Det är en varm dag med svag vind, och solen står högt i skyn. På Mars! Här på jorden är det natt när vi går in genom portarna till JPL, Jet Propulsion Laboratories i Pasadena, en förstad till Los Angeles.
JPL är en division av Caltech, California Institute of Technology, som utsetts av NASA för att hantera expeditionen med de två Marsbilarna (MER) Spirit och Opportunity som just nu far omkring på vår grannplanet och dagligen förvånar forskarna med nya intressanta upptäckter. Eller nattligen, eftersom Mars dagar är något längre än de jordiska och efter ett tag kommer ur synk med våra.
Att ”Mars är kall och blåsig” vet vi numera med säkerhet. Den högsta dagstemperaturen vid landningsplatserna nära ekvatorn ligger på omkring 20°C, medan det kan bli –100°C på natten. Vantar på! Uppe i atmosfären blir det inte mer än tre grader och ned till samma lite huttriga hundra minus på natten. Vindarna vid markytan kan nå 40 sekundmeter. Långa sandstormar kan blåsa runt hela planeten vecka efter vecka, och från satellit har man sett enorma virvelstormar dra fram hundratals mil och riva upp långa spår i planetytan.
Det pågående Marsäventyret har sex aktörer och några biroller: De båda Marsbilarna Spirit och Opportunity som är geologiska vetenskapsplattformar som samlar in information och själva skickar data och bilder till Jorden, eller till någon av satelliterna Mars Global Surveyor (MGS, NASA) eller 2001 Mars Odyssey (ESA) för vidare befordran. På Jorden finns NASA:s Deep Space Network (DSN) med sina jätteantenner som sköter all djuprymdskommunikation med NASA:s och andras farkoster. Slutligen löper alla trådar samman i JPL:s kontrollcentral i Pasadena.
Mars Odyssey är en tvåvägskanal som både kan reläa kommandon till Marsbilarna och hämta data därifrån, och skicka vidare till DSN och JPL. Mars Global Surveyor är en enkelriktad kanal. Data från Marsbilarna betraktas som bilder från en (virtuell) kamera ombord på MGS och skickas från DSN till JPL, och därifrån till Malin Space Science Systems (MSSS), som levererat kamerorna, där de packas upp och skickas tillbaka till JPL.
På JPL arbetar man dag och natt med att utvärdera data och komponera nya kommandosekvenser till bilarna, som skickas upp så snart en bil eller satellit kommer inom synhåll för DSNs antenner.
Primadonnorna i skådespelet heter alltså Spirit och Opportunity. De landsattes med några dagars mellanrum efter en lågbudgetfärd för 820 miljoner dollar på varsin sida av Mars i januari, i två geologiskt mycket olika områden, men med samma avsikt: att undersöka om det finns eller en gång funnits vatten på Mars, vilka bergarter ytan består av – och naturligtvis riva upp spår i ytan med de tuffa rivdäcken och skicka hem tusentals mega-byte färgbilder, stereobilder, mikroskopbilder, infraröda bilder och mängder av andra data.
Äntligen lite modern teknik i rymden
Löptiden för projektet har varit så kort (se tidslinjen på nästa uppslag) att man nu har fullt modern maskinvara på plats på Mars.
I till exempel Voyagerprojektet var maskinvaran urmodig när prylarna väl var framme.
Processorn, RAD6000, är en stråltålig 32-bitars Power PC RISC-processor tillverkad av IBM, kompatibel med RS/6000. Den användes även i Mars Pathfinder, och används av hela 20 andra kunder. Det är alltså ingen stor produkt, och den tycks uteslutande användas i rymdindustrin, av företag som Lockheed Martin, BAE Systems och dylika, som monterar den på flygvärdiga kretskort med olika busstyper.
Som BAE själva uttrycker det: ”Det finns fler än 100 RAD6000 i omloppsbana idag, och fler än 300 har levererats.” JPL köper sina kort från BAE Systems, som faktiskt köpte hela Lockheed för ett tag sedan och därmed även RAD6000-produkten. (BAE sysslar till vardags med elektronisk krigföring.) Från BAE köper JPL hela CPU-kortet i ”Flight Configuration” – färdigt och testat.
