Gravity Assist Podcast: Mars verkennen met Steve Squyres

De Gravity Assist Podcast wordt gehost door NASA's hoofdwetenschapper Jim Green, die wekelijks praat met enkele van de grootste planetaire wetenschappers op de planeet, en daarbij een rondleiding door het zonnestelsel en verder geeft. Deze week wordt hij vergezeld door Steve Squyres van de Cornell University, die het verhaal vertelt van de tweelingzwervers, Spirit and Opportunity, die beide in 2003 zijn gelanceerd en in januari 2014 op Mars zijn geland.

Je kunt hier naar de volledige podcast luisteren of hieronder het verkorte transcript lezen.

Jim Green: Steve, oorspronkelijk was de missie van Spirit and Opportunity 90 marteldagen. Geest duurde zes jaar; De kansen gaan nog steeds vandaag. Wat is er gebeurd? [Gelegenheid Mars Rover rijdt voorbij 14 jaar exploratie]

Steve Squyres: Er is veel gebeurd. Je moet je realiseren dat er 90 dagen waren waarop de garantie afliep. Niemand van ons verwachtte dat de wielen zouden vallen als de zon opkwam op de 91e dag. Maar waarom duurden ze zo lang? Er zijn echt drie redenen. Een daarvan is dat we goede hardware hebben gebouwd. Het tweede ding was dat we geluk hadden met het weer. Een van de dingen waarvan we dachten dat het deze voertuigen zou doden, was een opeenhoping van stof op de zonnepanelen. Mars heeft dit zeer fijnkorrelige stof, deeltjes van sigarettenrookformaat in de atmosfeer van Mars. Het vestigt zich op de zonnepanelen en wat op vorige missies was gezien, was dat het stof gewoon continu opbouwt.

Wat we hebben meegemaakt met beide rovers zijn schoonmaakgebeurtenissen - windstoten die het stof van de zonnepanelen reinigen. Sterker nog, we hadden onlangs een gigantische kans voor Opportunity. Deze hebben de zonnepanelen steeds weer gereinigd en elke keer dat dit gebeurt, geeft dit ons een nieuw leven.

Het derde punt is dat we een heel eenvoudige truc ontdekten. We hebben geen manier om de zonnepanelen te articuleren. We kunnen ze niet op en neer kantelen. We hebben geen motoren die dat doen.

Maar Mars heeft seizoenen, net als de aarde. Tijdens de winter op Mars - we zijn op het zuidelijk halfrond - de zon gaat laag in de noordelijke hemel. Wat we zouden willen dat we zouden kunnen doen is de zonnepanelen naar het noorden kantelen en meer zonlicht krijgen. Wat we in plaats daarvan doen, is dat we het voertuig gewoon naar noordelijke hellingen rijden, waarbij het hele voertuig naar de zon wordt gekanteld, waardoor onze kracht wordt verhoogd. Door alleen op noordelijke hellingen in de winter te werken, hebben we meerdere winters op Mars kunnen overleven.

Jim Green: Een ander ding dat echt spectaculair is over deze twee rovers is een paar van de dingen die ze hebben gevonden. Wat zijn enkele van de verrassingen?

Steve Squyres: Het is een lange lijst op dit punt. Ik zal je een paar favorieten geven.

Heel snel met Opportunity, vlak nadat we geland waren, vonden we deze kleine rare sferische dingen. We noemden ze bosbessen omdat ze als bosbessen in een muffin in de rots waren ingebed. Ze zijn wat geologen concreties noemen. Ze zijn gemaakt van hematiet, dat een ijzeroxide is. De manier waarop concreties zich op aarde vormen, is dat je rotsen hebt die verzadigd zijn met vloeibaar water, en dat er mineraal in zit dat superverzadigd is en wil neerslaan, en dat doet het, en het vindt het kleine nucleatiepunt en groeit dan laag na laag toevoegen en een beetje harde bolvormige knobbel opbouwen, zoals de manier waarop een oester een parel bouwt. De blauwe bessen waren duidelijk bewijs dat de grond hier in het verleden was doorweekt met vloeibaar water.

