, Mars lijkt weinig op de planeet die we kenden in 2000, toen de MER-missie werd bedacht. Destijds cirkelde een ruimteschip rond de rode planeet: de eenzame Mars Global Surveyor. NASA's twee eerdere, spraakmakende missies naar Mars hadden beide gefaald. Mars Polar Lander stortte neer op de planeet en Mars Climate Orbiter verdween, verbrand in de atmosfeer van Mars of afgebogen naar de ruimte.
NASA-ingenieurs installeren zonnepanelen op de Opportunity-rover, 10 februari 2003. (NASA / JPL) MER kwam in de nasleep van mislukte missievoorstellen door Ray Arvidson, een professor aan de Washington University in St. Louis; Larry Soderblom van de US Geological Survey; en Steve Squyres, een professor aan de Cornell University. Elk van de drie was verslagen door David Paige van de Universiteit van Californië, Los Angeles, wiens noodlottige Mars Polar Lander was geselecteerd voor vlucht door NASA.
"Tijdens een bijeenkomst van de [American Geophysical Union] stopte ik Steve in de hal", zegt Arvidson. "Ik zei: 'Ik ben een behoorlijk pijnlijke verliezer. En jij?' En dat was het begin. ”Arvidson, Squyres en Soderblom voegden hun verschillende teams samen en begonnen een gezamenlijk voorstel te schrijven om een rover op het Marsoppervlak te krijgen.
"Voordat Spirit en Opportunity, was er een gevoel van verlangen om aan de oppervlakte te komen, zodat we konden begrijpen wat de orbitale gegevens ons vertelden, " zegt Arvidson. “Mars zien vanaf vierhonderd kilometer boven het oppervlak is anders dan kijken naar de rotstexturen en kruisbeddingen en deeltjesgroottes en details van mineralogie en het uit elkaar halen van de rotsen. Dat is hoe we geologie op aarde doen. Het zou heel moeilijk zijn om de aarde te begrijpen zoals we dat doen op basis van orbitale gegevens - misschien zelfs onmogelijk. '
Het kostte vijf pogingen om een missievoorstel te bemachtigen en evolueerde uiteindelijk in een enkele Mars Exploration Rover. Squyres, de hoofdonderzoeker van de missie, overtuigde uiteindelijk Dan Goldin, de toenmalige beheerder van NASA, om twee rovers te sturen in het geval er één faalde.
Op 7 juli 2003 lanceerde NASA zijn tweede Mars Exploration Rover, Opportunity, aan boord van een Delta II-lanceervoertuig. (NASA) De twee robotachtige ontdekkingsreizigers werden gebouwd door NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL), dat eerder het ruimtevaartuig Mars Pathfinder en de bijbehorende rover Sojourner had geland in 1997. Pathfinder, die 85 dagen duurde, was enorm succesvol in de publieke verbeelding. Zijn kleine Sojourner-zwerver reisde maar liefst honderd meter - dat was honderd meter verder dan alles ooit eerder op Mars had gereden. De missie kwam uit op $ 150 miljoen dollar en 'sneller, beter, goedkoper' werd de mantra van het bureau. Na het falen van Mars Polar Lander en Mars Climate Orbiter, voegden ingenieurs grimmig toe aan de mantra: "... kies twee."
MER zou een missie van $ 820 miljoen worden voor beide rovers - bouwen via een topmissie - wat een ongelooflijk koopje was, vooral gezien de onverwachte levensduur van het ruimtevaartuig. (Ter vergelijking, Vikingen 1 en 2, gelanceerd in 1975, waren multi-miljard dollar landers wanneer gecorrigeerd voor inflatie.)
In de zomer van 2003, met hemelse mechanica gunstig en luchten boven Cape Canaveral vrij, verlieten de twee ruimtevaartuigen de aarde voor hun nieuwe thuis in een andere wereld.
Wielen op de grond
"Toen ik op de middelbare school zat, landden deze rovers", zegt Heather Justice, de hoofdbestuurder van Opportunity bij JPL. “Dat was het eerste grote NASA-ding dat ik zag dat me echt aan het denken zette over werken in de ruimte of robotica. En ik herinner me dat ik toen dacht, misschien dat ik ooit eens zoiets ga doen. Ik had niet gedacht dat het die missie zou worden. Ze zouden maar 90 dagen meegaan! '
Elke rover landde met behulp van supersonische parachutes om te vertragen en vervolgens airbags die van alle kanten naar buiten barsten voordat het ruimtevaartuig op de planeet botste. De rovers raken Mars als 's werelds minst destructieve meteorieten, stuiterend en begrensd over het oppervlak van de planeet als een paar dobbelstenen in het spel van een reus. Gelegenheid vestigde zich uiteindelijk in Eagle krater op Meridiani Planum.