De höga strålnivåerna kan dock ställa till problem. Den japanska farkosten Nozomi (”hopp”) blev sönderstrålad av en soleruption bara ett par dagar efter uppskjutningen. JPL:s farkoster hade tur och befann sig längre bort vid tillfället. RAD6000 tål flera miljoner rad, men för människan kan det bli svårare:
Dosekvivalenten 3 sievert (strålningsenergin 300 rad) ger 50 procents dödlighet hos människan, och 6 sievert ger omedelbara skador på nervsystemet. Naturlig dos i Sverige är 1 millisievert per år (0,1 rad). Den verkliga dosen på Mars är 1 millisievert per dag (och 0,5 millisievert på den internationella rymdstationen, tack vare Van Allen-bältena). Det är avsaknaden av magnetfält som gör nivån så hög.
Bilarnas Unix-lika realtidsoperativ Vxworks och filsystemet DOS kommer från Wind River Systems. Vxworks finns för en mängd mål-processorer från bland andra Motorola, Intel, Sun och Fujitsu, och programutvecklingen görs på Unix-arbetsstationer av typerna Sun3, Sun4, HP9000, IBM RS/6000, DEC, SGI eller MIPS. Redigering, kompilering och länkning görs i utvecklingssystemet, och färdiga applikationer kan läggas i ROM.
Den kompilerade applikationen kan laddas ned till ett exekverande Vxworks-målsystem och köras utan ombootning. Det kan göras även under drift på Mars – en klar fördel jämfört med somliga system här hemma...
Context-switchingen i Vxworks ligger på mikrosekundnivå. Det har inte processer utan använder sig av trådar, eller kanske lättviktsprocesser. Så snabb context-switching bäddar för ett snabbt system med korta reaktionstider. Det finns en massa andra skillnader, men man kan kort uttrycka det som att Unix är trevligt att köra Emacs på, medan Vxworks fungerar bättre till flipperspel.
Programvaran till bilarna utvecklades i C på Wind Rivers Tornado 1.0.1 for Mars Exploration Rover (en specialutgåva) som klarade Vxworks-versionerna 5.1 till 5.5.
Precis som RAD 6000 användes Vxworks även i Mars Pathfinder, och det är troligt att den programvara som skrevs för Marsbilarna kommer att återanvändas i framtida projekt.
Späckat med kameror och mätsystem
Totalt sitter det nio kameror på varje Marsbil (och en tionde satt riktad nedåt i landaren). Endast två av dem, ett stereopar, är avsedda för spektakulära bilder – de övriga är så kallade tekniska kameror (engineering cameras), avsedda för navigation och manövrering av instrument (se sid 30). Men det är med mätsystemen som primadonnan verkligen får sjunga ut sin roll. Många av de mineraler som blev till stenar på Mars innehåller järn, och dammet är också rikt på järn.
Ett av de fyra instrumenten som sitter längst ut på instrumentarmen är Mössbauer-spektrometern (MB), särskilt avsedd för att studera järnrika mineraler. Man gör mätningar genom att placera sensorn mot en sten eller ett jordprov. Därefter väntar man integrationstiden ut, oftast 12 timmar.
Mössbauereffekten kan förklaras som rekylen hos atomer som sänder ut ljuskvanta. Löst bundna atomer som emitterar ljus rekylerar mycket och den energi som går förlorad i rekylen hamnar inte i den emitterade fotonen, som alltså får något lägre energi, det vill säga en längre våglängd – rödare ljus. Samma atom, hårdare bunden (i till exempel en kristallstruktur), kan inte rekylera så mycket, varför mer energi hamnar i fotonen, som får kortare våglängd – ljuset blir blåare.
Mäthuvudet innehåller två bitar radioaktiv kobolt-57, stora som ärtor.
Detektorn har fyra snabba PIN-dioder (och en referens med ett känt mineral) som levererar korta spänningspulser när de träffas av ett kvantum, en foton, med en amplitud som motsvarar fotonens energi. Pulserna förstärks och får passera genom två nivådiskriminatorer som skiljer ut pulser som motsvarar 6,4 respektive 14,41 kiloelektronvolt kvanta.
