Spirit (Mars-rover)

Spirit, også kjent som Mars Exploration Rover – A (MER‑A), er den første av to rovere i NASAs Mars Exploration Rover-program. Den 4. januar 2004 landet NASA Spirit i Gusev-krateret på Mars, tre uker før tvilling-roveren Opportunity (MER‑B) landet på den andre siden av Mars. 22. mars 2010 (på sol 2210) mottok NASA signaler fra Spirit for siste gang. Gjentatte forsøk på å gjenopprette kontakten ble gjort uten suksess, og 25. mai 2011 avsluttet NASA forsøkene og erklærte Spirit for tapt.

Hovedmål ved ferden

Spirits ferd på Mars-overflaten var tenkt å vare 90 sol. Ferden har fått flere utvidelser og hadde per 17. november 2006 passert 1000 sol. Navnet til roveren ble valgt etter en NASA-sponset stil-konkurranse.

Før landing var målet for hver av Mars-roverne å kjøre opptil 40 meter på en dag, totalt opp til 1 kilometer. Begge roverne har passert disse målene. Roveren fortsatte å fungere effektivt over ti ganger lengre enn det NASA-planleggere ventet, noe som har tillatt en å gjennomføre store geologiske undersøkelser av stein og overflate-trekk på Mars-overflaten.

Vitenskapelige instrumenter
Se JPL sin oversikt:
«Panoramic Camera» (Pancam): for å bestemme mineralogien, overflaten og struktur på det lokale terrenget.
«Miniature Thermal Emission Spectrometer» (Mini-TES): for å identifisere mulige stein og steder en ønsker å undersøke nærmere og for å bestemme prosessene som formet Mars-steinene. Instrumentet vil også se mot himmelen for å lage temperatur-profiler på Mars sin atmosfære. 
«Mössbauer Spectrometer» (MB): for nærmere undersøkelser av mineralogien til steiner og jordprøver.
«Alpha Particle X-Ray Spectrometer» (APXS): for nærmere analyser av elementene i steiner og jordprøver. 
Magneter: for å samle magnetisk støv-partikler. MB og APXS vil analysere prøvene.
«Microscopic Imager» (MI): for å ta nærbilder med høy resolusjon (oppløsning) av steiner og jord.
«Rock Abrasion Tool» (RAT): for å bore i steiner.

2004: Landing, og til ære for avdøde astronauter

Landingsted: Gusev-krateret

«Columbia Memorial Station»
Spirit landet i Gusev-krateret ca. 10 km fra sentrum av målet, på 175.48°E 14.57°S (planetocentric koordinater). Panorama-bildet tatt av Mars-roveren (se under) viser et landskap med topper i horisonten opp til 27 km unna og små steiner spredd ut over bakken. Det ble bestemt å kalle landingsstedet for «Columbia Memorial Station» til ære for de syv astronautene som døde da romfergen Columbia ble ødelagt.

27. januar 2004 bestemte NASA seg så for å minne mannskapet på Apollo 1, ved å navngi tre fjell nord for «Columbia Memorial Station» for Apollo 1 Hills. 2. februar ble astronautene på Columbia sin siste ferd minnet, da NASA satte navn på et sett med 7 topper til øst for landingsstedet i Columbia Hills: toppene fikk navnene Anderson, Brown, Chawla, Clark, Husband, McCool and Ramon. (NASA har sendt inn navneforslagene på disse geografiske stedene til IAU for godkjenning.)

Sleepy Hollow
Sleepy Hollow er en grunn nedsenkning i Mars-terrenget nær Mars-roverens landingssted. Dette ble det første målet for Mars-roveren da den kjørte av landingsplattformen. NASA sine vitenskapsfolk var veldig interesserte i dette stedet. Det er ca. 9 meter i diameter og 12 meter fra landingsplattformen. 

"Just as the ancient mariners used sextants for 'shooting the Sun,' as they called it, we were successfully able to shoot the Sun with our panorama camera, then use that information to point the antenna," sa JPL sin Matt Wallace, mission manager.

Første farge-bilder

Til høyre er det aller første fargebildet tatt av Mars med panorama-kameraet til Spirit.  Det var det fotografiet med høyest oppløsning til da, tatt på en annen planet enn Jorden. Det er en mosaikk av 4 pancam-bilder høyt og 3 bred. Det er 12 millioner piksler i bildet, det er 4000x3000.

