, Medan biltillverkare byggde över 92 miljoner motorfordon för denna värld 2019, NASA byggde bara en för Mars. Perseverance Mars rover är unik i sitt slag, och testerna som krävs för att få den redo att rulla på de elaka (och obanade) gatorna på den röda planeten är också unik.

Eftersom hårdvara inte kan repareras när rovern väl är på Mars, teamet måste bygga ett fordon som kan överleva i åratal på en planet med straffande temperaturskiftningar, konstant strålning och ständigt närvarande damm. För att säkerställa beredskap, de satte Perseverance genom ett testprogram tuffare än resan till Mars och miljön den kommer att möta när den väl är där.

"Mars är svårt, och det vet alla, " sa projektledaren John McNamee på NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien. "Vad de kanske inte inser är att att vara framgångsrik på Mars, du måste testa det absoluta med grejen här på jorden."

Medan de unika tester som utförts för projektet uppgår till tusentals, här är en handfull som sticker ut.

The Sound and Fury

Det är ingen hemlighet att höga ljud kan vara skadliga för din hörsel. De kan också vara skadliga för en rymdfarkost, åtminstone när de är på den nivå som man stötte på ovanpå bärraketen under lyftet. Dessa straffande decibel kan faktiskt få delar och komponenter att lossna.

Långt innan rovern skeppades till Kennedy Space Center i Florida som förberedelse för sommarens uppskjutning, ingenjörer placerade den i en speciell kammare på JPL och, använder kväveladdade högtalare, sprängde bort den med slumpmässiga ljudvågor så höga som cirka 143 decibel — högre än vad du skulle stöta på när du stod bakom en rytande jetmotor. Vid flera tillfällen under det dagslånga akustiska testet, de stannade för att inspektera rovern och dess omgivningar, letar efter allt som kan ha lossnat, bruten eller fallit av. Vissa fästelement som fäster rymdfarkostkomponenter måste dras åt och några elkablar bytas ut, men uppdragsteamet kom därifrån med ökat förtroende att även om Perseverance säkert kommer att skakas under lanseringen, ingenting ska röra sig.

Åh, Ränna

Fråga vilken medlem som helst i Mars 2020-uppdragets inträde, nedstignings- och landningsteam, och de kommer att berätta för dig att det inte är någon mening med att resa genom 314 miljoner miles (505 miljoner kilometer) av interplanetär rymd om du inte kan hålla landningen. Vid 70,5 fot (21,5 meter) i diameter, roverns överljudsfallskärm har allt att göra med att få det att hända. En hel del arbete går åt till att se till att en ränna utplaceras på rätt sätt och kan göra jobbet utan att strimla eller trassla ihop sig.

Perseverances fallskärm är baserad på designen som framgångsrikt flögs av Mars Curiosity 2012. Men, eftersom uthållighet är något tyngre än nyfikenhet, ingenjörer stärkte sin fallskärmsdesign. Men hur kan man vara säker på att den kommer att göra vad som förväntas av den? Testa, testa, testa.

Först, teamet fokuserade på att verifiera att rännan skulle hålla upp under påfrestningen av att bromsa en snabbrörlig rymdfarkost nere i Mars atmosfär. Sommaren 2017 de reste till National Full-Scale Aerodynamics Complex vid NASA:s Ames Research i Kaliforniens Silicon Valley för att observera provrännan på nära håll i en vindtunnel, kontrollerar utförande och letar efter eventuellt oväntat beteende.

Mer komplexa utvärderingar skulle komma mellan mars och september 2018. Teamet testade rännan tre gånger under Mars-relevanta förhållanden, med Black Brant IX-sondraketer uppskjutna från NASA:s Wallops Flight Research Facility i Virginia. Den sista testflygningen, den 7 september, exponerade rännan för en 67, 000 pund (37, 000-kilogram) last—den högsta som någonsin överlevt av en överljudsfallskärm och cirka 85 % högre än vad uppdragets ränna förväntas stöta på under utplaceringen i Mars atmosfär.

Teamet testade också rännans utplaceringsbruk. Perseverances fallskärm är packad i en aluminiumbehållare så tätt, den har tätheten av ek. Murbruket är en cylindrisk kapsel vaggad ovanpå aeroskalet, som kapslar in rovern. Vid tidpunkten för utplaceringen, ett explosivt drivmedel vid botten av murbruket kommer att skjuta upp den noggrant buntade samlingen av nylon, Technora och Kevlar med precis rätt hastighet och bana in i Mars slipström.