Pulserna räknas i fyra räknare som adderas i maskinvara. Enheten har en egen mikrokontroller som mellanlagrar inkomna data i EEPROM om strömmen skulle ta slut, och när en mätcykel är klar skickas data över till centraldatorn.
En andra spektrometer, alfapartikel-röntgenspektrometern (APXS), undersöker de alfapartiklar och röntgenstrålar som kommer från stenar och jord för att avgöra den kemiska sammansättningen. Den sitter också monterad längst framme på instrumentarmen och läggs mot stenen man vill undersöka, varpå man väntar integrationstiden ut, vanligen 10 timmar. Själva röntgenmätningen kan dock vara över på ett par timmar.
Som man funnit vid tidigare resor till Mars består Marsjorden huvudsakligen av järn och kisel. Som förväntat hittade man också svavel och klor, men för första gången även spårämnena zink och nickel. Man kan mäta förekomsten av alla ämnen som skapat olika bergarter, utom väte.
Instrumentet innehåller alfapartikel-strålare av curium-244 och detekterar reflekterade (backscattered) alfapartiklar, protoner och röntgenstrålar. Analysen baseras på att alfapartiklar samverkar med materia på tre sätt: elastisk reflektion mot atomkärnor, alfa-proton-kärnreaktioner i vissa lätta ämnen, samt att alfapartiklarna exciterar de bestrålade atomerna, vilket emitterar röntgenstrålar med kända egenskaper.
Man bestrålar alltså provet med alfapartiklar med känd energi och läser av ett reflekterat energispektrum av alfapartiklar, protoner och röntgenstrålar. På så sätt kan man identifiera de flesta ämnen och mängden av dem. Protonspektrum för alfapartiklar som samverkar med ämnen med atomnumren 9–14 är väldigt karaktäristiska. Dessa kärnresonanser mäts med proton-instrumentet.
Man har utökat noggrannheten genom att man lagt till en röntgendetektor som ger bättre känslighet för tyngre ämnen, som förekommer i lägre halter. Alla ämnen ger ett karaktäristiskt svar i röntgen vid bestrålning med alfapartiklar, och känsligheten ligger ända nere på ppm-nivå.
På Marsbilen sitter också tre uppsättningar magneter som ska fånga in flygande magnetiskt damm för analys. En sitter på stenslipen för att fånga upp damm när slipen maler sig ned i stenarna på Mars.
Den andra uppsättningen sitter mitt fram på bilen och lutar lite så att icke-magnetiskt damm faller av. Dessa båda kan sökas av med spektrometrarna. De har flera magneter med olika styrka för att man ska kunna bedöma hur magnetiskt dammet är. En tredje, ringformig magnet sitter bredvid färgkalibreringspunkten och kan alltså ses av Pancam. Denna är så stark att den kan fånga in vindburna partiklar.
Alla de fyra vetenskapliga instrumenten sitter på en vridbar snurra längst fram på instrumentarmen. Armen kan vridas i höjd- och sidled och sträckas ut en halvmeter framför fordonet. Den har en ”armbåge” och en ”axel” som fäster på bilen. I varje led finns en likströmsmotor som utför vridningen och en sensor som känner av den.
Dessutom finns en värmare som ser till att leden är så varm att den faktiskt går att vrida. Värmarna styrs av termostater, men måste stängas av helt och hållet av styrdatorn när den inte behövs, till exempel på natten. Den avstängningen fungerar för närvarande inte på Opportunity, men det blir bättre i nästa programversion.
Nätverk & kommunikation i rymden
När det gäller att överföra budskapet till publiken visar primadonnan återigen sin oöverträffade förmåga.
Det finns två antenner för direktkommunikation med jorden på X-bandet, den rundstrålande (LGA, Low Gain Antenna) och riktantennen (HGA, High Gain Antenna): en 28 centimeters flat platta med en etsad dipolmatris med 25 decibels antennförstärkning vid 8,4 gigahertz, som riktas mot jorden med panoramakamerans hjälp. Dessutom finns en kvartsvågspinne för 400-megahertzkommunikation med satelliterna i bana runt Mars.