NASA's Mars Exploration Rover Opportunity kreeg dit beeld van zijn eigen hitteschild tijdens de 325e martian dag van de rover (22 december 2004). De hoofdstructuur van het succesvol gebruikte schild is uiterst links. Extra fragmenten van het hitteschild liggen in het bovenste midden van de afbeelding. De impactmarkering van het hitteschild is zichtbaar net boven en rechts van de voorgrondschaduw van de cameramast van Opportunity. Deze weergave is een mozaïek van drie afbeeldingen gemaakt met de navigatiecamera van de rover. (NASA / JPL) "Er was geen garantie voor succes in deze landingen", zegt Wendy Calvin, een lid van het MER-wetenschapsteam dat een jaar voordat het ruimtevaartuig werd gelanceerd, lid werd van het project. “We waren net van deze twee gruwelijke mislukkingen afgekomen en er was een echt gevoel dat dit een andere kon zijn. We hebben onze engineering zo succesvol aangetoond, sindsdien zo vaak dat mensen vergeten dat we in 2004 op zoek waren naar hoe het allemaal zou gaan. Niemand had verwacht dat de landingen zo spectaculair succesvol zouden zijn als zij. '
Voor de missie, legt ze uit, hadden planetaire wetenschappers bepaalde ideeën over Mars, hoe het werkte als een planeet en hoe het er vanaf de oppervlakte uitzag. "De eerste afbeeldingen van de landingsplaats Opportunity waren echt geweldig omdat het zo'n anders uitziende planeet was", zegt ze. “Ik gaf voor de landing gesprekken met het grote publiek en zei niet verrast te zijn als het leek op de landingsplaats Sojourner of de landingsplaats Viking. Maar de landingsplaats Opportunity was echt heel anders. En dat was echt gaaf. "
Het wetenschapsteam koos ervoor om op Meridiani te landen omdat Mars Global Surveyor spectraal bewijs van kristallijn hematiet op die locatie vond. "Er was destijds veel discussie over wat daar de oorzaak van was", zegt Calvin. “Was het rots-water interactie? Was het vulkanisch? Ik denk niet dat we de geschiedenis en de watercyclus van Mars hebben begrepen. Er was zoveel meer detail in de geologische geschiedenis dan we vóór de missie hadden verwacht. ”
Hematiet is een ijzeroxide, gewoonlijk op aarde gedolven als erts. Omdat de minerale vormen van waterinteracties op deze planeet, was de hoop dat er ooit water op Meridiani was geweest. In de vroege jaren 2000 verwachtten sommige wetenschappers grote stukken hematiet aan de oppervlakte te vinden. Wat daar wachtte was een beetje meer ongewoon: kleine grijsachtige bollen gemeten in millimeters en ingebed in de zandsteen verdeeld over het oppervlak. Wetenschappers noemden ze bosbessen, dankzij hun blauwe tint in valse kleurenbeelden, en zij - geen keien - waren de bron van hematiet gedetecteerd vanuit een baan. De afzettingen werden waarschijnlijk veroorzaakt door water dat door zandsteen stroomde en vervolgens onthuld door verwering. Het was een (metaforische) geologische goudmijn, het bewijs dat overweldigend suggereerde dat deze plaats ooit warm en nat was.
De kleine bolletjes op het oppervlak van Mars in dit close-upbeeld zijn in de buurt van Fram Crater, bezocht door NASA's Mars Exploration Rover Opportunity in april 2004. Dit zijn voorbeelden van de minerale concreties met de bijnaam "bosbessen". Het onderzoek van Opportunity naar de hematietrijke concreties tijdens de eerste drie maanden durende missie van de rover begin 2004 leverde bewijs op van een waterige oude omgeving. (NASA / JPL-Caltech / Cornell / USGS) "Uit een baan, het is een vlakte!" Zegt Arvidson. “We hadden geen idee wat de depositie in het milieu was. Je moet daar beneden komen en naar de korrelige schaal kijken, en zoeken naar laminaten en modderscheuren en al het andere dat je gewoon niet kunt doen vanuit een baan. In het bijzonder ... door het water te volgen en bewoonbaar te worden, kun je dat niet op een volledige manier doen vanuit orbitale gegevens. "
"Voor mij, " zegt Calvin, "zijn de twee grote ontdekkingen dat de hematiet-signatuur die uit de baan is ontdekt in deze bollen zit, en dat we met Spirit plaatsen vonden die in wezen vulkanische openingen waren met bijna pure silica." waarbij heet water in wisselwerking staat met gesteente, zou bevorderlijk zijn geweest voor bewoonbaarheid - een mogelijk levensondersteunend ecosysteem op Mars miljoenen en miljoenen jaren geleden, waarvan de schaduw vandaag nog bestaat als littekens en subtiele aanwijzingen ingebed in de rots.
Afstand gaan
De silica werd per ongeluk ontdekt, een serendipitous bijwerking van een defect wiel op de rover Spirit. Het wiel liep vast en terwijl de andere vijf wielen het meesleepten, werd een vreemde, witte geul uitgehouwen in het Mars-vuil. Beide rovers hadden problemen met hetzelfde wiel, hetzij in rotatie of in besturing, volgens Bill Nelson, de engineering manager voor het MER-project. “Op Spirit zou het rechter voorwiel niet draaien, maar het zou sturen. Bij gelegenheid zou het veranderen, maar het zou niet sturen. Dus dienden we een NASA Lessons Learned in die zei dat we het slechte zesde wiel moesten verlaten en in de toekomst alleen vijfwielige rovers moesten maken. ”
Nadat het rapport was beoordeeld, zegt Nelson, "ontdekten we al snel dat NASA geen meetbaar gevoel voor humor heeft."
