Mars Exploration Rover ( MER )er en dobbelt mission fraNASA, der blevlanceret i 2003 og bestod af to mobile robotter, der havde til formål at studereMars geologiog især den rolle, somvand spilleri planetens historie. De to robotter blev lanceret i begyndelsen af sommeren 2003 og landede ijanuar 2004på to Mars-steder, der sandsynligvis har bevaret spor af vandets virkning i deres jord. Hver rover eller rover , der blev styret af en operatør fra jorden, begyndte derefter en rejse ved hjælp af et batteri ombordinstrumenter til at analysere de mest interessante klipper:
Hver rover vejer omkring 185 kg og kører på seks hjul drevet af elektrisk energi leveret af solpaneler . Den er udstyret med tre par kameraer bruges til navigation og flere videnskabelige instrumenter: et panoramisk kamera placeret på en mast 1,5 meter høj, et værktøj til slibning overfladen af klipper, der bæres af en leddelt arm, hvorpå der er placeret også en X - ray Spectrometer , et Mössbauer-spektrometer og et mikroskopkamera. Endelig anvendes et infrarødt spektrometer til analyse af sten og atmosfæren.
MER-missionen er en del af Mars-udforskningsprogrammet for NASA og er en fortsættelse af to amerikanske missioner til Marsjorden for videnskabelige muligheder meget mere begrænset: Vikingeprogrammet 1976 og Mars Pathfinder i 1997. Programmets videnskabelige mål blev fyldt med opdagelse af de to robotter af adskillige klippeformationer, der sandsynligvis skyldes vandets virkning i fortiden: grå hæmatitperler og silikater . Robotterne har også gjort det muligt at studere meteorologiske fænomener, observere skyer og karakterisere egenskaberne af lag af Mars-atmosfæren. De to MER-køretøjer, der er designet og administreret af Jet Propulsion Laboratory, overskred i vid udstrækning de opstillede mål: at rejse 600 meter og forblive operationelle i 90 dage på Mars. Spirit , nu blokeret af sand, var i stand til at rejse 7,7 kilometer og transmitterede sine nyeste videnskabelige data om22. marts 2010. Mulighed efter en sandstorm, der dækkede sine solpaneler, blev utilgængelig, og dens mission sluttede officielt den13. februar 2019.
De NASA lanceringer i 1992 missionen Mars Observer da han passerede sytten år siden, at amerikanske program Viking og hans sidste mission Viking 2 . Men tre dage før den planlagte dato for indsættelse i dens Mars-bane går kontakten tabt. Mars Observer er den dyreste probe, der blev lanceret af NASA, og den går tabt, før den har udført sin mission (813 millioner dollars på det tidspunkt). Denne fiasko førte til en gennemgang af den amerikanske planetariske efterforskningsstrategi: Den skal nu give mulighed for at sende flere sonder på et stramt budget for ikke at miste alt i tilfælde af fiasko. Mottoet for det nye Discovery- program er “ bedre, hurtigere, billigere ” . Som en del af dette program ved hver gunstig forbindelse mellem Mars og Jorden (ca. hvert andet år) planlægger NASA at sende både en rumføler af typen orbiter, som skal foretage sine observationer fra kredsløb Mars, og en anden af landertypen, der er ansvarlig for lander på Mars-jord for at indsamle videnskabelige data. De første to sonder blev lanceret i 1996 og udførte deres mission med succes: Mars Pathfinder- landeren landede på Mars og frigav den første ekstraplanetære mobile robot, Sojourner , som udforskede omgivelserne i et par uger; orbiter Mars Global Surveyor returnerer i ni år en hidtil uset mængde data om Mars atmosfære, overflade og indre struktur. I overensstemmelse med sine planer lancerer NASA to nye sonder i slutningen af 1998 / begyndelsen af 1999, når Mars er i en gunstig position, men Mars Climate Orbiter og Mars Polar Lander fejler begge, før de begynder deres mission. Den NASA beslutter at annullere lanceringen af de to sonder Mars Surveyor 2001 : landeren var at have en rover , opkaldt Athena med meget lignende kapaciteter rovere ons Fejlen sætter også spørgsmålstegn ved princippet om " bedre, hurtigere, billigere " og ophør af dobbeltstart af sonder bygget efter dette princip.
I begyndelsen af 2000'erne, da NASA afsluttede udviklingen af Mars Odyssey- sonden i 2001 , besluttede det amerikanske rumagentur at gennemgå sin strategi for at udforske planeten Mars. Den Mars Global Surveyor sendt data, som bekræfter, at planeten har haft en kompleks og interessant klimatiske historie, hvor store forekomster af vand flød i Martian jord. Men udfoldelsen af disse begivenheder og måden, hvorpå vandet interagerede med atmosfæren og Marsoverfladen, kunne ikke rekonstrueres. I betragtning af dette nye lys over martiens fortid ønsker mange forskere at sende en rummission, der er i stand til at bringe en prøve af marsjord tilbage til Jorden, som kan give afgørende svar på nogle af disse spørgsmål. Imidlertid kræver succesen med denne meget komplekse mission, at mange betingelser er opfyldt: identificer et landingssted, der sandsynligvis indeholder spor af liv, foretager en landing med meget høj præcision og har en robot, der er i stand til at nå målstedet for at gendanne en interessant prøve, hvis nødvendigt ved boring. Imidlertid er det kun det meget høje definitionskamera fra Mars Reconnaissance Orbiter , der er planlagt til lancering i 2006, der muligvis kan identificere et gunstigt sted. Derudover er der en stor risiko for at bringe en prøve tilbage, der ikke giver nogen anvendelige data. Den NASA gjorde på det tidspunkt ikke tilstrækkeligt budget til en dyr opgave.
Rumfartsagenturet falder derfor tilbage på en mission baseret på en geologrover, der skal udforske, analysere på stedet ved hjælp af dets ombord videnskabelige instrumenter og transmittere resultaterne af dens målinger. Den NASA afviser brugen af en rover stammer fra Mars Pathfinder , fordi det er for begrænset autonomi ville ikke tilstrækkeligt udforske Mars jord. Den JPL foreslår at udvikle en rover , kaldet Mars Exploration Rover (MER), med væsentlig større dimensioner, med større selvstændighed og let nok til at tillade brug af airbags ( " airbags ") med succes anvendt til landing af Pathfinder sonde . For at begrænse risikoen ved missionen beslutter NASA vedaugust 2000at sende to lignende maskiner, som det almindeligvis blev praktiseret i starten af rumalderen: agenturet hævder, at omkostningerne ved at bygge en anden enhed er lave sammenlignet med omkostningerne ved at udvikle MER, og at det på den anden side, hvis de to rovere lykkes i deres mission vil videnskabelige gevinster øges kraftigt. Rumagenturet opgiver sin politik med billige sonder: hele missionen koster $ 850 millioner. Den NASA planer om at lancere den næste vindue for at skyde til Mars forventes at åbne i sommeren 2003. Hver SEA har seks videnskabelige instrumenter og er designet til at rejse mindre end 1 km i 90 Mars dage.
Den NASA tildeler syv videnskabelige mål for missionen:
Designet af MER-sonder er stort set baseret på udvikling foretaget til tidligere missioner. Arkitekturen, der blev brugt til Pathfinder- missionen i 1996, bruges til krydstogtfasen, der er ansvarlig for at drive sonderne mellem Jorden og Mars og køretøjet til genindrejse og landingsmodulet. Disse er dog ændret: faldskærmen er 40% større, og raketterne, der er ansvarlige for at bremse sonden inden landing, er 90% mere kraftfulde. De videnskabelige instrumenter er en arv fra Athena- roveren, der skulle udgøre landingsnyttelasten fra den aflyste Mars Surveyor 2001- mission .
De to MER-sonder er identiske. En gang på Mars-jord er roveren helt autonom, men for at nå sin destination skal den krydse de 56 millioner kilometer, der adskiller Mars fra Jorden og derefter foretage en voldsom atmosfærisk genindtræden i Mars-atmosfæren, inden den lander i lav hastighed. Den rover , med en masse på 185 kg , udgør kun en brøkdel af den samlede masse af MER sonde (1.063 kg ), som omfatter flere elementer, der er ansvarlige for at bringe det til sit bestemmelsessted:
Krydstogtsetappen med en masse på 193 kg har form som en tynd pandekage med en diameter på 2,65 meter. Det skal gøre det muligt for MER-sonden at krydse rummet mellem Jorden og Mars. Til dette formål er det ansvarligt for at korrigere banen med to klynger af små drivmidler, der kører på hydrazin , hvis sonde bærer 31 kg . Den har 5 soldetektorer og en stjernespor til at bestemme sondens position. To kommunikationsantenner , ved lille og medium forstærkning, transmitterer i X-bånd telemetridataene , der gør det muligt for holdet på Jorden at kontrollere driften af sonden og modtage instruktioner til gengæld. Krydstogtsscenen har sine egne solpaneler med et areal på 4,4 m 2, som giver 600 W elektrisk energi (300 W nær Mars), fordi de fra roveren , indkapslet, ikke kan bruges. På den anden side udgør rovers computer hjernen i sonden under denne rejse. Endelig er krydstogtsgulvet udstyret med radiatorer til at evakuere varmen fra elektronikken om bord.
