Perseverance (česky Vytrvalost) je vozítko („rover“), které je součástí mise Mars 2020 americké agentury NASA. Vynesení do vesmíru zajistila raketa Atlas V 541 z floridského Mysu Canaveral. Start se uskutečnil 30. července 2020, k Marsu pak kapsle s vozítkem doputovala 17. února 2021 a rover úspěšně přistál 18. února 2021 v kráteru Jezero. Sondu vyrobila kalifornská NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), která ji zároveň ovládá ze svého řídicího střediska. Cena vozítka je odhadnutá na 2,8 miliardy amerických dolarů, další náklady projektu pak na 1,8 miliardy dolarů. Mise měla původně trvat jeden marťanský rok, což je přibližně 687 pozemských dní (1 rok a 322 dní), byla ovšem prodloužena a v současnosti (. ) trvá pozemských dní ().
Vozítko odebírá vzorky hornin, testuje technologie nutné pro kolonizaci Marsu a zkoumá atmosféru a počasí na Marsu. Perseverance je zároveň prvním článkem plánovaného projektu návratu vzorků z Marsu zpět na Zemi. Tento plán však byl velmi kritizován hlavně pro hrozbu zavlečení potenciálně nebezpečných bakterií nebo virů, které se ve vzorcích mohou nacházet. NASA a další organizace tuto kritiku odmítají, protože díky vesmírnému zákonu platí jasná pravidla pro návrat vzorků z jiných vesmírných těles.NASA - vesmírný zákon - https://sma.nasa.gov/sma-disciplines/planetary-protection
Perseverance má téměř totožný vzhled jako jeho předchůdce, vozítko Curiosity, které na Marsu pracuje od srpna 2012. Nese sedm vědeckých přístrojů, které zkoumají geologii Marsu, a to zejména v kráteru Jezero, kde vozítko přistálo. Dále nese 23 kamer a dva mikrofony. Vozítko váží celkem 1025 kg. Vozítko vezlo také autonomní minivrtulník Ingenuity (česky Důmyslnost nebo Vynalézavost), který pomáhal roveru hledat zajímavá místa k prozkoumání a testoval technologie nutné k létání na Marsu. Jde o první stroj, který se na jiné planetě odlepil od povrchu. První let se uskutečnil 19. dubna 2021 od 09:31 SELČ, kdy vědci začali od vrtulníku přijímat první letová data. Mise vrtulníku byla ukončena 25. ledna 2024 po zjištění poškození jedné z vrtulí, celkem bylo uskutečněno 72 letů.
Vozítko na Mars, jako na první jinou planetu, dopravilo i trackovatelný kód pro hru geocaching. Na vozítku se nachází také grafika Aeskulapovy hole, evoluce lidstva a také ostatních roverů NASA, které operují, nebo operovaly, na Marsu. Stejně jako u předchozích misí roverů bylo vyrobeno další vozítko, které zůstalo na Zemi a nese označení OPTIMISM – Operational Perseverance Twin for Integration of Mechanisms and Instruments Sent to Mars. Slouží jako pozemní zkušebna pro vozítko Perseverance.
Výzkum 220x124px|náhled|vpravo|alt=Pohled shora do zkumavky roveru Perseverance s košíku horniny na dně|První vzorek odebraný roverem Perseverance, regolit z Atmo Mountain
Vozítko má čtyři hlavní úkoly: Výzkum geologie Marsu Astrobiologický výzkum Marsu Sesbírání vzorků hornin Příprava pro pilotované mise Součástí mise je i meteorologický výzkum Marsu.
Geologie Rover Perseverance zkoumá složení hornin na Marsu. Cílem je ověřit, zda v oblasti byla kapalná voda a dále prozkoumat složení hornin na Marsu. náhled|RIMFAX "radargram" z cesty do Jižního Séítahu. Radar nahlíží na podpovrchové uspořádání vrstev na Marsu. Červené čáry ukazují na místa, kde dochází k odrazům radarového signálu od materiálů odolných vůči erozi. Snímek povrchu byl pořízen HiRISE na MRO
Výzkum krajiny 220x124px|náhled|vpravo|alt=Širokoúhlý ořezaný obrázek kamenů namodralé barvy.|Oblast na dně kráteru Jezero pojmenovaná Citadelle. Právě v této oblasti Perseverance odebralo dva vzorky pojmenované Rochette Rover na Zemi odesílá snímky krajiny Marsu, které jsou poté zpracovány. 220x124px|náhled|vpravo|alt=Dva obrázky nad sebou, srovnávající povrch Marsu s nákresem břehu vodní plochy na Zemi. Čarami jsou zvýrazněny významné poznávací body.|Tvar okrajů kráteru, důkaz existence vody. Níže srovnání s břehy vodních ploch na Zemi
Díky obrázkům pak vědci mohou určit například geologickou minulost Marsu. Na výroční tiskové konferenci byl prezentován snímek dokazující existenci vodní plochy v kráteru Jezero.