X-bandssändarens 12 watts halvledarslutsteg som sänder på 8,4 gigahertz, på någon av de 37 kanaler som finns allokerade för nedlänkar från rymdskepp hos Deep Space Network på Jorden. Signalen som kommer fram till Jorden är så ynklig att det knappt går att föreställa sig: 10 –18 watt – cirka 10 nanovolt över 50 ohm.
Datakapaciteten med riktantennen varierar mellan 3,5 och 12 kilobit/sekund, medan den rundstrålande antennen ligger på 600 bit. LGA används i stort sett bara som indikation på att dagens kommandosekvens mottagits korrekt, då den sänder ut en omodulerad bärvåg, en slags enbits överföring.
Avståndet mellan Mars och Jorden är ungefär 250 miljoner kilometer (mellan 170 och 320 miljoner kilometer under expeditionen, eftersom Mars rör sig bort från oss) och det är så ofattbart mycket större än de futtiga 400 kilometrarna från Marsytan upp till Mars Global Surveyor att de knappt syns i jämförelse. Ändå överbryggar man gapet med ynka 12 watts uteffekt. Tolv watt – det sitter ju i varenda fritidsbåt, som bara hörs ett par mil!
Om avståndet mellan Mars och Jorden lades ut mellan Stockholm City och Södertälje (29,2 kilometer) skulle upplänkens 400 kilometer motsvara 4,6 centimeter, Jorden skulle vara som en handboll och du själv knappt större än en atom.
Datakapaciteten mot satelliterna varierar mellan 8, 32, 128, 129 och 256 kilobit/sekund på 401 och 405 meghertz – en väldig skillnad mot 12 kilobit/sekund, men å andra sidan syns satelliten bara under cirka 8 minuter av varje varv. Ändå hinner bilen sända 60 megabit under dessa minuter, något som skulle ta mellan 1½ och 5 timmar att skicka direkt till Jorden. Bilarna kan bara sända mot Jorden maximalt tre timmar på grund av effektrestriktioner, även om Jorden syns mycket längre.
För att spara energi måste data sändas till och tas emot från Marsbilen på effektivast möjliga sätt. Det hela börjar med att man vet när bilen vaknar på Marsmorgonen och lyssnar efter dagens kommandosekvens. Denna sänds upp av DSN, som direkt lyssnar efter bärvåg från LGA som bekräftelse på att sekvensen tagits emot oskadd. Nu sänds miniatyrer av gårdagens bilder, antingen direkt eller via satellit, om någon sådan råkar passera.
Bilen börjar utföra sekvensen, köra dit den ska och ta nya bilder. Bilder och mätdata komprimeras och blir filer i filsystemet. När en satellit råkar passera skickas högupplösta bilder och komprimerade data upp. Det kan ske en eller flera gånger per sol, eller natt. I vilken ordning data ska sändas beror på vilken prioritet det har åsatts och vilken sändningsväg man föredrar.
Vill man ha omedelbar respons, det vill säga kortare än de 20 minuter de snabbaste satelliterna kan erbjuda, sänder man direkt på X-band till Jorden. Trots alla skyddsåtgärder tappar man dock paket då och då, men data lagras fortfarande i Marsbilen och efter en dag eller två begär man omsändning så att den ofullständiga informationen på Jorden kan kompletteras.
Det finns två sätt att köra en Marsbil
När det gäller att köra omkring i Marsöknen finns det två alternativ. Dels kan bilarna navigera automatiskt (Autonav), dels kan de köra blint på kommandon som planerats på Jorden (blind drive). Vid Autonav bygger den själv upp en 3D-värld som den försöker hitta den ofarligaste vägen genom, men vid blind körning är det folket på Jorden som byggt upp 3D-världen och lagt ut vägen.
En färd kan bestå av flera blinda och autonavigerade segment, så att den längsta vägen körs blint, eftersom det går fortast, medan sista biten fram till en intressant sten till exempel körs automatiskt. Bilen klarar en lutning på 45 grader i valfri riktning utan att välta, men säkerhetsprogrammet stoppar den vid lutningar på mer än 30 grader.
– Vi blir oroliga vid 15 grader, för det vore ju trist om bilen välte, inflikar en JPL-tekniker.
Boggikonstruktionen gör att hjulen klarar stenar eller hål som är större än hjuldiametern, vilken är 25 centimeter.