Når MER-sonde er ved at komme ind i atmosfæren på Mars, bliver krydstogtfasen, der har tjent sit formål, sat i luften. Passage af atmosfæren i SEA til 5,5 km per sekund vil forårsage en enorm temperaturstigning på eksterne dele af sonden nåede en temperatur på 1500 ° C . For at beskytte rover i denne fase, er det indkapsles mellem to skjolde der danner i fagsproget af NASA den reentry køretøj . Den såkaldte termiske frontafskærmning, med en masse på 79 kg , gennemgår den mest betydningsfulde opvarmning: den er næsten flad og er dækket af en ablativ belægning, der evakuerer varmen ved gradvis fordampning. Det bageste skjold med en masse på 209 kg har en konisk form og er også dækket med en ablativ belægning, dog af en mindre tykkelse; den indeholder også faldskærmen, flere thrustere, der vil blive brugt i den sidste fase af landingen samt elektronik og et inerti-styringssystem.
Den rolle, landing modul er at beskytte den rover, sammen med airbags, når den tabes omkring tyve meter fra jorden. Det er en struktur i kompositmaterialer, der består af en platform, hvorpå roveren er placeret, og tre kronblade, der danner en pyramidestruktur i foldet position. Landingsmodulet, der vejer 348 kg, inkluderer flere enheder, der gør det muligt for roveren , når airbags er tømt, at lande på Mars-jord, selv når landingskonfigurationen er ugunstig (tilstedeværelse af klipper under platformen osv.). De airbags , oppustet lige før landing, der bruges til at afbøde den endelige fald. De er af samme type som dem, der blev brugt til Mars Pathfinder- missionen . Den rover er omgivet af 4 airbags hver omfatter 6 lapper og gjort med flere lag Vectran , et materiale endnu mere modstandsdygtig end kevlar .
De to rovere er identiske med en højde på 1,5 m , en bredde på 2,3 m , en længde på 1,6 m og en masse på 185 kg . Hjertet af roveren består af en trekantet central kasse lavet af et bikagekompositmateriale, der huser de komponenter, der skal beskyttes mod de betydelige temperaturvariationer, der hersker på Mars overflade. Den øverste del af sagen er foret med solceller og fungerer som en støtte til de tre telekommunikationsantenner. En mast, der stiger til 1,5 meter i højden, bærer panoramakameraet i sin øvre ende, to navigationskameraer og et infrarødt spektrometer . Tre solpaneler, der er placeret på hver side af den centrale boks, foldes sammen under rejsen og indsættes efter landing. En robotarm (IDD) er fastgjort til forsiden af kassen, i slutningen af dem er to spektrometre (Mössbauer og APXR), et mikroskopkamera og en kværn. Kassen hviler på et tog med 6 hjul, motoriseret uafhængigt, hvilket gør det muligt for roveren at bevæge sig på Mars ujævne jord.
Komponenterne, der ikke kan modstå de ekstreme temperaturer på Mars (ned til -105 ° C ), er placeret i den centrale boks: der er således hjernen hos roveren (computeren), inertienheden, den elektroniske del det infrarøde spektrometer af hjulmotorkontrolsystem samt batterier, der skal holdes ved en temperatur over -20 ° C i brug og 0 ° C i opladning osv. Temperaturen styres gennem flere enheder: radiator til udledning af varmeisolering bestående af airgel af silica og et tyndt ark guld . For at bekæmpe kulden producerer otte piller hver, der indeholder 2,7 gram plutoniumdioxid ( Radio-isotopvarmerenheder eller RHU) konstant varme genereret af radioaktivitet . Ekstra varme leveres efter behov med elektriske modstande . Varmen fra den indbyggede elektronik hjælper også med at holde temperaturen inden for tålelige grænser.
Den rover anvender en suspension , kaldet rocker-bogie, udviklet af NASA : dette tillader hindringer, der skal overvindes med en højde større end diameteren af hjulene (26 cm ). Køretøjets sænkede massepunkt giver det mulighed for at forblive stabilt i en hældning på 45 °, men navigationsprogrammet om bord er indstillet til at undgå skråninger større end 30 °. De seks hjul er hver udstyret med en individuel motor. Hvert af de fire endehjul har en motor, der virker på styringen, hvilket gør det muligt for roveren at dreje på sig selv. Køretøjet kan komme videre med en teoretisk hastighed på 5 cm i sekundet (180 meter i timen), men kan i praksis ikke overstige 133 m / t, når der tages hensyn til retningsændringer. I de mest gunstige tilfælde har roveren energi til at køre i fire timer pr. Marsdag.
De solpaneler med et overfladeareal på 1,3 m 2 består af triple junction solceller , udvalgt for deres gode virkningsgrad (28,3%) til masse (2,06 kg m -2 ). Disse paneler kan levere op til 200 watt, når solen topper med en himmel stort set fri for marsstøv. Under disse forhold kan solpaneler levere op til 1 kWh i løbet af en marsdag, men dette beløb kan falde til mindre end 200 Wh under en støvstorm eller i løbet af Mars-vinteren. Marsstøv, der akkumuleres over tid, hjælper også med at reducere solpanelernes ydeevne. To lithium-ion-batterier, der hver består af 8 celler, der kan lagre 16 Ah ved en spænding på 32 volt, gør det muligt at genoprette den producerede energi, når efterspørgslen overstiger det, som solpanelerne kan levere. Lithium-ion-teknologi blev valgt på grund af dets fremragende lagrede energi / masseforhold og dets evne til at modstå et stort antal opladnings- / afladningscyklusser; Desuden udviklingen foretaget af NASA muliggjort udviklingen af en elektrolyt stand til at modstå temperaturer på -30 ° C .
I modsætning til den lille robot Sojourner fra Mars Pathfinder- missionen, der forblev afhængig af landingsmodulet for sin kommunikation med Jorden, har MER- roverne deres eget kommunikationssystem. Telekommunikation spiller en vigtig rolle i MER-missionen. Som alle rumsonder er formålet med rovere at indsamle videnskabelige data, som derefter skal sendes til Jorden. På den anden side er hyppig udveksling af fotos og instruktioner nødvendige for at guide roveren på jorden, selvom den har evnen til at identificere og undgå forhindringer uafhængigt. Den rover kan anvende to metoder til at transmittere data: direkte transmission til Jorden når rover kan pege sine antenner til jorden, eller transmission til kredsende prober at fungere som relæer. Dette sidste middel tillader en større strømning og foretrækkes. Det var oprindeligt planlagt, at roverne ville bruge et netværk af telekommunikationssatellitter placeret i kredsløb omkring Mars til at kommunikere med Jorden ( Mars Network ). Men udbredelsen af disse satellitter realiserede sig ikke, og roverne benyttede eksisterende orbitere: Mars Global Surveyor indtil dets slutning i 2006, Mars Odyssey samt Mars Reconnaissance Orbiter siden sin ankomst til Mars-bane i 2006. Den europæiske sonde Mars Express også tjente som et eksperimentelt relæ.
Overførslen af data mellem roveren og jorden står over for flere begrænsninger. Den rover har begrænset magt kommunikationsudstyr. Det har en mængde energi reduceret af overfladen af dets solpaneler, og telekommunikationsudstyret måtte lyses så meget som muligt. Orbiters har derimod mere kapacitet i dette område takket være størrelsen på deres solpaneler og deres telekommunikationsudstyr. Transmissionshastigheden er derfor generelt lav: den er mellem et par bits i sekundet med roverens lavforstærkningsantenne og 32 ved hjælp af UHF- antennen og relæet til sonderne, der kredser omkring Mars. For at transmissionen skal finde sted, skal senderen og modtageren være synlig for hinanden: Mars Odyssey- orbiter, der blev brugt til overførsel af de fleste data, er kun synlig i 10 minutter hver gang den passerer over roveren . Kommunikation med MRO, der kun kredser i lavere højde i 5 minutter. Hvis roveren ønsker at kommunikere direkte med Jorden, skal den tage højde for rotation af planeten Mars og skal om nødvendigt vente med at vende jorden. Direkte kommunikation til Jorden er desuden begrænset til 3 timer pr. Marsdag for at begrænse energiforbrug og opvarmning af elektronik. Sjældne nok kraftige antenner på Jorden for at modtage udsendelser sonder, den Deep Space Network 's NASA skal følge et stort antal samtidige planetariske missioner. Tidsintervaller på en time tildeles hver rover for hver marsdag til opstrøms kommunikation (sende instruktioner til roverne , dagens program) og nedad (overførsel af videnskabelige data og navigationsdata). En gang hvert andet år er Jorden og Mars i opposition til solen. Dette resulterer i en total afbrydelse af kommunikationen med roveren, der varer to uger: i denne periode bevæger roveren sig ikke længere og udfører et observationsprogram i nærheden af sin position.
Den rover har tre antenner til at kommunikere med jorden kontrol:
De to robotter Spirit og Opportunity bruger forskellige frekvenser for at undgå forvirring, når de modtager deres signaler på Jorden.
For at udføre sin mission skal roveren bevæge sig på Mars-jord for at undgå forhindringer, søge og identificere interessante jordprøver og derefter præcist placere sine instrumenter, der er ansvarlige for indsamling af videnskabelige data: nogle skal presses mod klippen, der skal analyseres (Mössbauer-spektrometer og APXS), andre skal simpelthen peges nøjagtigt på deres mål (kameraer og infrarødt spektrometer). Pilotering af roveren på overfladen af Mars indebærer mange begrænsninger. Udvekslingen af data via radio mellem Jorden og Mars tager 8 til 42 minutter afhængigt af den respektive position for de to planeter. Der er generelt kun en radiosession pr. Marsdag mellem roveren og controllerne på jorden af flere grunde: roveren har en begrænset mængde energi at afsætte til telekommunikation, disse centraler bruger som relæ en af Mars-orbiters, der skal flyve over stedet for roveren og netværket af modtagende antenner på jorden er ikke særlig tilgængeligt. Hertil kommer, at navigation på rover skal være meget forsigtig, fordi ingen reparation er mulig eller Mars terræn er uregelmæssig (frihøjde på rover er 30 cm ), og de geologiske interesseområder er ofte placeret i stejle steder. Den rover har en begrænset mængde af energi, der gør det muligt at køre i højst 4 timer i løbet af en Mars dag.
