Přistání roveru Perseverance na Marsu

Na Marsu přistál nový rover NASA Perseverance. Kde se teď nachází a jaké budou jeho další úkoly?  (délka blogu 8 min.)

Přistání

Každý, kdo sledoval přílet sondy na Marsu v médiích, bude znát termín “sedm minut strachu”. 

Jedná se o časový interval mezi vstupem sondy do atmosféry a momentem přistání na povrchu planety. Strach zažívají vědci proto, že se v tomto klíčovém období přistání musí sonda spoléhat jen sama na sebe a na program ve svém počítači - a pomoc ze Země je nemožná. 

Citlivá technika přistávacího modulu musí zpomalit z “cestovní” rychlosti (5,41 km/s - což odpovídá 19 500 km/h) na nulu. Přitom jsou jednotlivé akce, které musí vykonat, všechno - jen ne jednoduché. Pokazit se může ledacos (jak jsme viděli před několika roky při přistání modulu Schiaparelli). Ten “pouze” špatně odhadl svou okamžitou výšku - a roztříštil se na povrchu Rudé planety. 

Perseverance vstoupila do atmosféry Marsu ve čtvrtek ve 21:38 našeho času. Zároveň se na čas přerušilo spojení se sondou. Poslední signál z ní dorazil do kontrolního střediska v Pasadeně ve 21:48. V té době už rover musel stát na povrchu planety (nebo v případě selhání přistávacích systémů alespoň to, co z něj zbylo). Která z obou okolností nastala - lidé na jedenáct světelných minut vzdálené Zemi v té době ještě nemohli vědět. 

Samotné přistání začíná tím, že sonda nejprve oddělí přistávací modul od cestovního modulu, od zařízení, které ho dopravilo k Marsu. Kdyby selhaly patrony, které vyvolají malou explozi a obě části oddělí,  byla by mise u konce. 

Přistávací modul se pak musí pomocí trysek otočit tak, aby se jeho tepelný štít nacházel v dolní části. Při sestupu atmosférou se třením odbourává největší část pohybové energie a na štítu panují teploty kolem 1300 °C. 

Modul se pomocí tření zpomalí na zhruba 1 600 km/h. To je pořád ještě dvojnásobek rychlosti, kterou dosahují naše běžná cestovní letadla. V tomto okamžiku přijde na řadu nadzvukový padák. Ten má průměr 21,5 metru a otevírá se asi 240 sekund po vstupu do atmosféry, v nadmořské výšce asi 11 kilometrů a rychlosti kolem 1 512 km/h. 

Dvacet sekund po otevření padáku se modul zbavuje svého (teď už opotřebovaného a nepotřebného) tepelného štítu. Není třeba dodávat, že i v případě selhání každého z uvedených manévrů, by mise skončila fiaskem. 

Rover teď má přímý kontakt s atmosférou Marsu a jeho přístroje se mohou aktivně účastnit přistání. Pomáhá mu technologie nazvaná Terrain-Relative Navigation. S využitím speciální kamery pro rychlou identifikaci bodů na povrchu planety získává počítač údaje, které porovnává  s mapou, aby přesně určil, kde se nachází a kam míří. 

Pokud Perseverance zjistí, že směřuje do nebezpečného terénu, vybere si to nejbezpečnější místo, které má k dispozici. 

Další krok je neméně dramatický. Padák mezitím zpomalil klesání na zhruba 320 km/h. Ani to samozřejmě nestačí. Pořád ještě jde o dvojnásobek rychlosti, které dosáhne běžné auto. A jak by dopadla kolize auta v maximální rychlosti, si jistě umí každý představit. 

Rover se teď musí s padákem rozloučit a spolehnout na poslední eso, které má v pomyslném rukávu. Jsou jím přistávací motory. Jejich trysky se nyní musí spolehlivě zažehnout a pracovat velice přesně. 

