Phoenix skal snart lande på Mars

Av Erik Tronstad

Phoenix rett etter landingen på Mars. Sol­celle­pa­nelene og instrumenter på toppen av landeren er ennå ikke foldet ut. (NASA)

Det skal skje 26. mai 2008 klokken 01.38 norsk sommertid regnet om bord i romfartøyet. Radiosignalene fra Phoenix bruker 15,3 minutter fra Mars til Jorden. Signaler fra landingstidspunktet når dermed bakkestasjoner på Jorden omtrent klokken 01.53.

Phoenix (innkapslet til høyre) kobles fra frakttrinnet (til venstre). (NASA)

Innkapslet mellom varmeskjoldet og ryggskallet farer Phoenix til høyre mot Mars. Frakttrinnet til venstre. (NASA)

Den høye farten til Phoenix varmer opp gassene i Mars-atmosfæren så de blir selvlysende. (NASA)

I denne fasen opplever romfartøyet både den største varmebelastningen og den kraftigste nedbremsingen. (NASA)

Varmeskjoldet er sprengt bort og Phoenix daler ned i fallskjerm. (NASA)

Siste del av landingen kontrolleres med rakettmotorer. (NASA)

Fra Phoenix merker Mars-atmosfæren og til romfartøyet skal ha landet på Mars, tar det bare syv minutter. Når radiosignalene som sendes ut idet Phoenix trer inn i Mars-atmosfæren når Jorden, har Phoenix allerede stått på overflaten i omkring åtte minutter - om alt går bra.

Planlagt landingssted ligger ved 68,16° N og 233,35° Ø på Mars. Det er i et arktisk sletteområde med navnet Vastitas Borealis. Om vi sammenlikner med Jorden (og Norge), ligger landingsstedet omtrent like langt nord som Leknes i Lofoten.

De tre siste vellykkede Mars-landingene (Mars Pathfinder i 1997 (se Mars Pathfinder har landet i Smånytt om Romfart nummer 4, 1997), Spirit (se Perfekt myklanding av Spirit på Mars (eRomfart 2004-004)) og Opportunity (se Opportunity med praktfull myklanding på Mars (eRomfart 2004-035))) brukte alle «kollisjonsputer» til å dempe sammenstøtet med Mars-overflaten. Med «kollisjonsputer» menes kraftige «ballonger» som ble blåst opp like før landing og som tok hele landingsstøtet. Phoenix skal ikke bruke kollisjonsputer, men rakettmotorer til å redusere hastigheten før landing.

Rakettmotorer med tilhørende drivstofftanker og drivstoff veier relativt sett mindre enn kollisjonsputer gjør. Dermed kan en større andel av romfartøyets totale vekt brukes til vitenskapelige instrumenter. For Phoenix er nesten 9 % av oppskytingsvekten (59 kg av 664 kg) instrumenter. Det er en høyere prosent enn for noe romfartøy som tidligere har landet på Mars.

Mars Pathfinder i 1997 var det første romfartøyet som brukte kollisjonsputer. Samme teknikk ble altså brukt med Spirit og Opportunity. De to var tyngre enn Mars Pathfinder. For Spirit og Opportunity ble teknologien med kollisjonsputer strukket så langt som det i praksis er mulig med dagens materialer. Om man skulle brukt kollisjonsputer også for Phoenix, ville totalvekten av romfartøyet blitt for stor. Da måtte man i så fall ha fjernet en del instrumenter for å redusere vekten av instrumentnyttelasten. Det ville gitt mindre vitenskap for pengene.

Kollisjonsputer gjør det sikrere å lande i områder der terrenget skråner og/eller er steinete. Der Phoenix skal lande, er terrenget mye flatere og mindre steinete enn i de landingsområdene som før har vært brukt på Mars.

Forskere har brukt høyoppløsningskameraet i Mars Reconnaissance Orbiter til en detaljert kartlegging av omtrent hele landingsområdet til Phoenix. De har også gjort infrarøde observasjoner med et instrument i Mars Odyssey. Steiner som varmes opp om dagen, holder bedre på varmen etter solnedgang enn sand og mindre løsmasse. Ved å observere slike temperaturendringer i infrarødt, får man et inntrykk av om det er mye eller lite stein og/eller synlig grunnfjell i et område.

Begge disse typene av observasjoner viser at det skal være lite med stein av størrelse 35-40 cm og større i det planlagte landingsområdet for Phoenix. Slike steiner utgjør en stor fare for Phoenix. Et problem er at ett eller to landingsbein kan havne på en slik stein. Et annet problem er at sol­celle­pa­nelene bare kan foldes ut dersom det ikke er steiner på over 50 cm størrelse innenfor det området sol­celle­pa­nelene dekker.

