WASHINGTON – Der Perseverance Mars Rover der NASA wird bald damit beginnen, einen Cache mit Proben zu hinterlegen, die er seit der Landung im letzten Jahr gesammelt hat, als Teil der Bemühungen, diese Proben schließlich zur Erde zurückzubringen.

Bei einem Online-Briefing am 16. Dezember, das auf dem Herbsttreffen der American Geophysical Union (AGU) abgehalten wurde, sagten Projektbeamte, dass der Rover das erste von 10 Probenröhrchen am 19. Dezember auf der Oberfläche platzieren soll. erfolgreich auf der Oberfläche platziert, würde am nächsten Tag in Bildern erscheinen.

Beharrlichkeit legt die Röhrchen ab, um ein Depot zu schaffen, das von späteren Missionen in der gesamten Mars Sample Return (MSR)-Kampagne abgerufen werden kann. Es dient als Backup für Perseverance selbst, wodurch andere Röhrchen gerettet und an einen zukünftigen Sample Retrieval Lander zurückgeschickt werden.

Dieser Lander wird zwei Hubschrauber tragen, die auf dem Ingenuity-Hubschrauber basieren, der Teil der Perseverance-Missionen ist, die vom Lander zum Cache fliegen, Rohr für Rohr aufnehmen und zum Lander zurückbringen werden. Dieser Ansatz, wie in einer überarbeiteten Mars-Probenrückgabestrategie beschrieben, die im Juli veröffentlicht wurdemacht einen Rover überflüssig, der Proben aufnehmen würde, wodurch die Gesamtkosten der Mission gesenkt werden.

Der Cache befindet sich in einer Region namens Three Forks, die auch als Landeplatz für den zukünftigen Sample Retrieval Lander dienen wird. „Es ist schwer, sich einen freundlicheren Ort vorzustellen“, sagte Michael Meyer, Chefwissenschaftler des Mars Exploration Program im NASA-Hauptquartier. Das Gelände ist flach mit wenigen Steinen oder anderen Hindernissen. „Die Oberfläche ist wie ein Billardtisch, wirklich langweilig.“

Die Röhren werden nicht an einer Stelle abgeworfen, sondern über zig Meter verteilt. „Es gibt viele verschiedene Anforderungen, wie weit die Röhren voneinander entfernt sein dürfen, um eine Bergung zu ermöglichen“, sagte Justin Maki, Mars 2020-Bildgebungswissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory. Einer der größten ist, sie weit genug voneinander entfernt zu platzieren, damit Hubschrauber sie aufnehmen können, ohne den Rest des Caches zu stören.

Das Ergebnis ist ein kompliziertes Muster, bei dem die 10 Röhren 5 bis 15 Meter voneinander entfernt sind. Um sie zu hinterlegen, ist ein „hochgradig choreografierter und strategisch koordinierter“ Plan erforderlich, um ausgeführt zu werden, sagt Katie Stack Morgan, stellvertretende Projektwissenschaftlerin am JPL. Dieser Prozess wird ein bis zwei Monate dauern, schätzte sie.

Sobald das Depot fertiggestellt ist, wird Perseverance seine wissenschaftliche Mission vom Grund des Jezero-Kraters bis zur Spitze des Deltas fortsetzen, das durch den alten Fluss geschaffen wurde, der in den Krater floss. Der Rover wird weiter zum Kraterrand und vielleicht darüber hinaus fahren und unterwegs weitere Proben sammeln.

Mit der Ankunft des Depots ändert sich auch die Sampling-Strategie von Perseverance. „Während dieser Hauptmission bestand der Probennahmeansatz von Mars 2020 darin, gepaarte Proben zu sammeln“, sagte Meenakshi Wadhwa, MSR-Chefwissenschaftler an der Arizona State University. Eine Röhre jedes Paares wird zwischengespeichert und die andere auf dem Rover.

