Athugaðu, opna í nýjum glugga. Prenta útSenda hlekk á þessa síðu til vinar

Digg This! Del.icio.us; Reddit Stumble It! Facebook

Phoenix geimfarið

Efnisyfirlit
Meira um Phoenix

Phoenix-geimfarinu var skotið á loft frá Canaveralhöfða í Flórída í ágúst árið 2007 með Boeing Delta 2925 eldflaug, sömu gerðar og skaut Mars-jeppunum Spirit og Opportunity til Mars árið 2003.

Phoenix var fyrsta geimfarið í svonefndu Scout-verkefni sem NASA heldur úti. Leiðangrarnir í Scout verkefninu eru smærri, ódýrari og skammlífari en stærri leiðangrar eins og Mars-jepparnir Spirit og Opportunity. Áætlað er að næsta Scout leiðangri verði skotið til Mars árið 2011 og verður þar um brautarfar að ræða.

Geimfarið var nefnt eftir goðsagnarfuglinum Fönix sem var tákn endurholgunar í mörgum menningarsamfélögum. Fönix var sagður búa nærri brunni í Arabíu þar sem hann kvað upp fagran söng hvern morgun. Fuglinn var sagður lifa í yfir 500 ár og þegar dauði fuglsins nálgaðist, kviknað í honum og nýr fugl reis úr öskustónni.

Phoenix geimfarið reis einmitt úr öskustó tveggja geimfara, annars vegar Mars Surveyor 2001 og Mars Polar Lander. Phoenix geimfarið var í raun og veru endurbætt útgáfa af Mars Surveyor 2001 en það var upphaflega smíðað árið 2000 og sett í geymslu eftir að Mars Polar Lander og Mars Climate Orbiter týndust við Mars árið 1999. Um borð í Phoenix voru ennfremur þrjú samskonar mælitæki og flugu um borð í Mars Polar Lander en voru ónýtt í Mars Surveyor 2001 lendingafarinu.

Ferðin til Mars

Ferðalag Phoenix til Mars tók tíu mánuði. Á meðan ferðalaginu stóð samanstóð geimfarið af tveimur einingum, annars vegar siglingafari, sem innihélt sólarrafhlöður og samskiptatæki, og hins vegar hlífðarskel sem innihélt lendingarfarið sjálft og samanstóð af bakhlíf og hitahlíf.

Þann 25. maí 2008 komst Phoenix loks á leiðarenda og hófst þá vandasamasti hluti ferðalagsins. Fimm mínútum áður en geimfarið snerti lofthjúp reikistörnunnar losnaði siglingarfarið frá hlífðarskelinni. Í 125 km hæð yfir yfirborði Mars byrjaði núningur af völdum lofthjúpsins að draga úr ferð geimfarsins úr um 20.000 km hraða á klukkustund niður í 1600 km hraða á klukkustund. Á þessum stutta tíma mæddi mikið á hitahlíf geimfarsins þar sem ytra byrðið náði tæplega 1500°C hita. Á bakhlífinni var loftnet sem tryggði samskipti Phoenix við eitt af þremur geimförum sem eru á braut um Mars (Mars Odyssey, Mars Express og Mars Reconnaissance Orbiter). Þannig kom Phoenix upplýsingum um ástand sitt áleiðis til jarðar en brautarförin virka eins og endurvarpsstöðvar.

Þegar lofthjúpurinn hafði hægt á ferð geimfarsins niður í 1600 km hraða á klukkstund (1,7x hljóðhraði) opnaðist fallhlífin. Geimfarið var þá í um 10 km hæð yfir yfirborðinu. Tuttugu sekúndum eftir að fallhlífin opnaðist losnaði hitaskjöldurinn frá en lendingarfarið féll áfram að yfirborðinu. Þegar rúmur kílómetri var eftir losnar lendingarfarið frá fallhlífinni og gangsetti eldflaugar sem hægðu ennfrekar á ferðinni. Í 12 metra hæð féll geimfarið niður að yfirborðinu á um 2,4 metra hraða á sekúndu. Um leið og nemar undir fótum geimfarsins snertu yfirborðið slökknaði á eldflaugunum og var þá geimfarið lent.

Strax eftir lendingu opnuðust sólarrafhlöðurnar, myndavélamastrið reisti sig við og ljósmyndaði lendingarstaðinn. Geimfarið hringdi heim og lét vita að það hafði lent heilu og höldnu.

Phoenix kemur inn til lendingar.