Een ander ding was het silica dat Spirit vond. We reden door deze kleine vallei met de Spirit Rover, laat in de missie van Spirit toen het rechter voorwiel] had gefaald. Het zou niet draaien, en om te rijden moesten we dat dode wiel door de grond slepen, en we groeven een soort van greppel. Op een dag, na een van deze ritjes, waren we in dit kleine dal dat we later Silica Valley kwamen noemen, en we hebben wat grond gebaggerd die zo helder bleek te zijn als witte sneeuw, en dit trok onze aandacht. We gingen erheen en we maten de samenstelling ervan. Het was helemaal geen sneeuw. Dit spul bestond voor meer dan 90% uit zuiver silica, SIO2.

Jim Green: Wat zei dat over die oude omgeving?

Steve Squyres: Wat het ons vertelde was dat er een soort van hydrothermale activiteit was, waarbij bijtende stoom uit de grond kwam en sommige elementen wegliep en achtergebleven verrijkte silica-afzettingen achterlaat, wat gebeurt rond sommige vulkanische fumarolen op aarde. Of, het was een plaats waar hete bronnen uit de grond borrelden en silicium neersloeg.

Het ding over zowel fumarolen en warmwaterbronnen is dat wanneer je naar die op aarde gaat, ze samenwerken met het microbiële leven. Nu, ik weet niet of er een microbieel leven was, maar dit was een bewoonbare plaats, en dat de ontdekking van silica ons dat liet zien.

Jim Green: Spirit deed het zo goed, en toen liep hij tegen een probleem aan. Wat is er gebeurd?

Steve Squyres: Ik heb altijd het gevoel gehad dat er twee eervolle manieren waren om de missie te beëindigen. Eentje zou zijn als Mars ons net zou bereiken en ons zou doden, als een grote stofstorm of een andere gebeurtenis waarbij een rover werd gedood. De andere zou zijn als we het versleten, gewoon plat het ding uit droegen. En het was een combinatie van die twee die Spirit hebben gedood.

Toen we het rechter voorwiel verloren, was het erg moeilijk om te rijden, maar we konden nog steeds bewegen, we reden rond en we deden het goed. We waren op geen enkele manier een snel voertuig, maar we konden verhuizen. Wat er toen gebeurde was dat we nog een wiel verloren. We hebben het rechter achterwiel verloren. Nadat we twee wielen verloren hadden, kon het voertuig niet meer rijden. Het werd een stilstaand voertuig en omdat we op een vlakke ondergrond waren, konden we niet langer die truc van het kantelen naar de zon uitvoeren. We konden de winter niet doorkomen door op een steile helling te rijden omdat we niet meer konden bewegen.We wisten dat het onvermijdelijk was dat de laatste winter die het meemaakte het voertuig zou doden, en dat gebeurde ook.

Jim Green: Hoe voelde je je daarover?

Steve Squyres: Het was grappig. Ik voelde me goed om twee redenen. Een daarvan was dat het, zoals ik zeg, een eervolle dood was. Het voertuig duurde veel langer dan we hadden verwacht en de redenen waarom we het kwijt waren, waren prima. De andere reden was dat we een soort Ierse wake hadden. Wij [het missieteam] kwamen samen en dronken een paar biertjes en vertelden een paar verhalen. Toen, de volgende dag, gingen we weer aan het werk met het bedienen van Opportunity. Dat verzachtte de slag behoorlijk.

Jim Green: Een van de dingen die Opportunity heeft gedaan, is oprollen naar Victoria Crater, die me absoluut weg blies.

Steve Squyres: Ja, we hebben er verschillende gehad. Toen we voor het eerst in de Endurance Crater kwamen, was dat de eerste grote krater waar we naar keken. En jongen, de dag dat we naar de rand van dat ding trokken, niemand van ons had ooit zoiets gezien in ons leven. We zijn net gestopt en hebben gestaard. Het was alsof ik naar de rand van de Grand Canyon liep, als je het nog nooit hebt gezien, weet je wel?

Hetzelfde gebeurde bij Victoria Crater. Endeavour Crater was een beetje anders. Endeavour is de grote die we nu hebben en we hadden een rit van 16 kilometer die ons drie jaar nodig had om daar te komen.

