Följande är del 2 av ett utdrag ur min nya bok, "Otroliga berättelser från rymden: en bakom kulisserna. Titta på uppdragen som ändrar vår syn på kosmos." Boken är en inre titt på flera aktuella NASA-robotuppdrag, och detta utdrag är del 2 av 3 som kommer att publiceras här på Space Magazine, i kapitel 2, "Roving Mars with Curiosity." Du kan läsa del 1 här. Boken finns tillgänglig i tryckt eller e-bok (Kindle or Nook) Amazon och Barnes & Noble.
Bor på Mars Time
Landningen skedde klockan 22:30 i Kalifornien. MSL-teamet hade lite tid att fira, övergick omedelbart till uppdragsoperationer och planerade roverens första aktivitetsdag. Teamets första planeringsmöte började klockan 1 på morgonen och slutade ungefär klockan 20.00. De hade varit uppe hela natten och lagt ner en nästan 40 timmars dag.
Detta var en grov början på uppdraget för forskarna och ingenjörerna som behövde leva på "Mars Time".
En dag på Mars-dagen är 40 minuter längre än jordens dag, och under de första 90 Mars-dagarna - kallade sols - för uppdraget arbetade hela teamet på skift dygnet runt för att ständigt övervaka den nyligen landade roveren. Att arbeta enligt samma dagliga schema som rover innebar en ständigt förskjutande sömn / väckningscykel där MSL-teamet skulle ändra sina scheman 40 minuter varje dag för att förbli synkroniserade med dag- och nattplanerna på Mars. Om teammedlemmarna kom till jobbet klockan 21:00 nästa dag, skulle de komma in klockan 21:40 och nästa dag klockan 10:20 och så vidare.
De som har levt genom Mars Time säger att deras kroppar hela tiden känner sig strålade. Vissa människor sov på JPL för att inte störa familjens schema, vissa hade två klockor så att de skulle veta vad klockan var på två planeter.
Cirka 350 forskare från hela världen var involverade i MSL och många av dem stannade på JPL under uppdragets första 90 sols, som bodde på Mars Time.
Men det tog mindre än 60 jorddagar för teamet att tillkännage Curiositys första stora upptäckt.
Vatten, vatten ...
Ashwin Vasavada växte upp i Kalifornien och har gillade barndomsminnen från att besöka statliga och nationalparker i sydvästra USA med sin familj, leka bland sanddyner och vandra i bergen. Han kan nu göra båda på en annan planet, vicarious genom Curiosity. Dagen då jag besökte Vasavada på hans kontor på JPL i början av 2016, navigerade rover genom ett fält av gigantiska sanddyner vid basen av Mount Sharp, med några sanddyner högt 9 fot (9 meter) ovanför rover.
"Det är bara fascinerande att se sanddyner på nära håll på en annan planet," sa Vasavada. ”Och ju närmare vi kommer berget, desto mer fantastisk blir geologin. Så mycket har gått där, och vi har så liten förståelse för det ... än så länge. ”
När vi pratade närmade sig nyfikenheten fyra jordår på Mars. Rover studerar nu de lockande sedimentlagren på Mt. Skarp närmare detaljer. Men först behövde man navigera genom ”Bagnold Dunes” som bildar en barriär längs bergets nordvästra flank. Här gör Curiosity vad Vasavada kallar "flyby science", och stannar kort för att prova och studera sandkornen på sanddynerna medan du rör sig genom området så snabbt som möjligt.
Nu arbetar han som projektledare för uppdraget och spelar Vasavada en ännu större roll i samordningen av uppdraget.
"Det är en konstant balans att göra saker snabbt, noggrant och effektivt samt att använda instrumenten till fullo," sade han.
Sedan den framgångsrika landningen i augusti 2012 har Curiosity skickat tillbaka tiotusentals bilder från Mars - från expansiva panoramabilder till extrema närbilder av stenar och sandkorn, som alla hjälper till att berätta historien om Mars förflutna.
