La alveno de Curiosity

La surgrundiĝo de la Usona Marsveturilo Curiosity (Curiosity signifas Scivolemo) estis al dekoj da homoj inter la plej gravaj momentoj de sia vivo. Neniam antaŭe tiom granda maŝino veturis sur Marso kaj ebligi tion estis ege malfacile. Marso estas unu el la malplej facilaj astroj por atingi la surfacon. La luno estas multe pli facila celo, pro tio ke ĝi havas malpli fortan graviton kaj ne havas atmosferon. Tio signifas ke oni ne bezonas pripensi aerodinamikon kiam oni dezajnas la kapsulon. Ankaŭ la raketoj kiuj malrapidigas ĝin multe pli facile regeblas sen atmosferaj influoj. Planedoj kiel Venuso kaj la Tero estas pli facilaj pro tio ke oni povas uzi paraŝutojn por malrapidiĝi. La Atmosfero de Marso tamen havas atmosferon kiu sufiĉe densas por ĝeni onin, sed ne sufiĉas por bezoni nur paraŝutojn. Antaŭaj robotoj sur Marso estis tute kovritaj de balonoj por ke ili resaltu kelkfoje kaj perdu energion tiel, sed Curiosity tro grandis por tio. Oni devis solvi la problemon alimaniere do, kio certe sukcesis igi la korojn de la teamo bati pli rapide. Unue la kapsulo malrapidiĝis pro la froto de aero kontraŭ la kontraŭvarma ŝildo. Poste venis la paraŝuto, sed tio ne daŭris longe ĝis kiam la kapsulo estis forĵetata. Restis la ”Skycrane” aŭ Ĉielgruo, de kiu la veturilo pendis per longaj ŝnuroj. La gruo havis raketojn por malrapidigi la tuton. Tuj super la grundo, la ŝnuroj lasis la veturilon dum la gruo forflugis, por ke ĝi ne falu sur la veturilon. La surgrundiĝo daŭris kelkajn minutojn, sed estis la plej grava parto de jam sesjara misio.

Tiom da iloj

La centra celo de Curiosity estas eltrovi ĉu Marso iam havis taŭgajn kondiĉojn por subteni mikrobojn kaj kiel oni povus prepari sin por estontecaj homaj vizitoj. Por atingi tiun celon, la eta aŭto estas plena je diversaj iloj por observi la mondon ĉirkaŭ si kaj fari diversajn sciencajn eksperimentojn. Kun la homa korpo kiel analogio, la aŭto havas diversajn “korpopartojn” kun diversaj taskoj. La kapo de Curiosity estas tenata de longa kolo, kiu igas ĝin tiom alta kiel homo. Tio igas la bildojn, kiujn ĝi sendas pli similaj al tio kion homo vidus. Malkiel homoj, la roboto faras la plejparton de la kalkulado ne en la kapo, sed en la korpo. La simileco tamen estas, ke la kapo havas la plej gravajn sensojn. Curiosity havas diversajn kameraojn sur la kapo, kiuj ĉiuj havas specifan taskon. Du el ili estas uzataj por trovi la vojon, dum du aliaj estas por krei la verajn fotojn. Ĝi bezonas du kameraojn por ambaŭ taskojn, por vidi tridimensie. Same kiel homaj okuloj, la kameraoj havas iomete malsamajn perspektivojn. La komputilo povas kombini la bildojn de ambaŭ kameraoj kaj uzi la diferencojn por vidi kiom proksimaj aferoj estas. Tio estas specife grava por la navigaciaj kameraoj, kiuj devas detekti ŝtonojn sur la vojo antaŭ ol Curiosity tro proksimiĝas. Aldona diferenco inter la du ĉefaj kameraoj estas ke la dekstra havas mirindan precizecon. Ĝi povas distingi inter piedpilko kaj basketbalpilko je distanco de pli ol duona kilometro, aŭ legi la tekston sur monero kiu kuŝas antaŭ ĝi sur grundo. La maldekstra kamerao havas malpli bonan precizecon, sed montras multe pli larĝan parton de la ĉirkaŭaĵoj. La plej granda kamerao havas malsaman utilon. Ĝi kunlaboras kun lasero kaj spektroskopoj por analizi la ĥemian konsiston de la ĉirkaŭaj rokoj. La lasero povas pafi rokojn ĝis 7 metroj for, por ke iom da vaporo eliru el ili. La spektroskopoj poste analizas la ĥemian konsiston de la rokoj por vidi ĉu ili estas interesaj. Tiel oni povas decidi al kiuj ŝtonoj la roboto devas veturi sekve, sen bezoni vagadi al ĉiuj ŝtonoj.