Nach Abschluss des Caches wechselt Perseverance zu einer „Single-Sample-Strategie“, sagte Stack Morgan, und sammelt jeweils nur ein Sample. „Wir können über mehr Standorte und mehr Arten von Gesteinen nachdenken, die wir probieren können.“ Beharrlichkeit hat bisher 21 der 43 Tuben gefüllt.

Entwicklung von Hubschraubern

Während Perseverance Monsterröhren als Depot errichtet, arbeiten Ingenieure am Design der Helikopter, die sie abholen würden.

Diese Bemühungen begannen ernsthaft vor etwa sechs Monaten, als MSR-Führungskräfte das Ingenuity-Team fragten, ob ein Helikopter, der auf diesem Design basierte, verwendet werden könne, um Probenröhrchen zu bergen, sagte Teddy Tzanetos, Manager für Sample Recovery Helicopter bei JPL, während eines anderen AGU-Herbsttreffen-Briefings 12. Dezember. Es habe einige frühere Studien gegeben, sagte er, die sich mit der Machbarkeit der Verwendung eines auf Ingenuity basierenden Hubschraubers zum Transport von Probenröhrchen befassten.

Der neue Hubschrauber ähnelt Ingenuity, wobei die Hauptunterschiede darin bestehen, dass an jedem seiner vier Landebeine ein Roboterarm zum Aufnehmen von Monsterrohren und -rädern hinzugefügt wurde. Es wiegt 2,3 Kilogramm, etwa ein halbes Kilogramm mehr als Ingenuity, und kann ein 150-Gramm-Probenröhrchen tragen. Andere Funktionen, einschließlich Höchstgeschwindigkeit, Reichweite und Flugzeit, sind die gleichen wie bei Ingenuity.

„Wir wollen uns wo immer möglich auf das Erbe stützen und wo nötig von diesem Erbe abweichen, um diese neue Kapazität zu schaffen“, sagte er. „Aber wir nutzen im Wesentlichen all die großartigen Lektionen, die wir in den letzten anderthalb Jahren gelernt haben, und werden weiterhin von Ingenuity lernen.“

Das Abrufen einer Probe dauert vier Sols oder Marstage. Beim ersten Sol fliegt der Helikopter des Sample Retrieval Lander zu einem wenige Meter von der Röhre entfernten Landeplatz. Beim zweiten Sol rollt der Helikopter auf die Röhre zu und hält sie fest. Beim dritten Sol fliegt der Helikopter zurück zum Lander, und beim vierten Sol rollt der Helikopter in Position, damit der Roboterarm des Landers die Röhre greifen kann.

„Wir sind jetzt wirklich eine Fusion aus einem kleinen kleinen Rover, der fliegen kann, oder man kann es sich wie einen kleinen Hubschrauber vorstellen, der fahren kann“, sagte Tzanetos.

Er sagte, der neue Helikopter könne das Design von Ingenuity aufgrund konservativer Margen im Design von Ingenuity nutzen, sodass der neue Hubschrauber ohne größere Änderungen schwerer sein könne. „Wir werden das weiter testen, um zu sehen, wie weit wir unser altes Erbe-Design vorantreiben können. Wir werden in den kommenden Monaten einige Entscheidungen darüber treffen, wie viel von unserem Erbe wir bewahren und wie viel wir ändern wollen.“

Ingenuity operiert unterdessen weiterhin auf dem Mars, weit über seine ursprünglichen Pläne für nicht mehr als fünf Flüge hinaus. Während des AGU-Briefings am 12. Dezember stellte Håvard Grip, Chefpilot von Ingenuity, fest, dass das Projekt vor dem ersten Flug ein Logbuch erstellte, um die Flüge aufzuzeichnen. „Ein Buch mit nur fünf Seiten wird großartig aussehen, also fügen wir hier ein paar zusätzliche Seiten ein, damit es wie ein echtes Buch aussieht.“

Ingenuity absolvierte am 10. Dezember seinen 36. Flug und legte dabei 110 Meter in einer Minute zurück. „Erraten?“ Sagte Grip. „Wir haben keine Seiten mehr.“