Utvärderingar av utplaceringen av murbruk ägde rum vintern 2019 vid en testanläggning i centrala Washington. Temperaturen på murbruksbehållaren under det första testet synkroniserades nära med den omgivande lufttemperaturen - cirka 70 grader Fahrenheit (21 grader Celsius). Den andra och tredje avrättades med murbruket kylt till minus 67 grader Fahrenheit (minus 55 grader Celsius) - långt under den temperatur vid vilken murbruket förväntas skjuta under den faktiska utplaceringen på Mars (14 grader Fahrenheit, eller minus 10 grader Celsius). Murbruket klarade alla tre testerna med glans.

Kör varmt och kallt

Solens strålar värmer en vitmålad rover annorlunda än de skulle göra, säga, ett stenblock från Mars. För att bättre förstå vad temperaturkänsliga instrument och delsystem kommer att stöta på, teamet testade Perseverances "termiska modell". I oktober 2019, de placerade rovern i JPL:s 25 fot breda, 85 fot hög (8 meter x 26 meter) vakuumkammare för ett dagslångt test, där kraftfulla xenonlampor flera våningar under strålade uppåt, träffa en spegel i toppen av kammaren för att dränka rymdfarkosten med ljus.

Efter att lamporna värmts upp och nått samma intensitet av solljus kommer roveren att möta vid sin landningsplats i Jezero Crater, en ingenjör klättrade in och mätte "solljuset" som nådde olika delar av rovern. Data från testet användes för att uppdatera roverns termiska modell, ge teamet den försäkran de behövde för att fortsätta med nästa steg i markbaserad kalltester.

När solintensitetstesten väl var slut, ingenjörer stängde dörrarna och evakuerade större delen av atmosfären i kammaren för att simulera Mars tunna atmosfär, som har cirka 1 % av jordens atmosfäriska densitet. Sedan kyldes kammaren till minus 200 grader Fahrenheit (minus 129 grader Celsius), och för en veckolång delsystemkontroll, de körde datorprogram, höjde fjärravkänningsmasten och antennerna, svängda hjul, och satte in Mars Helikoptern för att se till att rovern klarar även de kallaste Marsnätterna.

Kamera redo

Mars 2020-uppdraget lanserar 25 kameror till den röda planeten, ett rekordantal för en interplanetär expedition. Efter installationen, varje kamera på väg till den röda planeten var tvungen att genomgå en "ögonundersökning".

Med en kamera som heter WATSON, som har till uppgift att ta närbilder och (om det behövs) video av stenstrukturer, projektingenjörer spelade in scenen medan de dansade och vinkade. Målet:att bestämma bildens bildhastighet och exponeringstid, och dess dators förmåga att hålla och överföra data.

För andra bilder, testet var lite mer formellt och rigoröst. Processen kallas maskinseende kalibrering och innebär att man använder måltavlor med rutnät för att fastställa en baslinje för en kamerans optiska prestanda. Resultatet? Uppdragets vision var 2020.

Om Mars 2020-uppdraget

Oavsett om de arbetar med slutmonteringen av fordonet vid Kennedy Space Center, testa mjukvara och delsystem på JPL, eller (som majoriteten av teamet gör) distansarbete på grund av säkerhetsåtgärder för coronaviruset, Perseverance-teamet är fortfarande på rätt spår för att möta öppningen av roverns lanseringsperiod. Oavsett vilken dag Perseverance lanseras, den kommer att landa vid Mars Jezero-krater den 18 februari, 2021.

Perseverance-roverns astrobiologiuppdrag kommer att söka efter tecken på forntida mikrobiellt liv. Det kommer också att karakterisera planetens klimat och geologi, samla in prover för framtida återkomst till jorden, och bana väg för mänsklig utforskning av den röda planeten. Roveruppdraget Perseverance är en del av ett större program som inkluderar uppdrag till månen som ett sätt att förbereda sig för mänsklig utforskning av den röda planeten. Anklagas för att ha återvänt astronauter till månen 2024, NASA kommer att etablera en varaktig mänsklig närvaro på och runt månen till 2028 genom NASA:s Artemis månutforskningsplaner.