I betragtning af den begrænsede levetid rover og kompleksiteten af den geologiske forskning, der gennemføres, designerne af rover ønskede det at være i stand til at krydse 100 meter i løbet af en Mars dag. Med de begrænsninger, der er anført ovenfor, kan dette mål ikke nås, hvis en menneskelig teleoperatør skal overvåge hvert fremrykning af roveren . Brug af en række kommandoer, der er udarbejdet på forhånd af jordkontrol på baggrund af fotos taget af roveren og Mars-orbiters, har sine grænser: ud over en vis afstand er informationen på billederne ikke tilstrækkelig præcis, roveren kan cirkulere på glat underlag, der fordrejer estimatet af dets virkelige bane. Designerne af MER- roverne har derfor medtaget i softwarefunktionerne om bord, så det kan bevæge sig autonomt mod sit mål.
Navigationssoftwaren bruger data leveret af flere sensorer til at bestemme banen. En inertial enhed bestående af 3 accelerometre og tre gyrometers giver retning (der er ingen magnetfelt eller satellitnavigationssystem på Mars). Efter et par timer kan der forekomme en forskel på flere grader mellem den aktuelle retning og den retning, der bestemmes ved hjælp af inertienheden. For at kompensere for denne afdrift peges et kamera mod solen for at give dets pejling. Den faktiske orientering beregnes derefter ved hjælp af denne information kombineret med den lokale soltid og retningen af den lokale lodret (leveret af accelerometeret). Et kilometertæller bruger antallet af omdrejninger på hjulet til at give den tilbagelagte afstand. Detektorer placeret på chassiset gør det muligt at bestemme, om køretøjet er i en farlig position (betydelig hældning, affjedring under kraftig belastning). Et sæt på otte kameraer giver information om det omkringliggende terræn:
Når banen defineres ved hjælp af jordkontrol ( Direkte kørselstilstand ), downloades en række instruktioner, der beskriver ruten, der skal følges, opdelt i segmenter (afstand + retning) i starten af dagen og derefter udføres sekventielt. Bevægelsen kan afbrydes, hvis roveren registrerer en risikabel situation ved hjælp af dens sensorer (for stor hældning osv.), Eller hvis den tid, der er afsat til bevægelsen, overskrides, eller hvis maskinen har en mekanisk fejl.
Når roveren rejser uafhængigt, har rovers navigationssoftware tre funktioner, der optimerer forløbet og begrænser risikoen forbundet med denne tilstand:
Kombinationen af disse funktioner giver mulighed for at opnå flere tilstande for autonom navigation. Tilstanden vælges i henhold til terrænets art og afstanden til målet. I løbet af missionens første 18 måneder brugte de to rovere hovedsageligt følgende navigationsfunktioner:
Brug af Visodom og AutoNav-tilstand er begrænset af den lave effekt af mikroprocessoren, der er klokket ved 20 MHz, som skal udføre op til 90 opgaver parallelt, selvom 75% af maskintiden generelt kan afsættes til navigationsfunktioner. Behandlingen af et foto med henblik på navigation tager 2 til 3 minutter og kræver et fuldstændigt stop i rovers fremskridt, så resultatet af beregningerne kan udnyttes, før det er forældet.
Planlægningen af en navigationsdag udføres af JPL- jordbesætningerne, der samler forskere, der identificerer interessante mål og analyserer resultaterne og ingeniører, der er ansvarlige for at forberede instruktioner, der skal udføres af roverne og overvåge operationens fremskridt. Den rover fungerer, når Solen er på sit højeste. I slutningen af sin arbejdsdag sender han teamet på jorden fotos, der skal bruges til at identificere videnskabelige mål og til at forberede vejen til den næste dag. Under forberedelsen proces, er voldgifter lavet til at tage hensyn til de energikrav, udveksling radio og mulighederne i rover (hældning, etc.).
I løbet af den første fase af MER-missionen arbejdede hele jordholdet på Mars-tid 7 dage om ugen med et skift på 40 minutter hver dag fra jordisk tid. Denne udmattende rytme blev opgivet fra den første forlængelse af missionen 90 dage efter landing: forberedelsestiden, som krævede 18 timer hver dag, blev kraftigt reduceret ved oprettelsen af sekvenser af kommandoer og takket være den erhvervede erfaring. Derefter tillod yderligere optimering af processen med et automatiseret opgavefordelingssystem og en næsten fuldstændig dematerialisering af kommunikationsmedier, at forskerne kunne vende tilbage til deres oprindelige enhed og samtidig bevare deres deltagelse i projektet.
Panoramakameraer med høj opløsning (PanCam) er monteret oven på den lodrette instrumentbærende mast. Hvert af disse instrumenter er udstyret med en CCD- sensor på 1.024 pixels ved 1.024 pixels. Denne enhed gør det muligt at producere billeder i relief og identificere klipper og jordarter af interesse til senere analyse ved hjælp af andre måleinstrumenter. PanCam er udstyret med:
Hver robot bærer også tre spektrometre :
Roverens computerudstyr bruges i alle faser af missionen fra lanceringen af sonden. Især administrerer den astronomisk navigation og kursuskorrektioner under jorden-Mars-rejsen, operationerne med at adskille krydstogtfasen og genindgangsmodulet, de forskellige opgaver, der følger hinanden under genindgangs- og genindgangsfasen. og implementering af roveren efter landing. På Mars jord, givet afsides af Jorden, som kræver en stor autonomi til rover , computeren er under stor efterspørgsel: det skal indsamle telemetri data om tilstanden af rover , administrere kommunikation ved jonglering med de 3 eksisterende tilstande og vinduerne åbner sig for orbiters passage, udfører grundinstruktioner vedrørende bevægelser og implementering af de videnskabelige instrumenter, komprimerer de indsamlede data for at optimere datamængden, der skal overføres, og når roveren skrider frem i tilstand autonom, udfør beregninger bestemmelse af den bedste rute at følge.
Computersystemet er baseret på en enkelt RAD 6000 32-bit RISC - mikroprocessor , som kan behandle 20 millioner instruktioner pr. Sekund. Denne version af PowerPC- processoren er hærdet til at modstå den skadelige effekt af stråling. Den bruger 128 mio af RAM af DRAM typen , 256 mio af flash-hukommelse og 3 mio af læselageret af EEPROM typen (ikke-flygtig hukommelse). Det Operativsystemet er VxWorks , en realtidsstyresystem fra Wind River , der allerede anvendes til Mars Pathfinder og Stardust missioner .
Softwaren er delvist nedarvet fra Mars Pathfinder- missionen og marginalt fra Deep Space 1 , Mars 98 og Mars Odyssey . Det er hovedsageligt skrevet på C-sprog med nogle C ++ -moduler , og det repræsenterer 305.000 linjer kode, der optager med operativsystemet et hukommelsesvolumen på 11 Megabyte. Softwaren er opdelt i uafhængige moduler opdelt i 5 lag: grænseflader med rovers fysiske komponenter (motorer, antenner osv.), Kontrol af disse komponenter, anvendelse, styring af sonden, nyttelasten og missionen, 'begivenheder . Opgaverne kommunikerer med hinanden ved hjælp af punkt-til-punkt-meddelelser, der bærer hele konteksten, undtagen i særlige tilfælde (billedbehandling).
De to MER-sonder lanceres fra startpads 17A og 17B ved Cape Canaveral- lanceringsbasen i staten Florida i USA. Den NASA valgte at bruge løfteraketter Delta II tre etager, der ofte bruges til at lancere rumfartøj. MER-A Spirit- missionen blev lanceret af en 7925-version af raketten, der drager fordel af høj pålidelighed og desuden har bidraget til succesen med tidligere missioner som Mars Odyssey (2001), Mars Global Surveyor og Mars Pathfinder (1996). MER-B Opportunity- missionen placeres på sin side på en 7925H-raketmodel kaldet tung (" Heavy "), fordi den skal tage af sted fire uger senere og derfor være i en mindre gunstig Earth-Mars-konfiguration, hvilket kræver mere tid. nå til Mars.
MER-A Spirit- sonden blev lanceret den10. juni 2003og sonden MER-B Opportunity den7. juli 2003fra Cape Canaveral affyringsrampe. Den Lanceringen vindue til hver probe varer 3 uger. Når de to raketter tager fart, tændes motoren i første trin såvel som seks af boosterpropellerne (de tre tilbageværende thrustere overtager, når de er løbet tør for brændstof). Efter ca. 4 min. 23 s frigives det første trin, og det andet trin antændes. Kort efter frigives raketens hætte . Andetrinsmotoren blev stoppet for første gang cirka ti minutter efter start for MER-A Spirit- sonde og 9 minutter for MER-B Opportunity- sonde . Efter en fase med ikke-fremdrevet ballistisk flyvning i en groft cirkulær bane tændes anden fase kort for at forlænge kredsløbet. En rotationsbevægelse (63 omdrejninger pr. Minut) overføres derefter til løfteraket for at øge stabiliteten af orienteringen af det tredje trin under dets drift. Sidstnævnte, som er ansvarlig for at indsætte sonden på sin vej til Mars, fyres derefter, efter at anden fase er faldet. Når den fremdrivende fase er afsluttet, annulleres rotationen ved hjælp af en yoyo, og det tredje trin jettisoneres. Orienteringen af sonden og kursuskorrektionsmanøvrene overtages derefter af dens krydstogtfase.