Tröghetsnavigeringsenheten (IMU, Inertial Measurement Unit) ger treaxlig information om vertikal och horisontell rörelse och vridning, vilket ger bilen information om lutningen på Marsytan.
All ström kommer från 1,3 kvadratmeter solceller av gallium, indium-fosfor, galliumarsenid och germanium – synnerligen exotiskt. De producerar 140 watts effekt vid full solbelysning, som kan ge upp till 900 wattimmar på 6½ timme, vilket dock kommer att minska då damm hunnit lägga sig på cellerna och Mars kommit in i en annan, mörkare årstid. Energin får ladda bilens två litium-jon-batterier.
Att det blir –100°C på natten betyder att bilarna måste ha intern värmning för att inte sluta fungera helt och aldrig mer vakna. Det är visserligen militär klass på alla komponenter, men under –20°C får det aldrig bli i batterierna, bilens vitalaste organ. De förstörs om de kommer utanför gränsvärdena 40 till –40 grader.
Bilarna värms dels med elektriska värmare, dels med radioisotopvärmare (RHU, Radioisotope Heater Units) – enwatts konstanta värmare som arbetar med sönderfall i en tablett med 2,7 gram plutoniumoxid. Tabletterna är stora som en alvedon men inneslutna i ett skyddande hölje av platina-rhodiumlegering och flera lager grafit-komposit till storleken av ett ficklampsbatteri. Dessutom avger elektroniken själv en hel del värme.
All elektronik befinner sig i bilens huvudchassi, Warm Electronics Body (WEB), isolerat med aerogel – det bästa isoleringsmaterial man känner till. När allting går för fullt, sändare, dator och motorer, och solen pumpar ned energi i batterierna hotar det faktiskt att bli för varmt inombords.
Om batterierna blir varmare än 20°C startas ett värmepumpsystem med freon som köldbärare (the Shunt Radiator) som kan avge cirka 150 watt till atmosfären. Bara motorerna som driver bilen framåt drar 100 watt. Under natten förlitar sig bilen helt på batterierna för att få kraft, och på värmen från RHU:erna. Utan RHU skulle bilen inte klara sina 90 dagar på Mars, eftersom batterierna ständigt försämras.
Allt eftersom damm lägger sig på solpanelerna (något man upptäckte med Sojourner, den förra Marsbilen) minskar uteffekten. Dessutom försämras batterierna. Mars går mot en mörkare årstid och kommer också att röra sig längre från solen, eftersom omloppsbanan är elliptisk.
Det fantastiska Deep Space Network
För kommunikation med alla fjärran rymdfarkoster har NASA ett nätverk av sändar- och mottagarstationer kallat Deep Space Network (DSN) med enorma parabolantenner, en med 70 meters diameter och minst två på 34 meter – utplacerade på varsin tredjedel av jorden så att någon antenn alltid vänder mot farkosten, nämligen i Goldstone i Kalifornien, Tidbinbilla i Australien och i Madrid i Spanien. (Fast det är klart, Arecibo-observatoriet är värre med sina 305 meter – se N&K 5/2001.)
DSN kommunicerar med de ungefär 28 farkoster som just nu rör sig i solsystemet. Tidschemat är pressat och farkosterna får dela på tiden enligt ett noggrant schema, men nödsituationer och landningar ger extra prioritet. Nedlänken från Marsbilarna begränsas på grund av detta till några timmar per sol. Då endast en farkost kan få upplänk åt gången ges kommandon åt varje farkost under cirka en timme i början av varje sol.
Alla tre stationerna arbetar med yttersta precision och utefter samma specifikationer. De är helt utbytbara. Sändarna som strålar i upplänken är uppbyggda med klystroner och lämnar cirka 20 kilowatt på X-bandet (7 145–7 235 megahertz) och 400 kilowatt på S-bandet (2 110–2 120 megahertz).
Mottagarna i nedlänken är av absolut senaste snitt, kylda med flytande helium till några få grader över absoluta nollpunkten.
Men hur vet man om DSN faktiskt kommer att nå fram till ens lilla rymdskepp? Jo, DSN har en hel serie kompendier som behandlar alla aspekter av rymdkommunikation. Det kan vara frekvenstabeller, lämplig modulation och protokoll och vilka faciliteter DSN kan erbjuda forskare och rymdskeppstillverkare. Men låt oss här bara ta en titt på räckvidderna.
