Konstnärens illustration av NASA: s Spirit Mars-rover. Spirit och dess tvilling, Opporunity, landade på Röda planeten i januari 2004.
(Bild: © NASA / JPL)
Spirit är en av de två Mars-rovers som NASA lanserade 2003 som en del av byråns uppdrag på Mars 800 Exploration Rover (MER). Spirit anlände till Röda planeten i januari 2004, med uppgift att ta reda på om livet någonsin kunde ha existerat på Mars, lära sig om Röda planetens nuvarande och tidigare klimat och känneteckna Martiangeologi.
Den utlovade garantin på Spirit var 90 Martian dagar, eller sols, men rover hamnade i mer än 2200 sols, eller 2.266 Earth dagar. Spirit slutade kommunicera med Jorden den 22 mars 2010, efter att det fastnat i en sandfälla. (Spirit's tvillingrover, Opportunity, fungerade till juni 2018, tills den inte kunde ladda sina batterier på grund av en dammstorm. NASA förklarade Oppy död i februari 2019.)
Andens utforskningar gav forskare ett anmärkningsvärt inblick i Mars tidiga och våta historia.
Mycket snart efter landningen fann Spirit omfattande bevis på karbonat och hematit, mineraler som är förknippade med vattenmiljöer. Roveren övervann många tekniska svårigheter (inklusive ett felaktigt hjul) och levererade vetenskapliga data tillbaka till jorden under sex år.
Men det var ett hinder som Anden inte kunde övervinna: en oväntad sandfälla. NASA tillbringade veckor på att hjälpa roboten att komma till säkrare mark men gjorde lite framsteg. Fångat, slutade rover så småningom att överföra information tillbaka till Jorden den 22 mars 2010.
Rover lämnade bakom en trove av vetenskaplig information om Mars historia. Det banade också vägen för en mer robust rover att följa: Nyfikenhet, en rover fokuserad på att leta efter bebodda miljöer på Röda planeten. Nyfikenhet är sökaren för den nya Mars 2020-roveren, som kommer att söka efter tecken på forntida liv.
Följer vattnet
Spirit är en av en svit rymdskepp i NASA: s andra våg av Mars-utforskning. Byrån skickade flera uppdrag till Mars på 1960- och 1970-talet men pausade efter att Viking 1 och Viking 2 landare inte fick tillbaka definitivt bevis på nuvarande eller tidigare liv.
Enligt byrån återupptogs intresset för Mars på 1980- och 1990-talet eftersom forskare på jorden avslöjade mikrober som inte bara överlevde, utan också trivdes, i de extrema miljöerna i vulkaniska ventilationsöppningar. Upptäckten var spännande eftersom vikingabilder visade möjliga bevis på att området hade vatten tidigare.
NASA skickade Mars Global Surveyor (MGS) till planeten 1996 för att kartlägga möjliga vattenplatser, och byrån skickade också Mars Pathfinder och Sojourner rover-uppdraget till Marsytan 1997 med stor vetenskaplig framgång, eftersom den hittade runda klippor som formades troligen av vatten i det forna förflutna.
Upptäckten väckte intresse för fler Mars-rovers, och i januari 2004 lanserade NASA Spirit and Opportunity. Mer formellt känd som Mars Exploration Rovers fick maskinerna sina namn från den 9-åriga Sofi Collis, som var vinnaren av en namntävling.
Spirit and Opportunity bar en stor samling av vetenskaplig utrustning. Instrumenten på varje rover inkluderade en panoramakamera, en mikroskopisk avbildning, ingenjörskameror, tre spektrometrar, ett bergnötningsverktyg och en magnetgrupp. Rovers hade också en liten arm som gjorde det möjligt för dem att få närbild och information om intressanta vetenskapliga mål.
Söker Gusev
Det tog två års förhandlingar för forskare och ingenjörer att komma överens om landningsplatser för möjlighet och ande. "De platser som är mest tilltalande för forskare (sidan av en klippa, till exempel på vilken planetens historia är registrerad i lager av sedimentärt berg) är ofta det mest skrämmande för ingenjörer som är belastade med robotens säkerhet," skrev NASA om processen.
Möjligheten riktade sig till en slätt som heter Meridiani Planum baserat på ett skikt hematit som MGS upptäckte ovanifrån. Hematit är en järnoxid som ofta bildas i vatten. Och som det visade sig fann möjligheten massor av hematit på ytan.
Spirits destination var Gusev-krateret, som sträcker sig över ett område som är större än Connecticut. Från MGS-bilder misstänkte forskare att krateren höll vatten i det forntida förflutet. Gusev grävdes ut av en asteroid eller komet som påverkade planeten redan för 4 miljarder år sedan.
Spirit var den första av de två rovers som lämnade jorden. Den sprängdes av på en Delta II 7925-raket från Cape Canaveral, Florida, den 10 juni 2003 och gjorde sin slutliga nedstigning till Mars sju månader senare, den 4 januari 2004.
Efter att ha öppnat en fallskärm, skötte rover till ytan i en kokong av krockkuddar, rullande säkert till ett stopp på ytan - precis vid mål i Gusev. Möjligheten landade också säkert och på rätt plats den 25 januari.
Reboots, vatten och hjul
Spirit satt fortfarande i sitt landningsskal när den såg det första möjliga tecknet på vatten i fjärran: karbonat, som ofta bildas i våta miljöer. "Vi kom och letade efter karbonater," sade Phil Christensen, en av forskarna för uppdraget, i ett uttalande. "Vi har dem. Vi kommer att jaga dem."
