Berikut ini adalah Bahagian 2 petikan dari buku baru saya, "Cerita Luar Biasa Dari Angkasa: Pandangan Di Sebalik Tabir Melihat Misi yang Mengubah Pandangan Kita tentang Kosmos." Buku ini melihat dari dalam beberapa misi robotik NASA semasa, dan petikan ini adalah bahagian 2 dari 3 yang akan disiarkan di sini di Space Magazine, Bab 2, "Roving Mars with Curiosity." Anda boleh membaca Bahagian 1 di sini. Buku ini boleh didapati dalam bentuk cetak atau e-book (Kindle atau Nook) Amazon dan Barnes & Noble.
Hidup di Marikh Time
Pendaratan berlaku pada pukul 10:30 malam di California. Pasukan MSL mempunyai sedikit masa untuk merayakannya, segera beralih ke operasi misi dan merancang hari pertama aktiviti rover. Mesyuarat perancangan pertama pasukan bermula pada pukul 1 pagi, berakhir kira-kira pukul 8 pagi. Mereka sudah bangun sepanjang malam, hampir 40 jam sehari.
Ini adalah permulaan yang sukar bagi para saintis dan jurutera yang perlu menjalani ‘Mars Time’.
Sehari pada hari Mars adalah 40 minit lebih lama daripada hari Bumi, dan selama 90 hari pertama Mars - yang disebut sol - misi, seluruh pasukan bekerja secara bergilir-gilir sepanjang masa untuk terus memantau rover yang baru mendarat. Untuk beroperasi pada jadual harian yang sama dengan rover bermaksud kitaran tidur / bangun yang terus berubah di mana pasukan MSL akan mengubah jadual mereka 40 minit setiap hari agar selari dengan jadual siang dan malam di Mars. Sekiranya ahli pasukan mula bekerja pada jam 9:00 pagi, keesokan harinya, mereka akan masuk pada jam 9:40 pagi, dan keesokan harinya pada pukul 10:20 pagi, dan seterusnya.
Mereka yang telah melalui Mars Time mengatakan bahawa badan mereka terus-menerus merasa ketinggalan jet. Sebilangan orang tidur di JPL agar tidak mengganggu jadual keluarga mereka, ada yang memakai dua jam tangan sehingga mereka tahu jam berapa itu berada di dua planet.
Kira-kira 350 saintis dari seluruh dunia terlibat dengan MSL dan kebanyakan dari mereka tinggal di JPL untuk 90 misi pertama, tinggal di Mars Time.
Tetapi pasukan mengambil masa kurang dari 60 hari Bumi untuk mengumumkan penemuan besar pertama Curiosity.
Air, Air ...
Ashwin Vasavada dibesarkan di California dan mempunyai kenangan masa kecil yang indah ketika mengunjungi taman negara dan kebangsaan di barat daya Amerika Syarikat bersama keluarganya, bermain di antara bukit pasir dan mendaki gunung. Dia kini dapat melakukan kedua-duanya di planet lain, melalui Curiosity. Pada hari saya mengunjungi Vasavada di pejabatnya di JPL pada awal tahun 2016, rover itu menavigasi sebuah ladang bukit pasir gergasi di dasar Gunung Sharp, dengan beberapa bukit pasir menjulang 30 kaki (9 meter) di atas rover.
"Sangat menarik untuk melihat bukit pasir menutup di planet lain," kata Vasavada. "Dan semakin hampir ke gunung, semakin geologi semakin hebat. Banyak yang telah berlaku di sana, dan kita masih belum memahaminya ... sehingga sekarang. "
Pada masa kami bercakap, rasa ingin tahu menghampiri empat tahun Bumi di Marikh. The rover kini mengkaji lapisan sedimen yang menarik di Gunung. Tajam dengan lebih terperinci. Tetapi pertama, ia perlu menavigasi melalui "Bagnold Dunes" yang membentuk penghalang di sepanjang sisi barat laut gunung. Di sini, rasa ingin tahu melakukan apa yang Vasavada sebut sebagai "flyby science", berhenti sebentar untuk mengambil sampel dan mempelajari butir pasir di bukit pasir sambil bergerak ke kawasan itu secepat mungkin.
Kini bekerja sebagai Saintis Projek utama untuk misi tersebut, Vasavada memainkan peranan yang lebih besar dalam mengkoordinasikan misi tersebut.
"Ini adalah keseimbangan berterusan dalam melakukan sesuatu dengan cepat, berhati-hati dan cekap, serta menggunakan instrumen sepenuhnya," katanya.
Sejak pendaratan Ogos 2012 yang berjaya, Curiosity telah menghantar puluhan ribu gambar dari Marikh - dari panorama luas hingga jarak dekat batu dan butir pasir, semuanya membantu menceritakan kisah masa lalu Mars.