For at nå deres destination foretager MER-sonderne en rejse på ca. seks måneder og rejser 500 millioner kilometer i en elliptisk bane, der tangerer planeten Mars ( Hohmann's bane ). Fem-retters korrektionsmanøvrer er planlagt under denne transit, hvoraf den sidste, valgfri, udføres på ankomstdagen for at forbedre sandsynligheden for at lande landeren nær det målrettede Mars-sted.
At lede sonden under sin rejse til Mars kræver at være i stand til at bestemme dens position med stor præcision. Den bane ikke er rent inertial : det er navnlig modificeret af strålingstryk som genererer en afdrift på 4 km i ti dage. For at bestemme positionen for MER-sonderne bruger NASA traditionelle teknikker: afstanden mellem sonden og jorden måles fra den tid, det tager af en radiobølge for at foretage rundtur, mens sondens hastighed i forhold til jorden opnås ved at måle den Doppler-effekten . Til denne mission implementerer det amerikanske rumagentur også en ny teknik, der gør det muligt at måle hastighedsvektoren vinkelret på jord-probe-aksen, hvilket forbedrer præcisionen ved landing af rovere på planeten Mars. Denne teknik, kaldet DDOR ( Delta Differential One-way Range ), bruger to antenner fra netværket af NASA- stationer adskilt i bredde på 120 °. Antennerne registrerer samtidig positionen for kilden til radioemissionen, der udsendes af sonden, og den for en kvasar, hvis position er kendt inden for få milliardedele af en grad.
Genindtræden i atmosfæren og landing på Mars varede i alt 6 minutter. Denne fase, kaldet " Entry, Descent and Landing " eller EDL i NASA- terminologi , er særlig kompleks og delikat. Proberne ankommer nær Mars med en relativ hastighed på ca. 5,5 km / s (næsten 20.000 km / t ), som skal annulleres for en vellykket landing. Den eksklusive brug af raketter til at annullere er ikke mulig, fordi det ville kræve, at en stor del af massen af sonden blev brugt til brændstof. MER-sonderne bruger successivt fire metoder til at bremse sig selv.
Som for en atmosfærisk reentry på Jorden, sonden hovedsageligt benytter kræfter træk , dvs. friktionen af atmosfæren, til at droppe sin hastighed: 99,6% af den akkumulerede kinetiske energi spredes på denne måde. Den meget lave tæthed af Mars 'atmosfære, omkring hundrede gange lavere end Jorden, kræver indsættelsen af en faldskærm, mens sonden stadig bevæger sig på det supersoniske hastighed af Mach 1,77 : faldskærmen gør det muligt at fjerne 98% af den resterende kinetiske energi. Hastigheden bliver kun mindre end Mach 1, når skibet er meget tæt på jorden; sonden skal annullere den resterende hastighed ved hjælp af raketter. Endelig, på de sidste par meter, bruger hun oppustelige hynder. Metoden til atmosfærisk genindtræden og landing er baseret på den teknik, der anvendes til Mars Pathfinder med ændringer: det er faktisk nødvendigt at placere 830 kg på Marsjord mod 583 kg for Mars Pathfinder ; derudover blev der valgt en landing i dagtimerne efter fejlene i 1998-1999, fordi det gør det muligt for kontrolteamet på Jorden at modtage emissionerne fra landeren, men dette straffer sonden, fordi atmosfæren er mindre tæt og vinden er stærkere i løbet af dagen. Den anvendte metode når sine grænser med MER- rovere : Mars Science Laboratory- sonden , der er 3 gange tungere, bruger en anden teknik.
3. marts Viking 1 Viking 2 Mars stifinder Ånd Mulighed Phoenix Nysgerrighed Udholdenhed Beagle 2 Schiaparelli Indsigt 6. marts 2. marts |
Landingsstederne vælges først for deres geologiske interesse, men tekniske begrænsninger spiller en væsentlig rolle i den indledende udvælgelse. En stor del af Mars, der ligger i højden, tillader ikke landing, fordi sonden stadig ville have for meget hastighed ved sin ankomst til jorden; den maksimale højde for MER- rovere er sat til 1,3 km under gennemsnitsniveauet for Mars. De to steder, der er valgt til MER-sonderne, ligger i henholdsvis 1,9 km og 1,4 km højde under planetens gennemsnitlige niveau, som alle er de samme 2 km "højere" end landingsstedet for Mars Pathfinder (3,5 km under gennemsnittet niveau). Der kræves andre forhold, så airbags ikke sprænger: en hældning på mindre end 2% i stor skala (1 km ) og 15% lokalt (5 m ), stenens tæthed skal være mindre end 20%. Størrelsen på klipperne skal begrænses for at muliggøre udrulning af roveren på jorden. For at drage fordel af en tilstrækkelig tilførsel af energi fra solen skal roverne lande på mindre end 15 ° breddegrad, derfor nær ækvator. Endelig skal de to landingssteder adskilles med mindst 37 ° i længdegrad , så roverne ikke bruger relaysatellitten til kommunikation med Jorden på samme tid .
LandingspræcisionMER-sonder udfører en direkte genindtræden uden først at placere sig i kredsløb omkring Mars, hvilket kræver særlig præcis navigation, fordi der ikke kan foretages korrektion, når genindtrædelsesfasen i Mars-atmosfæren er begyndt: faktisk skallen, hvor roveren og landingsmodul er lukket har nul lift, og denne fase af flyvningen er derfor rent ballistisk i modsætning til Mars Science Laboratory- sonden, der blev lanceret iAugust 2012. Under storme, der ofte påvirker Mars, falder tætheden af Mars-atmosfæren markant (op til 10%) og vanskelig at forudsige. Vind, der kan være stærk, kan have en betydelig indflydelse på sondens vej. Endelig tilføjer sondens opførsel under den atmosfæriske bremsefase en fejlmargin. Sonden har ingen midler til at kompensere for disse fænomener, når den atmosfæriske genindgang er startet. Under hensyntagen til alle disse usikkerhedsfaktorer indikerer beregningerne, at landingsmodulet skal lande i en 80 × 12 km ellips centreret på målpunktet med en sandsynlighed på 99%: blandt de anførte faktorer kan vinden forårsage en langsgående og lateral forskydning fra landingsstedet på plus eller minus 4 km (ved en hastighed på 20 m / s ), densiteten af atmosfæren på plus eller minus 12 km i længderetningen og tilbagespringningen af airbags på 1 km på begge akser.
Egenskaber | Viking 1 | Mars stifinder | Mars Explorer Rover | MSL (2012) |
---|---|---|---|---|
Masse ved starten af atmosfærisk genindtræden | 992 kg | 584 kg | 827 kg | 2.800 kg |
Landingsmasse | 590 kg | 360 kg | 539 kg | 1.541 kg |
Masse af rover | - | 10,5 kg | 185 kg | 900 kg |
Løft / træk- forhold | 0,18 | 0 | 0 | 0,22 |
Faldskærm diameter | 16 m | 12,5 m | 14 m | 19,7 m |
Faldskærms åbningshastighed | Mach 1.1 | Mach 1.57 | Mach 1.77 | Mach 2 |
Lodret og vandret landingshastighed | Vv 2,4 m / s Vh < 1 m / s |
Vv 12,5 m / s Vh < 20 m / s |
Vv 8 m / s Vh 11,5 m / s |
Vv = 0,75 m / s Vh < 0,5 m / s |
Landingspræcision | 280 × 180 km | 200 × 100 km | 80 × 12 km | 20 × 20 km |
Cirka 84 minutter før sonden kommer ind i Mars-atmosfæren manøvreres den for at orientere varmeskjoldet fremad. Fra nu af leverer solcellepanelerne på krydstogtfasen, som ikke længere drejes mod solen, ikke længere elektrisk energi, og driften af sonden hviler indtil implementeringen af roveren på fem batterier, der er gemt i landeren. Krydstogtsetappen, der har tjent sit formål, droppes omkring 15 minutter før starten på atmosfærisk genindtræden. Fra dette øjeblik indtil implementeringen af rovers antenner efter landing kommunikerer sonden med Jorden ved hjælp af en retningsbestemt antenne med lav forstærkning med en meget lav strømningshastighed: status for sonden i de forskellige faser af flyvningen kommunikeres. Ved kun at variere transmissionsfrekvensen. MER-sonden nærmer sig Mars-atmosfæren, hvis grænse traditionelt ligger ved 120 km , med en hastighed på 19.000 km / t og med en indtrængningsvinkel på 11,5 ° derfor næsten tangent til overfladen af atmosfæren. Formen af varmeskjoldet, en kegle af revolution med en halv vinkel på 70 °, er en arv fra Viking program , som giver orienteringen af sonden, der skal opretholdes i fravær af et aktivt stabiliseringssystem mens afgivelse af varme. Den træk, der genereres af maskinens friktion i det tynde lag af gas, forårsager en deceleration, der topper ved 7 g , svarende til en afmatning på mere end 4000 km / t pr. Minut. Det varmeskjold opvarmes til en temperatur på 1500 ° C .
