Mars 2020: Misi NASA ke Mars yang membawa sebuah robot penjelajah bernama "Perseverance"

Misi ini meluncur pada 30 Juli 2020 pukul 11:50 UTC menggunakan roket peluncur Atlas V dari Cape Canaveral, Florida. Mars 2020 mendarat di kawah Jezero di Mars pada 18 Februari 2021 pukul 20.55 UTC (19 Februari 2021 pukul 03.55 WIB). Perseverance telah berada di permukaan Mars selama 1138 sol (1169 hari Bumi).

Mars 2020

Ilustrasi wahana penjelajah Perseverance dan helikopter Ingenuity di Mars
Jenis misi	Penjelajahan Mars
Operator	NASA JPL
COSPAR ID	2020-052A
SATCAT no.	45983
Durasi misi	1 tahun Mars (668 sol) 687 hari Bumi
Properti wahana
Wahana antariksa	Perseverance Ingenuity
Awal misi
Tanggal luncur	30 Juli 2020, 11:50 UTC
Roket peluncur	Atlas V 541 (AV-088)
Tempat peluncuran	Cape Canaveral SLC-41
Kontraktor	United Launch Alliance
Robot penjelajah Mars
Tanggal pendaratan	18 Februari 2021
Lokasi pendaratan	Kawah Jezero
lambang misi versi NASA (kiri) dan versi JPL (kanan) Mars Exploration Program ← Mars Science Laboratory

Perseverance akan menyelidiki lingkungan purba di Mars melalui pendekatan astrobiologis serta menyelidiki proses geologis dan sejarah pada permukaannya, termasuk menyelediki apakah Mars pernah laik huni dan menunjang kehidupan di masa lalu. Wahana ini juga akan mencari biosignature yang kemungkinan masih dapat ditemui dalam material geologis di permukaan Mars. Sepanjang misinya di permukan Mars, Perseverance akan mengambil beberapa sampel tanah sebagai awal dari misi pengembalian sampel Mars. Misi Mars 2020 diumumkan oleh NASA pada 4 Desember 2012 pada pertemuan musim gugur American Geophysical Union di San Francisco. Rancangan wahana penjelajah Perseverance diturunkan dari wahana penjelajah Curiosity yang saat ini sudah berada di permukaan Mars. Selain memiliki berbagai instrumen ilmiah baru, Perseverance juga akan menggunakan banyak komponen yang sudah pernah dibuat dan diuji sebelumnya.

 

Misi ini akan mencari tanda-tanda kelaikhunian di Mars pada masa lalu dan juga mencari bukti kehidupan mikroba masa lalu—biosignature. Misi ini diluncurkan pada tahun 2020 menggunakan roket peluncur Atlas V-541. Jet Propulsion Laboratory rencananya akan mengelola misi tersebut. Misi ini adalah bagian dari Mars Exploration Program NASA. Tim Definisi Sains mengusulkan agar wahana penjelajah mampu mengumpulkan dan mengemas sebanyak 31 sampel batuan inti dan permukaan tanah untuk dibawa kembali ke Bumi pada misi di masa depan. Pada 2015, mereka kembali mengembangkan konsep tersebut dengan berencana mengumpulkan lebih banyak sampel dan mendistribusikan tabung dalam tumpukan kecil atau cache di seluruh permukaan Mars. Pada September 2013, NASA memberikan kesempatan bagi para peneliti untuk mengusulkan dan mengembangkan instrumen yang akan dibawa oleh Perseverance, termasuk Sistem Pengambil Sampel. Instrumen sains untuk misi tersebut ditetapkan pada Juli 2014 setelah kompetisi terbuka yang diselenggarakan selama satu tahun. Tujuan ilmiah yang dilakukan oleh instrumen-instrumen wahana akan memberikan konteks yang diperlukan untuk analisis rinci dari sampel yang dikembalikan. Ketua Tim Definisi Sains menyatakan bahwa NASA tidak menganggap bahwa kehidupan pernah ada di Mars, tetapi mengingat temuan wahana Curiosity baru-baru ini, kehidupan Mars masa lalu tampaknya mungkin pernah ada.

