Spirit: En uke fra landing til kjøring

Av Erik Tronstad

Fra Spirit lander på Mars og til kjøretøyet kan kjøre ned fra landingsplattformen og ut på Mars-overflaten, vil det ta omtrent én uke. (NASA/JPL)

Etter at Spirit i morgen forhåpentligvis har foretatt en vellykket myklanding på Mars, vil det ta omtrent én uke før kjøretøyet kan kjøre ned fra landingsplattformen og ut på Mars-overflaten.

Når Spirit lander klokken 05.26 norsk tid 4. januar 2004, er det omtrent fire timer til solnedgang på landingsstedet (se Slik skal Spirit lande på Mars (eRomfart 2004-001)). Før solnedgang er det mulig at den 1,3 m høye kameramasten er vippet opp i stående stilling og at Spirits direktivantenne er foldet ut. Videre håper man at Spirit også rekker å ta de første bildene av omgivelsene, selv om de kanskje ikke blir overført til Jorden før neste dag.

All drift av Spirit, og Opportunity når det lander 25. januar 2003, er styrt ut fra lengden på et Mars-døgn. Gjennomsnittsdøgnet på Mars, som kalles en sol, er på 24 timer, 39 minutter og 15 sekunder, det vil si omtrent 40 minutter lengre enn gjennomsnittsdøgnet på Jorden.

Sol­celle­pa­neler, kameramast og direktivantenne (rett til høyre for kameramasten) er foldet ut. Ennå er understellet sammenfoldet. (NASA/JPL)

Spirit er programmert til å starte dagen tidlig på sol 2. Om ikke direktivantennen ble foldet ut på sol 1, blir den det nå. Store mengder tekniske data skal overføres til Jorden, samt bilder. Dessuten skal det sendes opp nye kommandoer fra bakkekontrollen.

På sol 3 starter utfolding av Spirits hjulopphengningssystem. Både hjulstag og hjul skal da foldes ut. Bilder fra noen av kameraene om bord skal brukes til å verifisere at dette går som det skal. Først må imidlertid en hevemekanisme løfte hele kjøretøyet omtrent 25 cm, for at de to hjulene foran på Spirit skal kunne strekkes ut og rotere.

Sol 4 skal i stor grad brukes til å sende ned store mengder med bilder. Panoramakameraene om bord kan ta bilder med tre ganger bedre oppløsning enn kameraet på landingsdelen til Mars Pathfinder. De skal ta et komplett panorama rundt landingsstedet. Panoramaet vil bli tatt som åtte separate bilder, som hvert dekker 45°. Med mange mindre bilder istedenfor ett stort, blir det lettere å veve overføringen av dem inn i strømmen av tekniske data som skal til Jorden.

I løpet av sol 5 og 6 kommer bakhjulene til å bli foldet ut og på plass.

Hjulunderstellet er fullt utfoldet og Spirit står «oppreist» på landingsplattformen, klar til å kjøre ned på Mars-overflaten. (NASA/JPL)

På sol 7 vil en kabel mellom Spirit og landingsplattformen bli kuttet. Spirit kommer da til å kjøre omtrent 10 cm, der kjøretøyet er oppe på landingsplattformen. Det blir den første prøven på at kommando- og fremdriftssystemer fungerer som de skal.

Går alt bra, kan Spirit kjøre ned fra landingsplattformen og ut på Mars-overflaten på sol 8. Først når det skjer, regner man landingen for gjennomført. Spirit vil bli kjørt omtrent 3 m bort fra landingsplattformen, til «det sikreste stedet vi kan finne», som en uttrykte det.

Endelig er øyeblikket kommet, der Spirit kan kjøre ned på Mars-overflaten. Når denne operasjonen er vel overstått, regner man Mars-landingen som gjennomført. (NASA/JPL)

Når Spirit er kommet ut på Mars-overflaten, kan man starte utprøvingen av den bevegelige instrumentarmen foran på kjøretøyet. Så lenge Spirit står på landingsplattformen, er det ikke mulig å bruke instrumentarmen.

Idet Spirit har kjørt ned fra landingsplattformen, har sistnevnte utspilt sin rolle. Dette i motsetning til for Mars Pathfinder, som landet med kjøretøyet Sojourner 4. juli 1997. Der hadde landingsplattformen både datamaskin, kamerautstyr og utstyr for kommunikasjon med Jorden. Fra den landingsplattformen ble det blant annet tatt bilder av Sojourner.