Diagrammet ovan gäller för ett typrymdskepp som DSN definierat och visar räckvidden med en riktantenn på X-bandet, med 20 kilowatts uteffekt från Jorden. Över 200 kilobit/sekund är möjligt när Mars är som längst bort – JPL:s mer försiktiga 12 kilobit är med god säkerhetsmarginal. Med rundstrålande antenn à la Marsbilarnas LGA går det att nå 20 bit/sekund när Mars är som längst borta eller 1 kilobit när den är som närmst.
Men kommunikation med Mars är ingenting i förhållande till vad DSN egentligen är kapabelt till. Mars är inte särskilt ”deep space” i jämförelse med Oortmolnet, där Voyagerfarkosterna just nu befinner sig – på 13 miljarder kilometers avstånd från Jorden. Voyager 1 och 2 har varit på väg i 23 år, men fungerar fortfarande klanderfritt.
Upplänken på 16 bit per sekund sänds ut från Jorden med 325 kilowatt, och man kan utan större problem ta emot nedlänken på 160 bit per sekund som inte sänds med särskilt många watt från ett avstånd som är så obegripligt stort att Solen där utifrån ser ut som vilken stjärna som helst. Den dag Voyager 1 dör, år 2020, på 132 astronomiska enheters avstånd, har man fortfarande en teoretisk kapacitet på 300 bit per sekund, som ett gammaldags telefonmodem.
Går det att föreställa sig att vi har dubbelriktad, tillförlitlig kommunikation över ett avstånd på över 13 miljarder kilometer? Internet är en mikrob i jämförelse! Föreställ dig avståndet till Voyager som en meter: då skulle du behöva elektronmikroskop för att se Jorden och dess löjliga lilla Internet. Det är inte så konstigt att Spirit klarar sig med en 30-centimetersantenn.
Det är värt att fundera lite över tekniken i Voyager: 1802-processor från RCA, kärnminne och en plutoniumkälla som vid starten genererade 425 watt. Nu är den nere på 325 watt och man har fått stänga av ett antal instrument. Kamerorna stängdes av när man lämnat solsystemet, efter ett sista fantastiskt panorama – huvudsakligen för att det inte fanns mer att se.
Problem på både Spirit & Opportunity
Kort efter landningen drabbades Spirit av samma fel som vi alla gör i vardagen: för mycket att hålla reda på. Under flygningen till Mars arbetade många applikationer i bilens dator och fyllde sakta men säkert upp filsystemet i flashminnet – mest beräkningar för kurskorrigeringar och kalibrering av olika instrument.
Filsystemet hade testats med upp till 30 000 filer, men man beräknar att det fanns cirka 29 000 vid landningen, och utrymmet blev fullt och de normala vetenskapliga dataleverantörerna kunde efter några dagar inte längre lägga sina produkter i minnet. I ett sådant läge skulle datorn boota om, och det gjorde den också – ungefär en gång i timmen, och på grund av detta blev nedlänktiderna ganska korta.
Emellertid blev man klar över problemet, och kunde konstatera att det fanns en bugg i applikationsmjukvaran. Filsystemet tömdes helt, och när datorn bootade upp nästa sol var allt som det skulle, förutom att buggen ju fortfarande fanns kvar. Filsystemet kan tömmas eftersom all programvara ligger i de dubblerade bootprommarna på 11 megabyte och den del av flashminnet som inte är filsystem (utan FAT och vissa nedlänksparametrar) inte påverkas vid omstart.
En termostatstyrd värmare i instrumentarmens ”skuldra” vägrade redan från början stänga av sig och drar cirka 25 procent av energin från batteriet, vilken dessutom minskar för varje sol. Den drar ström även på natten när den inte behövs, vilket förkortar funktionstiden på dagen. Det nya driftläget som snart ska laddas upp, ”mycket djup sömn”, ska råda bot på detta.
