FoodPro Preloader

Vil Mars gå stum? NASAs aldringsbaner kan ikke vare lenge nok til å støtte fremtidig undersøkelse


NASAs aldrende Mars Reconnaissance Orbiter er den mest dataproduktive romfartøy som sirkler den røde planeten. Tidligere i år ble det krysset gjennom sin 50 000. bane siden ankommelsen i mars 2006. Et rop om hjelp er kommet fra planetariske forskere som ber om en neste Mars Orbiter-eller NeMO for kort. F

NASAs aldrende Mars Reconnaissance Orbiter er den mest dataproduktive romfartøy som sirkler den røde planeten. Tidligere i år ble det krysset gjennom sin 50 000. bane siden ankommelsen i mars 2006.

Et rop om hjelp er kommet fra planetariske forskere som ber om en neste Mars Orbiter-eller NeMO for kort. Forskere sier at romfartøyets flåte som for tiden renner rundt den røde planeten, blir eldre, og det er ingen erstatninger i arbeidene, noe som hindrer fremtidige Mars landers, rovers og til og med mulige menneskelige oppdrag som vil avhenge av orbitere å snakke med jorden. " Vi er på vendepunkt i Mars-utforskning, " sier Casey Dreier, direktør for rompolitikken på The Planetary Society. "NASA erklærer seg selv på en reise til Mars, men det kan ikke engang investere i den mest grunnleggende infrastrukturen for å sikre at målet beveger seg fremover."

NeMOs mest presserende plikt, i mange øyne, er å ta stafetten fra veteran NASA-romfartøyet - Mars Odyssey 2001 og Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) som har vært i tjeneste siden mars 2006 - som er i fare for utløp av høy alder. Hvis de er borte, vil jorden bli stum til alle oppdrag som sendes til Mars i de kommende årene. Og selv om de holder på, blir teknologien deres utdatert. NeMO kan tilby, for eksempel bredbånds Earth-Mars-laserkommunikasjon - et stort pluss for å håndtere den projiserte kommunikasjons trafikken som kommer fra Red Planet nedover linjen.

Hvis det er utstyrt med radar, kan NeMO også fungere som en vann-hitching orbiter. Det kan skanne Mars og kartlegge undersiden av vannis og hjelpe til med å X-markere en sikker og god landingssone for astronauter hvor de kan trekke på vann for oksygenopprettholde behov, samt for å kaste raketbrensel. Noen forskere krever også at NeMO skal fremvise nye solenergi-elektriske ion-thrustere og avanserte solensormer. Med slike kapasiteter er Mars orbiter moden til ekstra oppdrag som å hjelpe til med å returnere dyrebare prøver fra Mars til Jorden eller å studere og undersøke Phobos og Deimos, planetens to måner.

For NASA er det usikkerhet om hvordan NeMO passer inn i den store planen om Mars-leting, og til hvilken pris. Faktisk, foreslåtte 2018 regnskapsår space agency budsjett ber om $ 19, 1 milliarder for alle ting sivile rom. Det inkluderer finansiering for fremtidige Mars-oppdrag, men kaller ikke NeMO etter navn. Spurt om situasjonen, sier Jim Green, direktør for planetariske divisjonen på NASAs hovedkontor, bare: "Vi fortsetter å studere våre muligheter for langdistanse støtte for kommunikasjon for våre roboter og landede eiendeler på Mars."

Hva er den interplanetære prislappen til en ny Mars orbiter? Det kommer an på. Lav-end-versjonen ville ha romfartøyet begrenset til viderekoblingskommunikasjon. Ting eskalerer dollarvis hvis det også vil gjøre vitenskapsobservasjoner, og hvis det kommer fabrikkbelastet med ny teknologi for å utføre en større oppgaveliste. Og eventuelle midler som er tildelt NeMO fra NASA-budsjettet, må kjempe mot andre ønskeliste, for eksempel et oppdrag til Jupiter månen Europa for å søke etter livet, for ikke å nevne menneskelig utforskning av månen eller Mars.

Konseptuell skiss av en neste Mars Orbiter (NeMO). Kreditt : NASA, JPL-Caltech, Charles Whetsel, Robert Lock

Kritiske funksjoner

NeMO har tre kritiske funksjoner, sier Scott Hubbard fra Avdeling for luftfart og astronautikk ved Stanford University. Han var NASAs første "Mars-czar", en tittel han tjente på å omstrukturere romagenturets Mars-agenda i 2000 i kjølvannet av back-to-back Red Planet misjonsmisjoner. Først og fremst, sier han, den må erstatte den aldrende kommunikasjonsinfrastrukturen som er på plass for mange år siden på Mars. Hvis ikke, "alle fremtidige data og fremtidige leteplaner er i betydelig risiko." For det andre vil en høyoppløselig bildebevegelse som erstatter MROs High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) være avgjørende for å velge trygge og tiltalende landingssteder for fremtiden vitenskapelige og menneskelige leting landinger.