Lendingarsvæði

Phoenix mun lenda á norðurheimskautssvæði Mars og grafa í yfirborðið í leit að vatnsís og lífrænum efnasamböndum. Stærstur hluti yfirborðs Mars er þurr og líflaus en við pólsvæðin er mikill ís bæði á yfirborðinu og undir því. Með því að rannsaka uppbyggingu og efnasamsetningu jarðvegsins og íssins vonast menn til þess að læra ýmislegt um sögu vatnsins á Mars og hugsanlegt líf sem þar kann að leynast.

Norðurpóll Mars þykir góður staður í áframhaldandi leit manna að vatni á reikistjörnunni þar sem við vitum að vatnsís er þar að finna. Phoenix mun lenda á norðurpólssvæði Mars, milli 65. og 76. breiddargráðu. Leiðangurinn mun standa yfir í 150 daga og á þeim tíma mun Phoenix grafa allt að hálfan metra ofan í yfirborðið í leit að vatnsíslögum sem verða efnagreind í von um að þar leynist lífræn efnasambönd.

Markmið

Reikistjörnufræðingar hafa grannskoðað gögn frá Mars Odyssey, Mars Express, Mars Global Surveyor og Mars Reconnaissance Orbiter í leit að ákjósanlegum lendingarstað fyrir Phoenix. Lendingarstaðurinn verður að vera á svæði sem talinn er innihalda ís, hvort sem er í jarðveginum og á eða undir yfirborðinu. Lendingarsvæðið verður valið með tilliti til þess að Phoenix geti uppfyllt vísindaleg markmið sem reikistjörnufræðingar hafa sett sér. Þessi markmið eru:

  • Rannsaka sögu vatns á Mars - Í dag er allt vatn á yfirborði á Mars annað hvort í formi gufu eða íss. Við pólsvæðin hefur víxlverkun vatnsíssins við yfirborðið og undir því og vatnsgufunnar í lofthjúpnum mikil áhrif á veðrið og loftslag Mars. Phoenix er fyrsta geimfarið sem safna á veðurfræðilegum gögnum um heimskautssvæði Mars þannig að veðurfræðingar geti útbúið nákvæm líkön af loftslagi Mars í fyrndinni og veðrinu í dag.

    Fljótandi vatn er ekki til staðar á yfirborði Mars í dag þótt gögn frá Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Express og Spirit og Opportunity bendi til þess að fljótandi vatn hafi eitt sinn flætt um yfirborðið. Phoenix á að rannsaka sögu fljótandi vatns á Mars sem gæti hafa verið til staðar fyrir innan við 100.000 árum.
  • Leita að vísbendingum um hvort líf hafi orðið til á Mars – Phoenix geimfarið á að halda áfram þeim rannsóknum sem Viking geimförin hófu á sínum tíma í leit að vísbendingum um líf á Mars, hvort sem er nú eða í fyrndinni. Viking geimförin lentu á heldur óspennandi stöðum á Mars sem við vitum að eru skraufþurrir á meðan á lendingarsvæði Phoenix er vatn í föstu formi. Phoenix mun lenda á heimskautasléttunni og bora sig í gegnum yfirborðið í leit að ís. Jarðvegurinn verður grafinn upp og sýni greind með mælitækjunum um borð í geimfarinu.
  • Greina loftslag Mars – Phoenix lendir á þeim tíma á Mars þegar norðurpólhettan fer minnkandi með komu sumars á norðurhvelinu. Þegar hiti og birta leikur um yfirborðið eftir langan vetur gufar ísinn upp og hefur mikil áhrif á loftslagið á Mars. Þessi víxlverkun jarðvegsins og lofthjúpsins er lykilatriði í skilningi okkar á loftslagi og veðurkerfum reikistjörnunnar. Phoenix mun safna gögnum um loftslag Mars með fyrstu veðurmælingartækjunum sem send hafa verið á heimskautasvæði Mars og ekki lítur út fyrir að önnur verði send þangað í náinni framtíð. Gögn frá veðurstöðinni munu koma til með að bylta þekkingu okkar á loftslagi Mars sem við vitum mjög lítið um í dag.
  • Varpa ljósi á jarðfræði Mars – Saga vatnsins á Mars er rituð í bergið undir yfirborðinu líkt og á jörðinni. Fljótandi vatn breytir efnasamsetningu jarðvegsins og steinefnunum á mismunandi hátt. Um borð í Phoenix er fjöldi tækja sem greina eiga efnafræði yfirborðsins og rannsaka steindirnar. Sumir reikistjörnufræðingar telja að lendingarstaður Phoenix gæti hafa verið hafsbotn í fjarlægri fortíð og skilið eftir sig setlög. Ef fín setlög eins og af völdum eðju finnst á lendingarsvæðinu gæti það rennt stoðum undir tilgátuna um fornan hafsbotn. Ef laus setlög sands finnast hins vegar gæti það bent til þess að fljótandi vatn hafi eitt sinn leikið um yfirborðið, sér í lagi ef sandkornin eru kúlulaga og vel aðgreind líkt og á lendingarsvæði Opportunity.
  • Leggja drög að könnun manna – Phoenix verkefnið mun svara ákveðnum spurningum um tilvist vatnsís í jarðlögum Mars. Vatn er nauðsynleg auðlind fyrir mannaða Marsleiðangra í framtíðinni og Phoenix gæti þannig veitt okkur upplýsingar um hvernig hægt er að vinna vatnið á reikistjörnunni. Sé hægt að vinna vatn á Mars komast menn einu skrefi nær því að ganga á yfirborðinni í náinni framtíð.