La brako de Curiosity faras multajn gravajn taskojn kaj povas interagi kun siaj ĉirkaŭaĵoj. Por kolekti materialon, ĝi havas borilon kiu povas atingi profundecojn de 5cm, fosilon kaj brosojn kiu estas uzata por kolekti polvon de rokoj kaj por purigi la eksperimentujon. La kolektita materialo povas esti esplorata interalie per kamerao kun pligrandiga lenzo kaj spektrometro. Tiuj estas uzataj por pristudi la ĥemiaĵojn el kiuj la materialo konsistas kaj ĉu vento, akvo aŭ glacio. Aliaj aŭtetoj, kiuj troviĝas sur aliaj partoj de planedo, havas similan spektrometron, kio ebligas komparojn inter la malsamaj regionoj.

En la korpo troviĝas la plej grava parto, nome la ĉefa komputilo. Ĝi funkcias je 200MHz kaj havas 2GB da fulmomemoro, 256MB da dinamika RAM kaj 256KB da ROM. Tio ne estas multe kompare al komputiloj surtere, sed ĝi kalkulas dekoble tiom rapida kiel siaj antaŭuloj Spirir kaj Opportunity. La komputilo estas uzata por kolekti sciencajn datumojn, sed ankaŭ por la navigacio. Malkiel siaj antaŭuloj, sciencistoj povas peti Curiosity iri specifan distancon laŭ iu direkto kaj la komputilo mem serĉas la plej bonan vojon por tio. Ĝi mezuras la distancon laŭ la nombro de turniĝoj de la rado kaj kalibras tion per rigardi objektojn sur la bildojn kiujn ĝi kreas. La sciencistoj decidas kiom ofte ĝi devas kontroli ĉu la distanco ankoraŭ ĝustas kaj kion ĝi faru kiam ĝi renkontas obstaklon. Povas esti ke ĝi serĉu alian vojon, sed ankaŭ ke ĝi simple atendu ĝis ĝi ricevas mesaĝon de la Tero. Ke Curiosity povas trovi sian propran vojon estas tre utila sur Marso, pro tio ke ĝi ne havas rektan kontakton kun la Tero. La radio per kiu sciencistoj sendas instrukciojn vojaĝas je la rapido de lumo kaj bezonas ĉirkaŭ dudek minutojn por atingi Marson, depende de ĝia pozicio relative al la Tero. Sendi mesaĝon kaj ricevi respondon do daŭras kvardek minutojn. La energio kiun la komputilo kaj la radoj bezonas venas de la malantaŭo, kie troviĝas miniatura nuklea centralo. Antaŭe, robotoj kiuj iris al Marso uzis sunpanelojn, kio funkciis surprize bone, pro tio ke Marso havas maldensan atmosferon kun vento, kiu purigis la panelojn. Marso ricevas malpli da sunlumon ol la Tero tamen kaj por Curiosity, oni elektis nuklean energion. Uzante tion, Curiosity ne dependas de kiom da lumo haveblas, produktas pli da energion ĉiun sekundon kaj povas elteni kelkajn dekjarojn se nenio alia rompas ĝin. La dorso surhavas gravajn antenojn por sendi sciencajn datumojn kaj ricevi instrukciojn. Aldone ĝi havas ”sunhorloĝon”, kiu povas esti uzata por mezuri la pozicion de la suno en la ĉielo. Aldone, ĝi havas kvar koloritajn pecojn, kiuj povas esti uzataj por kalibri la kameraojn sur la kapo de la roboto. Tio gravas, pro tio ke realisme foti sur Marso ne estas facila. Al homaj okuloj, kelkaj koloroj ŝajne pli rapide malheliĝas kun malpli da ĉirkaŭa lumo ol aliaj. Per rigardi la konatajn kolorojn, oni povas kalkuli kiom realismaj la koloroj en la bildoj estas. Aldone la dorso surhavas memorĉipon, kiu surhavas la nomojn de miloj da homoj, kiuj partoprenis en projekto por sendi sian nomon al Marso. Kompreneble Curiosity havas ankoraŭ pli da instrumentoj. Oni ne ĉiutage sendas roboton al Marso, do kiam oni ja faras, oni kunportas kiel eble plej da mezuriloj. Pro tio kompleta listo de la iloj estus tro longa, sed la kerna ideo estas ke la sciencaj mezuriloj serĉas organikajn molekulojn kiuj sugestus vivon, aŭ akvon kiel glacion, aŭ ligita al ĥemiaĵoj en ŝtonoj.