Perseverance akan menjelajahi beberapa lokasi yang kemungkinan pernah dihuni. wahana ini akan mencari tanda-tanda kehidupan masa lalu, mengambil sampel batuan dan tanah yang dapat dikembalikan, dan mendemonstrasikan teknologi yang dibutuhkan untuk eksplorasi manusia dan robot Mars di masa depan. Salah satu tujuan utama misi ini adalah membantu NASA mempersiapkan misi pengembalian sampel Mars jangka panjang dan upaya misi berawak. Wahana penjelajah akan melakukan pengukuran dan demonstrasi teknologi untuk membantu para perancang ekspedisi manusia masa depan memahami bahaya yang ditimbulkan oleh debu Mars, serta akan menguji teknologi untuk menghasilkan sejumlah kecil oksigen murni (O
2) dari karbondioksida (CO₂) di atmosfer Mars.

 

Target misi utama dari penjelajah ini adalah membantu mempersiapkan NASA untuk kampanye misi pengembalian sampel Mars (MSR), yang perlu dilakukan sebelum diluncurkannya misi berawak menuju planet tersebut. Upaya tersebut akan membutuhkan tiga kendaraan tambahan: pengorbit, penjelajah, dan kendaraan pendakian Mars (MAV). Sekitar 20 hingga 30 sampel yang dibor akan dikumpulkan dan disimpan dalam tabung kecil yang dibawa oleh rover Perseverance, dan akan ditinggalkan di permukaan Mars hingga nantinya diambil oleh misi selanjutnya. "Fetch rover" akan mengambil sampel tersebut dan mengirimkannya ke Mars Ascent Vehicle (MAV). Pada Juli 2018, NASA mengontrak Airbus untuk memproduksi studi konsep "fetch rover". MAV akan diluncurkan dari Mars dan memasuki orbit 500 km dan bertemu dengan Next Mars Orbiter. Wadah sampel akan dipindahkan ke Earth Entry Vehicle (EEV) yang akan membawanya ke Bumi, memasuki atmosfer menggunakan parasut, dan mendarat.

Perseverance

Wahana antariksa untuk misi Mars 2020

 

Perseverance akan membawa tujuh instrumen sains menuju permukaan Mars.

 

Ingenuity akan mencari target menarik bagi Perseverance untuk diteliti.

 

Cruise stage dan EDLS akan membawa kedua wahana antariksa tersebut menuju Mars.

Wahana penjelajah Perseverance dirancang dengan bantuan dari tim Curiosity. Oleh karena itu, rancangan kedua wahana ini memiliki banyak kemiripan. Tim misi mendesain ulang roda Perseverance supaya lebih kuat daripada roda milik Curiosity yang telah mengalami beberapa kerusakan seiring dengan berlangsungnya misi. Wahana penjelajah akan memiliki roda aluminium yang lebih tebal dan tahan lama, dengan lebar yang lebih kecil dan diameter yang lebih besar (525 sentimeter (207 in)) dibandingkan roda Curiosity yang hanya berdiameter sebesar 50 sentimeter (20 in). Roda aluminium ditutupi dengan lapisan cleat untuk traksi dan jari-jari titanium melengkung untuk dukungan pegas. Kombinasi rangkaian instrumen yang lebih besar, Sistem Pengambilan Sampel dan Caching yang baru, dan roda yang dimodifikasi, membuat Perseverance menjadi lebih berat (bermassa 1050 kg) daripada pendahulunya, Curiosity (899 kg). Wahana ini juga akan memiliki lengan robotik sepanjang 21 meter (69 ft) dengan lima engsel. Lengan tersebut akan digunakan untuk menganalisis sampel geologi dari permukaan Mars. Perseverance akan menggunakan multi-mission radioisotope thermoelectric generator (MMRTG) yang sebelumnya disimpan sebagai cadangan untuk Curiosity. Generator ini memiliki massa 45 kilogram (99 pon) dan mengandung 48 kilogram (106 pon) plutonium dioksida sebagai sumber pasokan panas stabil yang dapat diubah menjadi listrik. Daya listrik yang dihasilkan sekitar 110 watt saat peluncuran dengan akan terus mengalami sedikit degradasi selama berlangsungnya misi. Dua baterai isi ulang lithium-ion juga diberikan ke wahana ini untuk memenuhi kebutuhan daya wahana ketika kebutuhan untuk aktivitasnya melebihi tingkat output listrik stabil MMRTG. MMRTG yang dihibahkan oleh Departemen Energi AS ini mampu mendukung masa operasional selama 14 tahun. Tidak seperti panel surya, MMRTG memberikan para fleksibilitas yang signifikan dalam mengoperasikan instrumen ilmiah pada malam hari, selama terjadinya badai debu, atau ketika musim dingin.

