Artist's illustratie van de Spirit Mars-rover van NASA. Spirit en zijn tweelingbroer Opporunity landden in januari 2004 op de Rode Planeet.
(Afbeelding: © NASA / JPL)
Spirit is een van de twee Mars-rovers die NASA in 2003 lanceerde als onderdeel van de Mars Exploration Rover (MER) -missie van $ 800 miljoen. Spirit arriveerde in januari 2004 op de Rode Planeet, belast met het uitzoeken of er ooit leven op Mars had kunnen bestaan, het leren over het huidige en vroegere klimaat van de Rode Planeet en het karakteriseren van de geologie van Mars.
De beloofde garantie op Spirit was 90 Mars-dagen of sols, maar de rover duurde uiteindelijk meer dan 2.200 sols, of 2.266 aardse dagen. Spirit communiceerde op 22 maart 2010 niet meer met de aarde, nadat het vast kwam te zitten in een zandvanger. (Spirit's twin rover, Opportunity, werkte tot juni 2018, totdat het zijn batterijen niet kon opladen vanwege een stofstorm. NASA verklaarde Oppy in februari 2019 dood.)
De verkenningen van Spirit gaven wetenschappers een opmerkelijke blik in de vroege en natte geschiedenis van Mars.
Al snel na de landing vond Spirit uitgebreid bewijs van carbonaat en hematiet, mineralen die worden geassocieerd met wateromgevingen. De rover overwon tal van technische problemen (waaronder een defect wiel) en leverde zes jaar lang wetenschappelijke gegevens terug aan de aarde.
Maar er was één obstakel dat Spirit niet kon overwinnen: een onverwachte zandvanger. NASA probeerde wekenlang de robot te helpen op veiliger terrein te komen, maar maakte weinig vooruitgang. Gevangen, stopte de rover uiteindelijk met het verzenden van informatie naar de aarde op 22 maart 2010.
De rover liet een schat aan wetenschappelijke informatie achter over de geschiedenis van Mars. Het maakte ook de weg vrij voor een robuustere rover: Curiosity, een rover die zich richt op het zoeken naar bewoonbare omgevingen op de Rode Planeet. Nieuwsgierigheid is de wegwijzer voor de nieuwe Mars 2020-rover, die op zoek gaat naar tekenen van oud leven.
Het water volgen
Spirit is een van een reeks ruimtevaartuigen in NASA's tweede golf van Mars-verkenning. Het bureau stuurde verschillende missies naar Mars in de jaren zestig en zeventig, maar pauzeerde nadat de Viking 1 en Viking 2 landers geen definitief bewijs van huidig of vorig leven hadden teruggebracht.
Volgens het bureau werd de interesse in Mars opnieuw aangewakkerd in de jaren tachtig en negentig, omdat onderzoekers op aarde microben ontdekten die niet alleen overleven, maar ook gedijen, in de extreme omgevingen van vulkanische ventilatieopeningen onder water. Deze ontdekking was opwindend omdat Viking-afbeeldingen mogelijk bewijsmateriaal lieten zien dat het gebied in het verleden water had.
NASA stuurde de Mars Global Surveyor (MGS) in 1996 naar de planeet om mogelijke waterlocaties in kaart te brengen, en het bureau stuurde in 1997 ook de Mars Pathfinder en Sojourner-rovermissie naar het Marsoppervlak met groot wetenschappelijk succes, omdat het ronde rotsen vond die werden waarschijnlijk gevormd door water in het verre verleden.
De bevinding wekte interesse voor meer Mars-rovers en in januari 2004 lanceerde NASA Spirit and Opportunity. Meer formeel bekend als de Mars Exploration Rovers, kregen de machines hun namen van de 9-jarige Sofi Collis, die de winnaar was van een naamgevingswedstrijd.
Spirit and Opportunity had een grote collectie wetenschappelijke apparatuur bij zich. De instrumenten op elke rover omvatten een panoramische camera, een microscopische imager, technische camera's, drie spectrometers, een gereedschap voor het schuren van rotsen en een magnetische array. De rovers hadden ook een kleine arm waarmee ze close-up foto's en gegevens konden verkrijgen over interessante wetenschappelijke doelen.