Mælitæki

Phoenix er vel útbúið fjölmörgum rannsóknartækjum til þess að ná markmiðum sínum. Öll mælitækin eru endurbættar útgáfur af þeim tækjum sem flugu um borð í Mars Polar Lander.

  • Robotic Arm (RA) – Fjarstýrður armur er eitt meginverkfæri geimfarsins. Armurinn getur teygt sig allt að 2,35 metra frá lendingarfariu og grafið hálfan metra ofan í yfirborðið. Á arminum er skófla sem safnar jarðvegssýnum til frekari greingar í öðrum mælitækjum. Á arminum er einnig myndavél (Robotic Arm Camera) sem myndar jarðveginn.
  • Microscopy, Electrochemistry and Conductivity Analyzer (MECA) samanstendur af þremur mælitækjum í einum pakka. Eitt þessara mælitækja er nokkurs konar tilraunastofa í efnafræði og inniheldur vatn til greiningar á sýrustigi jarðvegsins og magni steinefna í honum. Í þessum pakka er einnig smásjá sem hjálpar mönnum að ákvarða steindirnar í jarðveginum auk ísmagnsins og svo loks tæki sem meðal annars á að greina varmaleiðni jarðvegsins.
  • Surface Stereo Imager (SSI) er aðalmyndavél geimfarsins. Þessi myndavél er fær um að taka mun betri myndir af umhverfinu en bæði Mars Pathfinder og Mars Polar Lander. Myndavélinni verður einnig beint til himins í því markmiði að greina rykmagn lofthjúpsins.
  • Thermal and Evolved Gas Analyzer (TEGA) er í raun ofn með innbyggðum massagreini. Með ofninum geta vísindamenn mælt hve mikil vatnsgufu og koldíoxíð er í sýnunum og hve mikinn vatnsís þau innihalda. TEGA getur ennfremur greint lífræn efnasambönd.
  • Mars Descent Imager (MARDI) myndavélinni var upphaflega ætlað að ljósmynda yfirborð Mars á sama tíma og geimfarið kæmi inn til lendingar. Þannig hugðust menn negla nákvæmlega niður lendingarstað Phoenix og finna í leiðinni aðra áhugaverða rannsóknarstaði. Við prófun skömmu fyrir geimskot kom í ljós galli í tölvubúnaði geimfarsins sem verður til þess að MARDI tekur því miður engar myndir við lendingu.
  • Meteorological Station (MET) er veðurstöð um borð í Phoenix. Með henni fylgjast vísindamenn daglega með veðrinu á Mars en í henni eru hita- og loftþrýstingsmælar, vindmælir og tæki sem greinir magn rykagna í loftinu.

Telltale vindmælirinn

Einn íslenskur vísindamaður, Haraldur Páll Gunnlaugsson eðlisfræðingur, tekur þátt í Phoenix-verkefninu. Hann og samstarfsmenn hans við Árósarháskóla í Danmörku hönnuðu vindmælingatæki fyrir könnunarfarið. Haraldur mun greina frá niðurstöðum rannsókna sinna í Fréttabréfi Stjörnuskoðunarfélags Seltjarnarness sem kemur út í janúar 2009.

Niðurstöður

 

Myndir

 

Heimildir

  • Heimasíða verkefnisins
  • Phoenix is on its way to Mars. Planetary Radio. Sótt 06.08.07.
  • Phoenix Mars Lander Principal Investigator Peter Smith. Planetary Radio. Sótt 30.07.07.
Digg This! Del.icio.us; Reddit Stumble It! Facebook