Mars 2020 Görevi: Perseverance

 Uzun yıllardır Mars’a birçok uzay aracı gönderilmektedir. Bu uzay araçlarının çeşitli görevleri ve türleri bulunmaktadır. “Orbiter” olarak adlandırılan “Yörüngeci” araçlar gezegenin etrafında fotoğraf çekerken, “Lander” adı verilen diğer uzay araçları Mars yüzeyindeki iniş noktalarından fotoğraf ve bilgi verileri gönderir. Bu yazımızda inceleyeceğimiz Perseverance aracı ise bir “rover” türüdür. Rover dediğimiz bu keşif araçlarının tekerlekleri vardır ve hareket konusunda uzmanlaşmışlardır. Mars’ın yüzeyine indikleri andan itibaren farklı yönlere ilerleyerek gezegenin farklı bölümleri hakkında veri toplarlar. NASA’nın Mars’a gönderdiği ilk tekerlekli keşif aracı 1997 Temmuz’unda Mars’a iniş yapan Sojourner olmuştur. Ardından Ocak 2004’te Spirit and Opportunity, Ağustos 2012’de Curiosity ve son olarak Şubat 2021’de Perseverance Mars’a iniş yapmıştır [1].

Peki nedir Perseverance’ın önemi?

Öncelikle Perseverance’ın “azim” anlamına geldiğini belirtmek istiyorum. Tam olarak 18 Şubat 2021 tarihinde Mars’a iniş yapan bu rover, Mars’ın Jezero Krateri olarak adlandırılan bölgesini incelemektedir. Bilim insanları için oldukça ilgi çekici olan bu krater, Mars’ın çok eski bir bölgesi olmakla birlikte eski bir nehir deltasının konumu olabileceği şüphelerini de taşımaktadır. Dolayısıyla Jezero Krateri, tam görevi geçmiş mikrobiyal yaşamın izlerini aramak ve gerekli örnekleri toplamak olan Perseverance için mükemmel bir konumdur [2]. Kendisinden önce gönderilen Curiosity aracına benzer bir görevi vardır. Ancak çok daha donanımlı ve özel enstrümanlar içermesi yönüyle Curiosity’den oldukça farklıdır. En büyük farkı ise içerisinde “Ingenuity” adında bir helikopter taşıyor olmasıdır. Perseverance’ı diğer roverlardan farklı kılan en önemli özellik budur diyebiliriz. Çünkü Ingenuity, “İlk Mars Helikopteri Olma” unvanını taşımaktadır. Ingenuity ise “Yaratıcılık, Marifet” anlamlarına gelmektedir. Bu helikopterin ilk uçuşu ise 19 Nisan 2021’de gerçekleşmiştir. Ingenuity 3 metre yüksekliğe çıkarak 39 saniye boyunca havada asılı kalmış ve ardından tekrar Mars yüzeyine inmiştir [3]. Aşağıda Ingenuity’nin bir resmini görebilirsiniz.

[3]

 

 

Perseverance’ın Yapısal Özellikleri

[4]

 Perseverance’ın “hayati organlarını” koruyan yapısı, “gövde” adı verilen kısmıdır. Tıpkı bir araba gövdesi gibi roverın gövdesi de içerisindeki bilgisayarı ve elektronik aksamını koruyan yapıdır. Perseverance Curiosity’den farklı olarak daha uzun bir tarete ve yeni bir karot makinesine sahiptir. Bu da kayaç karot numunelerinin toplanabilmesini, saklanabilmesini ve tüplere kapatılarak gelecekteki olası çalışmalar için Mars yüzeyine yerleştirilmesini sağlar. Gövdesinde bu işlemlerini gerçekleştiren sistemler bulunur [5].

[6]

 Beyni bilgi işleyen bilgisayarlardır. Rover Compute Element (RCE) adı verilen iki özdeş bilgisayara sahip Perseverance’ın bir de yedek beyni bulunmaktadır. Yedek beynin herhangi bir sorun olması durumunda uyandırılarak kontrolü ele alması sağlanır. RCE, komutların ve verilerin alışverişi için tüm enstrümanları ve arayüzleri yönlendiren özel bir amaca hizmet eder. Bilgisayar, uzaydaki ve Mars yüzeyindeki aşırı radyasyonu tolere eden özel bir bellek içerir. Roverın konumu hakkında 3 eksenli olarak bilgi veren bir birim sistemi ve eğim derecesini tahmin edebilmek için bir navigasyon sistemi bulunur. Ayrıca bilgisayarlardaki sıcaklık ve güç seviyelerini sürekli olarak kaydederek iletişimin devamlılığını ve cihazların termal olarak kararlılığını sağlar. Roverın beyni, bilgisayarlar sayesinde fotoğraf çekme, sürüş yapma ve enstrümanları kullanma gibi komutlar gerçekleştirilebilir [6].

