Pojasnjeno: Kaj otežuje pristanek Nasinega roverja Perseverance na Marsu?

Običajno potovanje na Mars, ki je oddaljen približno 300 milijonov milj, traja približno sedem do osem mesecev. Vztrajnost je bila lansirana 30. julija 2020 med oknom, ko sta bila Mars in Zemlja najbližje drug drugemu.

Perseverance rover uporablja svoj vrtalnik za zbiranje vzorca kamnin na Marsu v tem nedatiranem izročku za umetniško konceptualno ilustracijo. (NASA/JPL-Caltech/Handout prek Reutersa)

V četrtek naj bi Nasin rover Perseverance pristal v kraterju Jezero na Rdečem planetu, nato pa bo nadaljeval z delom za iskanje znakov preteklega življenja.

Pristanek je najkrajša, a ena najpomembnejših in tudi težkih faz misije. NASA pravi, da je bilo, ker je težko, uspešnih le 40 odstotkov misij, ki so jih na Mars poslale vesoljske agencije po vsem svetu, ker na stotine stvari moram iti prav za grizenje nohtov.

Da bi dali nekaj konteksta težavam pri zagonu misij, kot je ta, navajamo primer raziskovalne matematike Katherine Johnson. V filmu 2016 Skrite figure , Taraji P. Henson je igral Johnsona, ki je poskušal ugotoviti natančne izračune, ki so določili pot kapsule, ki bo leta 1962 izstrelila Johna Glenna v vesolje.

Druge misije na Mars

Še ena misija na Mars, Al Amal (Hope) v ZAE – prva taka misija na arabskem svetu – je prejšnji teden vstopil v orbito Marsa . Vendar je to orbitalna misija in ne vključuje pristanka na površini planeta. Poleg Združenih arabskih emiratov je misijo na Mars v obdobju julij-avgust izpeljala tudi Kitajska.

V luči tako ambicioznih vesoljskih misij so nekateri astrobiologi izrazili zaskrbljenost glede možne 'medplanetarne kontaminacije'. To pomeni prenašanje zemeljskih mikrobov v druga nebesna telesa in prinašanje nezemeljskih mikrobov nazaj na Zemljo. Odbor za vesoljske raziskave (COSPAR) določa „politiko planetarne zaščite“, katere cilj je omejiti število mikrobov, poslanih na druge planete, in zagotoviti, da nezemeljsko življenje ne povzroča opustošenja na Zemlji.

Kako vesoljsko plovilo doseže Mars?

Običajno potovanje na Mars, ki je oddaljen približno 300 milijonov milj, traja približno sedem do osem mesecev. Vztrajnost je bila lansirana 30. julija 2020 med oknom, ko sta bila Mars in Zemlja najbližje drug drugemu. To okno je pomembno, ker oba planeta krožita okoli Sonca z različnimi hitrostmi in vsaki dve leti sta planeta v položaju, kjer sta najbližje drug drugemu. Vesoljske agencije želijo izstreliti svoja vesoljska plovila v tem obdobju, saj bližja razdalja pomeni uporabo manj raketnega goriva.

Po besedah ​​​​an analiza, ki jo je opravila univerza Purdue strošek trdega raketnega goriva je ocenjen na 5 $ na kg. Vendar pa rover Perseverance v velikosti avtomobila uporablja sistem na jedrski pogon. V skoraj 30 letih bo postal prvi rover, ki bo uporabljal plutonij domače proizvodnje, ki so ga ustvarili nacionalni laboratoriji v ZDA. Rover bo poganjal generator, ki bo pretvarjal toploto, ki nastane z naravnim razpadom plutonija-238, v električno energijo, ki bo rover in njegova orodja delovala, ko bo pristal na Marsu.

Kakšna je cena misije Vztrajnost?

Ocenjuje se, da bo NASA za misijo porabila 2,7 milijarde dolarjev, ki vključuje razvoj vesoljskih plovil, operacije izstrelitve in stroške vzdrževanja operacij, ko pristanejo na Marsu.

Po navedbah Planetarna družba , uporaba plutonija-238 kot goriva je povečala stroške misije, saj je jedrski material povezan s povišanimi okoljskimi in varnostnimi predpisi. Skupni stroški misije so enakovredni znesku denarja, ki ga Google zasluži v šestih dneh, ali znesku denarja, ki ga Američani porabijo za svoje hišne ljubljenčke vsakih 10 dni ali enakovreden 33 urah vodenja ameriškega ministrstva za obrambo, pravi družba.

PRIDRUŽI SE ZDAJ :Telegramski kanal Express Explained

Zakaj je pristanek na Marsu težaven?

Vstop, spust in pristanek (EDL) se imenuje najbolj intenzivna faza misije Mars 2020. Da bo rover Perseverance uspešno pristal na Marsu, se morajo številne stvari izogniti. Faza EDL se začne, ko rover doseže vrh Marsove atmosfere in potuje s hitrostjo 20.000 km na uro. Izziv za rover je zmanjšati svojo hitrost s približno 20.000 km na uro na nič in hkrati pristati na ozki površini v kraterju.

