Znajdź zawartość

Jutro na powierzchni Marsa ma wylądować łazik Perseverance ze śmigłowcem Ingenuity na pokładzie. To najbardziej skomplikowana misja kosmiczna od czasu lądowania człowieka na Księżycu. W chwili pisanie tego tekstu misja Mars 2020 znajduje się w odległości około 2 milionów 500 tysięcy kilometrów od Marsa i pędzi w jego stronę z prędkością 76 941 km/h. Łazik ma dotknąć powierzchni Marsa jutro, 18 lutego, o godzinie 21:55 czasu polskiego. Wyprawy na Marsa są niezwykle trudne. Dotychczas ludzkość przeprowadziła 47 misji, z czego całkowicie lub częściowo udanych było 24, w tym 16 zorganizowanych przez USA, 3 przez ZSRR, 1 wspólna UE/Rosja oraz po 1 przez UE, Indie, Zjednoczone Emiraty Arabskie i Chiny. Jak dotychczas jedyną agencją, która potrafi przeprowadzić pełną misję wraz z miękkim lądowaniem na Marsie jest NASA. Co prawda w 1971 roku na Czerwonej Planecie miękko lądował radziecki Mars 3, jednak kontakt z nim utracono już 104,5 sekundy później. Najprawdopodobniej udało się też wylądować Beagle'owi 2 wysłanemu przez Europejską Agencję Kosmiczną w 2003 roku, jednak nigdy nie nawiązano z nim kontaktu. Amerykanie próbowali lądować na Marsie 9-krotnie, z czego 8 razy im się udało. Nic więc dziwnego, że istnieje spore prawdopodobieństwo, że uda się i tym razem. Misja Mars 2020 wygląda podobnie do misji łazika Curiosity z 2011 roku. Jednak to tylko pozory. Łazik Perseverance jest najcięższym obiektem, jaki ludzkość próbowała umieścić na Marsie. Jego masa to 1025 kilogramów. NASA postanowiła przy okazji wypróbować nową osłonę termiczną, która podczas lądowania nie tylko ochroni lądujący pojazd, ale zbierze też więcej danych na temat temperatury, wiatru i rozgrzewania się osłony. Nowością jest też wspomagający lądowanie system TRN, który będzie w czasie rzeczywistym wykonywał zdjęcia terenu i na tej podstawie zdecyduje o ostatecznym punkcie lądowania. Dzięki niemu łazik można posadowić znacznie bardziej precyzyjnie, a przygotowujący misję specjaliści mieli większy wybór miejsca lądowania. Na pokładzie Perseverance znalazł się śmigłowiec Ingenuity. To pierwszy wysłany przez człowieka obiekt, który ma latać w atmosferze Marsa. Tego typu drony mogą przydać się w przyszłości podczas misji bezzałogowych i załogowych. Będą mogły bowiem służyć do szybkich zwiadów w okolicy. Po raz pierwszy w historii na Marsa wysłano też... fragmentu marsjańskich skał, które posłużą do kalibracji urządzeń badawczych łazika. Na powierzchnię Czerwonej Planety mają trafić fragmenty kombinezonów kosmicznych zaprojektowanych dla misji załogowych na Księżyc i Marsa. Z jednej strony, dzięki dobrze znanemu składowi, posłużą one do kalibracji urządzeń łazika. Z drugiej zaś będzie można zbadać, jak warunki panujące na Marsie wpływają na kombinezony. Jednak głównym zadaniem misji jest poszukiwanie śladów dawnego życia. Dlatego też na miejsce lądowania wybrano Krater Jezero. Naukowcy sądzą, że w przeszłości płynęła tam rzeka, która wpadała do jeziora. Jeśli gdzieś można znaleźć ślady życia, to właśnie tam. Dlatego też wybór padł na to miejsce, mimo iż jest to najtrudniejszy z dotychczas wybranych obszarów do lądowania na Czerwonej Planecie. Gdy Mars 2020 dotrze do Marsa, czeka nas słynne 7 minut horroru. To tytuł filmu, w którym NASA opisywała, w jaki sposób będzie lądował