Ingenuity

Ingenuity adalah helikopter robotik yang akan mendemonstrasikan teknologi untuk mencari target penelitian menarik di Mars serta membantu merencanakan rute mengemudi terbaik untuk Perseverance. Helikopter ini akan dilepaskan dari bawah dek wahana penjelajah dan diperkirakan akan terbang hingga lima kali selama kampanye uji 30 hari di awal misi. Setiap penerbangan akan memakan waktu tidak lebih dari 3 menit, pada ketinggian mulai dari 3 m hingga 10 m di atas tanah, dengan jarak maksimum yang ditempuh sekitar 600 meter (2.000 ft) per penerbangan. Wahana ini akan menggunakan sistem kendali otonom dan berkomunikasi secara langsung dengan Perseverance setelah setiap pendaratan. Jika berfungsi seperti yang diharapkan, NASA akan dapat merancang desain yang tepat untuk misi Mars di masa depan.

Cruise stage and EDLS

 

 

Tiga komponen utama dari misi wahana antariksa Mars 2020 adalah tahap pelayaran untuk perjalanan antara Bumi dan Mars; Entry, Descent, and Landing System (EDLS) yang mencakup aeroshell, parasut, kendaraan pendaratan; dan sky crane yang dibutuhkan untuk mendaratkan Perseverance dan Ingenuity dengan aman ke permukaan Mars. Penjelajah didasarkan pada desain Curiosity. Salah satu peningkatan adalah teknik panduan dan kontrol yang disebut "Terrain Relative Navigation" (TRN) untuk menyempurnakan kemudi di saat-saat terakhir pendaratan. Sistem ini akan memungkinkan akurasi pendaratan 40 m (130 ft) dan kemampuan dalam menghindari rintangan. Peningkatan ini adalah peningkatan nyata dari misi Mars Science Laboratory. Pada Oktober 2016, NASA melaporkan bahwa mereka akan menggunakan roket Xombie untuk menguji Lander Vision System (LVS), sebagai bagian dari teknologi eksperimental Autonomous Descent dan Ascent Powered-flight Testbed (ADAPT), untuk pendaratan misi Mars 2020, yang dimaksudkan untuk meningkatkan pendaratan, akurasi, dan menghindari bahaya lainnya.

 

Misi rover dan peluncurannya diperkirakan menelan biaya sekitar US$ 2,1 miliar. Misi pendahulunya, Mars Science Laboratory, menelan biaya total $2,5 miliar. Ketersediaan suku cadang membuat rover baru sedikit lebih murah.

Peluncuran dan perjalanan

Jendela peluncuran terbuka pada 30 Juli dan berlangsung hingga 15 Agustus 2020. Wahana antariksa meluncur pada 30 Juli 2020 pukul 11:50 UTC, saat posisi Bumi dan Mars optimal untuk perjalanan antarplanet ke Mars.

Pada 14 Agustus 2020, sebuah manuver koreksi (TCM) berhasil dilakukan. Wahana antariksa menyalakan delapan mesin pendorong untuk memperbaiki jalurnya menuju Mars. Manuver koreksi lainnya terjadwal pada 10 Februari 2021 and 16 Februari 2021.

Sebelum pendaratan, tim sains misi NASA lain di Mars, InSight, mengumumkan bahwa mereka akan mencoba mendeteksi setiap tahap pendaratan misi Mars 2020 menggunakan instrumen sesimometer pada wahana antariksa InSight. Meskipun terpisah sejauh 3.400 km dari Mars 2020, tim tersebut memperkirakan masih ada peluang bagi seismometer untuk mendeteksi tumbukan hipersonik dari muatan penyeimbang yang dilepas sebelum pendaratan.

Pendaratan

Wahana penjelajah mendarat di Mars pada 18 Februari 2021 untuk menjalani misi di permukaan Mars yang rencananya berjalan setidaknya 1 tahun Mars (668 sol atau 687 hari Bumi).

