Curiosity-mönkijä on auton kokoinen robottimönkijä, joka toimii Marsin pinnalla ja tutkii Gale-kraatteria lähellä Marsin päiväntasaajaa. Mönkijä saa sähköenergiansa ydinvoimasta (MMRTG, plutonium-238 -radioisotooppigeneraattori) ja on osa Nasan Mars Science Laboratorya (MSL).

Tehtävä ja tavoitteet

MSL-mission päätavoitteet ovat:

  • tutkia Marsin ilmastoa ja geologiaa,
  • selvittää Gale-kraatterin ja Mount Sharpin (Aeolis Mons) vesihistoriaa,
  • etsiskellä merkkejä menneestä elinkelpoisuudesta ja orgaanisista aineista,
  • testata mittausmenetelmiä, joita voidaan käyttää tulevissa Mars-lennoissa.
Curiosity kantaa mukanaan pisimmälle kehitettyjä ja monipuolisimpia tieteellisiä mittalaitteita, joita on koskaan lähetetty Marsin pinnalle.

Tekniset tiedot

Curiosity on monella mittapuulla poikkeuksellinen: se painaa noin 899–900 kg, on kooltaan suunnilleen auton kokoinen ja käyttää kuusi pyörää ja rocker-bogie-jousitusta, joka auttaa liikkumaan kivikkoisessa maastossa. Mönkijän masto ja instrumenttipaketti sisältävät muun muassa kamerajärjestelmiä ja etäanalyysilaitteita; siihen kuuluu myös noin 2,1 metrin pituinen manipulaattori/robottiarm, jolla otetaan kivinäytteitä ja tutkitaan tutkimuspisteitä läheltä.

Sähköä tuottava MMRTG tarjosi tehtävän alussa noin 110 wattia sähkötehoa, mikä mahdollistaa pitkäkestoisen toiminnan päivä-yö- ja vuodenaikavaihteluissa, toisin kuin aurinkokennot. Laskelmissa ja ajoneuvon tietojenkäsittelyssä käytetään avaruusluokan prosessoreita ja vankkoja autonomisia ohjausjärjestelmiä, jotka auttavat liikkumisessa ja tieteellisissä tehtävissä.

Tärkeimmät tieteelliset instrumentit

  • Mastcam — monikanavaiset kamerat maisemakuvaukseen ja geologisten kohteiden tarkasteluun;
  • ChemCam — laserindusoitu plasmaspektrometria kivien pintaan ja koostumukseen (LIBS);
  • APXS (Alpha Particle X-Ray Spectrometer) — kivien ja maaperän alkuaineanalyysiin;
  • MAHLI — lähikuvauskamera kiven pinnan rakenteiden dokumentointiin;
  • CheMin — röntgendiffraktioanalysaattori kivien mineraalikoostumuksen määrittämiseksi;
  • SAM (Sample Analysis at Mars) — kaasukromatografia, massaspektrometria ja tunkeumiskemian laitteet orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden etsimiseen;
  • DAN — neutronispektrometri, joka havaitsee vedyn läsnäoloa (esim. vesihydroksylit tai vesimolekyylit) pinnan alla;
  • REMS — sääasema Marsin ympäristöolosuhteiden mittaamiseen (tuuli, lämpötila, ilmankosteus jne.);
  • RAD — säteilyn mittauslaite matkustajille altistumisen arvioimiseksi.

Laskeutuminen ja operaatiot

Curiosity laukaistiin Cape Canaveralista 26. marraskuuta 2011 klo 10:02 EST Atlas V -kantoraketilla. Se laskeutui onnistuneesti Aeolis Palusiin Gale-kraatteriin Marsissa 6. elokuuta 2012. Laskeutuminen toteutettiin näyttävällä ja monimutkaisella "sky crane" -menetelmällä, jossa laskeutuva kuori ja laskuvarjot hidastivat alusta, jonka jälkeen ohjattu "kranu"-alin pudotti mönkijän pehmeästi pyörien varaan.

Curiosity on Nasan neljäs Marsin pintarobotti (aikaisemmat olivat Sojourner, Spirit ja Opportunity). Se suunniteltiin alun perin kahden vuoden kenttäoperaatioksi, mutta tehtävää on jatkettu määräämättömäksi ajaksi, ja mönkijä on toiminut pitkään odotettua pidempään. Sen toimintakykyyn ovat vaikuttaneet sekä laitteiston kuluminen että ohjelmistopäivitykset ja lennonjohtotiimin sopeutumiskyky.

Tieteellisiä saavutuksia

Curiosity on antanut laajan joukon tärkeitä löydöksiä Marsin menneisyydestä ja sen elinkelpoisuudesta:

  • havaintoja muinaisista jokiuomista ja purojen muodostamista sorakerroksista, jotka kertovat juoksevasta vedestä menneisyydessä,
  • mineraalikoostumusten paljastaminen, mukaan lukien savimineraaleja (kloriitit/kaoliini/lohko), jotka viittaavat pitkäkestoiseen vesivaikutukseen,
  • orgaanisten molekyylien havaitseminen mutapohjaisissa kerrostumissa, mikä ei yksin todista elämää mutta osoittaa rakennusaineita ja tärkeitä kemiallisia olosuhteita,
  • metaanipitoisuuden vaihteluiden havaitseminen ilmakehässä, mikä herättää kysymyksiä nykyisistä tai menneistä lähteistä ja hajottajamekanismeista,
  • edistynyt ymmärrys Mount Sharpin kerrostumisesta ja Marsin ympäristömuutoksista useiden geologisten aikakausien aikana.
Nämä havainnot ovat vahvistaneet, että Gale-kraatterissa oli paikoin olosuhteet, jotka pitkään sitten olisivat voineet tukea mikrobista elämää.

Perintö ja vaikutus

Curiosityn suunnitteluratkaisut ja teknologia ovat toimineet perustana myöhemmälle Mars-mönkijälle, Mars 2020 -tehtävän Perseverance-mönkijälle. Monet Curiosityn kokemuksista laskennassa, liikkumisessa ja tieteellisessä työssä ovat vaikuttaneet tulevien missioiden suunnitteluun.

Nykytila

Alun perin kaksivuotiseksi suunniteltu tehtävä laajeni useiksi vuosiksi. NASA on juhlinut tehtävän merkkipaaluja vuosien varrella, ja Curiosity on jatkanut tieteellistä työtään ja etsinyt uusia kohteita Gale-kraatterissa. Mönkijä toimii esimerkkinä pitkäkestoisesta robotiikasta muiden planeettojen tutkimuksessa ja jatkaa tietojen keruuta Marsin geologiasta, ilmastosta ja menneistä vesielementeistä.

Huom. Artikkelissa korjattu ja täydennetty päivämääriä ja historiallisia tietoja alkuperäisestä tekstistä: Curiosity laukaistiin 26.11.2011 ja laskeutui 6.8.2012 (ei 2001), ja Neuvostoliiton Lunokhod 2 ajoittui 1973.