Uppdragschefer för programmet Mars Exploration Rover meddelade den här veckan att Spirit Rover troligen aldrig kommer att rova igen på Mars. Men med rover nästan orörlig och fast i en sandfälla befinner hon sig för närvarande i en mycket sårbar och potentiellt "dödlig" situation när vintern närmar sig på Mars södra halvklot. Att peka roverens solpaneler mot solen är avgörande om rover ska överleva, och rover-teamet har bara en handfull enheter för att göra det så. Och vintrarna är långa och hårda på Mars. "Temperaturen kommer att bli kallare än vad Spirit har upplevt tidigare," sa John Callas, projektledare för MER-uppdraget. "Detta är en mycket svårare och farligare situation för Spirit, och vi är på väg in i en regim där fordon kommer att bli kallare än det någonsin har gjort."
Vad står Anda inför och vad är hennes odds?
"Spirit kommer att uppleva sjunkande effektnivåer, och vi kommer troligtvis se energinivåer som kommer att sjunka under 160 wattimmar," sade Callas, som är den kraftenivå som rover behöver upprätthålla så att den kan kommunicera dagligen med jorden. "Om vi inte kan upprätthålla den nivån, kommer det att lösa ett lågt effektfel där rover stänger av eller viloläge och vidtar nödvändiga åtgärder för att bevara så mycket effekt som möjligt. Allt stängs av utom huvudklockan, och alla fotoner som träffar soluppsättningar går att ladda batterierna. ”
I detta lågeffektfel väcker en timer en rover ibland för att kontrollera batterinivåerna, och om det finns tillräckligt med ström kommer Spirit att vakna tillräckligt för att se hur laddade batterierna är och försöka kommunicera med jorden. "Anden kommer att vara som en isbjörn som vilar i viloläge, kanske i flera månader, kanske i storleksordningen 6 månader att roveren kommer att vara i detta tillstånd," sade Callas. ”Det kommer inte att vara som Phoenix-landaren där den stängs av nästan helt. Rover är fortfarande elektriskt aktiv, men inte med tillräckligt med kraft för att vara vaken varje dag. ”
Callas förutspådde att det kommer att vara i tidsramen mellan mars och april här på jorden när de går ut med förmågan att kommunicera med rover eftersom det inte finns tillräckligt med kraft.
Normalt förblir rover tillräckligt varm helt enkelt genom att vara "på" och springa, som att köra din bil på vintern för att värma upp den. Men eftersom rover sover djupt kommer temperaturen på rover att sjunka.
Callas och hans team är oroliga för att temperaturen på rover blir mycket kallt. Baserat på tidigare vintrar förväntar de sig temperaturer från -40 till -50 C på Mars under vinterdjupet. Elektronik på rover tål -40 grader vid drift och -50 c när rover är ledig. Men dessa standarder är för en helt ny out-of-the-box-rover, sade Callas, inte en 6-årig rover med elektronik har gått igenom många olika temperaturcykler.
Ironiskt nog skulle fumarolerna eller ångluckorna som sannolikt skapade det mycket vetenskapligt rika "Troy" -området där Spirit sitter skulle ha gjort det till en "hot spot" på Mars. Men naturligtvis är fumarolerna inte längre aktiva.
Rovers har tre 1-watts radioisotopvärmareenheter (RHU) som är små värmeenheter som används för att hålla motorer och batterier varma på rover, så Spirit's viktiga insidor kommer inte att bli lika kalla som utsidan.
Men ström från solpanelerna är mycket viktigt för att hålla datorn och annan elektronik aktiv, och just nu är solpanelernas position inte alls optimal.
"Vårt primära uppdrag är att få solpaneler riktade mot solen och förbättra hennes chanser," sade roverföraren Ashley Stroupe. ”Helst bör solpanelerna riktas mot solen för att maximera energin som rover får. Om vi kan få tillräckligt med kraft för att hålla roveren varm, kommer det att förkorta den tid Anden kan behöva vara i ett lågt effektläge. ”
I kommande körningar kommer teamet att försöka få höger bakhjulet på roveren upp, genom att köra bakåt och förbättra dess norra lutning. Spirit sitter i en liten krater med kanten bakom sig, så när den rör sig bakåt klättrar den långsamt upp på kanten och lutar rover. "På den sista körningen såg vi 1-2 graders förbättring i lutningen," sade Stroupe på tisdag. "Så vi kommer att göra så mycket förbättring som vi kan genom att fortsätta köra bakåt. Vi kan också försöka rotera roveren på plats så att rullen inte riktas så mycket mot söder som den är nu. ”
Varje lutningsgrad mot norr får 5 watt timmar av förbättring. En uppsida är att solpanelerna för närvarande är ganska fria från dammansamling.
När rover försöker vakna upp varje dag kommer det att vara vid lokal tid på Mars, när elektroniken har värmts upp på grund av solljus.
Men det finns möjligheten att laget kanske inte hör från rover på flera månader.
"Vi måste vara beredda att gå igenom en period som denna," sade Callas. "Vi kanske inte hör av rover, och det kommer att vara frustrerande och utmanande för laget, men vi måste vara disciplinerade om detta, och förhoppningsvis när strömmen återupptar kan vi återuppta kommunikationen under våren."
Och i värsta fall, var är det en mycket lång tid där de inte hör från rover, hur länge kommer laget att försöka kommunicera med Spirit?
"Det är ett mycket komplicerat problem", sa Callas till Space Magazine på tisdagens presskonferens. ”Roveren kommer faktiskt att uppleva två nivåer av felskydd. Roveren vidtar åtgärder baserat på att höra från Jorden, och om vi går för länge utan att prata med rover, löser det en timmer för uppförlust. Vi håller bara cirka 6 veckors kommunikationstabeller på rover så att det troligt kommer att ha slut. Alla dessa saker ger en komplex återhämtningsinsats för rover. Det är svårt att säga hur länge vi skulle försöka, för vi skulle behöva prova många saker innan vi tar ut listan över saker vi kan göra. ”
Callas ville inte ge odds om Spirit kommer att göra det genom vintern. "Andens bästa chans för överlevnad är när vi kan hålla kontakt med henne," sade han. "Så länge vi kan upprätthålla kommunikation med rover kan vi se upp för problem och ge henne råd om hur man bäst kan återfördela sina begränsade resurser."
MER PI Steve Squyres sade att inte ha en roving rover är ett "gripande ögonblick" för laget. ”Vi byggde roverna för att köra runt, så vi har flyttat vårt fokus till en annan klass av aktiviteter. Det är en förändring och vi måste anpassa oss till. Men detta är ett mycket bättre sätt att ha ett plötsligt slut på uppdraget, vilket skulle utesluta att göra den typ av vetenskap som vi ser fram emot. ” (Läs mer om vetenskapen som Spirit kan göra i vår tidigare artikel)
”Vi har hopp om att Spirit kommer att överleva den kalla mörka vintern som Spirit har framför sig,” sade Squyres.
