Dok noću leži u krevetu prevrćući po glavi šta sve loše može da se desi „Kjuriositiju“, najvećem i najsloženijem roveru ikada poslatom na Mars, Džonu P. Grocingeru nikada ne ponestaje materijala.
Opremljen za istraživanje krševitog Marsovog terena, rover „Kjuriositi“ (engl. „Curiosity“, tj. „Radoznalost“) će pokušati da odgovori da li je planeta nekad davno bila pogodna za život.
Geolog i profesor na Kalifornijskom tehnološkom institutu, Grocinger radi i kao vođa „Kjuriositijevog“ naučnog projekta[1]. On verovatno bolje od ikoga iz Nasine Laboratorije za mlazni pogon (JPL) u Pasadeni zna kako je upravljati misijom „teškom“ \(2,5 milijarde, lansiranom 26. novembra prošle godine, koja za koji dan treba da stigne na Mars. U ova teška financijska vremena, svi planetni istraživači – pa i sâm Vašington – podrobno vrebaju i procenjuju roverove naučne rezultate.
Šta ako se pri pokušaju sletanja „Kjuriositi“ ošteti? Šta ako suviše jako udari o tlo i ubogalji se, postavši nesposoban da uradi ono za šta je pravljen: da prevali najmanje 12 milja (20 km) za 98 nedelja – jednu Marsovu godinu – i istraži stene i male uzorke tla ne bi li utvrdio da li je Crvena planeta ikada bila u stanju da održi život na ugljeničnoj osnovi tokom svoje drevne toplije i vlažnije prošlosti?
Šta ako „Kjuriositi“ neogreban stigne na pažljivo odabranu lokaciju, Marsov krater veličine Vojvodine, samo da bi na kraju dugog putovanja konstatovao da nije u stanju da dâ odgovor na za nas ključno pitanje: Da li smo (stvarno) sami u kosmosu?
Vitki i obrazovani Grocinger, 55, priznaje da ako je život ikada i postojao na Marsu, njegov robot ima male šanse da utvrdi neoborive dokaze. Cilj je utoliko teži ako se setimo koliko je teško pronaći drevne fosile čak i ovde, na Zemlji. Za prve dve milijarde godina Zemljine istorije, pre nego što su evoluirale životinje, život je egzistirao isključivo na mikroskopskom nivou. Pronaći fosilna svedočanstva o postojanju tih sićušnih organizama je „kao tražiti iglu u plastu sena“, podseća Grocinger.
Predsednik Obama je predložio da se budžet za fiskalnu 2013. godinu smanji za petinu od \)1,5 milijardi koliko je Nasin otsek za planetna istraživanja dobio u 2012. To je zabrinulo zajednicu planetnih naučnika da bi takva kresanja mogla da zaustave naučnu inerciju zemlje, izazovu „brain–drain“ (ili kako to mi stručno kažemo, „odliv mozgova“, tj. bežanje naučnika u profitabilnije delatnosti), i smanje sposobnost Nase da kreira buduće misije tipa „Kjuriositija“, kojeg personal JPL–a naziva, Mars Science Lab, ili prosto MSL.
Malo je onih koji otvorenije kritikuju trenutnu misiju od planetnog naučnika dr Alana Šterna[2]. U jesen 2008. godine dao je ostavku u Nasi rezigniran finansijskim prekoračenjima na smelim ali riskantnim projektima poput „Kjuriositija“, dok po troškovima daleko skromniji, jednako obećavajući istraživački programi moraju da prosijače. „Zato što se svi toliko kladimo na MSL, on mora da uspe, ili će povući unazad čitavu planetnu nauku u ovoj deceniji.“
Ostali analitičari su manje oštri u predviđanju efekata „Kjuriositijenog“ uspeha ili neuspeha. Bivši naučnik Nase, Džon A. Grant III, geolog Nacionalnog kosmičkog centra za Zemlju i planetne studije koji je pomogao u odabiru mesta sletanja novog rovera, tvrdi da MSL ne mora da otkrije fosilizovane Marsove trilobite da bi potvrdio svoju vrednost. Umesto toga, Grant veruje da će i sâmo slanje novih i upečatljivih slika Marsa, koje će biti dodate onim koje su napravili njegovi prethodnici, pomoći da se obnovi entuzijazam za robotska kosmička istraživanja. Šta bi se dogodilo ako bi „Kjuriositi“pronašao neke organske ostatke? „Ako bi uspešno sleteo i pronašao već poslovičnu butnu kost dinosaura kako viri iz zemlje,“ šali se Grant, „vrlo brzo bi se promenila i finansijska situacija“.