Het ding dat anders is aan Endeavour is dat het deze grote, lange rand heeft. We reden dus over deze vlakke, vlakke vlaktes en we konden de kraterrand aan de horizon zien, kilometers ver weg, en het was alsof je op een schip op zee was, en je kon land zien, en we proberen naar het land te komen en we zijn er eindelijk gekomen. Zodra we aan die rand kwamen, was het als een nieuwe landingsplaats, met een hele reeks nieuwe wetenschappelijke vragen.

Op het moment dat we de rand van de Endeavor-krater op liepen, begonnen we al deze witte strepen op de grond te zien. Het leek er letterlijk op dat iemand daarheen was gegaan met een blikje witte verf en een penseel van ongeveer een centimeter of een centimeter breed en net strepen op de grond had geschilderd. Ze bleken aders van calciumsulfaat of gips te zijn, wat een mineraal is. Het is een zout dat neerslaat uit vloeibaar water. Dit was een plaats waar water door breuken in de grond was geglipt.

Een ander ding dat we ontdekten, was kleislagen. Een van de dingen over kleien is dat in tegenstelling tot sommige van deze andere mineralen, die meestal behoorlijk zure omstandigheden vereisen om te vormen, je alleen kleien kunt vormen als je neutrale of misschien zelfs een beetje alkalische PH hebt. Dus de klei wees naar water met een chemie die beter geschikt was voor bewoonbaarheid. [Missies naar Mars: A Robot Red Planet Invasion History (Infographic)]

Op dit moment, terwijl we spreken, daalt Opportunity een klein beetje af dat lijkt alsof het is uitgehouwen door een stromende vloeistof, water, puinstroom, zoiets. Deze dingen zijn al tientallen jaren uit de baan van Mars te zien, maar we zijn de eerste om er echt een te vinden en er een te verkennen. We noemen het Perseverance Valley omdat het zo lang duurde voordat we er waren.

Jim Green: Hoe komt het team met deze namen?

Steve Squyres: De naamgeving is zowel noodzakelijk als leuk. We ontdekten al snel dat het nodig was. Ik herinner me een paar van onze vroege rover-tests, weet je, we zouden beginnen als rock 1, rock 2, rock 3, en dat wordt echt snel oud. Dus toen we eenmaal bij Mars kwamen, begonnen we willekeurige namen aan dingen toe te wijzen. Weet je, het zag er zo uit of het zag er zo uit. Maar toen herinnerde ik me dat we eindelijk een naam hadden gevonden. Het was onze eerste Thanksgiving op Mars. We wilden het hele team vier dagen vrij geven, maar we wilden ook de rovers bezig houden. De Spirit Rover bracht dus vier solide dagen door met een prachtig panorama van 360 graden. We noemden het de Thanksgiving Pan.

We komen terug van Thanksgiving en mensen beginnen stenen te noemen, en ze beginnen ze cranberry en drumstick en aardappelpuree en dat soort dingen te noemen. Dat was grappig, maar toen reden we verder en de missie ging door. En acht maanden verderop, twee jaar later, en iemand laat je een rots zien die cranberrysaus heet. En jij gaat cranberrysaus, Thanksgiving. Oh ja, ik weet nog waar dat was. Dat was de sleutel. We ontdekten dat als je een reeks namen hebt die een thema hebben dat hen verbindt, en het op een of andere manier in de ruimte of in de tijd verbonden is met een bepaalde plaats en een bepaalde tijd waarin het gebeurt, dan biedt het een echt waardevol hulpmiddel om te helpen je herinnert je waar een bepaalde rots was.

Jim Green: Wat denk je dat Opportunity over Mars nog moet leren?

Steve Squyres: Ik weet het niet. Dat is het leuke gedeelte. We willen het formatieproces voor Perseverance Valley echt heel graag spijkeren. We dalen van boven naar beneden en op dit moment zijn we slechts een derde van de weg naar beneden. We denken dat de belangrijkste aanwijzingen over hoe het gevormd is, naar de bodem gaan waar de afzettingen van de erosie zich bevinden, dus daar zijn we erg enthousiast over.

Wat ook heel belangrijk voor ons is, is dat we denken dat we het misschien al eens hebben gevonden, en we hopen er meer van te vinden, rotsen die ouder zijn dan het Endeavour-kraterevenement zelf, omdat dat de oudste rotsen zijn die ooit door een Mars zijn gezien. rover. Ze zullen ons een dieper kijkje geven in het verleden dan al het andere.