Faza EDL, pravi Nasa, se bo končala v sedmih minutah, ko bo rover nepremičen na površini planeta. Po tem je treba zavore uporabiti zelo previdno, ustvarjalno in zahtevno.

Deset minut pred vstopom v atmosfero bo rover opustil stopnjo križarjenja, ki jo sestavljajo sončne celice, radijski sprejemniki in rezervoarji za gorivo, ki se uporabljajo med letom. Samo zaščitna aeroshell, ki jo sestavljata rover in stopnja za spuščanje, bo omogočila potovanje na površje planeta. Zdaj kot vesoljsko plovilo vstopi na površje Marsa , bo upočasnjen zaradi upora, to je takrat, ko trenje atmosfere planeta deluje ob površino vesoljskega plovila in ga tako upočasni in zmanjša njegovo orbitalno višino.

Medtem ko upor upočasni vesoljsko plovilo, ga tudi segreje in največje segrevanje se pojavi približno 80 sekund po tem, ko rover vstopi v ozračje. Toda to ne vpliva na rover, ki je v notranjosti aeroshell pri sobni temperaturi.

Medtem ko se spušča skozi ozračje, bo moralo vesoljsko plovilo izstreliti majhne potisnike, da ostane na poti, saj ga je mogoče premakniti s smeri zaradi majhnih zračnih žepov z različno gostoto. Kasneje bo toplotni ščit upočasnil vesoljsko plovilo na približno 1600 km na uro, pri čemer se bo (približno 240 sekund po vstopu) sprožilo nadzvočno padalo.

Dvajset sekund po sprožitvi padala se toplotni ščit loči in rover je prvič izpostavljen ozračju planeta. V tem trenutku padalo deluje tako, da dodatno upočasni vozilo. Ker pa je Marsova atmosfera tanka, vozilo še vedno potuje proti površju s hitrostjo 320 km na uro. Zato mora rover za varen pristanek opustiti padalo in preostanek potovanja opraviti z raketami, ki so del stopnje spuščanja, katerih motorji se bodo prižgali, ko bo rover približno 2100 metrov nad površjem.

Končna hitrost spusta roverja je približno 2,7 km na uro, kar je počasneje od tistega, kar lahko povprečen človek prehodi peš v eni uri – približno 5 km. Na tej stopnji, ko je ostalo približno 12 sekund za dotik na površini na približno 66 čevljev nad površino, se rover spusti na niz kablov. Ko rover zazna, da so se njegova kolesa dotaknila tal, prereže kable, ki nato samostojno nenadzorovano pristanejo na površju, nekje stran od roverja.

Raketa United Launch Alliance Atlas V, ki prevaža NASA-ino vozilo Mars 2020 Perseverance Rover, vzleti s postaje letalskih sil Cape Canaveral v Cape Canaveralu na Floridi, ZDA, 30. julija 2020. (NASA/Joel Kowsky/Handout prek Reutersa)

Kaj bo rover Perseverance počel na Marsu?

Perseverance bo na planetu preživel eno marsovsko leto (dve leti na Zemlji), med katerim bo raziskoval regijo pristajalnega mesta. Krater Jezero, kjer bo pristal, je bil nekoč kraj starodavne rečne delte (znanstveniki to vedo zaradi dokazov, zbranih med prejšnjimi pristajalnimi in orbitalnimi misijami, ki kažejo na vlažne razmere na planetu pred milijardami let).

Če je Mars nekoč že v svoji starodavni preteklosti (pred 3,5-3,8 milijardami let) skrival toplejše ozračje, ki je omogočalo pretok vode, in če je na njem obstajalo mikrobno življenje, je možno, da na posebnih območjih obstaja še danes.

Rover s seboj nosi sedem instrumentov, ki vključujejo napreden sistem kamer z možnostjo povečave, SuperCam, ki je instrument, ki bo zagotavljal analizo slikanja in kemične sestave ter spektrometer. Eden najbolj zanimivih instrumentov na krovu roverja pa se imenuje MOXIE, ki bo proizvajal kisik iz marsovega atmosferskega ogljikovega dioksida. Če bo ta instrument uspešen, ga bodo bodoči astronavti (do zdaj še noben človek ni stopil na Mars) lahko uporabili za kurjenje raketnega goriva za vrnitev na Zemljo.

Rover bo nosil tudi Ingenuity, prvi helikopter, ki bo poletel na Mars. To bo pomagalo zbrati vzorce s površine z lokacij, kjer rover ne more doseči. Na splošno je rover zasnovan za preučevanje znakov starodavnega življenja, zbiranje vzorcev, ki bi jih lahko poslali nazaj na Zemljo med prihodnjimi misijami, in testiranje nove tehnologije, ki bi lahko koristila prihodnjim robotskim in človeškim misijam na planet.

Delite S Prijatelji: