Perseverance se chystá na start. Co poveze, co umí a jak proběhne mise nového marsovského roveru? 

Pátý americký rover na Marsu

K rudé planetě by měl ve čtvrtek ve 13:50 SELČ odstartovat rover Mars 2020 Perseverance. Půjde o pátý americký rover, který přistane na povrchu rudé planety. Prvním byl v roce 1997 Sojourner, kterého si možná pamatujete z filmu Marťan. Na Marsu pracoval od 5. července do 27. září 1997 a ujel asi 100 metrů.

Sonda Perseverance bude zkoumat Mars „detektivními nástroji“ Sherloc a Watson

V roce 2004 přistály na povrchu dva rovery MER – Opportunity a Spirit. Prvně jmenovaný pracoval až do léta 2018 a ujel 45 km. V roce 2012 přistál v kráteru Gale rover Curiosity a stále pracuje. Perseverance je mu velmi podobný, ale bude v některých oblastech vylepšený, mít modernější kamery a odlišné vědecké vybavení i cíle.

USA jsou jedinou zemí, která na povrch Marsu dostala rover. Brzy se to ale možná změní. K Marsu v rámci současného startovacího okna odstartovala také čínská sonda Tchien-wen-1, která mimo jiné obsahuje rover. K přistání má dojít 23. dubna, což je později ve srovnání s Perseverance (únor 2021).

Pokud se vše povede, budou poprvé v historii pracovat na Marsu současně tři rovery. 

Srovnání roverů. Credit: NASA

Start s legendou

Rover vynese dnes už legendární raketa Atlas V od United Launch Alliance (ULA). První start proběhl v roce 2002. Raketa má zatím na kontě 83 startů. Jen jeden byl částečně neúspěšný.

Na cestu do vzdálených končin vynesl Atlas V řadu sond. K Marsu to byly sondy InSight, MRO, MAVEN. K dalším tělesům pak třeba sondy Juno (Jupiter), LRO (Měsíc), New Horizons (Pluto), OSIRIS-Rex (asteroidy) a další.

Raketa má výšku 58 metrů a skládá se ze dvou stupňů. První je poháněn kapalným vodíkem a petrolejem, druhý (Centaur) kapalným kyslíkem a vodíkem. K odlepení od Země se používají také boostery na tuhé pohonné hmoty. V tomto případě budou čtyři.

V brzké době bude Atlas V nahrazen raketou Vulcan, která bude využívat metanové motory od Blue Origin Jeffa Bezose. 

Atlas V při startu se sondou MAVEN. Foto: NASA

Průběh startu

410 sekund hrůzy

NASA sama obvykle označuje přistání jako XX minut nebo sekund hrůzy. Není divu. Zpoždění signálu mezi Marsem a Zemí bude v době přistání 10,5 minuty, takže celé přistání musí proběhnout automaticky. Je toho přitom hodně, co se může pokazit. 

Pomocí nástrojů roveru Perseverance byly objeveny stopy starodávného života. V Austrálii

Perseverance bude přistávat stejně jako Curiosity. Na jednu stranu je to výhoda, protože už to bylo jednou vyzkoušeno a úspěšně, na stranu druhou se jedná o hodně odvážný a riskantní manévr.

Průběh přistání. Foto: NASA

Průběh přistání roveru Perseverance

• 10 minut před vstupem do atmosféry se přistávací modul odpojí od přeletové části.
• Vstup do atmosféry proběhne necelých 7 minut před přistáním.... v čase „nula“ (T 0)
• T +240 sekund (po vstupu do atmosféry) se začne otevírat padák o průměru 21,5 m. Rychlost bude asi 1500 km/h.
• T +260 sekund se odhodí tepelný štít. 
• T +350 sekund se odpojí horní kryt s padáky. Výška v té době bude okolo 2 km.
• Následně se zažehnou trysky na přistávací plošině, rover bude spuštěn na laně na povrch. V čase T +410 sekund se plošina odpojí a odletí.

Vysazení na povrchu. Credit: NASA

Přistane v kráteru Jezero

Rover Perseverance přistane v česky znějícím kráteru Jezero a to 18. února 2021. Kráter je pojmenován podle města v Bosně a Hercegovině. Menší krátery na Marsu jsou pojmenované po městech. Na povrchu rudé planety tak najdeme také Cheb a Tábor.

Toulky po Marsu s vytrvalostí a bez děr. Nový rover Perseverance má odolnější kola

Perseverance bude v kráteru o průměru 45 km pátrat po tom, zda se na Marsu kdysi dávno nacházel život nebo podmínky k němu. Kromě toho bude studovat marsovské klima a testovat nové technologie – minimálně dvě jsou hodně zajímavé a dostaneme se k nim později. 

Místa přistání předešlých sond. Foto: NASA/JPL-Caltech

Oči a uši Perseverance

Na palubě Perseverance bude k dispozici rekordních 25 kamer. Z tohoto je 19 kamer na roveru, 3 slouží pro sledování přistání. Další 3 kamery jsou na horním krytu a budou sledovat rozvinutí padáků, 1 je na přistávací plošině a 2 kamery jsou na vrtulníku.

