Geçtiğimiz yirmi yılda, NASA’nın Mars Keşif Programı doğrultusunda yaptığı görevler Mars’ın bugünkü soğuk ve kuru görüntüsünden çok farklı olduğunu gösterdi. İniş ve yörünge görevlerindeki bulgular, milyarlarca yıl önce de olsa suyun varlığına işaret ediyor. Mars’ın bu “ıslak” ortamının mikrobiyal yaşamın gelişimini potansiyel olarak destekleyecek kadar uzun sürdüğü düşünülüyor. Bu noktada Mars’ın jeolojisini daha iyi anlamak ve eski yaşamın izlerini aramak için Mars 2020 / Perseverance görevi tasarlandı.
Bu yazıda daha önce benzer görevler ile Mars’a gönderilen rover’lar ile Perseverance arasındaki farklara bakıp, görev ve donanım detaylarına girerek aracı daha yakından tanımaya çalışacağız.
Şimdiye kadar NASA’nın Kızıl Gezegene gönderdiği en gelişmiş gezgin olan Perseverance 18 Şubat’ta Mars’a indi. Görevi doğrultusunda gelecekte Dünya’ya geri gönderilebilecek şekilde bir dizi kaya ve toprak örneği toplayacak, jeolojik yapıyı ve iklim karakterini analiz edecek, antik yaşam belirtilerini arayacak. Yanısıra gelecekteki robotik araçların ve insanların Mars keşiflerinde yararlanmak üzere yeni teknolojileri test edip bilgi toplayacak. Perseverance ayrıca başka bir gezegende motorlu ve kontrollü uçuşu deneyen ilk hava aracı olacak Ingenuity adlı küçük bir helikopter de taşıyor.
Perseverance’ın Anahtar görevleri
• Jeolojik çeşitliliği keşfetmek.
• Antik yaşanabilirliğin değerlendirmesi.
• Özellikle zaman içinde yaşam belirtilerini koruduğu bilinen belirli yapıdaki kayalarda eski yaşam belirtilerinin araştırılması.
• Gelecekteki bir NASA görevi tarafından, Dünya’ya geri getirilebilecek şekilde kaya ve toprak örneklerinin toplanması.
• Gelecekteki robotik ve insan keşifleri için kulanılabilecek teknolojileri belirlemek için bilgi toplanması.
Görev Zaman Çizelgesi
• Perseverance, Florida’daki Cape Canaveral İstasyonu’ndan Temmuz 2020’de fırlatıldı.
• 18 Şubat 2021’de, bir zamanlar Jezero Krateri’ni dolduran göldeki antik nehir deltasına indi.
• İniş bölgesi bölgesini keşfetmek için en az bir Mars yılı (iki Dünya yılı) çalışacak.
Donanımları neler
Perseverance, Kızıl Gezegende yeni teknolojileri test etmek için başlıca yedi araç taşıyacak:
• Panoramik ve stereoskopik görüntüleme yapabilen, optik yakınlaştırma özelliğine sahip gelişmiş bir kamera sistemi olan Mastcam-Z: Bu enstrüman ayrıca Mars yüzeyinin mineralojisini belirleyemede yardımcı olacak. (Baş araştırmacı, Arizona Eyalet Üniversitesi’nden James Bell)
• Uzaktan görüntüleme, kimyasal bileşim analizi ve mineraloji analizi sağlayabilen bir cihaz olan SuperCam: Bu enstrümanın geliştirilmesinde Fransa Ulusal Uzay Çalışmaları Merkezi, Astrofizik ve Planetoloji Araştırma Enstitüsü’nün de (CNES / IRAP) önemli bir katkısı var. (Baş araştırmacı, Los Alamos Ulusal Laboratuvarından Roger Wiens)
• X-ışını Litokimyası için Gezegensel Enstrüman (PIXL): Bu araç X-ışını floresan spektrometresi ve Mars yüzey bileşenlerinin ince ölçekli temel bileşimini haritalamak için yüksek çözünürlüklü bir görüntüleyici. PIXL, kimyasal elementlerin her zamankinden daha detaylı tespit ve analizine imkan sağlayacak. (Baş araştırmacı, NASA’nın Pasadena, California’daki Jet Propulsion Laboratuvarından (JPL) Abigail Allwood)