Endelig, en annen NeMO-oppgave som skal inkluderes, sier Hubbard, er en bestemmelse om å returnere prøver av Red Planet-smuss som kunne samles inn og ble cachet av den såkalte Mars 2020-roveren som skal lanseres om tre år. Ingeniørløsningen kan være for NeMO å bruke solenergisk fremdrift å vende seg om og fly tilbake til Jorden, som kjører et helt eget romfartøy som bærer varene fra Mars, sier han, eller det kan tote et spesialbil som er toppet med Mars regolith og rock for drop-off her hjemme. Andre har antydet at retur Mars-prøvene ville kreve et helt eget romfartøy eller en serie romfartøy på rekkefølgen av et "flaggskipsoppdrag" som koster rundt 2 milliarder dollar. "Det er tull, " sier Hubbard. Hvis kravene er satt riktig, og vitenskaps-fellesskapet og NASA-sentrene som er involvert i innsatsen, begrenser deres appetitt, kan Mars-avkastningen være rimelig, konkluderer han.

Likevel med alle disse mulige funksjonene og funksjonene, sier noen eksperter. NeMO er i fare for å bli et "juletre" romfartøy. Det vil si et oppdrag som uten tvil veies ned med for mange ornamenter og limping lemmer mens du suger opp flere og flere utviklings dollar.

Konseptstudier

NASA har allerede gjort noen fremskritt mot NeMO. Tilbake i april 2016 forespurt byrået ideer fra amerikansk industri om en ny Mars orbiter for potensiell lansering i 2020-årene. Rymneagenturet ønsket at romfartøyet skulle levere avansert kommunikasjon og bildebehandling, samt undersøkelse av robotteknologi til støtte for NASAs planer om å sende astronauter til nærheten av den røde planeten eller dens måner en gang i løpet av 2030-tallet.

Senere i 2016 valgte NASA fem amerikanske luftfartsselskaper for å gjennomføre konseptstudier for et prospektivt Mars orbiter-oppdrag. De kontraktsvinnerne - The Boeing Co .; Lockheed Martin Space Systems; Northrop Grumman Aerospace Systems; Orbital ATK; og Space Systems / Loral-tok fire måneder til å vurdere behovet for Mars telekommunikasjon og global høyoppløselig bildebehandling, samt vurdere mulige tillegg av vitenskapelige instrumenter, optisk kommunikasjon og bruk av solenergi-fremdrift. Men NASA har ennå ikke tildelt en kontrakt for å faktisk gå videre med noen av disse konseptene. "Jeg tror det er bred enighet om at noe er nødvendig, " sier Guy Beutelschies, direktør for deep-space leting for Lockheed Martin. "Men mekanikene for å få det inn i NASA-budsjettet, finansiert og fremover til en reell innkjøp, er uklare."

Likevel er romforetaket ute av tide. Det siste som et oppdrag kunne være klart, er sannsynligvis 2022, og en beslutning om å målrette den dagen skulle komme snart. "Hvis de vil gjøre en Mars 2022 orbiter ..., vil det ta omtrent fire år eller så, spesielt hvis de vil injisere mye ny teknologi, " sier han. Banene til jord og Mars justeres hvert annet år, og gir en todelt mulighet til å starte romfartøy til den røde planeten. "Bekymringen er at hvis de ikke har noe ut i år, må de kanskje slippe det til 2024-muligheten, " bemerker Beutelschies.

NASAs Mars 2020-rover er slated for å samle kjerneprøver for et mulig senere romfartsoppdrag for å trekke disse prøvene tilbake til jorden for intensiv analyse. Kreditt : NASA, JPL-Caltech

Grunt is

Hvis NASA er seriøs om menneskelig undersøkelse av Mars, er vitenskapsmålinger fra en NeMO avgjørende, sier Alfred McEwen, direktør for planetarisk bildforskningslaboratorium ved University of Arizona i Tucson og hovedforsker av MROs HiRISE. NeMO kunne finne ressurser som grunne is ved lave breddegrader, foreslår han, og kan studere om det er spesielle områder av Mars-astronautene, bør unngå forurensning som steder med tilbakevendende skråningslinjer. De er smale, mørkefargede striper som går ned bratte marsjanske bakker, som kan være vannspor av saltkull, og muligens hjem til det martiske livet.