Det är inte första gången man skickat upp ny programvara till en rymdfarkost som redan varit på väg länge – så skedde även med Voyager. Det råkade finnas 256 byte över i Voyagers minne vid ett tillfälle, och det passade man på att fylla med en bildigenkänningsalgoritm som hittade flera nya månar kring Jupiter. Skriven i assembler, naturligtvis. Duktigt gjort på 256 byte – men så är det inga Microsoftprogrammerare på JPL heller.
Så ... vad blir resultatet av allt det här?
Forskarna tycks nu vara ense om att det utan tvivel funnits massor av vatten på Mars en gång i tiden, eftersom det eroderat klipporna och avsatt salter i sprickorna i sådana mängder att saltet måste ha varit löst i vatten för att sedan sedimenteras. Man har konstaterat att det finns hematit, järnmalm som behöver vatten för att bildas.
Men innan expeditionen är över ska vi inte föregripa forskarnas resultat. Vem vet vad de kommer att upptäcka härnäst på vår kalla, blåsiga granne? Det här är en spännande tid att leva i.
Om du vill ha den här artikeln snyggt layoutad och komplett med alla diagram och bilder så kan du köpa den som PDF.
Mars är långt ifrån den mest extrema planeten i solsystemet, men för oss veka jordlingar är den direkt dödlig.
Atmosfären består nästan uteslutande av koldioxid, med ett tryck av bara 1/100 av jordatmosfärens. Planeten är för liten, med bara hälften av jordens diameter, för att dess gravitation, 38 procent av jordens, ska kunna hålla kvar något högre atmosfärstryck mer än några miljoner år, har man beräknat.
Vatten verkar bara finnas i frusen form vid polerna, men kan finnas under ytan. Det vita som täcker polarkalotterna är huvudsakligen frusen koldioxid, torr-is. Av data och bilder man nu fått hem att döma verkar det dock vara ställt utom allt tvivel att vatten flutit på Mars någon gång i forntiden. Spirit verkar ha landat mitt i vad som en gång var en svavelhaltig, het källa.
Solsystemets högsta vulkan, Olympus Mons, finns på Mars. Den är 26 kilometer hög och 600 kilometer vid foten. Mount Everest är bara 8,8 kilometer högt, och 600 kilometer motsvarar avståndet mellan Malmö och Gävle. Solsystemets största kanjon, Valles Marineris, finns också här. Den sträcker sig över mer än 4 000 kilometer,ungefär som hela USA, och är mellan 5 och 10 kilometer djup. Grand Canyon med sina ynka 450 kilometer får ju plats i ena hörnet.
Mars har ingen järnkärna som Jorden och därför inget större magnetfält. Istället finns det magnetiska öar i planetens järnhaltiga yta, vars fält dock aldrig kommer att kunna användas för navigation. Avsaknaden av ett ordentligt magnetfält gör att Solens partikelstormar träffar ytan direkt, med mycket högre strålningsnivåer än på Jorden som följd. Bristen på järnkärna gör att planetens densitet bara är 3,9 jämfört med Jordens 5,5. (Järn har en densitet på 7,8.)
En Mars-dag – en ”sol” – är 24 timmar, 39 minuter och 35 sekunder, och Mars går ett varv runt Solen på 687 jorddagar, eftersom den ligger 1,5 gånger så långt från Solen som Jorden gör.
Mars är både fruktansvärd och vacker! Romarna såg den som en krigsgud och den har alltid inspirerat till både fantasier och utforskinng. Italienaren Giovanni Schiaparelli tyckte sig 1870 se ”kanaler” på Mars – egentligen en felöversättning av det italienska ”canali” (rännor) – och omvärlden, främst den amerikanske astronomen Percival Lowell, hakade på och publicerade kartor över kanalsystemet. Myten om marsmänniskor och gröna gubbar var född. Vi kan numera se planeten i hög upplösning och betrakta alla dess fantasiska formationer, stormar och polarisar med en upplösning på ned till 15 meter, i tre dimensioner. Vår obändiga strävan efter att få veta om det finns liv och vatten på andra ställen än vår egen Jord har drivit oss långt ut i solsystemet. De små marsbilarna är våra ambassadörer hos krigsguden, och om USA får som de vill får vi snart ta ytterligare ”one small step” på en ny värld.
Tänk på allt detta nästa gång du går ut på natten och ser den röda ”stjärnan” på himlen.