Udskydningen af faldskærmen ved hjælp af en mørtel udløses af sondens computer, når det aerodynamiske tryk (bestemt af inertienheden) bliver mindre end 700 N / m 2 : hvis afviklingen er nominel, fandt åbningen sted ca. 244 sekunder efter starten atmosfærisk genindtræden, da maskinen var i 9,5 km højde. 20 sekunder senere frigøres det forreste varmeskærm derefter, 10 sekunder senere adskiller landingsmodulet fra bagskærmen og sænker sig langs et kabel, der er cirka 20 meter langt, for at placere airbags uden for retro - rakets flammer. som er ansvarlige for at annullere den resterende hastighed i slutningen af nedstigningen. Derudover reducerer denne pendulære konfiguration risikoen for, at faldskærmslinjerne vikles ind i landingsmodulet på grund af turbulensen i Mars-atmosfæren.
Mens sonden er placeret ca. 2500 m over jorden, udfører en højdemålerradar, monteret under nedstigningsmodulet, flere jordafstandsvurderinger, der er integreret af navigationssoftwaren for at bestemme den lodrette hastighed og udlede driftstiden for retro-raketter. Tre fotos tages successivt i forskellige højder, og softwaren bruger et formgenkendelsessystem til at udlede den vandrette hastighed. Et halvt sekund inden retro-raketterne affyres, pustes airbags op. Retroraketterne ( RAD: Rocket Assisted Deceleration ) affyres, mens nedstigningsmodulet er placeret ca. 12 meter over jorden. For at reducere den vandrette hastighed kan tre andre retro-raketter kaldet TIRS ( Transverse Impulse Rocket System ) muligvis affyres synkroniseret. Denne sidste enhed eksisterede ikke på Mars Pathfinder : den blev tilføjet, fordi man under hensyntagen til den tungere vægt af MER-sonderne kunne føre til en for stor en tilbageværende vandret hastighed til at rive airbags . Når hastigheden praktisk talt annulleres, skæres flangen, der fastholder landingsmodulet, og den falder til jorden: chokket absorberes af airbags, og modulet hopper for første gang fra 15 meter højt; afhængigt af terrænet kan roveren stoppe efter et minut og efter at have rejst op til 1 km . Den bageste kofanger, der stadig drives af retro-raketterne, genvinder højden efter adskillelsen fra nedstigningsmodulet og går ned lidt længere.
Tolv minutter efter den første kontakt med jorden tømmes airbags og trækkes derefter tilbage ved hjælp af jacks. Cirka en time senere åbnes metalblade, der beskytter roveren : ved hjælp af rovers accelerometre bestemmer bordcomputeren, i hvilken position roveren er i forhold til den vandrette og styrer om nødvendigt roveren. '' åbning af kronbladet, som erstatter maskinen i en passende position. Den rover , som blev opbevaret foldet til optager så lidt plads som muligt, sættes i driftstilstand: solpaneler er indsat horisontalt, fastgørelsesorganerne som sikrede den rover med landing modul er ugjort ved små pyrotekniske ladninger er hjulene indsat, rammen hæves, telekommunikationsantennerne og masten, der bærer panoramakameraet, placeres lodret. Efter at have modtaget et panorama af omgivelserne udført af roveren i begyndelsen af denne sekvens, giver styringen på Jorden ordren til maskinen at stige ned ved at låne en af de fleksible ramper ( batwing ) strakt mellem kronblade valgt i henhold til konfiguration af landet.
Landingsprocessen med ånd og mulighedLandingerne af Spirit and Opportunity gik efter deres designers forventninger. Vinkelfejlen før atmosfærisk genindtræden er 0,01 ° ( Spirit ) og 0,02 ° ( Mulighed ). En støvstorm er i gang, når de to sonder ankommer: For at kompensere for den lavere tæthed af Mars-atmosfæren, der er knyttet til denne begivenhed, ændres parameteren, der styrer faldskærmens udrulning, så den åbner tidligere. Atmosfærens tæthed anslås at være 8% svagere end normalt på tidspunktet for Spirit's maksimale deceleration og 12% for Opportunity . Landerne fra Spirit and Opportunity landede begge sikkert omkring 15 km bag målpunktet, som man kunne forvente med en atmosfære med lavere tæthed.
Landingsmodulet på Spirit- robotten lander på3. januar 2004på en breddegrad på 15 ° syd for ækvator i Gusev-krateret dannet af påvirkningen fra en stor meteorit for flere milliarder år siden. Krateret med en diameter på 145 km , er opkaldt Matvei Gusev , en russisk astronom af XIX th århundrede.
Dette landingssted blev valgt, fordi det ligger ved udløbet af den 900 km lange Ma'adim-dal, der utvivlsomt blev dannet af floderosion . På det tidspunkt ville bølgerne have tvunget sig vej gennem kraterets rand, og en sø ville have besat en del af krateret. Ved at vælge denne placering håber forskerne at finde spor af de sedimenter, der er afsat ved søens farvande, der ville gøre det muligt at bestemme de forhold, der var gældende på det tidspunkt.
Håbet om at opdage spor af sedimentering af søen blev hurtigt skuffet: Spirit opdagede i det væsentlige basalt af vulkansk oprindelse. Sedimentet findes muligvis, men er begravet under nyere materiale. Derudover præsenterer Spirit- landingsstedet ikke noget stenet fremspring, der giver os mulighed for at studere undergrunden. Det10. februar, er roveren rettet mod et stødkrater med en diameter på 192 m ved navn Bonneville med håb om, at denne er dyb nok til, at klippeudskæringer vises der. På vej stoppes Ånd midt i depressionen kaldet Laguna Hollow . Operatører på Jorden ønsker at forsøge at afsløre det lag af sediment, der kan være begravet under overfladelaget af sand, der dækker stedet: roveren roterer på et hjul, mens de andre hjul holdes låst og graver jorden. Men manøvren bringer ikke noget interessant frem i lyset.
Efter at have rejst 250 meter fra landingsstedet ankommer Spirit til Bonneville-krateret: det er ikke dybt nok til at afsløre klipper. Virkningen af meteoritten var ikke tilstrækkelig til, at udkastet kom fra det vulkanske underlag. Den rover begynder derefter en lang rejse til Columbia Hills , den nærmeste landskabsform 2,3 km derfra stadig i håbet om at finde klippefremspring.
The Columbia Hills (2004-2006)Spirit nåede bunden af Columbia Hills iJuni 2004. I lidt over et år og ved at dække 4,81 km , Spirit formår at klatre21. august 2005på den højeste af Columbia Hills kendt som Husband Hill . På vej studerer roveren mange klipper, der ligger på siderne af bakkerne og finder spor af vandets virkning i flydende form. Under opstigningen genvinder rovers solpaneler , som gradvist er blevet dækket af støv siden landing, deres effektivitet igen takket være Mars støvvirvler . Den rover begynder nedstigningen mod sletten og når op iFebruar 2006en bemærkelsesværdig plateauformet klippehug ved foden af bakkerne kaldet Home Plate . Dette sæt ser ud til at bestå af flere stenlag af vulkansk oprindelse.
Hjemmeplade (2006-2008)Efter at have arbejdet i udkanten af Home Plate blev Spirit sendt til McCool Hill men halvvejsMarts 2006dens fremskridt bremses af blokeringen af det forreste højre hjul. Efter at have flyttet roveren baglæns for at kompensere for det fastklemte hjul, besluttede jordbesætningen at immobilisere Spirit på14. aprilpå en stenet højderyg kaldet Low Ridge Haven for roveren til at tilbringe vinteren der. I 8 måneder forbliver Spirit , der hidtil har kørt 6,9 km , ubevægelig, mens den venter på, at solskin igen bliver tilstrækkelig til at genoplade batterierne og komme videre. INovember 2006, Spirit er i drift igen, men det forreste højre hjul sidder stadig fast, og roveren skal bevæge sig baglæns. Det blokerede hjul bremser roveren, fordi det graver en fure i Marsjorden; endeMaj 2007Denne deaktiverende adfærd gør det muligt at afsløre en usædvanlig jord sammensat af 90% silica under overfladelaget : mekanismerne for dannelse af dette materiale kræver et vandigt medium, der er gunstigt for livet. Mellem juli ogaugust 2007, står roveren overfor voldsomme støvstorme, der mørkner himlen, men Spirit overlever denne episode. I slutningen af 2007 havde roveren rejst 7,5 km op til det punkt og blev immobiliseret nord for Home Plate for at tilbringe vinteren der. Positionen af rover optimeres, således at hældningen af solpaneler i forhold til de horisontale når 30 ° med henblik på at gøre det muligt for rover at fange den faldende solstråling på den mest gunstige position. Den genererede energi må ikke falde til under værdien på 150 Wh pr. Dag, så roveren kan forblive i funktionsdygtig stand (55 Wh for spektrometerets modstand, 29 Wh for batterierne, mens resten bruges af computeren osv. . ). Ioktober 2008, Spirit kommer i gang igen på trods af en langvarig vinter på grund af dårlige vejrforhold.
Ånd permanent immobiliseret (2009)I december 2008, Spirit begynder en lang rejse, der bringer den til to geologiske formationer kaldet "Goddard" og "von Braun". Da den korteste rute gennem Home Plate- plateauet ikke er tilgængelig, vælger jordbesætningen at omgå Home Plate nord og derefter vest, før den styrer roveren mod dens nye mål. Mens Spirit er på vej til von Braun , synker hjulene i begyndelsen af maj i et lag sand, og roveren undlader at frigøre sig. JPL- teamet forsøger at finde en løsning til at frigøre Spirit ved at simulere de manøvrer, der skal udføres på Jorden ved hjælp af en model af roveren placeret på en gengivelse af Marsjord. Der foretages adskillige forsøg på forsigtigt at vende om eller fremme Spirit, men alle fejler. I begyndelsen af 2010 opgav NASA at frigive Spirit : roveren, der har rejst 7.730,5 meter, siden den landede, fungerer nu som en fast målestation.