Men inom en vecka var Spirit i problem. Den slutade tillfälligt att skicka data från ytan den 21 januari 2004. Dagar senare fastställde NASA att rover-datorn ständigt startade om på grund av ett programfel; den startade om mer än 60 gånger på tre dagar.
Byrån stabiliserade rover i februari 2004. Sedan i mars slog Spirit en jackpot: en vulkanisk sten vars sammansättning antydde om ett vattnigt förflutna.
Tre månader senare blev NASA förvånad när Spirit snubblat över hematiten och lägger bevis på möjligheten att vatten i miljön. Möjlighet hittade också hematit på sin landningsplats halvvägs över Mars.
I slutet av 2005 hade Spirit kört upp ett närliggande landmärke, Husband Hill, för att titta på landskapet runt det. Det var första gången en rover klättrade på en kulle på en annan planet.
Området var ett bevis på Mars: s tidiga våldsamma historia, sade NASA. "Vi har fått denna dramatiska topografi täckt med sand och lösa stenblock; då, så ofta, ett litet fönster i berggrunden under", sade Steve Squyres, en planetforskare vid Cornell University och den huvudsakliga utredaren för roverens vetenskapliga instrument. i ett påstående.
Ett av Spirit's hjul slutade fungera i mars 2006 då roveren tävlade till en sluttning för att få tillräckligt med solljus för att hålla vintern. NASA-operatörer dra tillbaka fjärrkontrollen på jorden fjärrhjulet bakom rover och rörde långsamt Spirit en timme om dagen när solens styrka tillät. Spirit anlände säkert till sin destination i april 2006.
Platsen visade sig vara en bra plats att stoppa, som roverhittade vattenförändrade mineraler i närheten när den återupptog sin verksamhet i slutet av 2006.
Senare år på Mars
Trots mekaniska och martiska utmaningar reste Spirit 7,7 mil under sina år på Mars - mer än ett dussin gånger avståndet som NASA planerade för rover att resa.
I själva verket slutade det fel som fungerar inte till för uppdraget: I mars 2007 tillkännagav NASA att roveren hade kärnat upp jord med svavel- och vattenspår i sig, vilket antydde att det kunde vara indunstade fjädrar eller vulkaniska ventiler.
När året gick upptäckte Spirit platsen för ett möjligt vulkanutbrott och överlevdeen omfattande dammstorm. En annan storm i slutet av 2008 reducerade Andes kraft till nivåer, men roveren drog igenom.
Martianvindarna rensade lite av dammet i februari 2009. I april började Spirit's dator att starta om problem igen, med perioder av vadNASA beskrivs som "minnesförlust." Rover började köra igen när NASA arbetade för att lösa problemet men stötte sedan på ett ännu värre problem: sjunkande sand. Den 23 april 2009 bröt rover oväntat igenom en skorpa i mjukare sand och kunde inte komma ut igen.
NASA tillbringade månader med att simulera och skicka kommandon till den strandade roveren, men byrån samlade också in data medan rover stod på plats. NASA-tjänstemän var glada över att se sand med basalt, sulfat och kiseldioxid i den - data avslöjade för rover när den försökte komma ur sin fälla. Ett NASA-uttalande kallad platsen, kallad Troy, "en av de mest intressanta platserna som Anden har varit."
Den 31 december 2009 beräknade NASA att det kanske inte finns tillräckligt med kraft för att roveren skulle hålla vintern. Spirit's sista meddelande kom den 22 mars 2010, och roverna tystade när NASA tillbringade månader med att hylla den.
"Ingenjörernas bedömningar under de senaste månaderna har visat en mycket låg sannolikhet för att återhämta kommunikation med Spirit," sa NASA-tjänstemän i ett uttalande den 24 maj 2011. I alla fall skulle rymdtillgångarna som används för att leta efter Spirit snart behövas för NASA: s kommande Mars-rover, Curiosity. Den månaden avslutade NASA sina ansträngningar att nå Spirit.
Andens arv
Medan Spirit slutade kommunikationen med jorden 2010, gick dess tvillingrover, Opportunity, långt utöver det. Möjligheten fortsatte att fungera långt in i 2018 - ungefär 14,5 år efter landningsdatumet - men fastnade på ytan på grund av en dammstorm i juni 2018.
Både möjlighet och Spirit vävstol stora i NASA-lore. Båda roverna visade världen hur god teknik och vetenskap kan avslöja otrolig och värdefull information, till exempel omfattande bevis på vatten på Röda planeten.
NASA: s erfarenhet av rover kom till nytta med den nyare Curiosity-roveren, som anlände på ytan av Mars 2012 och har studerat historien om bebodda miljöer och vatten i Gale Crater och Mount Sharp (Aeolis Mons). Operatörer använder Spirit's och Opportunity's vetenskapliga arbete för att informera Curiosity's traverses. Till exempel kan nyfikenhet känna när den befinner sig i en sandzon och är programmerad att stoppa och be sina operatörer på jorden om hjälp.
NASA: s Mars 2020-rover kommer att söka efter organiska ämnen och andra bevis på forntida liv på Marsytan. En av dess potentiella landningsplatser var Gusev-krateret, där Spirit Rover mötte dess undergång.
"Upptäckten att heta källor flödade hit [Gusev-krateret] var en viktig prestation av Mars Exploration Rover, Spirit," sa NASA-tjänstemän när de beskrev de potentiella landningsplatserna. (Teamet 2020 slutade med att välja en annan plats för uppdraget - Jezero Crater, som var värd för ett floddelta i det forntida förflutet.)
Anden förblir ett viktigt uppdrag för NASA, eftersom rover visade närvaron av vatten på Mars och hjälpte till att lägga grunden för framtida Mars-uppdrag.