łazik Curiosity. Nazwa bierze się stąd, że od momentu wejścia pojazdu w atmosferę Marsa do chwili lądowania Curiosity minęło 7 minut. Tymczasem sygnał z Marsa na Ziemię biegnie 14 minut. Podobnie będzie w przypadku misji Mars 2020. Oznacza to, że w momencie, gdy NASA odbierze sygnał, iż lądujący pojazd wszedł w atmosferę Marsa łazik od 7 minut może leżeć roztrzaskany na powierzchni planety. Minie kolejnych 7 minut, zanim otrzymamy sygnał o lądowaniu. I to właśnie są te minuty horroru. Lądowanie Perseverance można będzie śledzić na NASA TV. Sekwencja lądowania będzie wyglądała następująco: – o godzinie 21:38 czasu polskiego moduł lądujący z łazikiem oddzieli się od pojazdu Mars 2020, – o 21:48 nastąpi wejście w atmosferę Marsa. Odbędzie się ono z prędkością około 19 500 km/h, – o 21:49 osłona termiczna rozgrzeje się do maksymalnej temperatury ok. 1300 stopni Celsjusza, – ok. 21:52 przy prędkości wciąż przekraczającej prędkość dźwięku zostaną rozwinięte spadochrony, dokładny czas ich rozwinięcia będzie korygowany na bieżąco przez komputer pokładowy, – 20 sekund po rozwinięciu spadochronów odłączona zostanie dolna osłona termiczna, dzięki czemu łazik będzie mógł włączyć radary i skorzystać z technologii precyzyjnego lądowania, – o 21:54, gdy zostanie wybrane dokładne miejsce lądowania, łazik wraz z przymocowanym do niego „plecakiem rakietowym” odłączy się od tylnej osłony i spadochronów, a przymocowane do „plecaka” silniki spowolnią pojazd i pokierują go na miejsce lądowania, – całość przybędzie na miejsce lądowania, a łazik z wysokości 20 metrów zostanie opuszczony na linach rozwijanych przez „plecak” i o godzinie 21:55 wyląduje na powierzchni Marsa. Liny zostaną zwolnione, a „plecak” odleci na bezpieczną odległość i rozbije się na powierzchni planety. NASA zastrzega, że centrum kontroli misji – w związku ze złożonością komunikacji na takie odległości – może nie być w stanie na bieżąco potwierdzać poszczególnych etapów lądowania. Przypomina przy tym, że łazik jest w stanie wylądować w pełni autonomicznie, bez potrzeby komunikacji z Ziemią. Po wylądowaniu jednym z pierwszych zadań łazika będzie wykonanie zdjęć otoczenia i przesłanie ich na Ziemię. Poniżej prezentujemy film wyjaśniający, jak będzie przebiegało lądowanie Perseverance.   « powrót do artykułu

W końcu udało się przeprowadzić testowy lot Starship SN8. Lot, który zakończył się spektakularną eksplozją rakiety. Nie było to jednak zbyt wielkim zaskoczeniem. Oceniano bowiem, że szanse, iż rakieta wyląduje nietknięta wynoszą około 30%. Starship SN8 wystartował wczoraj o godzinie 23:45 czasu polskiego z ośrodka testowego SpaceX w pobliżu wsi Boca Chica w Teksasie. Jego celem było osiągnięcie wysokości 12,5 kilometra, wykonanie kilku skomplikowanych manewrów – w tym odwrócenie się poziomo w celu spowolnienia opadania – powrót do pozycji pionowej i pionowe lądowanie. SN8 wykonał wszystkie zadania, z wyjątkiem ostatniego. W 6 minut i 42 sekundy po starcie doszło do wielkiej eksplozji na lądowisku. Wszystko wskazuje na to, że Starship miał podczas lądowania zbyt dużą prędkość. Firma SpaceX uznała jednak test za sukces. Podczas lądowania ciśnienie w zbiorniku paliwowym na szczycie rakiety było zbyt niskie, przez co silniki nie wyhamowały pojazdu do odpowiedniej prędkości. Mamy jednak wszystkie