128. sol mise totiž rover odeslal fotografii, která zachycovala dva kameny sopečného původu na nezpevněném, nejspíše usazeninovém, podkladu. Dva vyvřelé balvany vznikly pravděpodobně rychlým ochlazením roztavené horniny, k čemuž došlo patrně dopadem do vodní plochy. Písečný podklad je nejspíše eolickou usazeninou. Podobné usazeniny se nacházejí také v Národním památníku Yardangs v Novém Mexiku.
Astrobiologie Perseverance zkoumá, zda se v minulosti mohl na Marsu nacházet život. Z toho důvodu byl vybrán kráter Jezero, který byl pravděpodobně před 3,6 miliardami let vyplněn vodou. Podle poznatků získaných ze vzorků z delty řeky Mississippi je v sedimentech kráteru Jezero šance na zachování biologické hmoty vyšší, než v ostatních horninách.
Sbírání vzorků
Rover má za úkol sesbírat vzorky určené pro návrat na Zemi a uložit je na určené místo, odkud budou vyzvednuty pro návrat na Zemi.
Ke dni 26. října 2024 bylo celkem sesbíráno do zkumavek 23 vzorků hornin (celkem má rover 38 zkumavek). Celkem 8 % z nich byly vzorky regolitu, 4 % atmosférické a 88 % pak vzorky pevné skály. Více než jeden vzorek pocházely z lokalit Artuby Ridge (2), kráteru Octavie E. Butlerové, místa přistání roveru, (2) dále pak lokalit Margin Unit (3), Upper Fan (3), Jižní Séítah (4), a čela delty kráteru Jezero (9). 16 vzorků bylo uloženo ve vozítku, zbylých 9 v místech, odkud budou vzorky vyzvednuty v rámci mise Mars Sample Return. Vzorky jsou buď vyvřelé (vzorky 2 až 9) nebo usazené (10 až 16, 19 až 23, 25), vzorek 24 uhličitanový. Vzorky 17 a 18 jsou pak smíšené.
Ze vzorků z lokality Jižní Séítah vědci usoudili, že kráter Jezero byl zformován jako hlubinná vyvřelina, která v důsledku eroze vystoupila na povrch.
Cílem odběrů vzorků je především přinést poznatky o původu kráteru Jezero a také umožnit přesun vzorků v rámci mise Mars Sample Return. Tato snaha byla kritizována pro hrozbu zavlečení neznámých mikrobů na planetu Zemi. NASA však tuto kritiku odmítá, protože přijala řadu bezpečnostních opatření dvojího typu (forward a backward). Cílem prvního typu opatření je neinfikovat povrch Marsu pozemskými mikroby. Z toho důvodu byl rover vyvíjen v extrémně čistém prostředí. Úkolem zpětné ochrany (backward) je pak zabránit zavlečení mimozemských mikrobů na Zemi. Součástí této ochrany je například speciální konstrukce štítu návratového modulu Mars Sample Return. Laboratoře, v nichž bude výzkum těchto vzorků probíhat pak mají stejně přísná pravidla bezpečnosti, jako laboratoře pracující s nebezpečnými patogeny (zabezpečení BSL-4). náhled|vlevo|Vrtáky pro odběr vzorků vozítka Perseverance: Špičatý vrták se dvěma okénky (vlevo) je vrták do regolitu, dva kratší vrtáky (vpravo) jsou abrazivní nástroje, ostatní (uprostřed) jsou vrtáky do hornin
Příprava pro pilotované mise a testy technologií Perseverance má otestovat výrobu kyslíku na Marsu (zařízení MOXIE), zjišťovat informace o dopadech prachu na zařízení, a díky senzorům na tepelném štítu při sestupu atmosférou také náročnost na ochranné materiály tepelných štítů pilotovaných misí.
Součástí mise je technologická premiéra vrtulníku Ingenuity, prvního létajícího objektu na jiné planetě.
Perseverance na Marsu otestovala technologií MOXIE, tedy proces výroby kyslíku z atmosférického CO2. Tento proces by mohl být v budoucnu užitečný, neboť by se okysličovadlo, potřebné v raketách, mohlo v případě startů z Marsu vyrábět přímo na místě a nemuselo by být dovezeno ze Země. Dále je proces užitečný také jako zdroj dýchatelného kyslíku.
Na kalibračním terči zařízení SHERLOC se také nachází polykarbonát používaný pro výrobu přileb a 4 materiály skafandrů. Tyto materiály mají být v rámci mise vystaveny prostředí Marsu a přinést poznatky o tom, který materiál je v extrémním prostředí nejodolnější.