[7]

 

Çevre hakkında bilgi veren enstrümanlar ve kameralar, roverın gözleri ve kulakları olarak nitelendirilebilir. Çeşitli yönetim ve bilim hedeflerine sahip kameralar içerir. Toplamda 23 kamerası bulunan Perseverance, bunlardan 9 tanesini yönetim amaçlı, 7 tanesini bilim amaçlı, 8 tanesini de iniş görüntüleme amaçlı kullanır. Yönetici kameralar üç çeşittir: Tehlike Önleyici Kameralar (HazCams), Navigasyon Kameraları (Navcams), Önbellek veya Kayıt Kamerası (CacheCam). Perseverance’ın 6 adet tehlike tespit kamerası, potansiyel tehlikeleri tespit ederek keşif aracının fotoğraf çekerken ve örnek toplarken güvenli hareketini sağlar [10]. Navigasyon Kameraları 2 adet olup özellikle Perseverance otonom olarak çalıştığında aracın güvenli bir şekilde yönlendirilmesine yardımcı olur [11]. Önbellek veya Kayıt Kamerası , Perseverance’ın numuneleri toplama ve saklama sürecini her numune için ayrı olarak kayıt altına alıp bilim insanlarının süreci takip etmesine yardımcı olur [8].

Bilimden sorumlu kameralar 7 adet olup çeşitli görevlere sahiptir. Mastcam-Z adı verilen bir çift kamera, renkli görüntüler ve videolar çeker. SuperCam, robotik kolun ulaşamadığı mineral hedeflerine lazer ateşleyerek analizini sağlar. PIXL, X-ışını floresansı kullanarak bir sofra tuzu tanesi kadar küçük hedef noktalarındaki kimyasal hedefleri tanımlar. SHERLOC, inceleme yapılan alanın aşırı yakın çekimini sağlar ve Mars mineralleri ile organiklerinin ayrıntılı görüntülerini yakalar. WATSON ise Mars kayalarındaki ince ölçekli dokular ve yapılar ile Mars yüzeyinin çoğunu kaplayan kayalık ve toz görüntülerini sağlar. Bu yönüyle SHERLOC kamerasını da destekler [12]. İniş görüntüleme kameralarından olan giriş, iniş ve karaya çıkarma kameraları Perseverance hakkında birçok soruya cevap verirken aracın Mars yüzeyine inişi, paraşütün açılması ve aracın yüzeyle teması gibi birçok görüntünün Dünya’dan takibine olanak sağlamıştır. Lander Vision System Camera adı verilen uzay aracı görüş sistemi kamerası, Perseverance’ın yüzeye güvenle inmesi için temasa yaklaşılırken anbean görüntü sağladı. Aracın güvenliği için görevde önemli bir yere sahipti [9].

[15]

 Perseverance Mars yüzeyine iniş yaptığında SuperCam mikrofonu ve EDL mikrofonu olmak üzere iki tür mikrofon bulunduracak. SuperCam mikrofonu analiz esnasındaki sesleri -mesela lazer atışı gibi- kaydederken EDL mikrofonu giriş, iniş ve yüzeyle temas gerçekleşirken oluşan sesleri kaydeder [15]. 

[18]

Perseverance’ın her biri kendi motoruna sahip 6 tekerleği vardır. İki ön ve iki arka tekerleğin ayrı olarak direksiyon motorları bulunur. Bu direksiyon kabiliyeti, aracın 360 derece dönmesine olanak sağlar. Perseverance’ın süspansiyon sistemi Diferansiyel (Differential), Külbütör (Rocker) ve Boji (Bogie) olmak üzere 3 ana bileşenden oluşur. Diferansiyel, aracın üst güvertesinin ortasındaki bir pivot ile sol ve sağ külbütörlere ve roverın gövdesine bağlanır. Külbütör, aracın sol ve sağ tarafında birer tane bulunur. Ön tekerleği diferansiyele ve arkadaki bojiye bağlar. Boji ise orta ve arka tekerlekleri külbütöre bağlar. Perseverance’ın hızı ise saniyede 4.2 santimetreye kadar çıkabilir. Dünya standartlarına göre düşük bir hızdır. Ancak Mars’ı düşündüğünüzde göze çarpan bir performans olduğunu söylemek çok yerinde olacaktır [18].

[4]

 Perseverance, 7 fit uzunluğunda robotik kola sahiptir. Maksimum esneklik için omuz, dirsek ve bilek eklemlerine sahiptir. Rover, taretiyle kayalardan örnekleri alır, mikroskobik görüntülerini kaydeder ve kayalarla toprağın temel bileşenlerini analiz edebilir. Bu süreçte kolda bulunan SHERLOC, WATSON ve PIXL kameraları yardımcı olur [4].