dane, jakich potrzebowaliśmy. Gratulacje dla całego zespołu SpaceX, napisał na Twitterze Elon Musk. Niedługo potem dodał: Marsie, przybywamy!. Wczorajszy test był najbardziej skomplikowany ze wszystkich dotychczasowych testów Starship. Wcześniej pojazdy te (Starhopper, SN5 i SN6) osiągały wysokość około 150 metrów. Były prostymi konstrukcjami, wyposażonymi w jeden silnik Raptor. SN8 to znacznie bardziej skomplikowany pojazd, o większych możliwościach. Korzysta on z trzech Raptorów, wyposażony jest w klapy i nos. Wszystkie te nowe elementy spisały się na medal, zapewnił Musk. Udane wznoszenie, przełączenie na górny zbiornik, precyzyjna praca klap, które naprowadziły rakietę na lądowisko, cieszył się założyciel SpaceX. Pojazdy Starships mają w przyszłości latać na Księżyc, Marsa i w inne miejsca. Docelowo cały system będzie składał się dwóch zasadniczych elementów – pojazdu Starship, który w przyszłości będzie wyposażony w sześć silników Raptor oraz z olbrzymiej rakiety SuperHeavy, napędzanej około 30 silnikami. Oba elementy mają być wielokrotnego użytku, oba konstruowane są tak, by po starcie i lądowaniu były szybko gotowe do kolejnego startu. SpaceX chce, by Starship i SuperHeavy były wkrótce gotowe do regularnych lotów. Musi być to nieodległa perspektywa, gdyż NASA rozważa wykorzystanie Starship podczas załogowej misji na Księżyc. Elon Musk ogłosił niedawno, że SpaceX zorganizuje pierwszą załogową misję na Marsa już w roku 2026, szybko jednak dodał, że jeśli będziemy mieli szczęście, to misja taka odbędzie się już w roku 2024. Jeśli traktować te zapewnienia poważnie, to kolejne loty Starship muszą odbywać się często. Wiemy, że Starship SN9jest już niemal gotowa. Trwają też prace nad wersją SN10. Obie wersje będą bardzo podobne do SN8, mają jednak zawierać sporo niewielkich usprawnień. Duże zmiany przewidziane są w wersji SN15.   « powrót do artykułu

Lądowanie na innych ciałach niebieskich niż Ziemia to bardzo trudne zadanie. Może być ono niebezpieczne dla samego lądującego pojazdu. Gazy wydobywające się z silników mogą skierować pył i fragmenty skał w stronę lądującego pojazdu i uszkodzić jego silniki, instrumenty naukowe czy zagrozić astronautom. Dotychczas udawało się przeprowadzać lądowania dlatego, że ludzie osadzali na Księżycu czy Marsie lekkie pojazdy. Nawet lądowniki Apollo były na tyle lekkie, że gazy z ich silników nie oddziaływały szczególnie mocno na podłoże. Jednak mamy coraz większe ambicje i skoro chcemy np. wrócić na Księżyc i zintensyfikować tam swoją obecność, będziemy potrzebowali znacznie większych rakiet niż obecnie. To zaś oznacza wykorzystanie potężniejszych silników i znacznie silniejszy strumień gazów, który będzie się z nich wydobywał. Pojazdy załogowe, które mają lądować na Srebrnym Globie w ramach programu Artemis będą miały masę od 2 do 4 razy większą, niż Apollo. Obliczenia przeprowadzone przez NASA wskazują, że podczas każdego lądowania mogą one prowadzić do przemieszczania nawet 470 ton materiału z powierzchni Księżyca. To olbrzymia ilość pyłu i skał unoszących się wokół pojazdu. W ramach prowadzonego programu NASA's Innovative Advanced Concepts (NIAC) amerykańska agencja kosmiczna finansuje nowatorski pomysł na zapewnienie bezpieczeństwa dużym lądującym pojazdom. Firma Masten Space System rozwija koncepcję o