• Organik Kimyasallar için Raman ve Luminescence ile Yaşanabilir Ortam Taranma aracı (SHERLOC): Bu araç ince ölçekli görüntüleme sağlayarak ve mineralojiyi ve organik bileşikleri haritalamak için ultraviyole (UV) lazer kullanan bir spektrometre. Mars yüzeyinin mikroskobik görüntüsü için yüksek çözünürlüklü renkli bir kameraya sahip olan SHERLOC, Mars yüzeyindeki ilk UV Raman spektrometresi olacak ve Perseverance’deki diğer cihazlarla koordineli şekilde tamamlayıcı ölçümler yapacak. (Baş araştırmacı JPL’den Luther Beegle)
• Mars’ın atmosferik karbondioksitinden oksijen üretecek bir teknoloji demosu yapacak olan (MOXIE): Başarılı olursa, MOXIE’nin teknolojisi gelecekte Mars’taki astronotlar tarafından Dünya’ya dönmek için roket yakıtı üretmek için kullanılabileceği düşünülüyor. (Baş araştırmacı Massachusetts Teknoloji Enstitüsünden (MIT) Michael Hecht)
• Mars Çevresel Dinamikleri Analizörü (MEDA): Bu enstrüman sıcaklık, rüzgar hızı ve yönü, basınç, bağıl nem ve toz boyutu ve şekli ölçümlerini sağlayacak bir dizi sensörden oluşuyor. (Baş araştırmacı İspanya Astrobiyoloji Merkezi, Ulusal Havacılık ve Uzay Teknolojisi Enstitüsünden Jose Rodriguez-Manfredi)
• Mars’ın Yüzey Altı Deneyleri için Radar Görüntüleyici (RIMFAX): Bu Enstrüman yeraltının jeolojik yapısının santimetre ölçeğinde çözünürlüğünü sağlayacak özellikte yere nüfuz edebilen bir radar. (Baş araştırmacı, Norveç Savunma Araştırma Kuruluşundan Svein-Erik Hamran)
Perseverance, Ay ve Mars’a gelecekteki insanlı görevlerin önünü açmaya yardımcı olacak enstrümanlar ve teknolojiyi de test edecek.
Mars 2020 Perseverance görevinde insanlı keşiflere kolaylık sağlayacak geleceğe dönük teknolojiler arasında Bağıl Arazi Navigasyonu da var. Uzay aracının iniş sisteminin bir parçası olan Bağıl Arazi Navigasyonu, Perseverance’ın Jezero Krateri gibi “ilginç” bir yeri keşfetmesinin ana nedeni. Bu yeni teknoloji alçalmakta olan bir uzay aracının Mars yüzeyi üzerindeki konumunu hızlı ve özerk bir şekilde belirlemesini ve yörüngesinde gerekli değişiklikleri yapmasını sağlıyor. Bu teknoloji, yakın gelecekte özellikle Ay’a iniş yapacak hem robotik hem de mürettebatlı görevler için önemli bir kolaylık sağlayacak.
Perseverance ayrıca yüzeyde diğer tüm gezginlerden daha fazla bağımsızlığa sahip olacak. Dünya’daki mühendislerden daha az talimat alarak bir günlük operasyonda daha fazla alanı incelemesine izin veren otonom sürüş zekasına sahip olan gezgin, bu hızlı operasyon yeteneği (yükseltilmiş sensörler, bilgisayarlar ve algoritmalar) sayesinde, birim zamanda daha fazla araştırma yapabilecek. Burada elde edilecek deneyimler ile Ay, Mars ve diğer gök cisimlerinin keşfi, gezgini takip eden diğer araçlar için daha verimli hale gelecek.
Perseverance’ın fiziksel yapısı ve boyutları
Perseverance’ın gövdesi ve diğer önemli donanımı (seyir, iniş ve ısı kalkanı gibi), NASA’nın Curiosity gezginini temel alır ve birçok benzer bileşeni içerir. Küçük bir otomobil boyutundaki Perseverance gezgini, Curiosity ile kabaca aynı boyutlara sahiptir. Robot kolu hariç yaklaşık 3 metre uzunluğunda, 2,7 metre genişliğinde ve 2,2 metre uzunluğundadır. Ancak 1.025 kilogram olan Perseverance, Curiosity’den yaklaşık 126 kilogram daha ağır.