[16]

Roverın; hareketi, araçları kullanması ve Dünya ile iletişimi için elektriksel güce ihtiyacı vardır. Perseverance gücünün kaynağını MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator) olarak adlandırılan çok amaçlı radyoizotop termoelektrik jeneratöründen alır. Bu sistem plütonyumun radyoaktif bozunmasının ısısını yakıt olarak kullanarak güvenli bir elektrik akışı üretir. Bu MMRTG’nin 14 yıllık çalışma ömrü, 1.5 Mars yılı (3 Dünya yılı) ana görev süresi boyunca Perseverance için önemli bir rezerv oluşturmaktadır [16].

[13]

Perseverance hem sesi hem de kulakları görevi gören 3 antene sahiptir. Birden fazla antene sahip olması operasyonel açıdan esneklik sağlar. Bu antenler, Ultra Yüksek Frekanslı Anten, X Bandı Yüksek Kazançlı Anten ve X Bandı Düşük Kazançlı Anten olup roverın arka tarafında bulunurlar. Veri alışverişi açısından oldukça önemlidirler [13].

[17]

Perseverance Mars kayalarından ve toprağından örnekler toplayarak Mars yüzeyindeki tüplerde saklayacak. Bu proses örnek önbelleğe alma olarak adlandırılır. Bu yönüyle Mars 2020, bunu Mars’ta gösteren ilk görev olacak. Örnek toplama işlemi 3 aşamadan oluşur:

• Örneklerin toplanması

•  Örneklerin kapatılması ve araç üzerinde istiflenmesi

• Mars yüzeyinde depolanması [17]
  

 

Perseverance ve İçerdiği Mesajlar

Pek çok uzay aracı gibi Perseverance da oldukça fazla mesajı ve logoyu içerisinde barındırmaktadır. Perseverance geliştiricileri, aracın süslemelerini özenle seçmiş ve tasarlamıştır.

 Perseverance İsim Plakası, bir uzay aracına atanan ilk resmi gezegen dışı ürün kimlik numarasını taşıyan; Mars 2020 Görevi İsim Plakası, Rover Evrim Plakası, Amerika Birleşik Devletleri Bayrağı, Jet Sevk Laboratuvarı (Jet Propulsion Laboratory, JPL) Logosu, NASA Nişan Plakası, Rover DNA Dövmesi, COVID-19 sürecinde üstün azim gösteren sağlık çalışanları için Sağlık Çalışanlarına Takdir Plakası, “İki Dünya, Bir Başlangıç” yazısını ve en çok konuşulan İngilizce, Mandarin, Hintçe, Arapça, İspanyolca dillerinde yazılmış “Keşif Sevinci” ifadesini taşıyan Mastcam-Z Kalibrasyon Hedefi, SHERLOC Kalibrasyon Hedefi, 1999 yılında bir Mars göktaşından elde edilen bir parçayı da içeren ve araştırılacak numuneler için referans oluşturan çeşitli Mineral Örnekleri ve tek bir kalibrasyon hedefinden daha çok bir alet kutusunu andıran SuperCam Kalibrasyon Hedefi içerdiği mesajlara örnek olarak verilebilir. Ancak bazıları tüm mesajların içerisinde oldukça göze çarpmaktadır [14].

Bunlardan Paraşüt Kodu en ilgi çekici mesajlardan biridir. Perseverance’ın 70 fit çapındaki süpersonik paraşütünün beyaz ve turuncu kısımlarına eşsiz bir desen ile bir mesaj yerleştirildi. Paraşütün her dairesel satırına ikili kodda “Dare Mighty Things” ifadesi eklendi. “Muhteşem Şeylere Cesaret Et” anlamına gelen bu ifade ilk kez 1899’da Başkan Theodore Roosevelt’in konuşmasında yer almıştır. Aynı ifade JPL (Jet Propulsion Laboratory)’in sloganıdır. Ayrıca paraşüt bu laboratuvarın konumu için gerekli koordinatları da içermektedir [14].  

                                                                                                       

Bir diğer mesaj, “Explore as One” (Bir olarak Keşfet) plakasıdır. 2019 yılında NASA, Mars 2020 görevi için İsmini Mars’a Gönder kampanyası başlatmış ve Türkiye de en çok başvuru yapan ülkelerden biri olmuştu. İşte o kampanya tam da bu plaka için başlatılmıştı. Toplamda 10,932,295 kişinin adının bulunduğu 3 tırnak boyutunda silikon çipler Perseverance’a  monte edilmiş bir alüminyum tabakaya bağlanarak Mars’a gönderildi. Ayrıca aynı plakada, Güneş’in iki yanında Dünya ve Mars görüntüsü bulunmaktadır. Güneş ışınları, nokta ve çizgilerden oluşan Mors koduyla “Explore as One” (Bir olarak Keşfet) mesajını taşır [14].