Počasí Počasí na Marsu zaznamenává meteostanice MEDA. V rámci výzkumu počasí došlo také k pozorování takzvaných rarášků, malých písečných vírů typických zanecháváním stop v prašném povrchu. Zařízení MEDA také zaznamenává teplotu, radioaktivitu, atmosférický tlak nebo vlhkost. Senzor vlhkosti vyrobil Finský meteorologický institut, ostatní senzory španělští vědci z vědeckého pracoviště Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial v Madridu.
Výsledky měření jsou denně aktualizovány na webových stránkách NASA.
+Vybraná denní měření Datum Maximální teplota Minimální teplota Atmosférický tlak1. května 2021 −22 °C −80 °C 753,1 Pa2. května 2021 −25 °C −79 °C 752,2 Pa3. května 2021 −25 °C −79 °C 753,5 Pa4. května 2021 −24 °C −81 °C 753,5 Pa5. května 2021 −22 °C −81 °C 753 Pa6. května 2021 −22 °C −81 °C 752,4 Pa7. května 2021 −22 °C −80 °C 752,8 Pa
Technologie
Technické parametry Vozítko je 3 metry dlouhé, 2,7 metru široké a 2,2 metru vysoké. Vozítko má hmotnost 1024 kilogramů, což je o 14 % více, než u jeho předchůdce, roveru Curiosity. Tento rozdíl je způsoben novou konstrukcí kol, těžšími přístroji a novým systémem pro odběr a uložení vzorků. Rover má robotické rameno dlouhé 2,1 metru.
Počítačový modul Počítačová jednotka se nazývá RCE (z anglického Rover Compute Element). Hlavním procesorem na vozítka je RAD750 od BAE Systems, který vychází z architektury mikroprocesorů PowerPC 750. Frekvence, na kterou lze RAD750 nataktovat, je až 200 MHz. Vozítko má k dispozici 2 GB paměti Flash, 256 MB paměti DRAM a 256 kB paměti EEPROM. Rover má dvě počítačové jednotky, přičemž jedna funguje za standardních okolností a druhá se zapíná pouze v případě poruchy první. Rover zpracovává také data o stavu roveru (nabití baterie, výkon reaktoru) a vyhodnocuje informace z Inertial Measurement Unit (IMU), jednotky určující polohu roveru ve 3 osách.
Letový software běží na RTOS VxWorks.
Komunikace Rover je vybaven trojicí antén pro komunikaci. Nejčastěji je používaná anténa, která komunikuje v pásmu ultrakrátkých vln (UKV), která je laděna přibližně na 400 MHz. Ta slouží pro komunikaci s družicemi na oběžné dráze Marsu. Rychlost dat, která přenáší přes UKV může být až 2 Mbit/s mezi roverem a družicemi. Další anténou je anténa s vysokým ziskem v pásmu X (7 až 8 GHz). Tato anténa je směrovatelná a slouží pro přímou komunikaci se Zemí. Nachází se na zadní levé straně roveru. Umožňuje komunikovat rychlostí až 800 b/s do sítě Deep Space Network nebo přijímat až 3 000 b/s z této sítě. Pro vysílání dat může také posloužit všesměrová anténa v pásmu X s nízkým ziskem, která se používá spíše pro příjem dat prostřednictvím sítě Deep Space Network.
Vozítko komunikuje se Zemí nepřímo přes satelity Mars Relay Network (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey a MAVEN vypuštěné NASA a ExoMars TGO a Mars Express evropské agentury ESA), umístěné na oběžné dráze Marsu. Signál z těchto satelitů pak na Zemi přijímá zmiňovaná Deep Space Network. Zpoždění 21. 9. 2022 činilo přibližně sedm minut.
Pohyb Vozítko je poháněno radioizotopovým termoelektrickým generátorem INL Multi-Mission, u vozítka tedy nenastane problém se solárními panely, které mohou být zasypány pískem při prachových bouřích. Zdroj energie je zkráceně nazýván MMRTG. Nachází se v zadní části vozítka. Funguje díky rozpadu oxidu plutoničitého, čímž vzniká potřebné teplo. V počátku je výkon 110 wattů, ovšem v průběhu času se bude výkon snižovat (přibližně o jednotky procent ročně). Celková hmotnost je cca 45 kilogramů, napájecí systém pak váží přibližně 4,8 kg. Šířka zařízení je přibližně 64 cm, délka pak 66 centimetrů. Případné výkyvy ve výkonu a spotřebě vyrovnávají dvě lithium-iontové baterie. Bezpečnost při startu mise byla zajištěna několika vrstvami ochranných materiálů i struktuře paliva, která se podobá keramice.