Video pendaratan Perseverence. Menjelang akhir video, terdapat video dari penjelajah menghadap ke atas (kiri atas), kamera dari sky crane menghadap ke bawah (kiri bawah), dan kamera di bawah penjelajah (kanan).

 

Gambar pertama yang diambil oleh penjelajah setelah mendarat.

 

Gambar kedua yang dipotret oleh Perseverance di permukaan Mars

 

Gambar berwarna pertama dari Perseverance setelah mendarat

 

 

Misi di permukaan Mars

Misi ini akan menjelajahi kawah Jezero yang kemungkinan merupakan sisa dari danau dengan kedalaman 250 m (820 ft) sekitar 3,9 miliar hingga 3,5 miliar tahun lalu. Jezero saat ini memiliki delta sungai yang menonjol di mana air yang mengalir melaluinya mengendapkan banyak endapan selama ribuan tahun dan "sangat baik dalam meninggalkan biosignature". Sedimen di delta kemungkinan tersusun atas karbonat dan silika terhidrasi, yang dikenal karena dapat menyimpan fosil mikroskopis di Bumi selama miliaran tahun. Jezero merupakan satu dari delapan kandidat lokasi pendaratan yang sempat diusulkan untuk misi tersebut. Semua kandidat tersebut yakni Columbia Hills di kawah Gusev, kawah Eberswalde, kawah Holden, kawah Jezero, Mawrth Vallis, Northeastern Syrtis Major Planum, Nili Fossae, dan Melas Chasma Barat Daya. Sebuah lokakarya diadakan pada 8-10 Februari 2017 di Pasadena, California untuk mempersempit daftar kandidat menjadi tiga situs sehingga nantinya dapat dipertimbangkan lebih lanjut. Tiga situs yang terpilih pada lokakarya tersebut adalah kawah Jezero, Northeastern Syrtis Major Planum, dan Columbia Hills. Kawah Jezero pada akhirnya dipilih sebagai lokasi pendaratan pada November 2018.

Untuk meningkatkan kesadaran publik tentang misi Mars 2020, NASA melakukan kampanye "Send Your Name to Mars" yang memungkinan orang-orang di seluruh dunia untuk mengirimkan nama mereka ke Mars pada microchip yang terpasang di atas Perseverance. Setelah mendaftarkan nama mereka, para peserta menerima tiket digital dengan rincian peluncuran misi dan tujuan. 10.932.295 nama diajukan selama periode pendaftaran. Selain itu, NASA mengumumkan pada Juni 2019 bahwa kontes penamaan untuk wahana penjelajah akan diadakan pada musim gugur 2019, pemungutan suara pada sembilan nama finalis diadakan pada Januari 2020. Nama Perseverance diumumkan sebagai nama pemenang pada 5 Maret 2020.

Kampanye "Send Your Name to Mars" Mars 2020

 

Placcard 'Send Your Name' terpasang pada Perseverance.

 

Sebuah boarding pass untuk semua pengirim nama yang akan diterbangkan bersama Perseverance sebagai bagian dari kampanye "Send Your Name to Mars"

•  
  Rancangan wahana Mars 2020 (NASA, 10 Juli 2013).
•  
  Rancangan wahana Mars 2020 (NASA, 10 Juli 2013).
•  
  Rancangan wahana Mars 2020 dan sistem pengambilan sampel (NASA, 4 Desember 2012).
•  
  Pentingnya analisis sampel skala besar (NASA, 9 Juli 2013).
•  
  Pentingnya analisis sampel skala kecil (NASA, 9 Juli 2013).
•  
  Purwarupa sistem pengambilan sampel (NASA, 9 Juli 2013).
•  
  Rencana Mars Plant Experiment (MPX) pada wahana penjelajah (6 Mei 2014).
•  
  Rencana Mars Plant Experiment (MPX) pada wahana penjelajah.
•  
  Linimasa misi Mars 2020 Mission (NASA, 10 Juli 2013).
•  
  Linimasa penjelajahan Mars (NASA, 10 Juli 2013).

• ExoMars
• Eksplorasi Mars
• Emirates Mars Mission
• Mars Astrobiology Explorer-Cacher
• Tianwen-1