Gaan voor Gusev
Het duurde twee jaar onderhandelen voor wetenschappers en ingenieurs om overeenstemming te bereiken over landingsplaatsen voor Opportunity en Spirit. "De plaatsen die wetenschappers het meest aanspreken (bijvoorbeeld de zijkant van een klif waarop de geschiedenis van de planeet is vastgelegd in lagen van sedimentair gesteente) zijn vaak het meest beangstigend voor ingenieurs die belast zijn met de veiligheid van de robot", schreef NASA over het proces.
Opportunity richtte zich op een vlakte genaamd Meridiani Planum op basis van een laag hematiet die MGS van bovenaf zag. Hematiet is een ijzeroxide dat zich vaak in water vormt. En het bleek dat Opportunity veel hematiet aan de oppervlakte vond.
De bestemming van Spirit was de Gusev-krater, die een gebied beslaat dat groter is dan Connecticut. Van MGS-foto's vermoedden wetenschappers dat de krater in het verre verleden water bevatte. Gusev werd uitgegraven door een asteroïde of komeet die al 4 miljard jaar geleden de planeet beïnvloedde.
Spirit was de eerste van de twee rovers die de aarde verliet. Het schoot op 10 juni 2003 af op een Delta II 7925-raket vanuit Cape Canaveral, Florida, en zeven maanden later, op 4 januari 2004, maakte het zijn laatste afdaling naar Mars.
Nadat hij een parachute had opengeklapt, schoot de rover naar de oppervlakte in een cocon van airbags en rolde veilig naar de oppervlakte - precies op doel in Gusev. Opportunity landde ook veilig en op de juiste plek, op 25 januari.
Herstart, water en wielen
Spirit zat nog steeds in zijn landingsschaal toen hij het eerste mogelijke teken van water in de verte zag: carbonaat, dat zich vaak vormt in natte omgevingen. 'We kwamen op zoek naar carbonaten', zei Phil Christensen, een van de wetenschappers van de missie, in een verklaring. 'We hebben ze. We gaan ze achtervolgen.'
Maar binnen een week had Spirit het moeilijk. Het stopte tijdelijk met het verzenden van gegevens vanaf de oppervlakte op 21 januari 2004. Dagen later stelde NASA vast dat de computer van de rover voortdurend herstartte vanwege een softwarefout; het herstartte meer dan 60 keer in drie dagen.
Het bureau stabiliseerde de rover in februari 2004. Toen, in maart, won Spirit een jackpot: een vulkanisch gesteente waarvan de compositie naar een waterig verleden wees.
Drie maanden later was NASA verrast toen Spirit hematiet tegenkwam, wat bewijs leverde voor de mogelijkheid van water in de omgeving. Opportunity vond ook hematiet op zijn landingsplaats halverwege Mars.
Eind 2005 had Spirit een nabijgelegen monument, Husband Hill, gereden om het landschap eromheen te bekijken. Het was voor het eerst dat een rover een heuvel op een andere planeet beklom.
Het gebied was een bewijs van de vroege gewelddadige geschiedenis van Mars, zei NASA. "We hebben deze dramatische topografie bedekt met zand en losse rotsblokken; en af en toe een klein venster in de rotsbodem eronder", zei Steve Squyres, planetair wetenschapper aan de Cornell University en de hoofdonderzoeker van de wetenschappelijke instrumenten van de rover. in een verklaring.
Een van de wielen van Spirit stopte met werken in maart 2006 toen de rover naar een helling racete om genoeg zonlicht te krijgen om de winter door te komen. NASA-operators terug op aarde sleepten op afstand het wiel achter de rover, waarbij Spirit langzaam een uur per dag bewoog als de zon dat toeliet. Spirit kwam veilig aan op zijn bestemming in april 2006.
De locatie bleek een goede plek om te stoppen, zoals de rovervond waterveranderde mineralen in de buurt toen het eind 2006 zijn activiteiten hervatte.
Later jaren op Mars
Ondanks mechanische en Martiaanse uitdagingen, reisde Spirit tijdens zijn jaren op Mars 4,8 mijl (7,7 kilometer) af - meer dan een dozijn keer de afstand die NASA gepland had voor de rover om te reizen.