Men Mars-vinteren nærmer sig (Mars-vintersolhverv er 12. maj 2010), falder mængden af energi til rådighed kraftigt. Imidlertid kan Spirit , immobiliseret, ikke orientere sine solpaneler på en optimal måde. Det30. marts, Mars Odyssey- satellitten, der viderebringer Spirit's radiolink, rapporterer, at den ikke har modtaget Spirit's planlagte radioudsendelse . Den rover , der modtog kun 134 Wh per dag i den sidste vellykket kommunikation, sandsynligvis gik til søvn, så for ikke at falde under en kritisk tærskel energi til sine vitale funktioner. Mid-juli 2010på trods af stigningen i solenergi, som solpaneler modtager, er roveren stadig tavs. Det25. maj 2011, NASA afslutter sine forsøg på at kontakte robotten.
Den Opportunity rover lander på24. januar 2004på Meridiani Planum . Navnet Meridiani kommer fra dette områdes nærhed til Mars 'nul-meridian (0 ° længdegrad), mens Planum betyder "almindelig". Dette plateau blev valgt som landingssted, fordi spektrometeret ombord på Mars-orbiter Mars Global Surveyor opdagede, at denne region var særlig rig på en af de former for jernoxid kaldet grå hæmatit . Men på jorden dannes dette mineral generelt, men ikke altid, i nærværelse af flydende vand. Målet med missionen er at lede efter tegn på dannelse af hæmatit af sediment (aflejringer efterladt af en sø) eller på grund af hydrotermisk aktivitet.
Mulighed , heldigere end Spirit , hviler efter landing i centrum af et lille slagkrater med en diameter på 22 m , kaldet Eagle , hvis kanter er klipper. Dette layout af stedet gjorde det muligt hurtigt at gennemføre undersøgelser af arten og historien om stedets stenede undergrund. Videnskabelige instrumenter samler mange spor, der beviser, at en del af de synlige klipper delvis blev dannet under påvirkning af flydende vand.
Endurance Crater (2004)Efter at have forladt Eagle Crater , går roveren mod Endurance Crater, der ligger 750 m væk . Han når det videre30. april 2004. Opportunity studerer først kanterne af krateret ved at tage aflæsninger ved hjælp af panoramakameraet og Mini-TES . Den Lion Stone , der er på sin rute har den samme sammensætning som klipperne i bunden af Eagle Crater . Det4. juni 2004beslutter de ansvarlige for missionen at tage risikoen for at sænke roveren inde i krateret: Mulighed er muligvis ikke i stand til at gå op på grund af skråningen, men forskere mener, at dybe lag af undergrunden observeret inde i krateret sandsynligvis at give mange svar. Den rover kommer ind i krateret gennem et websted kaldet Karatepe som viser fem klippelag med klart differentierede egenskaber, tekstur og kemisk sammensætning. Geologer konkluderer, at dette er lag, der dannes på forskellige datoer. Mens den synker ned i krateret, analyserer roveren adskillige klipper, der ligger i dens sti. Controllerne opgiver at studere de sandformationer, der ligger i bunden af krateret af frygt for, at roveren sidder fast permanent. Går op og ud af krateret analyserer roveren en sten kaldet Wopmay, der giver tvetydige spor om vandets rolle i dannelsen af klipper placeret i bunden af krateret før og efter påvirkningen. Den rover derefter hoveder til en lille klippe på den indre væg af Endurance kaldet Burns Cliff. Hældningen giver dig ikke mulighed for at komme tæt nok på formationen til at bruge spektrometre, men mange billeder er taget med Pancam. Lag af sediment, der kan være aflejret af vandet, identificeres. Mulighed tilbragte næsten 180 martsdage i krateret, før de gik glat op ad det indre kraterhældning i slutningen af månedendecember 2004.
På vej til Victoria Crater (2005-2006)Nu er Opportunity på vej mod Victoria Crater, der ligger mere end 9 kilometer væk. Under rejsen passerer roveren foran varmeskjoldet, som er genstand for adskillige fotografier beregnet til at analysere dets tilstand og udlede forløbet for det atmosfæriske genindtræden. I nærheden tillader roveren opdagelsen af den første meteorit, der opstår på en anden planet: kaldet Heat Shield Rock , den er på størrelse med en basketball, og rovers spektrometre indikerer, at den er lavet af jern og nikkel . Den rover passerer successivt foran Alvin Jason , Naturaliste og Vostok kratere uden at udføre tilbundsgående undersøgelser. Det20. marts 2005, Opportunity bryder rekorden for afstand, der er tilbagelagt på en marsdag ved at gå 220 meter. Det26. april 2005, er roveren immobiliseret efter at have helt begravet fire af sine hjul i en lille klit. Efter en måned og et halvt af omhyggelig manøvrering, jorden besætning formået at fri mulighed på4. juni. MellemOktober 2005 og Marts 2006, udforsker roveren Erebus- krateret, hvor det studerer de mange klippefyldte områder. Inovember 2005, mislykkes motoren, der aktiverer den første artikulation af instrumentbærerarmen (skulderen). Oprindelsen til problemet har været kendt siden landingen: afbryderen til ledningsvarmemodstanden, dårligt samlet, fungerer ikke, og motoren udsættes for temperaturskifte, som endte med at gribe den. Armen frigøres, men to år senere, iMaj 2008efter en endnu mere alvorlig hændelse beslutter controllerne at holde armen udstrakt til enhver tid, så den ikke bliver permanent ubrugelig efter en ny blokering.
Victoria Crater (2006-2008)Ende September 2006, Victoria- krateret er nået: med sine 800 meter i diameter er det det største af kratere, som roveren har besøgt . Det er også det mest lovende med sine høje vægge af udhuggende klipper, som skal levere nye geologiske spor. Solpaneler, renset af støvhvirvler eller et frostrelateret fænomen, befinder sig kortvarigt iMarts 2007al deres effektivitet med en genereret effekt på 800 Wh, før særlig voldsomme storme faldt i midten af 2007, hvilket bragte den tilgængelige strøm ned, hvilket tvang roveren til at stoppe al drift. Den NASA frygtede et øjeblik, at det rover helt udtømmer sine magtressourcer og beskadige sine elektronik, som ikke ville være blevet beskyttet mod kulden, men det rover formår at overleve denne episode. Da vejret blev bedre, startede roverenseptember 2007 en række studier af klippelagene, der stiger inde i Victoria-krateret, inden de forlader slutkrateret August 2008.
On the Road to Endeavour Crater (2008-2011)De rover blade Victoria Crater for god i begyndelsen af den måned,september 2008mod sydøst for at nå Endeavour Crater , et krater med en diameter på ca. 22 kilometer. Programmørerne vurderer, at en rejse på næsten to år er nødvendig for at nå dette fjerne krater på ca. 12 km . Forskere mener, at de kan finde stakke af stenlag, der er meget større end dem, der observeres i Victoria Crater. Derudover har mineralogiske og morfologiske undersøgelser af brudte klipper placeret på kanten af Endeavour- krateret takket være observationer fra Mars Reconnaissance Orbiter- sonde identificeret phyllosilicater, og disse mineraler blev sandsynligvis dannet i et fugtigt miljø, meget tidligt i historien om Mars.
Imellem 29. november og 13. december 2008, Solen er placeret mellem Jorden og Mars og tillader ikke længere kommunikation med roverne . I løbet af denne periode programmerede rover- teamet Mulighed for at bruge Mössbauer-spektrometeret til at undersøge et klippeopkald ved navn Santorini . Det7. marts 2009( Sol 1820 ), efter at have rejst næsten 3 km fra Victoria , er Opportunity for første gang i syne for Endeavour- krateret, der ligger 12 kilometer væk. Der er også Iazu- krateret, der ligger ca. 38 kilometer væk. I betragtning af den tid, det tager at rejse denne afstand fra Victoria , bør mere end et marsår (23 måneder) være nødvendigt for at nå Endeavour .
Mulighed er til fordel for7. april 2009( Sol 1850 ) ved at rense sine solpaneler og dermed generere yderligere 515 Wh, dvs. en stigning i energiproduktionen på omkring 40%.
Den rover fortsætter nu sin vej mod Endeavour, som det skal være i 2011. Endjuni 2010, efterhånden som Mars-vinteren trækker sig tilbage, er Opportunity stadig operationel og skrider hurtigt frem. På grund af omvejene for at undgå de farligste klitter er roveren, som alligevel har rejst 21,4 km siden ankomsten til Mars, stadig 12 km fra Endeavour- krateret, men har utvivlsomt gjort den del af turen. Den farligste. Den rover er placeret på18. maj 2011mindre end 4 km fra Endeavour Crater .