Feil på flash-minnet
21. januar (sol 18) 2004 stoppet Spirit plutselig å kommunisere med Jorden. Dagen etter sendte Mars-roveren en melding som bekreftet at den hadde mottatt en sending fra Jorden, men indikerte at den trodde at den var i feil-modus. Dette ble betegnet som en svært alvorlig feil, fordi Mars-roveren ikke reagerte på kommandoer. Etter to dager på Sol 20, ble kommandoen SHUTDWN_DMT_TIL ("Shutdown Dammit Until <time>") for å forsøke å få datamaskinen ombord til å slå seg av selv til den fikk beskjed om noe annet, sendt. Den ignorerte kommandoen.

Teorien var at datamaskinen ombord på Spirit var låst i en "reboot loop". Etterhvert fant en ut at feilen lå i Flash-minnet til datamaskinen og programvaren der. Programmet viste seg å ikke være robust nok til å håndtere Mars-roverens operasjoner. 6. februar (Sol33) var arbeidene med å rette opp feilen ferdig, og vitenskapelige operasjoner fortsatte.

Første boring i stein på Mars
Bildet til høyre viser historiens aller første boring i en stein på Mars. Rock Abrasion Tool (RAT) på Spirit boret et hull på 45.5 mm i diameter i overflaten på en stein med navn Adirondack på Spirit Sol 34 (6. februar 2004). Hullet er 2,65 mm dypt og viser litt av det indre i steinen, som så kunne undersøkes nærmere av spektrometrene på robotarmen til Mars-roveren. Boringen ble erklært en stor suksess av vitenskapsfolk i NASA.

«Mimi», «Humphrey» og Bonneville-krateret

Til høyre er et fargebilde tatt av Spirit sitt pancam på Sol40. Det er sentrert på en uvanlig stein, som fikk navnet «Mimi». Den er bare en av flere trekk i et område som fikk navnet «Stone Council», men så svært annerledes ut enn de steinene Mars-roveren ellers hadde observert i Gusev-krateret. «Mimi» sitt utseende fikk forskere til å komme med flere hypoteser, den ene var at steinen kunne ha vært utsatt for høyt trykk på grunn av nedgraving eller sammenstøt, eller at den en gang kan ha vært del av en slette som ble sedimentert i tynne lag, en prosess som involverer fritt vann.

5. mars 2004 offentliggjorde NASA at Spirit hadde funnet hint om vann-historien på Mars i en stein, med navnet «Humphrey». Dr. Ray Arvidson ved Washington University i St. Louis, sa på en pressekonferanse:"If we found this rock on Earth, we would say it is a volcanic rock that had a little fluid moving through it." I kontrast til steinene funnet av Mars-roveren Opportunity, var denne formet fra magma og så fått materiale som lignet krystallinske mineraler i seg. Hvis dette er tilfelle, har mineralene mest trolig vært oppløst i vann, som har reagert med steinen på en eller annen måte, etter at den ble formet.

11. mars 2004 nådde Spirit Bonneville-krateret etter en kjøretur på noen dager. Det 200 meter store krateret ble ikke vurdert av JPL som noe spesielt godt vitenskapelig mål for roveren. Spirit kjørte langs den sørlige kanten av krateret og fortsatte videre mot Columbia Hills.

2004 og 2005

På vei til Columbia Hills

Spirit nådde Missoula-krateret på Sol 105. Krateret ble ikke vurdert som noe vitenskapelig mål, da det inneholdt eldre steiner. Roveren kjørte langs ned nordlige kanten av krateret og fortsatte sørvestover. Mars-roveren nådde så Lahontan-krateret på Sol 120. En lang, slange-lignende sand-dyne går fra den sørvestlige siden av krateret, slik at Spirit ble navigert utenom denne.

Columbia Hills

På Sol 159, nådde Spirit det første av mange mål ved bunnen av Columbia Hills. Det fikk navnet «West Spur». «Hank's Hollow» ble studert av Mars-roveren i hele 23 Sol. Innenfor «Hank's Hollow» ble en rar stein oppdaget, som fikk navnet «Pot of Gold». 25. juni 2004 undersøkte Spirit denne.

Spirit kjørte så en nordlig rute langs bunnen av bakken mot sitt nye mål «Wooly Patch», som ble undersøkt fra Sol 192 til Sol 199. Ved Sol 203 hadde Spirit kjørt sørover oppover fjellet og kommet til en stein ved navn «Clovis». «Clovis» ble boret i og analysert fra Sol 210 til Sol 225. Så fulgte undersøkelsene av «Ebenezer» (Sol 226-235), «Tetl» (Sol 270), «Uchben» og «Palinque» (Sol 281-295), og det norsk-klingende navnet «Lutefisk» (Sol 296-303). Fra Sol 239 til 262 roet Spirit ned aktivitene på grunn av for dårlig sollys.

