Mars 2020

Perseverance je zdokonalenou replikou roveru Curiosity. V porovnaní so svojím predchodcom má robustnejšie hliníkové kolesá s priemerom 52,5 cm a o 17 % vyššiu celkovú hmotnosť 1 050 kg. Jeho robotické rameno je dlhé 2,1 m. Je vybavený siedmimi vedeckými prístrojmi, kamerami a dvoma mikrofónmi a jeho poslaním bude pátranie po stopách marťanského prehistorického života. Bude schopný vŕtať do povrchu Marsu a odoberať vzorky pôdy a hornín. Je vybavený zariadením MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), ktoré je určené na výrobu kyslíku z oxidu uhličitého. Podľa NASA je to jej zatiaľ najväčšie a najsofistikovanejšie vozidlo pre prieskum Marsu.

Pohon roveru bude zabezpečovať plutóniový rádioizotopový termoelektrický generátor MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator). Generátor má hmotnosť 45 kg a obsahuje 4,8 kg oxidu plutoničitého ako zdroja stáleho tepla, ktoré sa bude meniť na elektrinu. MMRTG bude na začiatku misie produkovať približne 110 wattov elektrickej energie, pričom každým rokom poklesne táto produkcia o niekoľko percent. Prevádzková životnosť generátora je odhadovaná na 14 rokov a agentúre NASA ho poskytlo americké ministerstvo energetiky. Na rozdiel od solárnych panelov poskytuje MMRTG inžinierom značnú flexibilitu pri obsluhe prístrojov rovera aj v noci, počas prachových búrok ako aj počas zimného obdobia. Prebytočné teplo z generátora bude udržovať prístroje a systémy rovera na ich správnych prevádzkových teplotách.[2]

Súčasťou pohonného systému sú aj dve lítium-iónové nabíjateľné batérie, ktoré pokryjú zvýšené nároky vozidla aj v čase, keď jeho potreba energie dočasne prekročí stabilnú úroveň elektrického výkonu MMRTG (počas niektorých vedeckých aktivít môže požadovaný výkon stúpnuť až na 900 wattov). Tieto dve batérie vážia spolu 26,5 kg a každá z nich má kapacitu približne 43 ampérhodín.

Perseverance disponuje celkom 23 kamerami, čo je najviac zo všetkých roverov, ktoré boli doteraz na Mars poslané. Vytvoria pôsobivé panoramatické snímky, ale okrem toho majú aj schopnosť odhaľovať prekážky, študovať atmosféru a pomáhať vedeckým prístrojom. Vytvoria zábery zo zostupu k Marsu a vôbec prvýkrát aj snímky z vystrelenia padáku na cudzej planéte. K tým najdôležitejším kamerám patria tieto:

• Vylepšené inžinierske kamery – farebné kamery s vyšším rozlíšením (20 megapixelov) a širším zorným poľom, než aké majú inžinierske kamery na roveri Curiosity. Kamery navyše budú schopné redukovať pohybovú neostrosť, takže budú môcť robiť snímky aj keď bude rover v pohybe.
• Mastcam-Z – dvojica kamier, ktoré sú najdokonalejším párom „očí“, aký kedy ľudstvo poslalo na Mars. Tento prístroj bude napríklad disponovať zoomovacím schopnosťami novej generácie, ktorá má uľahčiť tvorbu 3D snímka. Operátori vozidla, ktorí budú starostlivo plánovať trasu každej jazdy a každý pohyb robotickej paže, si prezrú tieto 3D snímky pomocou špeciálnych 3D okuliarov, aby mohli lepšie vidieť terén na Marse. Kamery sú namontované na stožiari roveru v úrovni očí osoby vysokej 2 metre. Sú od seba vzdialené 24,2 cm.[3] Obe je možné zazoomovať na rovnakú úroveň a potom „jedným stlačením spúšte“ vyhotoviť dve fotky, z ktorých sa dá priamo vytvoriť 3D obrázok. Tieto kamery však nebudú slúžiť len pre hľadanie najbezpečnejšie cesty. Mastcam-Z pomôže geológom vytipovať vedecky zaujímavé objekty a celkovo lepšie porozumieť okolitej krajine, v ktorej sa budú odoberať vzorky. Tento kamerový systém ponúkne vedcom doslova nadľudský pohľad na krajinu v rôznych vlnových dĺžkach vrátane tých, ktoré ľudské oko nevidí. Prehliadka terénu treba v ultrafialovej alebo infračervenej časti spektra môže odhaliť miesta dopadov meteoritov, alebo farebné rozdiely naznačujúce že by si dané miesto zaslúžilo bližšiu analýzu ďalšími prístrojmi. Kamery môžu tiež snímať nebo červenej planéty vrátane slnka a mesiacov Marsu.[4]
• SuperCam Remote Micro-Imager (RMI) – kamera, ktorá poskytne najvyššie rozlíšenie, bude farebná a pôjde o vylepšenie prístroja ChemCam z roveru Curiosity.
• CacheCam – bude sledovať, ako sa vzorky hornín ukladajú do tela roveru.
• Kamery pre vstup do atmosféry, zostup a pristátie: Sedem kamier, ktoré budú zaznamenávať proces vstupu zostavy do atmosféry Marsu a prinesú historicky prvé zábery z vystrelenia padáku mimo Zeme.
• Lander Vision System Camera – použije počítačový náhľad na riadenie pristátia, ku ktorému využije technológiu zvanú terrain relative navigation (relatívna navigácia podľa terénu).
• SkyCam – zostava prístrojov študujúcich počasie bude obsahovať aj kameru mieriacu k oblohe, ktorej úlohou bude sledovať oblačnosť a ďalšie atmosférické javy.
• Jedna kamera bude uložená v tele roveru, kde bude dohliadať na ukladanie vzoriek do puzdra, ktoré sa neskôr položí na povrch planéty, kde ho vyzdvihnú budúce misie.[5]

Kľúčovým systémom roveru je odberný mechanizmus Bit Carousel. Ten obsahuje 9 vrtákov, ktorými bude odoberať horniny a regolit. Následne sa o spracovanie vzoriek postará Adaptive Caching System. Súčasťou systému je aj rameno Sample Handling Arm, ktoré bude manipulovať s trubicami pre uloženie vzoriek.[6]

Na konci robotického ramena sa nachádza zariadenie SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals). To bude pomocou ultrafialového laseru analyzovať drobné zrnká piesku. Pri tejto činnosti mu bude pomáhať WATSON, čo je kamera, ktorá dokáže vyhotoviť detailné snímky textúr kameňov. Spoločne potom táto dvojica preštuduje povrchy kameňov, zmapuje prítomnosť niektorých minerálov a organických molekúl, ktoré na Zemi predstavujú základné kamene života. Vďaka prístroju SHERLOC bude navyše možné navrhnúť skafandre, ktoré by mali odolať podmienkam na Marse, až sa raz ľudia vydajú k červenej planéte. Perseverance prinesie na Mars päť kúskov látok pre skafandre a materiálu pre helmy, ktoré vyvinuli odborníci z Johnsonovho strediska. SHERLOC má sledovať, ako sa tieto vzorky menia v priebehu času v drsných podmienkach červenej planéty. Návrhári skafandrov tak budú mať lepšiu predstavu o tom, ako tieto látky postupne degradujú a umožní im to vyvinúť bezpečný skafander pre budúcu ľudskú posádku.[7]

Nákres marťanskej helikoptéry Ingenuity

Ingenuity je solárny vrtuľník s hmotnosťou 1,8 kg, ktorý je je namontovaný na bruchu roveru Perseverance. Je vybavený dvomi vrtuľami z uhlíkových vlákien o dĺžke 1,2 m, ktoré musia rotovať rýchlosťou až 2 400 ot./min, aby bol vrtuľník schopný letu v riedkej atmosfére Marsu. Ingenuity nenesie žiadne vedecké vybavenie a jeho hlavnou úlohou sú letové skúšky. Vrtuľník sa v priebehu 31 pozemských dní pokúsi zrealizovať päť riadených letov. Údaje získané počas týchto letových testov pomôžu pri vývoji ďalšej generácie marťanských vrtuľníkov. Ak by sa potvrdilo, že helikoptéra je schopná lietať v atmosfére Marsu, budúca misia by z tohto úspechu mohla čerpať a získať tak inteligentného prieskumníka okolia. Takýto stroj by okrem prieskumu mohol v budúcnosti vyhľadávať rovery a ľudské posádky alebo prepravovať malé vybavenie.[8]