Endeavour Crater (2011-)De Opportunity rover når op Endeavour -krateret på9. august 2011efter 3 års passage siden forlader Victoria krater . Mission videnskabsmænd planlægger ikke at sende Opportunity inden i krateret med en diameter på 22 km , fordi instrumenterne i MRO- kredsløb har bestemt, at terrænet der præsenterede en geologisk konfiguration, der allerede er observeret af roverne . På den anden side registrerede MRO- instrumenter leraflejringer ved kanten af krateret, der er valgt som det næste mål for Opportunity . Faktisk er denne type geologisk formation hidtil aldrig blevet stødt på af MER- rovere og blev utvivlsomt skabt i en meget gammel periode af Mars, da vand strømmede i det fri på Mars. Den videnskabelige udstyr rover , som i 6 år oversteg levetid, som det blev bygget, er nu delvis ude af drift. De Mini-TES infrarødt spektrometer har stoppet arbejdet siden den storm, der ramte rover i 2007 og påvisning kapacitet Mössbauer spektrometer er blevet meget svag, fordi dets radioaktive kilde til kobolt , med en halveringstid på 271 dage, ikke udleder mere end en lille brøkdel af gammastrålerne, den oprindeligt leverede. Uden Mini-TES er Mössbauer-spektrometeret det eneste instrument, der er i stand til at identificere de tilstedeværende mineraler. Derudover fungerer RAT- børsten stadig, men dens akse er snoet, hvilket gør dens handling ineffektiv. Derudover er der støv på optikken i panoramakameraer.
Eksistensen af vand på Mars blev bekræftet så tidligt som i 1964 ved spektralundersøgelser og ved observationer udført af Mars-prober fra Mariner 9 . Målet med missionen er at finde spor til tilstedeværelsen af flydende vand på Mars overflade under forhold, der ville have tilladt udseendet af liv.
Under de nuværende forhold på Mars er tilstedeværelsen af flydende vand på planetens overflade umulig på grund af den lave temperatur (i gennemsnit -50 ° C mod 14 ° C på jorden) og atmosfærisk tryk ( 6 hPa mod 1.013 hPa på jorden) . Vand er kun til stede i form af vandis, når temperaturen er lav nok og i gasform. Vandis er til stede i undergrunden nær polerne (laget af vandis er 1 km tyk ved de to marspoler), men også i visse kratere. Vanddamp er næppe til stede i Mars-atmosfæren (0,03% for 95,3% af CO 2og spor af nitrogen og argon): hvis det kondenseres, vil det give et lag is over hele overfladen af Mars 12 mikron tykt.
Ved hjælp af sporene synlige på jorden og datering af stederne ved hjælp af kraternes observerede tæthed identificerede forskerne 3 store geologiske perioder. I løbet af Noachian-perioden , der begynder med dannelsen af planeten for 4,6 milliarder år siden og slutter for 3,5-3,7 milliarder år siden, er Mars meget geologisk aktiv med perioder præget af høje temperaturer og et fugtigt miljø, aktiv vulkanisme og tektonisk aktivitet. Mars har utvivlsomt fordel af en tyk atmosfære, som kunne have tilladt tilstedeværelsen af flydende vand på overfladen. I løbet af Hesperian, der slutter ifølge forfatterne for 3,5 eller 1,8 milliarder år siden, sænkes geologisk aktivitet, Mars atmosfære flygter gradvist ud i rummet eller i den under-Mars jord, der forårsager vandets forsvinden i flydende tilstand på overfladen af Mars . Det er en periode med intens vulkansk aktivitet. I løbet af Amazonas , som har varet i 2 til 3 milliarder år, går tørhed ind. Der er stadig sporadiske vulkanske episoder, der svækkes, mens atmosfæren fortsætter med at flygte, inden den når det nuværende ligevægtspunkt.
Flere spor ser ud til at vise, at vand permanent besatte martsjord som flade og lige bunddæmpningsdale, strømningsformet lettelse kollapser, polygonale jordbund, kaotisk terræn, fluviale netværk, tegn på tilstedeværelse af søer eller have. Alle disse formationer er over 3,8 milliarder år gamle. Mens specialister er enige om hovedlinjerne i Mars geologisk historie, er der ingen enighed om resten: hvor meget vand der var til stede på overfladen, og hvor længe, hvor dette vand s slap hun ud ...
Store koncentrationer af grå hæmatit blev påvist i et område tæt på både ækvator og Mars nulmeridian, opkaldt af denne grund Terra Meridiani (breddegrad 2 ° syd, længdegrad 0 ° til 5 ° vest) af spektrometeret. Termisk TES af Mars Global Surveyor . Hæmatit er et jernoxid med den kemiske formel Fe 2 O 3. Hæmatit kan sammenlignes med rust, men på Terra Meridiani forekommer det som grå krystallinsk hæmatit, som kan være skabt i nærværelse af vand. Denne form for dannelse kan dannes ved vulkansk aktivitet eller ved vandets virkning. Dette er grunden til, der forklarer landingsstedet for Opportunity Rover i denne region på Meridiani Planum- platået .
Planetologernes interesse for grå hæmatit kommer fra sammenhængen mellem tilstedeværelsen af dette mineral og flydende vand, skønt sidstnævnte ikke nødvendigvis er forbundet med dannelsen af dette jernoxid. Faktisk er oprindelsen af grå hæmatit på Jorden genstand for flere scenarier:
Begyndelsen på udforskningen af Gusev-krateret af Spirit Rover var skuffende, da der ikke blev opdaget klare beviser for vandets handling, men når Columbia Hills nåede, viste flere steder, at vandet var med til at forme visse geologiske formationer. Men denne rolle ser ud til at være knyttet til vulkansk aktivitet snarere end til marine eller søaflejringer. Den Opportunity rover , på den anden side, opdagede mineraler formentlig skabt af vand og dokumentation af sediment efterladt af vandmasser.
Eagle kraterDe indre flanker lille Eagle krater hvori Mulighed landede er dækket med outcrops arrangeret i lag til en højde på omkring 75 cm . Disse præsenteres i et næsten lodret afsnit, der letter deres analyse. Opportunity- robotens instrumenter giver fremragende spor om, at bjerglagene engang enten var nedsænket eller dannet i vand. De analyserede klipper er rige på sulfider. Den jarosit , som er et hydratiseret jernsulfat er især påvist, eller det er dannet i nærvær af vand. Klippens morfologi synes også at indikere vandets virkning.
Derudover er kugler 2 til 3 mm i diameter indhyllet i disse lag. Mange af dem er løsrevet fra det på grund af opløsningen af stenlamellerne og strø jorden. Disse små grå kugler kaldet "blåbær" er meget rige på hæmatit . Flere hypoteser er blevet foreslået for at forklare deres oprindelse:
Observationer fra mikroskopkameraet afslørede, at nogle klipper i Eagle Crater har geometrisk formede hulrum, der kan svare til placeringen af gipskrystaller, der dannes ved fordampning ved kanten af et hav eller en salt sø. Opportunity- rovers mikroskopkamera gjorde det muligt at observere mikrohulrum nogle få millimeter lange på overfladen af klipperne El Capitan og Guadalupe . Tilstedeværelsen af disse små nåleformede hulrum kan forklares som følger:
Klodser med polygonale strukturer på overfladen observeres af Opportunity, især på Escher- klippen i den sydvestlige skråning af Endurance- krateret . Andre nærliggende klipper i bunden af dette krater udviser også disse polygonale strukturer. Disse klipper har en flad overflade, der viser netværk af revner, der deler den øverste del i polygoner. Deres udseende svarer noget til udseendet af revnet mudder, efter at vandet er fordampet.
De første seks måneder af analyser udført af Opportunity- roveren viste, at det udforskede område tidligere var vådt. Denne blev derefter tørret og eroderet for at danne en stor slette.
Flere hypoteser fremsættes for at forklare oprindelsen af revner, der deler overfladen af klipperne i polygoner:
Nogle resultater understøtter sidstnævnte hypotese.
Den mulighed Rovers Alpha Particle X-ray Spectrometer (APXS) gjorde det muligt at foretage en sammenlignende undersøgelse af overfladen af sten efter deres placering i Endurance krater . Klipper dybere i krateret er kemisk mere modificerede end klipper på højere niveauer. Denne kemiske forskel kan skyldes kontakt med vand. Grafen modsat sammenligner for forskellige kemiske komponenter og for forskellige bjergdybder, forholdet mellem indhold på den ene side Escher- klippen placeret dybt inde i krateret og Virginia- klippen nær kanten. Den røde linje repræsenterer målingerne på overfladen af klipperne, den blå linje svarer til målingerne efter børstning af klipperne, de grønne linjer er knyttet til indholdet målt efter boring af RAT- værktøjet . Forholdet mellem indholdet mellem de to typer af klipper varierer meget markant alt efter dybden for klor (Cl ) Og svovl (SO 3 O). Dette indebærer, at Escher- overfladen har varieret mere kemisk end Virginia- overfladen for disse to elementer. Analyser udføres for at forstå, hvilken rolle vand spiller på denne kemiske forskel.
Undersøgelser udført af henholdsvis de to rovere Spirit og Opportunity i Gusev-krateret syd for Apollinaris Patera og på Meridiani Planum antyder, at der tidligere var en tilstrækkelig stor hydrosfære (den del af planeten, der var dækket af vand). at homogenisere fosforindholdet i de analyserede mineraler på de to steder udforsket af roverne placeret på begge sider af planeten.
Den vanddamp , der er indeholdt i Mars atmosfære undertiden kondenserer i is til dannelse skyer af H 2 O krystaller.. Den carbondioxid kan også kondensere til dannelse af krystaller af CO 2mere end 1 µm i diameter i højere højder end dem, der består af vandis. De resulterende skyer, der ligner deres form på jorden cirrusskyer , blev observeret af roverne .