Sakte beveget så Spirit seg rundt bakkene av Husband Hill, og på Sol 344 var roveren klar til å klatre over «Cumberland Ridge» og mot «Larry's Lookout» og «Tennessee Valley». På Sol 371 ankom Spirit en stein, som fikk navnet «Peace», nær toppen av «Cumberland Ridge». Denne ble boret i på Sol 373.
Ved Sol 390 (medio februar 2005), var Spirit på vei mot «Larry's Lookout», ved å kjøre i revers baklengs oppover bakken. Vitenskapsfolkene forsøkte på denne måten å spare så masse energi på klatringen som mulig. Under kjøreturen gjorde roveren flere undersøkelser, bl.a. en jordprøve (Paso Robles) som inneholdt de største forekomsten av salt noensinne funnet på Mars. Prøven inneholdt også store mengder fosfor. Salt-mengden var nok en indikasjon på vann på den røde planeten.

9. mars 2005 (trolig under en Mars-natt) hoppet effektiviteten fra solcelle-panelene til roveren fra rundt 60% til 93%. Dagen etter tok Spirit bilder av «støv-djevler». Vitenskapsfolk hos NASA spekulærte i om disse kunne ha blåst solcelle-panelene frie for støv, noe som kan ha forlenget ferden betraktelig. Dette var også første gang slike «støv-djevler» ble observert av noen av de to mars-roverne frem til da. De hadde tidligere kun blitt observert av Mars Pathfinder.

Husband Hill

På Sol 582, 21. august 2005 nådde Spirit toppen av Husband Hill og kunne ta flere 360 graders panorama-bilder. Roveren brukte nesten 2 måneder til å utforske stein-utspring på toppen og ta bilder av områdene rundt.

2006 og 2007

Home Plate
Spirit ankom på Sol 744 (7. februar 2006) til det nordvestlige hjørnet av Home Plate, som er en opphøyd og lagvis stein sør for Husband Hill, etter et forsøk på å effektivisere kjøringen av Mars-roveren. En prøve som inneholdt 90% ren silisiumdioksid ble funnet av Spirit i nærheten av Home Plate. Dette er et av de sterkeste bevisene så langt på at det har eksistert flytende vann i dette området i lengre perioder.

Low Ridge Haven
Spirits neste stopp, var tenkt å være den nordlige delen av fjellet McCool Hill, der roveren skulle få nok sollys under vinteren på Mars. 16. mars 2006 annonserte JPL at et av Spirit sine framhjul helt hadde sluttet å fungere. Da roveren møtte problemer i løs jord i sine forsøk på nå McCool Hill, ble det bestemt å avslutte forsøkene på å nå denne toppen og fortsette til en bakke i nærheten med navnet «Low Ridge Haven».

Spirit nådde målet 9. april 2006 og parkerte på toppen med en 11° vinkel mot nord. Spirit tilbragte de neste 8 månedene på bakketoppen, og gjennomførte flere observasjoner av området rundt. Roveren ble ikke kjørt omkring, på grunn av lave nivå av sollys som roverens solceller mottok. Den første korte turen ble gjort tidlig i november 2006. 

Mens Spirit var på «Low Ridge Haven», tok den bilder av to steiner med tilsvarende kjemiske natur som Heat Shield Rock som Opportunity fant. De to steinene ble gitt navnene "Zhong Shan" (etter Sun Yat-sen) og "Allan Hills" etter tilsvarende sted i Antarktis, der flere meteoritter fra Mars er funnet. Steinene var helt forskjellige fra andre. Videre spektrometer-analyser ble gjort for å bestemme den eksakte oppbyggingen av disse steinene.

Software-oppgradering
4. januar 2007 mottok begge Mars-roverne ny software til sine datamaskiner. Oppdateringen ble mottatt akkurat i tide for det 3. jubileumet til landingen. Det nye systemet lar roverne bestemme om de skal sende et bilde til Jorden eller ei, eller om den skal bruke robotarmen for å undersøke steiner, noe som vil spare masse tid for vitenskapsfolkene ettersom de må bla igjennom hundrevis av bilder for å finne det de vil ha, eller undersøke omgivelsene for å bestemme det samme.