Een zelfportret van NASA's Mars Exploration Rover Spirit toont de zonnepanelen die nog glanzen in het zonlicht van Mars en slechts een dun laagje stof dragen twee jaar nadat de rover landde en de rode planeet begon te verkennen. (NASA / JPL-Caltech / Cornell) Maar volgens de hoofdingenieur hebben zelfs de wielen van de rover waardevol inzicht gegeven in de discipline terramechanica, een sleutel tot het rijden op andere planeten. “Dat is een ietwat esoterisch gebied van werktuigbouwkunde waar je de interactie tussen wielen en het terrein bestudeert en hoe dingen worden ingebed of losgemaakt, of hoe ze bewegen en slippen enzovoort. Tussen onze modellen en ervaring hebben we daar een echte bijdrage aan geleverd. ”
Opportunity werpt een lange schaduw over alle daaropvolgende Mars-rovers en zet een gouden standaard voor JPL-engineering. Aangepaste versies van zijn mobiliteitssoftware worden gebruikt op de rovers Curiosity en de komende Mars 2020. Vijftien jaar van nauwgezette metingen van stof van Mars en de effecten ervan zullen van onschatbare waarde zijn voor toekomstige missies. En dan is er de duurzaamheid van de rover.
"We hebben het off-world record voor afstand gevestigd", zegt Nelson. “We hebben meer dan 45 kilometer afgelegd. Bijna twee jaar geleden waren we de winnaars van de eerste Mars-marathon en ik verwacht dat we dat record nog lang zullen behouden. Ik denk echt niet dat Curiosity veel hoop heeft om bijna zover te reizen als wij, en het is niet echt duidelijk dat Mars 2020 dat ook zal doen. "
De afgelegde afstand is een wetenschappelijke vermenigvuldiger geweest. "Dit was een rover die lang heeft geduurd", zegt John Callas, de projectmanager van MER bij JPL. “NASA had de eis dat je ten minste 600 meter moest gaan om volledig missiesucces te behalen. Dus hebben we dit roversysteem ontworpen om een kilometer te gaan - en we waren helemaal in de wolken om dat soort capaciteiten op Mars te hebben. We hadden nooit gedacht dat we meer dan 45 kilometer zouden kunnen rijden. We hebben tot nu toe gereden.
Deze scène van de panoramische camera (Pancam) op NASA's Mars Exploration Rover Opportunity kijkt terug naar een deel van de westrand van Endeavour Crater waar de rover in de zomer van 2014 mee naar het zuiden reed. (NASA / JPL-Caltech / Cornell Univ ./Arizona State Univ.) Eagle Crater, waar Opportunity landde, bevindt zich geologisch in de Hesperiaanse periode - de middelste periode van de geschiedenis van Mars, ruwweg gelijktijdig met de Archeïsche Eon op aarde. In 2011 bereikte de Opportunity-rover de Endeavour-krater, de rots uit de Noach-periode, waar de oudste geologie op Mars kan worden bestudeerd. De afgelopen acht jaar waren als een bonusmissie, praktisch een derde voertuig in de MER-vloot. "In zekere zin, " zegt Callas, "door met deze rover tot nu toe te rijden, konden we terug in de tijd rijden en veel oudere geologie bestuderen."
Een van de grootste bijdragen van deze missie, zegt Callas, is een ongrijpbaar. Elke dag worden wetenschappers en ingenieurs wakker en gaan ze aan de slag op Mars. Elke dag wordt er iets nieuws geleerd en wordt Mars iets meer deel van onze wereld. “Tot januari 2004 hadden we af en toe een bezoek aan Mars. De Viking-landers in de jaren zeventig. Pathfinder in 1997. We probeerden in 1999 terug te keren met Polar Lander. Met MER hebben we niet alleen het oppervlak van Mars bezocht, maar zijn we daar gebleven. Elke dag komt er nieuwe informatie over het oppervlak van de Mars binnen via een oppervlakte-actief. We zijn het tijdperk van duurzame, dagelijkse verkenning van het oppervlak van Mars ingegaan. "
Vijftien jaar werking zonder zicht op een benzinestation zou een verbazingwekkend, succesvol traject zijn voor elk voertuig, laat staan een rollend voertuig in de onherbergzame gebieden van Mars. De getaande, bevroren, dode wereld die Opportunity begroette, is volledig veranderd in de ogen van het aardse. Wat ooit de inerte maan was, maar rood, is nu een planeet waar ooit water vrij en in overvloed stroomde. De vraag is niet langer: Was Mars nat? De rover Opportunity stelde wetenschappers in staat om in plaats daarvan te vragen: Zwom er iets in die wateren, en hoe vinden we dat?