Curiosity, 2 metrelik ve 30 kilogramlık robotik bir kolla donatılmıştı, Perseverance’ın robotik kolu da Curiosity gibi bir kaya delicisi, bilim aletleri ve bir kamera içeren dönen bir taretle donatıldı. Ancak Perseverance’ın kolu daha ağırdır (45 kilo), çünkü daha büyük aletler ve sağlam kaya çekirdeklerini kesecek daha büyük bir matkap taşıyor. Curiosity’nin aksine bu kaya çekirdeklerini daha sonra karmaşık bir depolama sistemi aracılığıyla numune tüplerine yerleştirilecek.
Önceki gezginlerden gelen görüntülerde tekerleklerin çalıştıkları zorlu koşullarda hasar gördüğü gözlemlenmişti, Perseverance’de bu konuda da bir güncellemeye gidilmiş.
Perseverance’ın tekerlekleri, Curiosity’den biraz daha dar ve amortisörleri daha uzun. Ancak her iki gezginin tekerlekleri sert, hafif bir alüminyum alaşımdan işlenmiş ve Mars çölü için özel olarak tasarlanmış tırtıklı dişlerle kaplı. Curiosity’nin tekerlekleri kayalara tırmanmak için sivri uçlu bir şerit desenine sahipti, bu yapı tekerlek hasarına karşı daha savunmasız bir tasarımdı. Perseverance’ın tekerlekleri ise yumuşak kıvrımlı dişleriyle neredeyse düzdür ve her bir tekerlek Curiosity’nin (48’e karşı 24) iki katı diş sayısına sahip. Jantları da Curiosity’nin iki katı kalınlıkta. Test sırasında, mobilite ekibi bunun hem hasar toleransını hem de taş ve kum üzerinde tekerlek performansını iyileştirdiğini tespit etti.
Gezgin’in beyni
Tıpkı Curiosity gibi Perseverance da iki ana bilgisayara veya “beyin’e” sahip. Biri aktifken, diğeri yedek olarak hizmet ediyor. Her ikisi de radyasyona dayanıklı RAD750 bilgisayarlar kullanıyor ve ikisi birlikte Rover Hesaplama birimi A ve B olarak anılıyor. Ancak Perseverance’ta üçüncü bir “beyin” görevi gören bir RAD750 daha var. Vision Compute Element adı verilen bu ek birim, görüntüleri analiz etmek için özel bir kartla donatılmış durumda. Bu kart bir programlanabilir bir yapıya (FPGA) sahip ve Bağıl Arazi Navigasyonu ile iniş sırasında iniş yerinin görüntülerini analiz eden ve gezginin durumunu belirlemek için bunları yerleşik haritayla karşılaştıran Lander Görüş Sisteminini tamamlıyor. İnişten sonra, Vision Compute Element, Mars’ın arazisinin görüntülerini analiz etmek üzere yeniden programlandı, böylelikle keşif aracı engellerin etrafında daha verimli bir şekilde dolaşabilecek.
ve son olarak Enerji kaynağı
Curiosity’de olduğu gibi, Perseverance’da gücünü bir Çok Amaçlı Radyoizotop Termoelektrik Jeneratörü’nden alıyor (MMRTG).
Esasen bir nükleer pil olan MMRTG, derin uzay ortamında başlangıçta yaklaşık 2.000 watt termal güç sağlayan toplam 4.8 kilogram plütonyum dioksit yakıtı içerir. MMRTG’deki termo-elektrik malzemeler, 1976’da Mars’a inen iki Viking uzay aracı için kullanılanlardan çok farklı değil. MMRTG jeneratörü, yaklaşık 64 santimetre çapında, 66 santimetre boyunda ve yaklaşık 45 kilogram ağırlığında.
Elektrik üretmek için plütonyum-238’in doğal bozunumundan gelen ısıyı kullanan bu güç kaynağı 110 watt sürekli güç üretiyor ve 17 yıllık bir çalışma ömrüne sahip, bu süre içinde üreteceği gücün kademeli olarak azalıp, sonunda 72 watt’a kadar düşeceği öngörülüyor.
Kaynak: NASA