Gambar yang paling disukai oleh orang ramai adalah ‘gambar selfie’, gambar yang diambil sendiri oleh pelayar di Marikh. Selfie bukan hanya satu gambar seperti yang kita ambil dengan telefon bimbit kita, tetapi mozek yang dihasilkan dari puluhan gambar berasingan yang diambil dengan kamera Mars Hand Lens Imager (MAHLI) di hujung lengan robot. Kegemaran peminat lain adalah gambar yang diambil oleh Curiosity dari pemandangan Martian yang mengagumkan, seperti seorang pelancong yang mendokumentasikan perjalanannya.
Vasavada mempunyai kegemaran peribadi yang unik.
"Bagi saya, gambar yang paling bermakna dari Curiosity sebenarnya tidak begitu bagus dengan gambar," katanya, "tetapi ini adalah salah satu penemuan pertama kami sehingga mempunyai ikatan emosional dengannya."
Dalam 50 sol pertama, Curiosity mengambil gambar apa yang disebut ahli geologi sebagai konglomerat: batu yang terbuat dari batu kerikil yang disatukan bersama. Tetapi ini bukan kerikil biasa - batu kerikil yang dipakai oleh air yang mengalir. Kebetulan, penumpang telah menemukan sebuah sungai kuno di mana air pernah mengalir dengan kuat. Dari ukuran kerikil, pasukan sains dapat menafsirkan air bergerak sekitar 3 kaki (1 meter) sesaat, dengan kedalaman antara beberapa inci hingga beberapa kaki.
"Apabila anda melihat gambar ini, dan sama ada anda seorang tukang kebun atau ahli geologi, anda tahu maksudnya," kata Vasasvada dengan teruja. “Di Depot Rumah, batu bulat untuk lansekap disebut batu kerikil! Terlintas di fikiran saya untuk berfikir bahawa penumpang itu sedang berjalan melalui jalan keluar. Gambar itu benar-benar membawa pulang ada air yang mengalir ke sini sejak dulu, mungkin pergelangan kaki hingga ke pinggul. "
Vasavada menunduk. "Ini masih memberi saya getaran, hanya memikirkannya," katanya, dengan semangatnya untuk meneroka dan penemuan jelas kelihatan.
Dari penemuan awal itu, Curiosity terus mencari lebih banyak bukti berkaitan air. Pasukan ini melakukan perjudian yang dikira dan bukannya terus menuju ke Mt. Sharp, mengambil sedikit jalan memutar ke timur ke kawasan yang digelar "Yellowknife Bay."
"Teluk Yellowknife adalah sesuatu yang kita lihat dengan orbit," jelas Vasavada, "dan nampaknya ada kipas puing yang diberi makan oleh sungai - bukti untuk air yang mengalir di masa lalu."
Di sini, rasa ingin tahu memenuhi salah satu tujuan utamanya: menentukan sama ada Gale Crater pernah dihuni untuk bentuk kehidupan yang sederhana. Jawapannya adalah ya. Rover mencontohkan dua kepingan batu dengan gerudi, memberi bahagian separuh bayi-aspirin kepada SAM, makmal kapal. SAM mengenal pasti unsur seperti karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, dan banyak lagi - asas asas kehidupan. Ia juga menemui sebatian sulfur dalam bentuk kimia yang berbeza, sumber tenaga yang mungkin untuk mikroba.
Data yang dikumpulkan oleh instrumen Curiosity yang lain membina potret yang memperincikan bagaimana laman web ini pernah menjadi lumpur berlumpur dengan air ringan - tidak berasid. Tambahkan unsur-unsur penting untuk kehidupan, dan lama dahulu, Yellowknife Bay akan menjadi tempat yang tepat untuk organisma hidup untuk melepak. Walaupun penemuan ini tidak semestinya bermaksud ada kehidupan masa lalu atau sekarang di Marikh, ini menunjukkan bahawa bahan-bahan mentah ada untuk kehidupan untuk memulakannya pada satu masa, dalam persekitaran yang jinak.
"Menemui persekitaran yang dapat dihuni di Teluk Yellowknife sangat mengagumkan kerana ia benar-benar menunjukkan kemampuan misi kita untuk mengukur begitu banyak perkara," kata Vasavada. "Gambar yang indah muncul dari sungai-sungai yang mengalir ke persekitaran tasik. Inilah yang kami hantar ke sana untuk dicari, tetapi kami tidak menyangka bahawa kami akan menjumpainya pada awal misi. "
Namun, lakbed ini mungkin telah dibuat oleh acara satu kali selama ratusan tahun. ‘Jackpot’ adalah mencari bukti air dan kehangatan jangka panjang.
Penemuan itu memakan masa lebih lama. Tetapi secara peribadi, ini lebih bermakna bagi Vasavada.
Iklim Mars adalah salah satu minat awal Vasavada dalam kariernya dan dia menghabiskan bertahun-tahun membuat model, berusaha memahami sejarah kuno Mars.
"Saya dibesarkan dengan gambar Mars dari misi Viking," katanya, "dan memikirkannya sebagai tempat tandus dengan batu vulkanik bergerigi dan sekumpulan pasir. Kemudian saya telah melakukan semua kerja teori ini mengenai iklim Mars, bahawa sungai dan lautan mungkin pernah ada di Marikh, tetapi kita tidak mempunyai bukti nyata. "
Itulah sebabnya penemuan yang dibuat oleh Curiosity pada akhir tahun 2015 sangat menggembirakan Vasavada dan pasukannya.
