Till tillfälliga observatörer, att landa en rover på Mars kan verka som gamla nyheter, tro det eller ej, speciellt efter alla NASA:s framgångar. Men många är förmodligen inte medvetna om den så kallade "Mars-förbannelsen". Faktum är att, många av rymdfarkosterna som försöker landa där misslyckas och kraschar.

Bredvid att springa handsket av Mars-förbannelsen är NASA:s Perseverance-rover. Den kommer att försöka sin efterlängtade landning vid Jezero-kratern den 18 februari. Folket på NASA har gett Perseverance-rovern några finjusterade verktyg för att få den till Mars-ytan på ett säkert sätt och för att slå Mars-förbannelsen.

Perseverance-rovern landar vid Jezero Crater eftersom NASA tror att de kan göra den bästa vetenskapen där. Uppdragets mål är att söka tecken på forntida liv och samla in prover för en potentiell återkomst till jorden. Jezero-kratern är en gammal, uttorkad paleo-sjöbädd. Den rymmer både bevarade sediment och ett delta. Enligt NASA, kratern är ett av de "äldsta och mest vetenskapligt intressanta landskap Mars har att erbjuda." Forskare tror att om det finns några fossiliserade bevis på forntida liv, de kan hitta den i Jezero.

Men det är också farligt att landa i.

"Jezero är 28 miles bred, men inom den vidden, det finns många potentiella faror som rover kan stöta på:kullar, stenfält, sanddyner, själva kraterns väggar, för att nämna några stycken, sa Andrew Johnson, huvudingenjör för robotteknik vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien. "Så om du landar på en av dessa faror, det kan vara katastrofalt för hela uppdraget."

Cirka 60 % av alla rymdfarkoster som skickas till Mars misslyckas. Uthållighet kommer att använda vad som kallas terrain relativ navigation (TRN), en teknik som först användes i kryssningsmissiler, för att undvika samma misslyckande. I breda termer, TRN består av två delar:en inbyggd karta över landningsområdet med höjder och faror, och en navigeringskamera. När Perseverance närmar sig sin landningsellips, kameran jämför sina realtidsbilder med kartan ombord och beordrar landarens raketer att rikta farkosten bort från kända faror.

Övergripande, roverns autonoma landningssystem är känt som landing visions system, eller LVS.

"För Mars 2020, LVS kommer att använda positionsinformationen för att ta reda på var rovern befinner sig i förhållande till säkra platser mellan dessa faror. Och på en av de säkra platserna är det där rovern kommer att landa, " förklarade Johnson i ett pressmeddelande.

Denna typ av system har varit under utveckling sedan en tid tillbaka. NASA:s OSIRIS-REx använde en i sin riskfyllda provtagningsmanöver vid asteroiden Bennu. Det systemet kallades Natural Feature Tracking (NFT) och det styrde effektivt rymdskeppet ner till Bennus yta med stenblock. OSIRIS-REx uppdrag var framgångsrikt, och proverna bör anlända till jorden i september 2023.

Men ett system som Perseverances kommer inte utan mycket hårt arbete och ledtid. Det har varit under utveckling i flera år, och förhoppningsvis, all utveckling och testning kommer att löna sig.

Swati Mohan är vägledningen, navigering, och styroperationer för Mars 2020 på JPL. De två första stegen av testning var hårdvara och simulering, och de gjordes båda i ett labb. I pressmeddelandet, Mohan sa, "Det är där vi testar alla tillstånd och variabel vi kan. Vakuum, vibration, temperatur, elektrisk kompatibilitet – vi sätter hårdvaran igenom dess takt."

När hårdvaran har blivit föremål för all den granskning, det är dags för simuleringar. "Sedan med simulering, vi modellerar olika scenarier som mjukvarualgoritmerna kan stöta på på Mars – en alltför solig dag, mycket mörk dag, blåsig dag – och vi ser till att systemet beter sig som förväntat oavsett dessa förhållanden, " sa Mohan.

Efter det, systemet var redo för flygtester. Men inte självständigt. Istället, den testades på en helikopter, där den användes för att uppskatta helikopterns höjd och position.

"Det fick oss till en viss nivå av teknisk beredskap eftersom systemet kunde övervaka ett brett område av terräng, men det hade inte samma typ av härkomst som Perseverance kommer att ha, ", sade Johnson. "Det fanns också ett behov av att demonstrera LVS på en raket."

LVS-systemet testades upprepade gånger i fält på en raket. Den där raketen, Masten Space System Xombie, fungerade som en testbädd för LVS med start 2014. NASA:s Flight Opportunities Program finansierade dessa tester.

"Testen på raketen lade i stort sett alla återstående tvivel till vila och svarade jakande på en kritisk fråga för LVS-operationen, " sa JPL:s Nikolas Trawny, en ingenjör för nyttolast och styrsystem som arbetade nära Masten vid 2014 års fälttest. "Det var då vi visste att LVS skulle fungera under den höghastighets vertikala nedstigningen som är typisk för Mars-landningar."

"Testerna som Flight Opportunities är inrättat för att tillhandahålla var verkligen aldrig tidigare skådat inom NASA vid den tiden, ", sa Johnson. "Men det har visat sig vara så värdefullt att det nu förväntas göra dessa typer av flygtester. För LVS, dessa raketflygningar var slutstenen i vår teknikutvecklingssatsning."

LVS-systemet är komplext. Den kan inte bara leda Perseverance-rovern till ytan, men det kan göra det på det mest bränsleeffektiva sättet. Bränsle för landarens raketer är begränsat, självklart, så det finns egentligen bara en chans att få det rätt. Sammanlagt, systemet testades framgångsrikt och är nu bara dagar borta från den verkliga affären:landningen vid Jezero Crater.

Men även med alla grundliga tester av det autonoma systemet, det kan fortfarande finnas överraskningar. Det verkliga livet är alltid annorlunda än simuleringar, och även om NASA har förtroende för systemet, de kommer fortfarande att vara redo att svara och anpassa sig till eventuella problem eller förändrade förhållanden.

"Det verkliga livet kan alltid kasta dig kurviga bollar. Så, vi kommer att övervaka allt under kryssningsfasen, kontrollerar strömmen till kameran, se till att data flyter som förväntat, " Sa Mohan. "Och när vi får den signalen från rovern som säger:"Jag har landat och jag är på stabil mark, "Då kan vi fira."