 Bir başka dikkat çeken simge, ”Mars’ın Bir Parçasını Geri Getirme” Plakasıdır. Bunun için Jezero Krateri’nin hatlar halindeki çizimini içeren 2 adet alüminyum levha oluşturulmuştur. Bunlardan biri orta kısmında bir parçası eksik olarak rovera monte edilmiştir. Orta kısmın bulunduğu parça ise JPL’de sergilenmektedir. İleride görev tamamlandığında ve analiz edilen numuneler Dünya’ya getirildiğinde puzzle tamamlanmış olacak [14].

 Son olarak Uzay Giysisi Örnekleri, gelecekte gönderilecek astronotlar için ne kadar uygun olduğunu ölçmek adına bir kalibrasyon hedefi diski üzerinde Mars’a gönderilmiştir. Diskin merkezinde, kurgusal karakter Sherlock Holmes’ün Londra’da yaşadığı adresi andıran bir dizi rakam ve harf bulunuyor. Bu kod define avı madeni parası olarak adlandırılır. Buradaki define avı tam da bildiğimiz anlamı olan insanların gizli nesneleri veya mahzenleri bulmak için haritaları veya GPS sistemini kullandığı bir etkinlik olarak geçer. Birisi bir önbellek bulduğunda bunu çevrimiçi olarak kaydedebilir ve bir sonraki kişinin bulması için değiştirebilir. Bu “Geocache” dediğimiz define avı Mars’ta türünün ilk örneğidir ve gelecekte araştırmacılar tarafından kaydedilebilir. O zamana kadar yapılacak olan görevlerden biri Perseverance’ın Mars yüzeyine yerleştirdiği numune tüplerini toplamak ve yaşamın izlerini aramak olacaktır. Diskin alt tarafında dans ediyormuş gibi görünen minik bir figür bulunuyor. Bu karakter dizisi “Dans Eden Adam” adı verilen bir tür şifre veya koddur. Bu kod, Sherlock Holmes’ün yaratıcısı Sir Arthur Conan Doyle tarafından  1903’te kısa bir öykü olarak yayınlanan “Dans Eden Adamların Macerası” adlı hikayede yer almaktadır. Holmes, eserde şifreyi kırıp gizemi çözmeyi başarmıştır. Bu diskteki şifre ise “Cache me if you can” yani “Yapabilirsen beni önbelleğe al” ifadesidir [14].

 

Kaynaklar:

[1] NASA Space Place. The Mars Rovers. 21.022022 tarihinde https://spaceplace.nasa.gov/mars-rovers/en/ adresinden alındı.

[2] NASA Space Place. The Mars Rovers: Perseverance. 21.02. 2022 tarihinde https://spaceplace.nasa.gov/mars-2020/en/ adresinden alındı.

[3] NASA Science MARS HELICOPTER TECH DEMO.Taking flight on the another world. 21.02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/# adresinden alındı.

[4] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER Arm. 25.02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/arm/ adresinden alındı.

[5] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER. Body. 22.02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/body/ adresinden alındı.

[6] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER. Brains. 22 .02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/brains/  adresinden alındı.

[7] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER. Cameras. 22 .02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/cameras/ adresinden alındı.

[8] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER. Cameras, CacheCam. 24.02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/cameras/#CacheCam-Engineering-Cameras adresinden alındı.

[9] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER. Cameras, descent imagingcameras. 24.02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/cameras/#Descent-Imaging-Cameras adresinden alındı.

[10] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER. Cameras, hazard avoidance cameras (HazCams). 24.02.2022 tarihinde  https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/cameras/#HazCams-Engineering-Cameras adresinden alındı.

[11] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER. Cameras, navigation cameras (Navcams). 24.02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/cameras/#NavCams-Engineering-Cameras adresinden alındı.

[12] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER. Cameras, the science cameras. 24.02.2022 tarihinde  https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/cameras/#Science-Cameras adresinden alındı.

[13] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER, Communications. 25.02. 2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/communications/  adresinden alındı.

[14] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER, Markings. 26.02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/markings/ adresinden alındı.

[15] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER. Microphones. 24.02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/microphones/ adresinden alındı.

[16] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER, Power. 25.02.2022 tarihinde

https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/electrical-power/ adresinden alındı.

[17] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER, Sample handling. 25.02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/sample-handling/ adresinden alındı.

[18] NASA Science MARS 2020 MISSION PERSEVERANCE ROVER. Wheels. 24 .02.2022 tarihinde https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/wheels/ adresinden alındı.

 

Yazar: Z. Rümeysa Karayel

Editörler: İrem Özdemir, Zeynep Bahar Doğru