La malkovroj kaj estonteco

La ĉefa tasko de Curiosity estis serĉi akvon. Per esplori la ĥemian konsiston de la grundo, kiu enhavis argilon kaj aliaj specoj de tero kiuj indikas akvon. Tiel ĝi konfirmis ke la grundo kiun ĝi esploris iam estis lago. Aldone, ĝi malkovris sedimentojn kiuj bezonas milionojn da jaroj por formiĝi surtere, kio signifas ke la akvo ekzistis dum longa tempo. La lago ne ĉiam estis plena, sed eĉ dum sekaj tempoj la grundo enhavis multe da akvo sub la surfaco. Tute alia pruvo kiun Curiosity trovis estis etaj rondigitaj ŝtonetoj. Tiaj ŝtonetoj kreiĝas kiam ŝtono spertas erozion je ĉiuj flankoj samtempe. Verŝajne tio signifas ke la ŝtonetoj iam troviĝis en rivero. Curiosity esploris ankaŭ la atmosferon de Marso kaj konkludis ke ĝi havas multe pli da pezaj izotopoj (izotopoj estas atomoj de la sama elemento kun malsamaj masoj.) ol atendite. Tio indikas ke la malpezaj izotopoj eskapis la atmosferon. Komparoj al meteorŝtonoj kiuj venis de Marso indikas ke la atmosfero ne ŝanĝiĝis dum longa tempo, do verŝajne Marso havis densan atmosferon nur ĝis duona miliardo da jaroj post sia formiĝo. Kompreneble la roboto sendis ankaŭ milojn da fotoj kaj aliaj datumoj. Curiosity multe pli longe eltenas ol oni origine pensis. Laŭ la origina plano, la misio daŭrus du jaroj. Preskaŭ ĉiuj partoj ankoraŭ funkcias tamen, do ne estus surprizo se ĝi eltenus kelkajn jarojn plu. Elektro ne estas problem, pro tio ke la radioaktiva materialo, el kiu Curiosity prenas energion, tiom malrapide disfalas ke ĝi povas uzi ĝin dum dekjaroj. Pli granda problemo estas la medio. Unue, Marso ne havas platajn vojojn. Ĝia surfaco estas plena je etaj ŝtonoj kun akraj pintoj. La radoj funkcias tiel ke kiam unu rado fiksiĝas inter la ŝtonetoj, la aliaj kvin puŝas ĝin eĉ pli forte en la grundon. Daŭris sufiĉe longe ĝis oni ligis la ŝtonetojn al la truoj en la radoj, sed nun oni antaŭe elektas pli bonajn vojojn por pligrandigi la vivon de la radoj. Due estas la radio, kiu ne filtriĝas de la maldensa atmosfero. Kiam la radio trafas la komputilon de Curiosity, ĝi povas ŝanĝi la datumojn en la memoro. Tio jam kreis problemon unufoje, sed la teamo sukcesis solvi ĝin dum la roboto ”dormis”. La komputilo estas protektata de la korpo de la maŝino, sed ĝi ne povas bloki ĉiun radion. Oni do neniam scias kiam katastrofa memorŝanĝiĝo okazos. Trie, Marso havas severajn polvtempestoj. Tiuj povas iĝi tiom grandaj, ke ili kovras grandajn partojn de la globo kaj observeblas sur la Tero. Curiosity feliĉe neniam frontis tiom grandan tempeston, sed ĝi ja kolektis multe da polvo dum la jaroj. Por eviti problemojn, ĝi estas tiel dezajnita ke la plej gravaj partoj estas protektataj de polvo. Ĝis nun tio funkciis bonege. Restas unu grava parto kun veraj problemoj, nome la borilo. La meĥanismoj por movi la borilon ĉesis reagi al instrukcioj, kio signifis ke Curiosity ne plu povis kolekti ŝtonon tiel. Por solvi tion, sciencistoj utiligis la kopion de la roboto, kiu estas surtere. Per la kopio, ili povis rapide kaj sekure fari eksperimentojn por solvi la problemon, sen riski pli da damaĝo al Curiosity. Finfine la teamo elpensis manieron por movi la borilon ne per ties proprajn meĥanismoj, sed per la brako al kiu ĝi estas konektita. Malgraŭ la malstabileco, oni sukcesis bori iomete kaj jam kuraĝis igi Curiosity bori 1cm profunde sur Marso. Tio ne sufiĉas por akiri sciencajn datumojn, sed la estonteco aspektas bona. Unue restas kelkaj eksperimentoj, sed eble baldaŭ, Curiosity boros kiel antaŭe.

Jen filmeto pri kiel oni uzas la kopion de Curiosity por solvi la problemojn pri la borilo