nazwie „Instant Landing Pads”. Zgodnie z tym pomysłem to sam pojazd kosmiczny w czasie podchodzenia do lądowania stworzy sobie bezpieczne lądowisko. Oczywiście można by się obejść bez tego. Można dokładnie wybierać miejsce lądowania tak, by pojazd wzbijał tam jak najmniej materiału oraz dobrze osłonić sam pojazd i jego poszczególne elementy. JEdnak takie działanie poważnie ograniczyłoby możliwość lądowania. Osłony sporo by ważyły, a miejsce wszelkich operacji trzeba by wybierać pod kątem miejsca do bezpiecznego lądowania. Konwencjonalne podejście do rozwiązania problemu, rozwijane np. w ramach projektu PISCES, zakłada wcześniejsze wysłanie na miejsce lżejszych pojazdów i wybudowanie – na przykład za pomocą robotów – lądowiska dla pojazdów cięższych. To jednak oznacza, że każda większa misja będzie musiała czekać miesiące lub lata na wybudowanie lądowiska. Nie wspominając już o kosztach takiego przedsięwzięcia. Masten wylicza, że koszt każdego takiego lądowiska to ponad 100 milionów dolarów. Firma proponuje rozwiązanie o nazwie FAST (in-Flight Alumina Spray Technique). Pomysł ma działać w następujący sposób: gdy pojazd znajdzie się o kilkaset metrów nad miejscem lądowania zawisa nad nim. Wówczas do wylotów silników dostarczane są aluminiowe pigułki, które opadają w dół i są częściowo roztapiane przez gorące gazy wydobywające się z silnika. Wiele z powierzchni, na których chcemy lądować, jest na tyle chłodnych, że takie częściowo roztopione aluminium ostygnie i stwardnieje w wyniku kontaktu z nimi. W ciągu około 15 sekund można w ten sposób pokryć powierzchnię 300 kilogramami aluminium, tworzyć ad hoc bezpieczne lądowisko. Lądujący pojazd co prawda je nieco uszkodzi, ale nie wybije krateru w powierzchni planety czy księżyca i nie zostanie narażony na kontakt z setkami ton pyłu i skał. Masten Space Systems ma wieloletnie doświadczenie z testowaniem silników rakietowych. Przez kolejnych 9 miesięcy będziemy sprawdzali, jak nasz pomysł może przysłużyć się programowi Artemis, mówi główny inżynier Mastena Matthew Kuhns. Cele programu NIAC są niezwykle ambitne i normalnie mija ponad 10 lat zanim opracowane w jego ramach technologie zostaną użyte. Jednak w tym wypadku korzystamy z już istniejących technologii, zatem myślę, że będziemy pracowali nieco szybciej, dodaje. Inżynierowie muszą m.in. zastanowić się, w jaki sposób trzeba przystosować silniki rakietowe do współpracy z FAST. Sam FAST wymaga użycia systemu do dostarczenia aluminiowych kapsułek do silników. Kuhns pytany, czy nie widzi problemu, że z czasem Księżyc może zostać usiany takimi lądowiskami, mówi, że dobrze by było, gdybyśmy rzeczywiście mieli taki problem. Taki scenariusz zakłada bowiem, że przeprowadzimy bardzo dużo misji na Księżyc, będziemy tam stale obecni i wykonamy wiele badań naukowych. Poza tym, w zależności od lokalizacji i materiału, lądowiska FAST mogą przysłużyć się nauce. Można je będzie np. wykorzystać jako powierzchnie odbijające światło lasera czy fale radiowe.   « powrót do artykułu