Ani zažehnutím přistávacích motorů celé dobrodružství tedy zdaleka nekončí. Přistávací modul se nejprve musí “uhnout” padáku, který samozřejmě letí setrvačností i se zbytky oddělené části dál atmosférou. Zážehem několika dobře vybraných trysek se rover odkloní z původní dráhy.  Rozhodnutí o směru odklonu provádí výše zmiňovaný systém navigace podle terénu pod modulem. 

Nastupuje konečná fáze přistání. Motory zpomalí rover na rychlost 2,7 km/h, tedy na rychlost pomalé chůze. V posledních 12 vteřinách se modul vznáší ve výšce 20 metrů nad povrchem. 

Manévr, který provede poté, se může zdát neuvěřitelný, ale funguje - NASA ho vyzkoušela už při přistání roveru Curiosity. Rover se spustí na lanech na povrch planety. Když “ucítí” pevnou půdu pod koly, aktivuje se oddělovací mechanismus. Rover přistál a modul, který má už jen zbytky paliva, odletí kousek dál, aby se následně zřítil na povrch Marsu. 

V kontrolním středisku vypuklo nadšení ve 21:56 našeho času, když konečně dorazil signál, který potvrdil měkké přistání. 

Kráter Jezero

Rover přistál v kráteru Jezero. Název není náhodný. Kráter byl pojmenován po vesnici v Bosně a Hercegovině, v jejíž blízkosti se nachází známá jezera. V případě marsovského kráteru se v minulosti opravdu muselo jednat o obrovské jezero, naplněné vodou. 

Kráter sám vznikl před zhruba 4 miliardami roků.  Má průměr 48 km. Způsobil ho dopad velkého meteoritu. Na severní a západní straně se nacházejí dva kanály, které jej pravděpodobně zásobovaly vodou. Oba tyto kanály mají na vstupu do kráteru deltu - tedy rozvětvenou oblast, ve které se v dávné době ukládaly vodou naplavené sedimenty. Na obrázcích z orbitální sondy MRO (která nás pomocí své kamery HiRISE zásobuje úžasnými snímky povrchu Marsu) jsou jasně vidět různé povrchové vrstvy a meandry. 

Otevřená vodní hladina měla v tomto kráteru existovat ještě před 3,5 - 3,8 miliardami roků - tedy v době, kdy na Zemi začal vznikat život. Na tomto místě se samozřejmě nabízí vtíravá myšlenka. Mohl v té době vzniknout život i na Marsu?

Perseverance se vydá na delší cestu směrem k nedaleké deltě pravěké řeky, během které bude zkoumat vzorky horniny. Tyto vzorky pak bude průběžně ukládat do podlouhlých pouzder. Těch by mohlo být až 43. Pouzdra pak zanechá na několika místech na povrchu Marsu. Bylo by jistě nelogické, aby je vezla s sebou celou cestu. Některá z následujících misí by pak mohla tyto vzorky vyzvednout - a dopravit je zpátky na Zemi, kde se už vědci těší na jejich důkladné prozkoumání. 

Svou cestu bude 2,7 miliardy dolarů drahý rover dokumentovat pomocí 19 kamer. 

Neuvěřitelný výkon NASA a vědců, kteří pro ni pracují

A na závěr se podívejme na jeden úžasný obrázek. 

Jedná se o fotografii, která byla pořízena 18. února 2021 kamerou HiRISE (High Resolution Imaging Experiment, HiRISE) na palubě orbitální sondy NASA Mars Reconnaissance Orbiter.  

Je na ní vidět Perseverance, která visí na padáku během přistávacího manévru. Na pozadí vlevo se nachází delta prastaré řeky, která ústí do kráteru Jezero. 

Kamera HiRISE se v tomto okamžiku nacházela zhruba 700 kilometrů od Perseverance a pohybovala se rychlostí přibližně 3 kilometry za sekundu. Extrémní vzdálenost a vysoká rychlost obou objektů vyžadovaly přesné načasování a náročný  manévr, během kterého se Mars Reconnaissance Orbiter musela otočit směrem k přistávacímu modulu.

Na cizí planetě přistává sonda - a my ji u toho můžeme sledovat … z jiné sondy…