Na palubě bude také dvojice mikrofonů. Jeden je na kameře SuperCam, druhý na boku roveru. Přistání na Marsu tak bude i ozvučené, i když na videa a zvuky si budeme muset počkat. 

Cool čísla a fakta o roveru

• Hmotnost: 1 025 kg 
• Rozměry: délka 3 m, šířka 2,7 m, výška 2,2 m. Údaje jsou bez ramene, které má přes 2 metry.
• Počet vědeckých přístrojů: 7
• Hmotnost vědeckých přístrojů: 59 kg
• Zdroj energie: MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator). Jedná se o radioizotopový termoelektrický generátor využívající plutonium-238.
• Vzdálenost Marsu od Země v době startu: 105 milionů km
• Vzdálenost, kterou sonda urazí: 497 milionů km

Věda pod kapotou i na kapotě

Na palubě roveru bude sedm vědeckých přístrojů. 

• MASTCAM-Z: kamera pro pořizování panoramatických snímků. Jedná se o vylepšenou verzi kamery MASTCAM z roveru Curiosity. 
• PIXL: spektrometr pro studium složení povrchu
• RIMFAX (Norsko): radar pro průzkum podpovrchových vrstev do hloubky až 10 metrů. Zaměří se mimo jiné na hledání vodního ledu v podpovrchových vrstvách.
• MOXIE: technologický experiment, který bude vyrábět malé množství kyslíku z oxidu uhličitého v marsovské atmosféře. V budoucnu by mohl být kyslík vyráběn pro lidskou základnu nebo jako složka paliva (okysličovadlo).
• MEDA (Španělsko): soubor přístrojů pro studium klimatu (měření teploty, rychlosti a směru větru, vlhkosti, radiace atd.)
• SuperCam (USA, Francie, Španělsko): sada přístrojů pro analýzu chemického složení povrchu a geologických útvarů.
• SHERLOC: soubor přístrojů (spektrometry, laser, kamera WATSON) pro hledání organických látek a minerálů.

Na cestu vezme 25 tisíc Čechů a meteorit

Před každým startem organizuje NASA kampaň, ve které si můžete zaregistrovat zdarma své jméno. Následně je nahráno na čip a ten umístěn na sondu či rover. Na palubě Perseverance je celkem 10,9 milionu jmen. Nejvíce paradoxně z Turecka. Následuje Indie a až na třetím místě jsou domovské Spojené státy. Čechů je na palubě 24 963. 

Čip se jmény pozemšťanů. Foto: NASA

Na palubě roveru bude také kus Marsu, který se vrátí na rudou planetu. Na Zemi nemáme žádné „uměle dopravené“ vzorky planety, ale máme meteority. 

Jedná se o horniny, které byly vystřelena z Marsu při dopadu asteroidu a nakonec doputovaly až k nám na Zemi. 

Jedním z nich je SaU 008, který byl nalezen v Ománu a pochází ze sbírek Natural History Museum v Londýně. Meteorit bude sloužit pro kalibraci přístroje SHERLOC. 

Poveze vrtulník Ingenuity

Perseverance poveze na Mars také první „mimozemský“ vrtulník. Dostal název Ingenuity a jeho hlavním a vlastně jediným úkolem bude vyzkoušet, zda se může podobný stroj v atmosféře Marsu vůbec pohybovat.

Vrtulník se bude muset vypořádat s výkyvy teplot, výrazně řidší atmosférou a také třetinovou gravitací. Pokud uspěje, mohou jeho nástupci například pomoci v plánováni trasy roveru.

Malý vrtulník o hmotnosti 1,8 kg bude pohánět dvojice protiběžných rotorů – každý o hmotnosti jen 35 gramů a průměru 1,2 metru. Oba rotory dosáhnou 2 800 otáček za minutu. Na Zemi by se Ingenuity rozpadl ještě před dosažením maximálních otáček. 

NASA očekává, že vrtulník provede až 5 letů, každý o délce 90 sekund. Vrtulník se při nich dostane do výšky 3 až 10 metrů a uletí pár desítek až stovek metrů.

Posbírá vzorky pro návrat na Zemi

Na Mars už sice nějaký ten pátek posíláme sondy a rovery, ale vzorky na Zemi stále nemáme. Pokud tedy nepočítáme zmíněné meteority. Perseverance bude v kráteru Jezero sbírat zajímavé vzorky. Na palubě však nebude nic k jejich dopravě na Zemi. Tato fáze začne až později.

V roce 2026 odstartuje k Marsu americká mise Mars Sample Return. Na povrch rudé planety dopraví evropský rover Sample Fetch. Jeho jediným úkolem bude posbírat 36 pouzder se vzorky, která na povrchu zanechá Perseverance. Následně je naloží na sondu a ta je vystřelí do vesmíru.

Na oběžné dráze se pouzdro se vzorky setká s evropskou sondou Earth Return Orbiter a ta je dopraví na Zemi. Celkem tak bude potřeba třech startů raket (Perseverance, Mars Sample Return, Earth Return Orbiter). Pokud půjde vše dobře, budou první vzorky Marsu v roce 2031 na Zemi…