Siste status

Støvstormer sommeren 2007

Mot slutten av juni 2007 begynte en serie med støvstormer å dannes på Mars. Stormene har intensivert seg i styrke, og 20. juli 2007 ser en at både Opportunity og Spirit kan få store feil i sine systemer som følge av mangel på strøm. NASA slapp en pressemelding der de bl.a. skrev: "We're rooting for our rovers to survive these storms, but they were never designed for conditions this intense". Hovedproblemet som støvstormene skapte er den dramatiske reduksjonen i solenergi som roverne mottar, hele 99% reduksjon. Spirit, som er på en annen side av Mars, mottar noe mere kraft enn Opportunity.

Normalt skal solcellene på roverne generere ca. 700 wattimer per marsdag. Hvis roverne får mindre enn 150 wattimer per marsdag, begynner batteriene å tappes. Hvis de går tom, vil viktig elektrisk utstyr ødelegges av intens kulde. NASA har reagert med å kommandere Spirit til bare å kommunisere med Jorden hver tredje dag, den første gang dette har skjedd siden starten på ferden. I forbindelse med støvstormene som raser, har romsonden MRO tatt flere bilder for å se på situasjonen for Spirit og Opportunity. Spirit sendte tilbake bilder som viste støvstormen. I midten av august lettet forholdene for Spirit betraktelig, og vitenskapelig operasjoner ble påbegynt for Mars-roveren med undersøkelser av steinen «Innocent Bystander».

Astronomi

Spirit har rettet sine kameraer mot himmelen og observert de to mars-månene Deimos og Phobos passere foran sol-skiven. Spirit har også tatt det eneste bildet av Jorden (se bildet til høyre), sett fra overflaten på enn annen planet i mars 2004.

Høsten 2005 utnyttet Spirit en gunstig energi-situasjon til å gjennomføre flere nattobservasjoner av både Deimos og Phobos. Dette inkluderte en måneformørkelse da Phobos forsvant inn i Mars-skyggen. Spirit sin stjernekikking ble også benyttet til å se etter en forespeilet meteor-regn skapt av Halleys komet, men det er ikke offentliggjort noen bilder av dette.

En passering av Merkur foran solskiven skjedde 12. januar 2005. Teoretisk skulle dette kunne ha blitt observert av begge Mars-roverne, men kamera-oppløsningen tillot en ikke å se Merkur sin passering. Merkur er 1/20 av den relative størrelsen til månen Deimos når den passerte foran solskiven.

Trivia 
Begge Mars-roverne, Spirit og Opportunity, har deler fra World Trade Centers metall på seg.

Til ære for Spirit sine store bidrag til utforskingen av Mars, ble en asteroide gitt navnet 37452 Spirit. Navnet ble foreslått av Ingrid van Houten-Groeneveld som sammen med Cornelis Johannes van Houten og Tom Gehrels oppdaget den 24. september 1960.

Ruben H. Fleet Museum har også en IMAX-film ved navn «Roving Mars» som viser ferden til både Spirit og Opportunity på deres ferd til Mars, med originale bilder og filmer.

Referanser

Eksterne lenker
 Mars Exploration Rover
 JPL's Mars Exploration Rover home page
 Spirit Mission Profile by NASA's Solar System Exploration
 Planetary Photojournal, NASA JPL's Planetary Photojournal for Spirit
 SpaceFlightNow Status Page
 Mission Status updates from NASA JPL
 Marsbase.net, a site that tracks time on Mars.
 NASA TV Special Events Schedule for MER News Briefings at JPL
 MAESTRO – public version of rover simulation software
 Cornell's rover site: Athena
 Finding Spirit: high resolution images of landing site (Mars Global Surveyor - Mars Orbiter Camera)
 Finding Spirit:  interactive Mars atlas based on Viking images: you can zoom in/out and pan images, to find your preferred site. "Spirit" approximate position is 14.82°S (= -14.82°N) , 184.85°W (= 5.15°E)
 Google map with Spirit landing site marked
 (AXCH) 2004 Mars Exploration Rovers Highlights – News, status, technical info, history, and more.
 Wikisource:NASA MER press briefings
 New Scientist on Spirit Dust Devils
 New Scientist on Spirit Wheel Status
 Unmanned Spaceflight.com discussion on Spirit
 "Mars Rover Beginning To Hate Mars", satire from The Onion

NASA
Mars Exploration Rover-programmet
Mars-sonder
Romutforskning i 2004
Romutforskning i 2000-årene
Artikler i astronomiprosjektet
Roboter i verdensrommet