Under hele landingsfasen kommer Phoenix til å sende ut radiosignaler. Om lag syv minutter før landing, kobles frakttrinnet fra. Det har sol­celle­pa­neler som har gitt romfartøyet strøm under overfarten fra Jorden til Mars. Dermed forsvinner også radiosystemet som har vært brukt til kommunikasjon med Jorden i disse månedene. Fra da av får Phoenix strøm fra batterier om bord, inntil sol­celle­pa­nelene foldes ut etter landing.

På Phoenix' ryggskall er en UHF-antenne. Fra den sendes det heretter ut radiosignaler som kan fanges opp av Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey og Mars Express, som alle går i baner rundt Mars. Disse romfartøyene videreformidler signalene til Jorden.

Mindre enn ett minutt før landing kobles ryggskallet (med UHF-antennen) og fallskjermen fra landingsfartøyet. Oppå dekket til landingsfartøyet er en annen UHF-antenne. Idet ryggskallet kobles fra og forsvinner, begynner denne antennen å sende ut statussignaler. Det fortsetter den med til Phoenix har landet og etter det.

Bakkekontrollen på Jorden får slik en kontinuerlig strøm av statussignaler fra Phoenix. Om noe går galt med landingen, vil man få vite på hvilket tidspunkt og stadium i landingen ting sviktet, antakelig også hva som slo feil.

Man regner også med at de ytterst svake UHF-signalene fra Phoenix kan mottas direkte her nede på Jorden med Robert C. Byrd Green Bank Telescope i Vest-Virginia, USA. Radioteleskopet har en observasjonsflate på 100 m x 110 m og er verdens største fullt styrbare radioteleskop. Som nevnt ovenfor, når de første UHF-signalene når Green Bank, er det gått om lag åtte minutter siden Phoenix landet.

Robert C. Byrd Green Bank Telescope. (NRAO)

Idet Phoenix lander, er det ettermiddag lokal tid på landingsstedet. Denne første dagen på Mars kommer til å bli kalt sol 0 for Phoenix. Dette er en liten endring i forhold til Spirit og Opportunity. For dem ble første dag på Mars betegnet sol 1.

Landingsstedet ligger nord for polarsirkelen på Mars. Landingen skjer sent om våren eller tidlig på sommeren der. På denne tiden er det midnattsol på landingsstedet. Solen vil derfor aldri gå ned under horisonten de første månedene Phoenix er på Mars.

Mars' rotasjonsakse har en helningsvinkel på omtrent 25,19° med retningen til ekliptikkens poler. Det betyr at polarsirklene på Mars ligger ved nordlige og sydlige bredder på 64,81°. Nord og syd for disse breddene vil det være midnattsol på Mars i perioder av årstiden med sommer.

I utgangspunktet skal Phoenix være i drift i 90 soler. Om strømforsyningen fra sol­celle­pa­nelene er god nok, kan prosjektet kanskje bli forlenget med om lag 60 soler. Det avhenger av at alle systemer fortsetter å fungere, av at sol­celle­pa­nelene ikke får for mye støv på seg og av om Phoenix kommer ned på et sted der det er helt flatt eller der det heller svakt mot syd.

Omkring sol 150 regner man uansett med at strømforsyningen antakelig vil være for lav til å holde Phoenix varm nok til at systemene om bord kan fungere. I løpet av ytterligere noen måneder begynner frost av karbondioksid å kondensere ut fra atmosfæren. Frosten av karbondioksid vil etter hvert dekke både Phoenix og landingsområdet.

Ingen har noen forventninger om at Phoenix kan få mangedoblet sin levetid fra de forventede 90 soler, slik tilfellet har vært med Spirit og Opportunity. Begge disse kjøretøyene har levd mer enn 15 ganger så lenge som noen i utgangspunktet hadde regnet med.

Phoenix ble skutt opp 4. august 2007 (se Phoenix er på vei til Mars (eRomfart 2007-069)).

Les mer om Phoenix, landingssekvensen og hva romfartøyet skal gjøre i artikkelen Phoenix skal se om forholdene på Mars tillater liv (eRomfart 2007-068).

Se animasjon (størrelse 10 MB) av hvordan Phoenix lander på Mars.

NASA kommer til å ha kontinuerlig fjernsynsoverføring på to av sine egne fjernsynskanaler i de siste timene før landing og etter landingen på Mars. Sendingene overføres også via Internett. Sendingene som dekker landingen, starter henholdsvis klokken 00.00 og 00.30 norsk sommertid mandag 26. mai 2008. Går alt bra, håper man å ha de første bildene fra Phoenix her på Jorden innen klokken 06.00 norsk sommertid denne morgenen.

Se mer om NASAs sendinger på Internett og hvordan å følge med på dem.