I to što je do sada uspeo da učini „Kjuriositi“ možda samo po sebi već predstavlja uspeh, jer toliko prethodnih pokušaja nikada nije uspelo da izađe ni iz Zemljine orbite. S pokušajim da se stigne do Marsa započeli su Sovjeti 1960. sa svojim „Коrabljom 4“, koji nije uspeo da ode dalje od atmosfere zbog kvara na pogonu. Od bezmalo 40 misija koje su usledile, preko dve trećine je propalo, o čemu sam ovde u više navrata već pisao. Letilice su se rušile tokom lansiranja i padale s neba poput Ikara. Nestajale su u putu i nakon sletanja kao da su deo priča iz „Dosijea X”.
Najskorije, u januaru ove godine, pokušaj Rusa da se vrate u planetna istraživanja završen je katastrofom kada je njihov „Fobos–grunt“, namenjen uzimanju uzoraka sa Marsovog većeg satelita, Fobosa, odbio da se otme Zemljinoj gravitaciji i lenjo pao u Tihi okean posle par meseci kruženja oko Zemlje.
U maju ove godine, istraživački tim je poslednji put proverio efikasnost rovera u pesku kalifornijske Doline smrti. Na Marsu, rovera će čekati oštre padine.
Tridesetak naučnika iz JPL–a i 270 iz drugih laboranata, uglavnom inženjera, zaduženo je za „Kjuriositi“ (uz preko 5.000 različitih agencija i institucija širom Amerike koje su ovako ili onako bileupletene u projektovanje), i svi oni su svesni rizika u ovom projektu. Bez obzira na to, za većinu nas koji pratimo ovu misiju teško je ne osetiti uzbuđenje što se MSL, eto, približava kraju svog osmomesečnog putovanja.
Na skali uzbuđenja od 1 do 10, sada se verovatno na 11 nalazi Met Robinson, 37, doktor mašinstva sa Notr Dama, čije puno radno vreme započinje tek kada rover stigne na površinu. „Kada prvi put napraviš [kompjuterske] sekvence i narediš ruci da uradi nešto i pogledaš slike od prethodnog dana, a onda shvatiš da se ta kosmička letilica nalazi 400 miliona kilometara daleko od tebe, to je nešto poput Svetog Grala,” priča on sa sjajem u očima.
Grocinger, međutim, naglašava potrebu za strpljenjem, jer će rover, čak i ako sve protekne u redu, najmanje dve godine slati podatke, a naučnicina će trebati godine da ih proanaliziraju. Ali podvlači da su sve ovakve skupe misije dragocene, jer „ushićuju decu. Okreće ih ka matematici i nauci, ali i drugim velikim oblastima koje nemaju nikakve veze sa planetnim naukama. A sve te pare koje trošimo na misiju? Pa nijedan dolar od toga nije otišao na Mars. Svaki je potrošen ovde na Zemlji, obezbeđujući radna mesta i stimulišući ekonomiju.“
Slučajni posetilac JPL kampusa verovatno nikad ne bi doživeo ovaj objekat kao ključni centar svemirskih istraživanja. Smešten naspram planina San Gabrijel, dvadesetak kilometara severoistočno od pregrađa Los Anđelosa, JPL ne liči više na raj za raketaške naučnike od nekog bezimenog biznis–centra. Zaposleni, od kojih jedna četvrtina ima doktorate, nose farmerke i majce bez kragni. U pauzama piju kafu i pretražuju svoje „smartfone“ dok jeleni pasu u laboratorijskom okruženju koje podseća na park.