Hånende mennesker til Mars betyr å kutte gjennom en tykkelse av spørsmål, og i sin tur betyr det mer rekognosering, sier Rick Davis, assisterende direktør for vitenskap og utforskning i NASAs direktør for vitenskapsoppdrag. Å ha NeMO utstyrt med kraftig syntetisk blenderradar, vil gjøre det mulig å se isen i dybden og hjelpe planlegge å tappe den ressursen for bruk av fremtidige Mars-mannskap, forklarer han. "Det vi ikke vet er hvor vannet er og om det er i årer eller felt, " sier Davis. "Det er store kunnskapshull, og du trenger mer oppløsning enn det vi har hatt til dato."

Troubling Path of Decline

Mangelen på planer for NeMO er bare en av en rekke problemer som truer NASAs ønske om å sende mennesker til Mars. Aerospace Safety Advisory Panel (ASAP), en komité som rapporterer til NASA og Kongress, bemerket i sin 2016 årsrapport at rombyråets mennesker til Mars-planer er i gul tilstand, noe som betyr at panelet ikke er sikker på at viktige problemer eller bekymringer blir adressert tilstrekkelig av NASA. Sikkerhetsgruppen anbefalte agenturet etablering av et Mars Mission Program Office og / eller betegnelse av en "Mars czar" som kunne legge til rette for nødvendige studier og sørge for at begrensede midler blir brukt på de aktuelle tekniske utfordringene. "NASA har gjort noen fremskritt i å definere reisen til Mars, men etter panelets oppfatning mangler dagens risikoreduksjon, teknologisk modning og avansert systemutvikling for å oppnå de oppgitte målene, forklarer ASAP-rapporten. Videre sa gruppen at etablering av et Mars Programkontor kunne lette denne innsatsen.

"Vi kjører hovedsakelig på investeringene som ble gjort i det forrige tiåret, " sier Dreier. Tidligere i måneden utstedte den offentlige romforesatsgruppen en gjennomgang av NASAs Mars-program, og understreket at "ikke alt er bra med fremtiden for Mars-undersøkelsen." Videre hevdet romforesvarsgruppen at romforetakets robotprogram for Red Planet er på en "Foruroligende vei ... og beslutninger må gjøres nå for å stoppe det." Dreier er medforfatter av rapporten, med tittelen Mars in Retrograde: En vei for å gjenopprette NASAs Mars Exploration Program. Blant sine anbefalinger foreslår dokumentet at NASA umiddelbart burde forplikte seg til en Mars telekommunikasjon og høyoppløselig bildebehandling for å erstatte raskt aldrende ressurser i øyeblikket i bane. "Du ville tro at det var enkelt å gjøre saken for en ny orbiter, " sier Dreier, men NASA har hittil ikke vært eller villig til å forplikte seg til å starte en for lansering tidlig i 2020-årene.

Alt i alt, sier Dreier den store takeawayen om Mars, og rombyrået er ifølge hans oppfattelse klart: NASA bygde et ekstraordinært program for Mars-utforskning i det første tiåret av dette århundret. Investeringsnivået gikk ned i 2010 til det punktet hvor det bare er ett eneste oppdrag i utviklingen som en del av Mars-programmet: Mars 2020-roveren. Den roboten roboten er skriptet for å hente prøver som skal returneres til Jorden ved et oppdrag som ennå ikke er blitt utprøvd eller godkjent, bemerker han. "Selv om dens vitenskapelige instrumenter vil generere mer data enn noen tidligere overflatemisjon, vil [Mars 2020-roveren] avhenge av et orbitalrelénettverk som vil være nesten 20 år for å returnere denne uvurderlige data, sier Dreier. Når det gjelder NeMO, ser Dreier det som "Vi kan fikse dette, men vi må starte dette oppdraget nå. Vi ruller terningene ellers. "

Nedskalert: Ny Nano-enhet kan veie enkeltmolekylerHvorfor "Venus Rainbow" er egentlig en herlighetForskere lager første rom-temperatur single-electron transistorLong-Locked Genome of Ancient Man SequencedIslamic Artisans konstruert eksotisk nonrepeating mønster 500 år før matematikereKan et tall løse klimaendringene?Exxon Valdez la til hvileContinent-Wide Telescope bringer galaktisk svart hull i fokus