De bilder som allmänheten verkar älska mest är "selfies", bilderna som rover tar av sig själv sitter på Mars. Selfierna är inte bara en enda bild som de vi tar med våra mobiltelefoner, utan en mosaik skapad av dussintals separata bilder tagna med Mars Hand Lens Imager (MAHLI) -kamera i slutet av roverens robotarm. Andra fanfavoriter är bilderna Nyfikenheten tar av det magnifika Martianlandskapet, som en turist som dokumenterar sin resa.
Vasavada har en unik personlig favorit.
"För mig är den mest meningsfulla bilden från Nyfikenhet verkligen inte så bra av en bild," sade han, "men det var en av våra första upptäckter så det har ett känslomässigt band till det."
Inom de första 50 solarna tog Curiosity bilder av vad geologer kallar konglomerat: en sten gjord av stenar som cementeras tillsammans. Men det var inga vanliga småstenar - de var småstenar som slitits av strömmande vatten. Serendipitously, rover hade hittat en forntida strömbotten där vatten en gång flödade kraftigt. Från storleken på småsten kunde vetenskapsteamet tolka vattnet rör sig cirka 1 meter per sekund, med ett djup någonstans mellan några tum till flera fot.
"När du ser den här bilden, och om du är en trädgårdsmästare eller geolog, vet du vad det här betyder," sa Vasasvada upphetsad. ”På Home Depot kallas den rundade klippan för landskapsplanering flodstenar! Det tänkte på mig att tro att roveren körde genom en strömbädd. Den bilden förde verkligen hem, det rann faktiskt vatten här för länge sedan, antagligen ankel till höft djupt. ”
Vasavada såg ner. ”Det ger mig fortfarande rysningar, bara tänker på det,” sade han med sin passion för utforskning och upptäckt synlig.
Från den tidiga upptäckten fortsatte nyfikenheten att hitta mer vattenrelaterade bevis. Laget tog ett beräknat spel och istället för att köra rakt mot Mt. Sharp, tog en liten omväg österut till ett område som kallas 'Yellowknife Bay'.
"Yellowknife Bay var något vi såg med orbitrarna," förklarade Vasavada, "och det verkade finnas ett skräpfläkt matat av en flod - bevis för strömmande vatten i det forntida förflutet."
Här uppfyllde nyfikenheten sina huvudmål: att bestämma om Gale Crater någonsin var beboelig för enkla livsformer. Svaret var ett rungande ja. Roverna provade två stenplattor med borrmaskinen och matade halva baby-aspirinstorlekar till SAM, ombordlaboratoriet. SAM identifierade spår av element som kol, väte, kväve, syre och mer - livets grundläggande byggstenar. Det fanns också svavelföreningar i olika kemiska former, en möjlig energikälla för mikrober.
Data som samlats in av Curiositys andra instrument konstruerade ett porträtt som beskriver hur denna webbplats en gång var en lerig sjöbädd med mildt - inte surt - vatten. Lägg till de väsentliga elementära ingredienserna för livet, och för länge sedan skulle Yellowknife Bay ha varit den perfekta platsen för levande organismer att umgås. Även om denna upptäckt inte nödvändigtvis betyder att det finns tidigare eller nuvarande liv på Mars, visar det att de råvaror som fanns för livet kunde komma igång där på en gång, i en godartad miljö.
"Att hitta den bebodda miljön i Yellowknife Bay var underbart eftersom det verkligen visade förmågan vårt uppdrag har att mäta så många olika saker," sa Vasavada. ”En underbar bild samlades av bäckar som flödade in i en sjömiljö. Det var exakt vad vi skickades dit för att hitta, men vi trodde inte att vi skulle hitta det så tidigt i uppdraget. ”
Ändå kunde denna sjöbädd ha skapats av en engångshändelse under bara hundratals år. "Jackpotten" skulle vara att hitta bevis på långvarig vatten och värme.
Upptäckten tog lite längre tid. Men personligen betyder det mer för Vasavada.
Mars klimat var ett av Vasavadas tidiga intressen i sin karriär och han tillbringade flera år med att skapa modeller och försökte förstå Mars: s gamla historia.
”Jag växte upp med bilder av Mars från Viking-uppdraget,” sade han, ”och tänkte på det som en karg plats med taggad vulkanisk sten och en massa sand. Då hade jag gjort allt detta teoretiska arbete om Mars-klimatet, att floder och hav kanske en gång fanns på Mars, men vi hade inga riktiga bevis. ”
Det är därför upptäckten som Curiosity gjorde i slutet av 2015 är så spännande för Vasavada och hans team.
"Vi såg inte bara de rundade stenarna och resterna av den leriga sjön botten vid Yellowknife Bay, men hela vägen," sa Vasavada. ”Vi såg flodstenar först och sedan lutade sandstenar där floden tömdes till sjöar. Sedan när vi kom till Mt. Skarp, vi såg stora expansioner av sten gjorda av silt som satte sig ut från sjöarna. "
Förklaringen som bäst passar "morfologin" i denna region - det vill säga konfigurationen och utvecklingen av stenar och landformer - är floder som bildas deltor när de tömdes i en sjö. Detta inträffade troligen för 3,8 till 3,3 miljarder år sedan. Och floderna levererade sediment som långsamt byggde upp de nedre lagren av Mt. Skarp.
"Min jävla, vi såg detta fulla system nu," förklarade Vasavada, "och visade hur hela de nedre hundra metrarna av Mount Sharp troligen lagts ned av dessa flod- och sjösediment. Det betyder att denna händelse inte tog hundratals eller tusentals år; det krävde miljoner år för att sjöar och floder var närvarande för att långsamt bygga upp, millimeter för millimeter, bergets botten. ”
För det behövde Mars också en tjockare atmosfär än den har nu, och en växthusgaskomposition som Vasavada sa att de inte riktigt har kommit fram till än.
Men på så sätt fick dramatiska klimatförändringar på något sätt vattnet att försvinna och vindar i krateret snidade berget till sin nuvarande form.
Rovern hade landat på exakt rätt ställe, för här i ett område var en förteckning över mycket av Mars miljöhistoria, inklusive bevis på en stor förändring i planetens klimat, när vattnet som en gång täckte Gale Krater med sediment torkade upp.
"Allt detta är en betydande drivkraft nu för vad vi behöver förklara om Mars tidiga klimat," sa Vasavada. ”Du får inte miljoner år av klimatförändringar från en enda händelse som en meteor hit. Denna upptäckt har breda konsekvenser för hela planeten, inte bara Gale Crater. ”
Andra upptäckter
• Kiseldioxid: Rover gjorde en helt oförutsedd upptäckt av högt innehåll kiseldioxidarter när den närmade sig Mt. Skarp. "Detta innebär att resten av de normala elementen som bildar stenar avlägsnades, eller att en massa extra kiseldioxid tillsattes på något sätt," sade Vasavada, "som båda är väldigt intressanta och mycket annorlunda från klipporna vi sett tidigare. Det är en så mångfacetterad och nyfiken upptäckt, vi kommer att ta ett tag att räkna ut det. "
• Metan på Mars: Metan är vanligtvis ett tecken på aktivitet som involverar organiskt material - även, potentiellt, av liv. På jorden produceras cirka 90 procent av atmosfärisk metan från nedbrytningen av organiskt material. På Mars har metan upptäckts av andra uppdrag och teleskop under åren, men det var trångt - avläsningarna tycktes komma och gå och är svåra att verifiera. Under 2014 observerade den inställbara laserspektrometern inom SAM-instrumentet en tiofaldig ökning av metan under en tvåmånadersperiod. Vad orsakade den korta och plötsliga ökningen? Nyfikenheten kommer att fortsätta att övervaka metanavläsningarna och förhoppningsvis ge ett svar på den decennier långa debatten.
• Strålningsrisker för mänskliga utforskare: Både under hennes resa till Mars och på ytan mätte nyfikenhet den högenergiska strålningen från solen och rymden som utgör en risk astronauter. NASA kommer att använda data från RAD-instrumentet (Radiation Assessment Detector). Curiositys data för att utforma framtida uppdrag för att vara säkra för mänskliga utforskare.
I morgon: Avslutningen av detta kapitel, inklusive 'How To Drive a Mars Rover, and' The Beast. 'Del 1 finns här.
”Otroliga berättelser från rymden: en bakom kulisserna tittar på uppdragen förändrar vår syn på kosmos” publiceras av Page Street Publishing, ett dotterbolag till Macmillan.