Kampus JPL–a se prostire na preko 70 hektara (0,7 km2), što zvuči jako veliko. Ali sa oko 5.000 zaposlenih i mestom za samo 4.474 automobila, slobodan parking je na visokoj ceni. Sem ako si neka velika faca koja ima rezervisano mesto ispred svog ofisa, kao jedan vlasnik „Jaguara“ koga su novinari ulovili da se parkira ispred Operativnog centra i na čijim tablicama piše „Moj drugi auto je Marsov rover“, teško da ćete naći dobro mesto. To delom objašnjava zašto se u vreme ručka većina zaposlenih u JPL–u, od kojih su 70 procenata muškarci, pre odlučuje da prezalogaji nešto „u laboratoriji“, u jednoj od tri kafeterije za personal – „Red Planet“, „Orbit“ ili „Crater“.
Grocinger, koji najčešće ruča u „Orbit Caféu“, gde sa kolegama priča o tekućoj misiji, svestan je da bi roverov pronalazak bilo kakvog dokaza o prošlom ili sadašnjem životu na Marsu predstavljao neverovatan zgoditak. „Mi nemamo tehnologiju koja bi bila u stanju da tako razume Mars da bi mogla da nam sugeriše gde tačno da tražimo i time poveća naše šanse za otkrivanje života,“ kaže Grocinger. To je van domašaja orbitera koji danas kruže oko Marsa. „Ali mi smo rešili da budemo neka vrsta zamene. Kazali smo, ’Slušaj, nema potrebe da već sada budemo preambiciozni. Ne tražimo život, već ono što nazivamo okruženjem pogodnim za život.’ To je stepenica ispod potrage za životom, i stepeica iznad potrage za vodom.“
Šta se dogodilo s vodom koja je nekada tekla Marsom? „Verovatno je dobar deo zaleđen i formira polarne ledene kape i velike regione permafrosta na velikim geografskim širinama,“ smatra Grocinger. Neki molekuli vode verovatno su zarobljeni unutar minerala, a „Kjuriositi“ je opremljen za otkrivanje takvog oblika vode.
Ako je ikada Marsova vlažna faza bila povezana sa životom kakav mi poznajemo, roverovih 75 kg naučne opreme – oko 10 puta više nego što su nosili „Spirit“ i „Oportjuniti“ – konstruisano je da ga otkrije. Uzorci kamenja biće prikupljanu pomoću udarne bušilice, a uzorci tla specijalnom kašikom. Roverova robotska ruka je opremljena alatom koji može da prenese uzorke kroz sito, pa kroz levak u sâm rover radi rendgenske analize. „Kjuriositi“ takođe poseduje i laser kojim može da gađa stenje i kamenje na daljini do nekih 7 metara dovoljnom snagom da stvori blještavi, jonizovani oblak plazme koji će biti analiziran naročitom kamerom[3]. Ukupno ima 10 naučnih instrumenata, sa impresivnom analitičkom opremom čiji akronimi (skraćenice) zvuče kao neka imena tehno–bendova (RAD, REMS), ili rok–grupe iz šezdesetih (SAM, DAN, MARDI). Simpatične antropomorfne sličnosti se ne završavaju s time.
Sa različitim kamerama postavljenim na vrh nosača sličnog žirafinom vratu i spakovanim u kutiju koja podseća na glavu „Sunđer Boba“, sa robotskom rukom koja asocira na krak džinovske krabe, samo su neki od pokušaja da „Kjuriositi“ što više liči na živo biće. U šali, njegovi tvorci su ga nazvali čedom ET–ija i Willisovog džipa.
Rover je težak skoro jednu tonu i ima dužinu od 3 metra[4]. „Kjuriositi“ je dvaput duži od Marsovih istraživačkih rovera, „Spirita“ ili „Oportjunitija. Predstavnik JPL–a Gaj Vebster ga naziva „The Beast“ – „Zver“.
Sistem teleskopskih kamera MastCam koje se nalaze na vrhu jarnola. Kamere su u boji – jedna je širokougaona (žižina daljina 34 mm i vidno polje od 15°), a druga uskougaona (žižina daljina 100 mm i vidno polje od 5,1°). Svaka kamera ima 8 GB fleš–memorije i može da snimi preko 5.000 komprimovanih slika.