Landingsplattformen til Spirit har ingen vitenskapelige instrumenter og ingen kameraer. Den er «bare» en ren landingsplattform. Siden den ikke har noe kamera, vil vi heller ikke få noen bilder som viser Spirit på Mars-overflaten.

Spirit (og Opportunity) kan bare være i drift når det er dag og sollys der de er på Mars. Årsaken er at de trenger strøm fra sol­celle­pa­nelene for å kunne kjøre, bruke de mange instrumentene og kommunisere med Jorden. Om Mars-natten holdes sentrale systemer om bord i live av batterier, som lades fra sol­celle­pa­nelene om dagen.

Spirit kommer til å starte arbeidsdagen omtrent klokken 08.30 lokal soltid på landingsstedet. Kjøretøyet mottar da kommandoer for dagen fra Jorden. Disse utføres frem til omkring ved 12-tiden, da Spirit tar en liten pause for å avkjøles noe midt på dagen. Deretter fortsetter arbeidet frem til ved 15-tiden. Med fulladede batterier, som trengs for å holde sentrale systemer varme gjennom natten, blir Spirit deaktivert.

Spirit kan kjøre opptil 40 m i løpet av en sol. I praksis er det imidlertid lite sannsynlig at den kommer til å kjøre så langt. Dog vil kjøretøyet kjøre på egen hånd, når det først kjører. Fra bakken får Spirit bare beskjed om hvor kjøretøyet skal, i forhold til hvor det står. Kameraer om bord tar bilder av området foran og datamaskinen analyserer dem. Ut fra dette legger Spirit selv opp en kjøreruten til neste mål.

To eller tre ganger daglig kommer Spirit til å sende data til Jorden via X-båndet, ved hjelp av direktivantennen. Hver kommunikasjonsperiode blir på 1-2 timer. De fleste kommandoer fra Jorden blir også sendt opp via samme kom­mu­ni­ka­sjons­for­bin­del­se.

Overføring av data fra Spirit til Jorden kommer til å bli omtrent likt fordelt mellom denne direkteforbindelsen og overføring via henholdsvis Mars Global Surveyor og 2001 Mars Odyssey. Begge de to sistnevnte går i Mars-bane, og kan kommunisere begge veier med Spirit i UHF-båndet. Mars Global Surveyor kommer til å passere over landingsstedet omtrent klokken 01.30 og 13.30 lokal soltid på stedet. 2001 Mars Odyssey får passeringstider rundt klokken 04.30 og 16.30.

Går alt bra med både Spirit og Opportunity, vil to kjøretøyer være i aktivitet på Mars i begynnelsen av februar 2004. Både Spirit og Opportunity er bygd for en levetid på omtrent tre måneder.

For å få mest mulig effektiv drift av Spirit og Opportunity, må man i størst mulig grad utnytte timene med sollys på hvert landingssted. De to skal lande på omtrent motsatte sider av Mars. Det betyr at når dagen starter med soloppgang hos Spirit, avsluttes den med solnedgang hos Opportunity. Og når dagen avsluttes med solnedgang hos Spirit, starter den med soloppgang hos Opportunity, sånn omtrent.

Rundt 250 personer, delt i to grupper, skal fra dag til dag ha ansvaret for å bestemme hva de to kjøretøyene skal foreta seg og hvor de skal kjøre videre. Alle disse kommer til å legge om døgnrytmen sin. Istedenfor å leve etter en døgnrytme på 24 timer, som er den vi alle lever etter her på Jorden, skal de leve etter en døgnlengde som tilsvarer den på Mars. Alle vil dermed få et døgn som gradvis forskyves i forhold til 24-timersdøgnet her på Jorden. Dessuten skal de tilpasse Mars-døgnene sine slik at de står opp før soloppgang på stedet for kjøretøyet de kontrollerer, og legger seg etter solnedgang. De skal altså fullt ut leve en «Mars-døgnrytme», på 24 timer og 40 minutter.

Du finner en nærmere omtale av formålet med Spirit og flere detaljer om kjøretøyet i To Mars-kjøretøyer klare for oppskyting (eRomfart 2003-100).