In feite bleek het defecte wiel bruikbaar voor de missie: in maart 2007 kondigde NASA aan dat de rover aarde had opgegooid met sporen van zwavel en water erin, wat suggereert dat er verdampte bronnen of vulkanische ventilatieopeningen zouden kunnen zijn.
Naarmate het jaar verstreek, ontdekte Spirit de plaats van een mogelijke vulkanische uitbarsting en overleefde heteen uitgebreide stofstorm. Een nieuwe storm eind 2008 verminderde de kracht van Spirit tot ongeveer niveaus, maar de rover trok door.
De wind van Mars maakte in februari 2009 wat stof schoon. In april kreeg de computer van Spirit weer problemen met opnieuw opstarten, met periodes van watNASA beschreven als 'geheugenverlies'. De rover begon weer te rijden terwijl NASA het probleem probeerde op te lossen, maar kwam toen een nog erger probleem tegen: zinkend zand. Op 23 april 2009 brak de rover onverwacht door een korst in zachter zand en kon er niet meer uit.
NASA heeft maandenlang simulaties uitgevoerd en commando's naar de gestrande rover gestuurd, maar de dienst heeft ook gegevens verzameld terwijl de rover op zijn plaats stond. NASA-functionarissen waren verheugd zand te zien met basalt, sulfaat en siliciumdioxide - gegevens die aan de rover werden onthuld toen hij probeerde uit zijn val te komen. Een NASA-verklaring noemde de locatie, genaamd Troy, "een van de meest interessante plaatsen waar Spirit is geweest."
Op 31 december 2009 berekende NASA dat er mogelijk niet genoeg stroom zou zijn om de rover de winter te laten doorstaan. De laatste communicatie van Spirit kwam op 22 maart 2010 en de rover bleef zwijgen terwijl NASA er maanden over deed.
"De beoordelingen van ingenieurs in de afgelopen maanden hebben een zeer lage waarschijnlijkheid aangetoond dat ze de communicatie met Spirit kunnen herstellen", zeiden NASA-functionarissen in een verklaring op 24 mei 2011. In ieder geval zouden de ruimteactiva die worden gebruikt om Spirit te zoeken, binnenkort nodig zijn voor NASA's aankomende Mars-rover, Curiosity. Die maand beëindigde NASA haar inspanningen om Spirit te bereiken.
De nalatenschap van Spirit
Terwijl Spirit in 2010 de communicatie met de aarde stopte, ging de twin rover Opportunity veel verder. Opportunity bleef tot ver in 2018 actief - ongeveer 14,5 jaar na de landingsdatum - maar bleef aan de oppervlakte hangen door een stofstorm in juni 2018.
Zowel Opportunity als Spirit doemen op in NASA-kennis. Beide rovers lieten de wereld zien hoe goede techniek en wetenschap ongelooflijke en waardevolle informatie kunnen onthullen, zoals het uitgebreide bewijs van water op de Rode Planeet.
De ervaring van NASA met rovers kwam goed van pas met de nieuwere Curiosity-rover, die in 2012 op het oppervlak van Mars arriveerde en de geschiedenis van bewoonbare omgevingen en water in Gale Crater en Mount Sharp (Aeolis Mons) heeft bestudeerd. Exploitanten gebruiken het wetenschappelijke werk van Spirit en Opportunity om de reizen van Curiosity te informeren. Curiosity kan bijvoorbeeld voelen wanneer het zich in een zanderige zone bevindt en is geprogrammeerd om te stoppen en de operators op aarde om hulp te vragen.
NASA's Mars 2020-rover gaat op zoek naar organische stoffen en ander bewijs van het oude leven op het oppervlak van Mars. Een van de potentiële landingsplaatsen was de Gusev-krater, waar de Spirit-rover zijn ondergang bereikte.
"De ontdekking dat hier hete bronnen stroomden [Gusev Crater] was een grote prestatie van de Mars Exploration Rover, Spirit", zeiden NASA-functionarissen bij het beschrijven van de potentiële landingsplaatsen. (Het 2020-team koos uiteindelijk een andere locatie voor de missie - Jezero Crater, die in het verre verleden een rivierdelta herbergde.)
Spirit blijft een belangrijke missie voor NASA, omdat de rover de aanwezigheid van water op Mars liet zien en de basis legde voor toekomstige Mars-missies.