„Kjuriositi“ prilikom testiranja u „clean roomu“; turela na kraju titanijumske robotske ruke sadrži 5 od ukupno 10 instrumenata („hilti“ bušilicu, kameru MAaHLI sa uveličavajućom optikom, rendgenski spektrometar za detektovanje elemenata, četku za čišćenje, i mehanizme za skupljanje, prosejavanje i usitnjavanje uzoraka), teških ukupno 33 kg. Moćiće da se ispruži 2,3 metra ispred rovera. Ima 2 zgloba u ramenu, 1 u laktu i 2 u šaci, a pokretaće je precizni motori (aktuatori) sposobni da rade u rasponu od –110° C do +50° C. Radni vek joj je povećan 7 puta u odnosu na prethodne ruke.
Tehničar radi na montaži i podešavanju senzora za vetar na donjem delu glavnog jarbola. Senzore su proizveli Španci i predviđeno je da svakog dana tokom planiranih 98 nedelja rade po 5 minuta.
Uprkos svog slatkog ali trapavog izgleda, oni koji su konstruisali rover kažu da je iznenađujuće robustan. Ako se ima u vidu gde je poslat, na planetu sa prosečnom temperaturom od –63° C i površinom prekrivenom kamenjem, čvrstina će mu i te kako biti potrebna.
Pokojni kosmolog Karl Sagan je nazivao Mars „vrstom mitske arene, gde svi mi projektujemo naše zemaljske želje i strahove.“ „Kjuriositijev“ vođa naučnog programa predobro zna o čemu je pričao Sagan. Tokom 2001, dok je bio profesor na Matačusetskom tehnološkom institutu, Grocinger je napisao Nasi da želi da učestvuje u njihovim misijama „Oportjuniti“ i „Spirit“. „Mislio sam, znaš ono, Mars – šta ja znam o njemu?“ priseća se on. „Biće zanimljivo raditi jedno tri mesec, a onda će roveri da poumiru, i ja ću moći da se vratim stvarima kojima sam se i do tada bavio.“
NASA ga je zaposlila. „Oportjuniti“, čiji je zadatak bio utvrđivanje istorije vode na Marsu, spustio se i započeo sa slanjem slika slojevitih sedimentnih stena koje su se Grocingeru učinile zapanjujuće poznate. Setio se da je uočio jako slične formacije dok je radio sa vrlo starim stenama na Zemlji, u kojima su tragovi praistorijskog života bili jako retki. Te fotografije su u njemu izazvale talas strahopoštovanja.
„Svakog dana su stizale nove slike,“ priča on. „Svestan si da si ti jedina osoba u Sunčevom sistemu koja ih gleda, i pored toga tu vidiš mnoge stvari koje su vrlo slične s onima na Zemlji. Bilo je to jedno od najjačih iskustava u mom životu.“
Sletnu zonu „Kjuriositija, Gejlov krater, karakterišu nizovi slojevitih stena za koje fotografije izviđačkih satelita kažu da su ukupno tri puta više od dubine Velikog kanjona u Arizoni. Grocinger i njegov stručni tim se nadaju da će istražiti svaki nivo, od dna do vrha[5], i tako puno naučiti o evoluciji Marsa. „To će biti kao čitanje romana,“ kaže Grocinger. „Slojevi na dnu su kao prvo poglavlje knjige, a oni gornji kao poslednje. Ne znamo tačno o čemu se radi u knjizi, ali očekujemo da će priča biti dobra jer očito ima mnogo poglavlja.“
Pod pretpostavkom, razume se, da se „Kjuriositi“ pojavljuje na prvoj strani knjige.
Kada su 2004. „Spirit“ i „Oportjuniti“ trebali da se spuste na površinu Crvene planete, uradili su to obavijeni zaštitnim vazdušnim jastucima, odskačući po površini kao neki grejpfruti na steroidima. „Kjuriositi“ ima drugačiji plan: svemirski brod koji ga nosi uleteće u atmosferu brzinom od preko 20.000 km/h. Ako sve bude teklo po planu, rover će dotaći površinu 7 minuta kasnije. Ali to da li će rover aterirati na Mars nežno poput leptira ili će se zakucati kao neki kamikaza zavisi isključivo od razrađenog redosleda računarski kontrolisanih procedura koje su trenutno u toku. Sletanje je, drugim rečima, sada van kontrole JPL–a. Zato nije ni čudo što se ova faza među laboratorijskim inženjerima i naučnicima tretira kao „Užasnih sedam minuta“ [Obavezno progledaj!]