Marsatmosfæren er konstant ladet med støv, hvis korn har en gennemsnitlig diameter på omkring 1,5 µm , der er ansvarlig for den orange-røde nuance på Marshimlen. Dette støv injiceres løbende i atmosfæren af støvstorme ( støvdævler på engelsk) som det, der ses under rover Spirit på12. marts 2005 ; skud varer 575 s (hvilket er angivet af tælleren i nederste venstre hjørne), og yderligere tre hvirvler er kort synlige i afstanden i højre halvdel af rammen, i begyndelsen af sekvensen, så nær hovedhvirvelen, derefter i slutningen.
Farverne på billederne taget af Spirit- robotten har været genstand for kontroverser. På nogle præsentationer er himlen faktisk blå, på andre er visse områder af robotten, der var lyseblå på fotografier taget på jorden, røde på dem taget på Mars. Forskellen i farverne på billederne fra MER-sonderne kan forklares: du skal vide, at det fotografiske udstyr om bord på NASA- og ESA- sonderne tager billeder i lysstyrkeniveauer gennem filtre . MER-sonderne er delvist udstyret med flere filtre forskudt i infrarødt . De endelige billeder rekonstitueres ved hjælp af additiv syntese af tre forskellige filtrerede billeder taget som RGB- komponenter i det endelige billede. Falsk farve imaging er en teknik til at repræsentere, hvad der er normalt ikke synlige (som regel spektral forskydning). De fleste billeder taget med teleskoper (såsom Hubbles ) eller infrarøde kameraer bruger denne proces. Hvis vi ser disse områder af spektret, der ikke er synlige, er det fordi de pr. Definition er falske farver. Den NASA har offentliggjort sentjanuar 2004, en artikel om farvning af billeder af MER-sonder. Derudover bærer solurene på roverne firkanter med maling, der bruges til at kalibrere fotografiets farver (se modsat).
De rovers blev designet til at operere i mindst 90 Mars dage og rejse 600 m på overfladen af Mars. Disse mål nået af Spirit- robotten den5. april 2004blev overgået ud over deres designers forventninger. Rovers blev ikke forventet at overleve den første marsvinter, der var kendetegnet ved et kraftigt fald i lysintensitet, især da den gradvise ophobning af støv skulle reducere solpanelernes effektivitet. Men Opportunity overlevede vedMaj 2012til fem marsvintre. I løbet af den første vinter steg den tilgængelige energi til Spirit fra 900 watt-timer pr. Dag til 400 watt-timer pr. Dag. Muligheden faldt til 500 Wh / d , men den vendte tilbage til 900 Wh / d til overraskelse for overvågningsteamet på Jorden. Denne tilbagelevering af elektrisk energi er knyttet til en mere gunstig geografisk placering for solskin, men også til støvdannelse af solpaneler ved hjælp af en dårligt forstået mekanisme. Rengøringen af solpanelerne ser ud til at have fundet sted i løbet af Mars-natten, da en 5% stigning i tilgængelig strøm blev set ved fire lejligheder over en 6-måneders periode. De hypoteser, der blev fremkaldt for at forklare denne støvdannelse, involverede vind, frost og det faktum, at Opportunity forblev i en skrå position i lang tid under udforskningen af væggene i Endurance- krateret .
De to rovere blev meget tidligt konfronteret med beslaglæggelse af nogle af deres hjul. FraJuni 2004, Spirit's højre forhjul udviste øget intern modstand, hvilket fik motoren til at forbruge mere og mere elektrisk energi. Efter at have forsøgt at omfordele smøremiddel til dette hjul, var den vedtagne strategi at bevæge Spirit fremad i omvendt retning og kun bruge hjulmotoren, når det var nødvendigt.
Videnskabelige instrumenter har vist bemærkelsesværdig levetid på trods af nogle få hændelser. IApril 2005, Fandt NASA , at APXS-spektrometersensorerne blev byttet under samling af de to rovere og brugte hinandens kalibreringsdata. De data, der blev opnået med spektrometerne, skulle korrigeres. Ifølge NASA ville fejlen forårsaget af inversionen være mindre end måleusikkerheden, og der rejses ingen videnskabelige konklusioner i tvivl.
Det 26. april 2005, da det skred mod Erebus- krateret , befandt Opportunity sig fast 200 m fra sidstnævnte, i en sandbunke med sine seks hjul 80% nedgravet i et meget fint mørkt materiale med konsistens af talkumpulver og deponeret af vind. Højen var kun 30 cm høj, og den viste ikke noget særligt i forhold til de andre bølger, der krydser sletten. Teknikerne fra Jet Propulsion Laboratory måtte manøvrere i fem uger for at vende muligheden tomme for tomme. Det4. juni 2005, det forreste højre hjul klarer at bide i en fastere jord under støvlaget. Den rover kan rydde nok for de øvrige hjul at genvinde kontakt med fast og stabil jorden.
I løbet af de mange års erfaring på Mars og opdateringer til navigation software , Opportunity bliver mere og mere selvstændig. I 2010 var det således i stand til at omgå forhindringer uden nogen indblanding fra operatører på jorden eller endda til at vælge sten til analyse alene efter nøjagtige kriterier som størrelse, form og lysstyrke.
Ende juni 2010efter 2.294 dage brugt på Mars-jord overskred Opportunity 21,7 kilometer tilbagelagt på Mars, 36 gange den planlagte afstand og mere end 25 gange den nominelle varighed af missionen.
I marts 2015, Den Opportunity rover har dækket mere end 42,195 kilometer, afstanden til et maraton .
Den NASA gav efter missionen Mars Exploration Rover med lanceringen i 2011 (oprindeligt planlagt til 2009) af missionen Mars Science Laboratory omdøbt Nysgerrighed . Dette, udviklet i samarbejde med flere europæiske lande til videnskabelig instrumentering, er baseret på en 775 kg rover (mod 185 kg for MER'erne) inklusive 70 kg videnskabelige instrumenter (mod 6 kg for Spirit og Opportunity ): disse er delvist afsat til søgen efter livet. Denne rover bruger ikke længere solenergi , men en termoelektrisk generator med radioisotop ved hjælp af en radioaktiv kilde: denne energikilde skal give den en meget større autonomi (op til 100 km over 1000 dage) og brugen af en kraftig laser til at sublimere en småsten over 5 mm i diameter i en afstand af 9 meter og analysere plasmaet genereret af et UV- spektrometer . Derudover kan roveren arbejde kontinuerligt uden at bekymre sig om årstidernes cyklus. Takket være en ny atmosfærisk genindtræden og landingsteknik kan roveren lande med forbedret præcision (20 × 20 km ellipse versus 20 × 150 km for MER), og landingsområdet er meget større: maksimal højde 2 km i stedet for 1,3 km og bredde mellem -60 ° og + 60 ° (MER -15 ° og + 10 °). Trafikken letter ved en frihøjde på 66 cm (30 cm for MER).
Mars Sample Return er en meget ambitiøs mission, som skal udvikles i samarbejde af NASA og Den Europæiske Rumorganisation på et meget senere tidspunkt (ud over 2020). Målet med denne mission er at bringe prøver tilbage fra jorden til jorden. I det sidste scenarie, der blev udviklet i slutningen af 2009, involverer det lanceringen af tre forskellige sonder: en rover, der er ansvarlig for prospektering af marsjord og indsamling af prøver en anden mission, der blev lanceret fire år senere, bærer enforenklet rover, der har til opgave at hente prøverne, der er indsamlet af den første rover, og bringe dem tilbage til landingsmodulet i den anden sonde, som også vil omfatte et opstigningsfase. Sidstnævnte placerer rummet, der indeholder prøverne, i Mars-bane, inden der udføres en rendezvous manøvre med en tredje sonde, der er ansvarlig for at bringe prøverne tilbage til Jorden. Missionen er nu på et projekts stadie.
Dåbens navne på de to rovere Spirit and Opportunity blev valgt den8. juni 2003efter en konkurrence arrangeret af NASA . Vinderen er en ni år gammel pige ved navn Sofi Collis, født i Sibirien og adopteret af en amerikansk familie, der bor i Arizona .
Den NASA sendte knyttet til Mars Lander, en dvd skal indeholdende 4 millioner navne på mennesker, der anmoder om at være på mindesmærket forblive intakt i milliarder af år.
To asteroider med en 7,9-årig kredsløb mellem Mars og Jupiter blev opkaldt efter de rovers : (37.452) Spirit har en diameter på 4 til 9 km og asteroide (39.382) Mulighed har en diameter på 3 til 7 kilometer . Begge blev opdaget den24. september 1960af Ingrid van Houten-Groeneveld, Cees J. van Houten og Tom Gehrels ved hjælp af teleskoper ved Caltechs Mount Palomar Observatory . De er en del af en lille kategori af asteroider, kaldet Hilda-gruppen, som har en orbitalresonans på 3: 2 med Jupiter : hver gang Jupiter afslutter to baner rundt om solen , fuldfører disse asteroider tre.
Flere steder er blevet navngivet for at ære mindet om astronauter, der døde under NASA- missioner . Det Spirit Rover landingsstedet blev navngivet Columbia Memorial Station og Hills blev navngivet Columbia Hills , til minde om de syv astronauter, der omkom i det rumfærgen Columbia eksplosion , under overfarten fase af atmosfæren i STS-107 missionen , den1 st februar 2003. En aluminiumsplade, der er lidt over seks inches i diameter, er fastgjort på bagsiden af højforstærkningsantenne, som gør det muligt for Spirit at kommunikere direkte med Jorden. Bakker omkring Spirit Rover- landingsstedet er opkaldt efter astronauterne, der døde i Apollo 1- ilden Virgil I. "Gus" Grissom , Edward White og Roger B. Chaffee .