Jim Green: Waren deze rotsen blootgelegd in de inslag?

Steve Squyres: Wat er gebeurt, is de impact die jumbles veroorzaakt en rotsen rondslingert, en sommige dingen zullen een beetje omhoog geschoven worden ten opzichte van anderen. En je kunt een aantal van hen optillen tot het punt waarop je ze kunt zien.

Jim Green: De volgende grote rover die NASA bouwt is Mars 2020. Wat denk je dat het gaat vinden?

Steve Squyres: Wat mij intrekt over Mars 2020 is dat het zijn primaire taak is om een ​​reeks monsters te verzamelen en in de cache op te slaan om terug te komen naar de aarde. Ik ben een grote fan van sample-return. Het doel van sample-return-missies is dat je, in plaats van instrumenten te gebruiken die geminiaturiseerd en gehard zijn, zodat je ze de ruimte in kunt vliegen en ze kunt lanceren en landen, je gebruik kunt maken van state-of-the-art laboratoriumapparatuur.

Monsters zijn een geschenk dat blijft geven. Ik bedoel, de beste wetenschap ooit gedaan met de Apollo-monsters die werden verzameld in de late jaren 1960 en vroege jaren 1970 wordt vandaag gedaan door wetenschappers die niet werden geboren toen die monsters terugkwamen, met behulp van instrumenten waar nog niemand ooit van had gedroomd.

Dus, Mars 2020 is de start van dit Mars-monster-retourproces. Het zal nog een tijdje duren voordat we die voorbeelden kunnen krijgen en ze terug naar de aarde kunnen brengen, maar wat voor mij het spannende ding over 2020 is, is wat we in die voorbeelden zullen vinden als we ze wel krijgen.

Jim Green: Weet je, Steve, al mijn gasten moeten deze vraag beantwoorden, want het is echt zo belangrijk voor ons om te onthouden hoe we op dit gebied zijn gekomen. Wat was de gebeurtenis, of misschien meerdere gebeurtenissen, die je die zwaartekracht assistentie hebben gegeven die je naar voren heeft gedreven om de wetenschapper te worden die je nu bent.

Steve Squyres: Voor mij waren er twee, heel duidelijk. De eerste was mijn derde jaar als undergraduate student aan de Cornell University. Ik was een geologische majoor en ik was nog steeds op zoek naar wat ik wilde doen. Ik schreef me in 1977 in voor een cursus die werd gegeven door een professor genaamd Joe Veverka, over de resultaten van de Viking-missie naar Mars, die toen vloog. Het was een cursus voor afgestudeerden. Ik was de enige undergraduate in de cursus. Omdat het een graduate opleiding was, werd van ons verwacht dat we wat origineel onderzoek zouden doen.

Dus, een paar weken in het semester, ik dacht, oké, ik ga naar de Mars kamer, waar ze alle afdrukken en alle foto's van de Viking-foto's bewaren en ze 15 of 20 minuten doorbladeren en kijk of ik een idee kan bedenken voor een scriptie. Het was gewoon dit grote soort magazijn met kartonnen dozen vol met deze foto's die niemand op dat moment echt had gezien. Ik liep vier uur later die ruimte uit en wist precies wat ik de rest van mijn leven wilde doen. Ik begreep niet wat ik zag op de foto's, maar dat was het mooie ervan. Niemand deed het. Wetenschappelijk gezien was het een leeg canvas. Die aantrekkingskracht van het onbekende was gewoon onweerstaanbaar voor mij.

De tweede gebeurtenis voor mij was ongelooflijk gelukkig. Ik werd door Carl Sagan gevraagd om deel te nemen aan de Voyager-missie naar Jupiter en Saturnus. Ik was deze kleine jongere babygraduel in het wetenschapsteam voor de Voyager-fly-bys van Jupiter en Saturnus. En de Voyager I-fly-by van Jupiter was absoluut de vormende gebeurtenis in mijn carrière. Daarna was ik er volkomen van overtuigd dat wat ik wilde doen vluchtprojecten waren. Binnen 48 uur ging het hele Jupiter-systeem van het zijn van deze kleine lichtpunten die je kon observeren via een telescoop naar hele werelden die we konden in kaart brengen. Dus die twee gebeurtenissen kristalliseerden voor mij wat ik wilde uit mijn carrière.