Pošto je „Kjuriositi” pretežak za sletanje pomoću vazdušnih jastuka, odlučeno je da se upotrebi ono što u JPL-u nazivaju „sky crane maneuvar”, odn. „manevar nebeske dizalice”, gde će rover visiti ispod letećeg sletnog stepena sa kontrolisanim potiskom. Kada senzori na „Kjuriositiju” jave da je ostvaren kontakt sa tlom, noseće sajle će se automatski otkačiti, a sletni stepen će se vinuti u stranu i srušiti stotinjak metara dalje. Od tog momenta, timu će trebati 14 minuta – naime, toliko vremena treba da signal sa „Kjuriositija” stigne na Zemlju – da sazna da li je rover spreman za početak misije.
„Tada ćemo biti ili jako srećni ili jako tužni,” kaže Kris Lidžer, 38, čupavi surfer koji je svirao u fanki bendu pre nego što je doktorirao na Karnegi Melonu i otišao u JPL da radi kao softverski inženjer.
Kako stvari trenutno stoje, potencijalna katastrof izgleda podjednako daleko kao i sâm Mars. Dobar deo vremena Lidžer i robotski inženjer Kertis Kjulins, 45, provode unutar JPL-ove trospratne In Situ Instrumentne Laboratorije manipulišući sa robotskom rukom na „Kjuriositijevom” dvojniku, postavljenom na poligonu posutom tucanikom, koji treba što vernije da predstavi sprženu i suvu površinu Marsa.
Šef naučnog programa Džon Grocinger se nada da će „Kjuriositi” moći da rastumači Marsovu geološku istoriju analizirajući slojeve stena u zoni sletanja u Gejlovom krateru.
Saobraćajni znak ne ostavlja nikkvu sumnju na ulogu JPL-a u planetnim istraživanjima.
Dok je staklom pokrivena galerija iznad Lidžera i Kjulinsa gusto načičkana japanskim turistima koji neprestano škljocaju svojim aparatima, dvojica stručnjaka su ih potpuno nesvesni, koncentrisani na usavršavanje koordinacije između roverove robotske ruke i njene kamere pomoću daljinskih kompjuterkih komandi.
Za sve ne-stručnjake, gledanje takvih testova potseća na posmatranje kako se suši farba. Robotska ruka se kreće beskrajno usporeno, a servo-motori se sanjivo okreću. Međutim, za članove „Kjuriositijevog” tima poput Kjulinsa, bivšeg profesora mašinstva sa Univerziteta Kaligornija iz Riversajda, teško da postoji išta zanimljivije. „Analiziranje, izgradnja i testiranje robotskih sistema je nešto što ja neprestano radim ponovo i ponovo, počev još u maturantskim danima,” priča on. „Mada je [’Kjuriositi’] veći i složeniji od bilo čega čime sam se do sada bavio, primenjujem iste dizajnerske i testirajuće principe. Ne postoje dosadni trenuci, bez obzira koliko trajao moj radni dan.”
Kada ga pitaju čime se bavi u životu, Kjulins odgovara „Bavim se vrlo komplikovanim i interesantnim igračkama.“ Tako je oduvek bilo u JPL. Koreni ove laboratorije sežu još u jesen 1936. godine, kada je grupa raketnih entuzijasta i studenata sa Kalteha nazvana „Grupom samoubica“ odlučila da testira mali alkoholni raketni motor i tom prilikom zapalila Arojo Seko kanjon, nedaleko od današnje lokacije JPL–a.
Ekipa je potom izbačena iz Kaltehovog kampusa u Pasadeni jer su njihovi eksperimenti bili ocenjeni kao previše bučni i opasni, te su članovi odlučili da osnuju radnju dole u kanjonu, radeći u šupama pokrivenim ter–papirom. Tokom 1943, dok je besneo Drugi svetski rat, šupe su zamenjene jačim objektima koje su dobile odgovarajuće ime – Laboratorija za mlazni pogon. Zaposleni su konstruisali i proizveli raketne bustere (JATO) koji su pomagali američkim vojnim avionima uzletanje sa kraćih pisti. Takođe su proizveli projektile na navođenje (MGM-5 “Corporal” i MGM-29 “Sergeant”) kao odgovor na nemačke smrtonosne „Fau–2“ rakete.