"Kami tidak hanya melihat kerikil bulat dan sisa-sisa dasar tasik berlumpur di Teluk Yellowknife, tetapi sepanjang jalan," kata Vasavada. "Kami melihat kerikil sungai pertama, kemudian batu pasir miring di mana sungai itu mengosongkan tasik. Kemudian ketika kami sampai di Mt. Tajam, kami melihat hamparan batu besar yang terbuat dari kelodak yang keluar dari tasik. "
Penjelasan yang paling sesuai dengan "morfologi" di wilayah ini - iaitu, konfigurasi dan evolusi batuan dan bentuk tanah - adalah sungai-sungai yang terbentuk delta ketika mereka kosong ke dalam tasik. Ini kemungkinan berlaku 3.8 hingga 3.3 bilion tahun yang lalu. Dan sungai-sungai mengalirkan sedimen yang perlahan-lahan membina lapisan bawah Gunung. Tajam.
"Ya ampun, kita telah melihat sistem penuh ini sekarang," jelas Vasavada, "menunjukkan bagaimana keseluruhan beberapa ratus meter Gunung Sharp yang lebih rendah kemungkinan ditumpangkan oleh sedimen sungai dan tasik ini. Ini bermaksud acara ini tidak memakan masa ratusan atau ribuan tahun; memerlukan berjuta-juta tahun agar tasik dan sungai dapat dibangun secara perlahan, milimeter dengan milimeter, dasar gunung. "
Untuk itu, Mars juga memerlukan suasana yang lebih tebal daripada yang ada sekarang, dan komposisi gas rumah hijau yang menurut Vasavada belum mereka ketahui.
Tetapi kemudian, perubahan iklim yang agak dramatik menyebabkan air hilang dan angin di kawah mengukir gunung menjadi bentuknya sekarang.
Rover telah mendarat di tempat yang tepat, kerana di satu daerah terdapat catatan banyak sejarah alam sekitar Mars, termasuk bukti perubahan besar dalam iklim planet ini, ketika air yang pernah menutup Kawah Gale dengan sedimen kering.
"Ini semua merupakan pendorong penting sekarang untuk apa yang perlu kita jelaskan mengenai iklim awal Mars," kata Vasavada. "Anda tidak mendapat perubahan iklim berjuta-juta tahun dari satu peristiwa seperti hujan meteor. Penemuan ini mempunyai implikasi luas untuk seluruh planet, bukan hanya Kawah Gale. "
Penemuan Lain
• Silica: The rover membuat penemuan batu-batu silika dengan kandungan tinggi tanpa disangka ketika mendekati Gunung. Tajam. "Ini bermaksud bahawa unsur-unsur normal yang lain yang membentuk batuan dilucutkan, atau banyak silika tambahan ditambahkan entah bagaimana," kata Vasavada, "keduanya sangat menarik, dan sangat berbeza dengan batuan yang pernah kita lihat sebelumnya. Ini adalah penemuan yang pelbagai dan ingin tahu, kita akan mengambil sedikit masa untuk memikirkannya. "
• Metana di Marikh: Metana biasanya merupakan tanda aktiviti yang melibatkan bahan organik - bahkan, berpotensi, kehidupan. Di Bumi, kira-kira 90 peratus metana atmosfera dihasilkan daripada pemecahan bahan organik. Di Marikh, metana telah dikesan oleh misi dan teleskop lain selama bertahun-tahun, tetapi sangat lemah - pembacaan sepertinya datang dan pergi, dan sukar untuk disahkan. Pada tahun 2014, Spectrometer Laser Tunable dalam instrumen SAM menyaksikan peningkatan metana sepuluh kali ganda dalam jangka masa dua bulan. Apa yang menyebabkan kenaikan sekejap dan tiba-tiba? Rasa ingin tahu akan terus memantau pembacaan metana, dan mudah-mudahan memberikan jawapan kepada perbahasan selama puluhan tahun.
• Risiko Sinaran untuk Penjelajah Manusia: Baik semasa perjalanannya ke Marikh dan di permukaan, Rasa ingin tahu mengukur sinaran tenaga tinggi dari Matahari dan ruang angkasa yang menimbulkan risiko angkasawan. NASA akan menggunakan data instrumen Radiation Assessment Detector (RAD) Curiosity untuk merancang misi masa depan agar selamat bagi penjelajah manusia.
Esok: Kesimpulan bab ini, termasuk 'Cara Memandu Mars Rover, dan' The Beast. 'Bahagian 1 boleh didapati di sini.
"Cerita yang Luar Biasa Dari Angkasa: Pandangan Di Sebalik Tabir Misi yang Mengubah Pandangan Kosmos Kita" diterbitkan oleh Page Street Publishing, anak syarikat Macmillan.