Paski zebry nie są dobrymi pasami do lądowania. Od dawna sporą popularnością cieszy się teoria, że paski w jakiś sposób zmniejszają prawdopodobieństwo ugryzienia przez wysysające krew samice bąkowatych (Tabanidae). Dokładny mechanizm tego zjawiska pozostawał jednak owiany tajemnicą. W ramach nowego studium naukowcy porównywali zachowanie bąkowatych polujących na zebry i jednolicie umaszczone konie trzymane w jednakowych zagrodach. Okazało się, że owady okrążały i dotykały zebr i koni podobnie często, ale lądowały na zebrach o wiele rzadziej. Z nielicznych samic lądujących na zebrach aż 54% znajdowało się na białych pasach (autorzy publikacji z pisma PLoS ONE wyjaśniają, że choć nie prowadzono takich wyliczeń dla poszczególnych osobników, relatywna powierzchnia ich białych i czarnych pasów była zbliżona). Kiedy konie ubierano w pasiaste, czarne lub białe czapraki, bąkowate rzadziej lądowały na pasiastym materiale; częstotliwość lądowania na nieprzykrytej głowie była podobna. Zespół Tima Caro z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis stwierdził, że przed lądowaniem na koniu bąkowate zmniejszały prędkość, do lądowania na zebrach podchodziły zaś z większą prędkością, przez często odbijały się od skóry i odlatywały. Co ważne, zebry machały ogonem z większą częstotliwością niż konie i rzadziej pozostawały na miejscu (częściej szybko odchodziły). Łącznie zdobyte dane sugerują, że paski nie odstraszają bąkowatych od zbliżania, ale zapobiegają lądowaniu i dlatego zmniejszają liczbę przypadków żerowania. « powrót do artykułu

Wysłanie człowieka na Marsa wymaga rozwiązania całego szeregu problemów technicznych, a jednym z nich jest samo lądowanie na Czerwonej Planecie. Dotychczas najcięższym obiektem, jaki udało się na niej posadowić jest ważący 1 tonę łazik Curiosity. Tymczasem wysłanie bardziej złożonej misji automatycznej czy w końcu ludzi, będzie wymagało przeprowadzenia miękkiego lądowania obiektu o masie od 5 do 20 ton. Christopher G. Lorenz i Zachary R. Putnam są autorami zamówionego przez NASA studium pt. „Entry Trajectory Options for High Ballistic Coefficient Vehicles at Mars”, które opublikowano w Journal of Spacecraft and Rockets. Zwykle lądujący obiekt wchodzi w atmosferę Marsa z prędkością około 30 Mach, szybko zwalnia, rozwija spadochrony, a na końcu ląduje za pomocą silników lub poduszek powietrznych. Niestety spadochrony nie skalują się dobrze wraz z rosnącą masą obiektu. Nowy pomysł polega na rezygnacji ze spadochronu i wykorzystaniu większych silników rakietowych, mówi profesor Zach Putnam z University of Illinois at Urbana-Champaign. Zaproponowana metoda zakłada, że gdy lądujący obiekt spowolni do prędkości Mach 3 zostaną uruchomione silniki hamujące o ciągu wstecznym, które na tyle go spowolnią, iż będzie mógł bezpiecznie wylądować. Problem jednak w tym, że manewr ten będzie wymagał dużej ilości paliwa. Paliwo to zwiększa masę misji, co z kolei czyni ją znacznie droższą, nie mówiąc już o tym, że to dodatkowe paliwo trzeba wynieść z powierzchni Ziemi, zużywając przy tym jeszcze więcej paliwa. Obecnie nie istnieje system rakietowy zdolny do wyniesienia takiej masy. Ponadto, co równie ważne, każdy kilogram paliwa oznacza kilogram mniej innego ładunku: ludzi, instrumentów naukowych, zaopatrzenia itp. itd. Gdy pojazd porusza się z prędkością ponaddźwiękową to jeszcze przed uruchomieniem silników tworzy się siła nośna, którą możemy wykorzystać do sterowania. Jeśli przesuniemy środek ciężkości pojazdu tak, by był on bardziej obciążony z jednej strony, poleci on pod innym kątem. Mamy pewną możliwość kontroli podczas