Kada su 1959. Sovjeti iznenadili svet svojim „Sputnjikom”, prvim veštačkim satelitom, JPL je bio taj koji je već sledeće godine ogovorio „Eksplorerom 1”, prvim američkim satelitom koji je stigao u orbitu. Od tada je laboratorija učestvovala u preko 80 misija bez ljudske posade, uključujući i preko dvadesetak koje su i dalje u službi[6]. U mnogim od tih misija, zaposleni u laboratoriji su pribegavali tradicionalnom triku za prizivanje sreće: krckanjem kikirikija pre ulaska u orbitu oko Zemlje i sletanja na planetu.
Kako kaže legenda, sve je počelo pre skoro 50 godina, tokom Nasinog stresnog programa „Rendžer”, u kome je jedna letilica bile zadužena da pre pada na Mesec pošalje fotografije mogućih mesta za buduća sletanja astronauta. Tokom jula 1964. godine, jedan član JPL tima, čije ime se zaboravilo tokom godina, navodno je jeo kikiriki kada je, iznenada, „Rendžer 7” počeo da šalje slike. Mora da je to zbog kikirikija, primetio je tada neko. Bila je to šala, ali od tada svi u JPL-u jedu kikiriki kada je „gusto“.
Zato pogađaj šta će biti na jelovniku kada se „Kjuriositi“ bude spremao za randevu sa Marsom.
Za sada, Grocinger provodi duge dane sa članovima svog naučnog tima, prolazeći kroz finalne pripreme, neprestano proveravajući procedure. „Naša misija može da ima ili da nema sreće,“ kaže Grocinger. „Ali verujem da ako naučene lekcije prenesemo u budućnost, povećaćemo šanse za uspeh“.
Verovatno slaba uteha kada se uveče vrati kući i spusti glavu na jastuk.
Toplo preporučujem ovaj kratki ali poučni presek misije.
[1] Kao funkcija, on je deo projektnog tima koncentrisan na naučne aspekte projekta. Njegova dužnost je da još na početku razvojnim inženjerima predoči buduće naučne zadatke sa kojima će se suočiti misija.
[2] Glavni naučnik (PI) zadužen za misije „New Horizons“ i „Moon Express“, a do sada je učestvovao u 24 orbitne i planetne misije, od čega u 8 kao glavni naučnik. Lično je projektovao i 8 naučnih instrumenata a bio je i savetnik za Hablov teleskop. Bio je kandidat Obame za direktora Nase, ali on je odbio nominaciju „zbog porodičnih razloga“.
[3] Biće korišćeni impulsi infracrvenog lasera talasne dužine od 1.067 nm u trajanju od svega 5 nanosekundi. Analiza plazme vršiće se u vidljivom, UV i IR spektru, između 240 nm i 800 nm.
[4] Marsovi roveri „Spirit“ ili „Oportjuniti“ težili su po 175 kg (6,8 kg instrumenti) i imali dužinu od 1,5 metara.
[5] U sredini kratera se nalazi Aeolis Mons, planina visine 5,5 km. Rover će pokušati da je ispita, kao i ravnicu Aeolis Palus, koja se prostire između oboda kratera i severnih obronaka planine.
[6] Da pomenem samo neke: pored projekta Mars Science Laboratory (koji sadrži rover ‘Curiosity’), tu je misija ‘Cassini–Huygens’ oko Saturna, roveri ‘Spirit’ i ‘Opportunity’, Mars Reconnaissance Orbiter, misija Dawn oko Ceresa i Veste, sonda ‘Juno’ koja leti ka Jupiteru, ‘Gravity Recovery and Interior Laboratory’ (GRAIL) misija ka Mesecu, rendgenski teleskop ‘Nuclear Spectroscopic Telescope Array’ (NuSTAR), Spitzer Space Telescope, itd.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
