"Mars Science Laboratory" (MSL) – tai NASA misija, kurios tikslas – Marso planetos paviršiuje išlaipinti ir valdyti roverį "Curiosity". MSL buvo paleista 2011 m. lapkričio 26 d. Curiosity sėkmingai atliko vieną tiksliausių ir techniškai sudėtingiausių nusileidimų Marse istorijoje. Oficialus nusileidimo laikas buvo 2012 m. rugpjūčio 5–6 d., kai jis pasiekė Marso paviršių Gale'o krateryje ir pradėjo ilgalaikes mokslo operacijas.

Misijos tikslai

Marsaeigio "Curiosity" pagrindinis tikslas – ištirti Marso geologinę ir klimatinę istoriją, nustatyti, ar Marse kada nors buvo aplinka tinkama mikrobinei gyvybei (habitable environment), ir išsiaiškinti ilgalaikes sąlygas, galinčias palaikyti gyvybę. Konkrečiai misija siekė:

  • rasti organines molekules ir kitus cheminius gyvybės požymius;
  • įvertinti senovinių vandens telkinių pobūdį ir trukmę (pvz., ežerų ar upių sedimentai Gale'o krateryje);
  • analizuoti uolienų ir dirvožemio sudėtį, mineralogiją ir struktūrą;
  • tyrinėti aplinkos sąlygas (temperatūra, radiacija, atmosferos sudėtis), svarbias tiek mikrobinei gyvenamai aplinkai, tiek ateities žmonių misijoms.

Misija pavyko: rasti įrodymų, kad prieš kelius milijardus metų Gale'o krateryje buvo likusių vandens ir ilgalaikių palankių sąlygų, kurios galėjo leisti egzistuoti mikrobinei gyvybei. Svarbu pabrėžti, kad rezultatai nurodo, jog gyvybė GALĖJO egzistuoti, bet kol kas nėra tiesioginio įrodymo, kad ji tikrai buvo.

Techninės charakteristikos ir įranga

"Curiosity" yra žymiai didesnis už anksčiau Marse dirbusius marsaeigius: jis sveria apie 900 kg (apie penkis kartus daugiau už "Spirit" ir "Opportunity"). Jo mokslinių prietaisų masė ir pajėgumai yra gerokai didesni — todėl jis gali atlikti platesnį ir detalesnį tyrimų spektrą. Jį į orbitą nunešė raketa "Atlas V 541", o nusileidimui buvo panaudotas inovatyvus "skylift/skycrane" mechanizmas.

Svarbiausi Curiosity moksliniai instrumentai:

  • Sample Analysis at Mars (SAM) – cheminės analizės laboratorija, skirta organiniams junginiams, izotopams ir dujų analizėms;
  • CheMin – rentgeno difrakcijos ir fluorescencijos prietaisas mineraloginei analizei;
  • MAHLI ir Mastcam – aukštos raiškos kameros uolienų ir paviršiaus dokumentacijai;
  • ChemCam – lazerinis spektrometras, leidžiantis nuotoliniu būdu tirti uolienų cheminę sudėtį;
  • APXS – alfa dalelių ir rentgeno spektrometras, skirtas vietinei cheminio sudėties analizei;
  • REMS ir RAD – meteorologiniai ir radiacijos matuokliai, svarbūs tiek mokslui, tiek astronautų saugumo vertinimui;
  • DAN – neutronų nuotolio prietaisas požeminio vandenilio (galimų hidratinių mineralų arba vandens ledo) nustatymui.

Be to, Curiosity turi gręžimo ir mėginių paėmimo sistemą, sietus ir vamzdelius mėginių perdavimui į SAM ir CheMin analizėms. Energiją roveriui tiekia MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator), užtikrinantis darbą per įvairias metų sezono sąlygas.

Nusileidimas ir operacijos Gale'o krateryje

Curiosity nusileido Gale'o krateryje, netoli didelės uolienų grandinės, vadinamos Aeolis Mons arba Mount Sharp. Šis vietovės pasirinkimas buvo strateginis: sluoksniuoti kalvos šlaitai leidžia tyrinėti skirtingas geologines grandis ir laiko juostą, atskleidžiančias Marso klimato ir aplinkos pokyčius per milijonus metų.

Marsaeigis pradėjo mobilias tyrimų operacijas, vaikščiodamas po krateryje esančius senovinius ežero ir upių nuosėdų sluoksnius, imdamas gręžinių mėginius, analizėms laboratorijose ir fotografuodamas vietovę detalėms geologiniams tyrimams.

Moksliniai atradimai

Per misiją Curiosity pateikė reikšmingų atradimų:

  • Nustatytos vandeningos aplinkos pėdsakai: identifikuoti senovinių srauto ir ežero sedimentai, o taip pat mineralo sudėtys (pvz., vandenyje susiformavę glaukoniai, moliai ir kiti hidratuoti mineralai), kurie rodo ilgalaikes palankias sąlygas gyvybei.
  • Rasti organiniai junginiai: SAM aptiko sudėtingesnių organinių molekulių pėdsakus kai kuriose uolienose. Tai nereiškia, kad čia buvo gyvybė, bet rodo, kad statybinės molekulės gyvybei galėjo egzistuoti.
  • Metano svyravimai: Curiosity registravo sezoninius ir vietinius metano kiekio pokyčius, tačiau šaltinis vis dar nėra iki galo aiškus (galimi biologiniai arba geologiniai paaiškinimai).
  • Radiacijos matavimai: RAD instrumentas įvertino paviršiaus radiacijos lygius, duodamas svarbių duomenų planuojant būsimą žmogaus ekspediciją į Marsą.
  • Uolienų ir dirvožemio chemija bei mineralogija: CheMin ir kiti prietaisai parodė sudėtingą Marso geologinę praeitį, stiprius erozijos, nuosėdų kaupimosi ir vandeninių procesų įrodymus.

Curiosity nuosekliai renka ir analizuoja mėginius: gręžia uolienas, imasi mėginių ir juos tiria vietoje. Nors MSL negrąžina mėginių į Žemę, duomenys, gauti vietinėmis analizėmis, labai išplėtė mūsų supratimą apie Marso gebėjimą palaikyti gyvybei tinkamas sąlygas praeityje.

Organizacija ir finansai

"Mars Science Laboratory" misija yra NASA Marso tyrinėjimo programos dalis. Šią programą NASA užsakymu valdo Kalifornijos technologijos instituto Reaktyvinių variklių laboratorija (Jet Propulsion Laboratory). Bendra MSL projekto vertė – apie 2,3 mlrd. JAV dolerių, įskaitant raketą, paleidimą, nusileidimo sistemą, roverio statybą ir misijos valdymą.

Reikšmė ateičiai

Curiosity misija pakeitė mūsų supratimą apie Marso praeitį ir žymiai patobulino technologijas bei metodus, naudojamus paviršiaus tyrimams. Jos duomenys padėjo suplanuoti vėlesnes misijas (pvz., Perseverance), formuoti strategijas mėginių grąžinimui į Žemę ir įvertinti sąlygas, reikalingas ateities žmogaus misijoms.

Apibendrinant: Curiosity įrodė, kad Marse kadaise egzistavo vandens sąlygos, palankios gyvybei, surinko svarbius geologinius ir cheminius duomenis bei suteikė esminių įžvalgų tolimesniam Marso tyrinėjimui.