wejścia w atmosferę, obniżania lotu i lądowania. Przy prędkości ponaddźwiękowej możemy użyć siły nośnej do sterowania. Po uruchomieniu silników możemy ich użyć do bardzo precyzyjnego lądowania. Mamy więc do wyboru, albo spalić więcej paliwa, by wylądować z jak największą precyzją, albo nie przejmować się precyzją, oszczędzić paliwo i wysłać tam jak najcięższy pojazd, albo też znaleźć złoty środek pomiędzy tymi rozwiązaniami, wyjaśnia Putnam. Zatem główne pytanie brzmi, jeśli wiemy, że będziemy uruchamiać silniki hamujące przy, powiedzmy, Mach 3, to jak powinniśmy sterować pojazdem by zużyć jak najmniej paliwa a zmaksymalizować masę ładunku. Wysokość, na jakiej uruchomimy silniki hamujące jest niezwykle ważna w celu maksymalizacji masy ładunku, jaką możemy wysłać. Ale również ważny jest kąt wektora prędkości pojazdu względem horyzontu, innymi słowy, jak ostro pojazd będzie nurkował, dodaje uczony. Putnam i Lorenz przeprowadzili wyliczenia, które dały odpowiedź na pytanie o sposób najlepszego użycia siły nośnej i optymalne techniki kontroli przy maksymalnej masie pojazdu w zależności od konfiguracji pojazdu, warunków atmosferycznych oraz szerokości geograficznej na jakiej będzie on lądował. Okazuje się, że najlepszym rozwiązaniem jest wejście w atmosferę tak, by wektor siły nośnej był skierowany w dół. Potem, w odpowiednim momencie, opierając się na czasie lub prędkości, należy podnieść wektor siły nośnej tak, by wyciągnąć pojazd z lotu nurkowego i żeby leciał on równolegle do planety na niskiej wysokości. Dzięki temu pojazd spędzi więcej czasu tam, gdzie atmosfera jest gęstsza, więc dodatkowo wyhamuje, dzięki czemu zaoszczędzimy paliwo potrzebne silnikom do lądowania. « powrót do artykułu

Po trzech dniach intensywnych rozmów odbyło się niewiążące głosowanie na temat miejsca lądowania przyszłego łazika marsjańskiego, który poleci na Czerwoną Planetę w ramach misji Mars 2020. Głosowanie to jeden z ostatnich aktów wieloletnich analiz naukowo-inżynieryjnych, prowadzonych przez specjalistów z NASA. Wybrali oni cztery możliwe miejsca posadowienia łazika: Jezero, zastygła delta rzeki uchodzącej do krateru uderzeniowego; Północno-Wschodnia Syrtis, stara skorupa, która mogła zostać uformowana przez podziemne źródła mineralne oraz Columbia Hills, potencjalne miejsce istnienia gorących źródeł, które już odwiedził łazik Spirit. Niedawno dodano do tego miejsce zwane Midway, o budowie bardzo podobnej do Północno-Wschodniej Syrtis, z założeniem, że łazik mógłby odwiedzić i Jezero i Midway. Przy rozważaniu wszystkich miejsc brano pod uwagę samą możliwość wylądowania oraz wartość naukową miejsca. Po podliczeniu 158 oddanych głosów okazało się, że Jezero i Północno-Wschodnie Syrtis szły niemal łeb w łeb, a tuż za nimi uplasowało się Midway. Przy założeniu zaś przedłużonej misji wygrał tandem Jezero-Midway. W obu kategoriach najmniej głosów przyznano Columbia Hills. Głosowanie, jak wspomniano, było niewiążące. Ostateczną decyzję podejmie zespół pracujący przy Mars 2020 oraz szef naukowy NASA Thomas Zurbuchen. Nie wiadomo, na ile będą się oni kierowali wynikami głosowania. Jednym z celów misji Mars 2020 jest przeprowadzenie odwiertów na powierzchni Czerwonej Planety i pobranie próbek, które w przyszłości miałyby zostać przywiezione na Ziemię. « powrót do artykułu