Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

MarCO – marsjańscy pionierzy technologii CubeSat

Recommended Posts

Już za niecałe dwa tygodnie ma wyruszyć kolejna marsjańska misja NASA, a wraz z nią podróż w stronę Czerwonej Planety rozpoczną dwa MarCO (Marc Cube One). To pierwsze urządzenia typu CubeSat przystosowane do pracy w głębokim kosmosie.

MarCO zostały zbudowane w Jet Propulsion Laboratory i nie są częścią misji InSight. Zostaną one wystrzelone przy okazji tej misji i samodzielnie dotrą w okolice Marsa w ramach testu przydatności niewielkich satelitów do pracy poza orbitą okołoziemską. MarCO nie mają do wykonania żadnej misji naukowej. Wyposażono je jedynie w anteny, których zadaniem będzie przekazywanie danych z łazika InSight na Ziemię. Łazik nie będzie uzależniony od MarCO. Sygnały będzie wysyłał za pośrednictwem satelitów już obecnych na orbicie Czerwonej Planety, zatem jeśli miniaturowe satelity się nie sprawdzą, misja InSight nie będzie zagrożona.
To nasi zwiadowcy. Dotychczas CubeSaty nie musiały mierzyć się z intensywnym promieniowaniem głębokich partii kosmosu czy też używać napędu, by dolecieć na Marsa. Mamy zamiar przetrzeć ten szlak, mówi Andy Klesh, główny inżynier projektu MarCO.

Pierwszym poważnym wyzwaniem, jaki będzie czekał na MarCO-A i MarCO-B będzie włączenie się. Ostatni raz ich akumulatory były sprawdzane w marcu przez firmę Tyvak Nano-Satellite Systems. Akumulatory te mają pozwolić na rozwinięcie paneli słonecznych satelitów. Inżynierowe mają nadzieję, że zapewnią one na tyle energii, iż możliwe będzie włączenie przekaźników radiowych MarCO. Jeśli w akumulatorach pozostało zbyt mało energii, przekaźniki nie włączą się, dopóki akumulatory nie zostaną naładowane.

Jeśli MarCO dotrą do Marsa, zostaną tam przetestowane w roli „czarnych skrzynek”. Specjaliści z NASA chcą, by w przyszłości urządzenia typu CubeSat zbierały na bieżąco dane z lądowania obiektów ma Marsie. Dane takie mogłyby być później analizowane gdyby coś poszło nie tak, dzięki czemu wiadomo by było, jakie błędy popełniono. W nieco dalszej przyszłości urządzenia typu CubeSat mogłyby zostać wykorzystane do eksploracji Układu Słonecznego. W JPL zbudowano nawet specjalny clean room, w którym powstają różne CubeSaty.

Budowa niewielkich tanich satelitów, które można by wyposażyć w urządzenia naukowe to przyszłość badań kosmicznych. Obecnie misje na inne planety są planowane i realizowane przez wiele lat, często zajmuje to całe dekady. Misję grupy niewielkich tanich satelitów można by przygotować w czasie znacznie krótszym.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA kończy prace koncepcyjne nad drugą częścią Mars Sample Return Program, którego celem jest przywiezienie na Ziemię próbek z Marsa. Pierwszą część stanowi misja łazika Perseverance, który od 2020 roku bada Marsa i zbiera próbki. Za 10 lat mają one trafić na Ziemię. Jednak, by je przywieźć, konieczne będzie zorganizowanie kolejnej misji.
      Opracowana koncepcja opiera się na najnowszych danych z łazika Perseverance i jego przewidywanej wytrzymałości oraz na sukcesie marsjańskiego śmigłowca Ingenuity. Śmigłowiec odbył już 29 lotów i przetrwał o rok dłużej, niż zakładano.
      Plan przywiezienia próbek na Ziemię zakłada, że to Perseverance zawiezie je do lądownika Sample Retrieval Lander, na pokładzie którego znajdzie się rakieta Mars Ascent Vehicle oraz zbudowane przez Europejską Agencję Kosmiczną Sample Transfer Arm. Europejskie ramię przeładuje przywiezione próbki z Perseverance do Mars Ascent Vehicle. To znaczna zmiana w porównaniu z pierwotną koncepcją. Zakładała ona, że jeden lądownik dostarczy na Czerwoną Powierzchnię rakietę Mars Ascent Vehicle, a drugi – osobny łazik Sample Fetch Rover odpowiedzialny za zebranie próbek.
      Na pokładzie Sample Retrieval Lander znajdą się też dwa śmigłowce bazujące na architekturze Ingenuity. Zostaną one wykorzystane, gdyby z jakichś powodów Perseverance nie mógł dostarczyć próbek. Wówczas próbki na pokład lądownika przywiozą śmigłowce. Następnie z powierzchni Marsa wystartuje Mars Ascent Vehicle, który dostarczy je do czekającego na orbicie pojazdu Earth Return Orbiter. Ten zaś przywiezie je na Ziemię.
      W tej chwili plan przewiduje, że Earth Return Orbiter zostanie wystrzelony jesienią 2027 roku, a Sample Retrieval Lander wiosną 2028. Próbki mają trafić na Ziemię w roku 2033.
      W październiku rozpocznie się faza projektowa misji, która potrwa około 12 miesięcy. W tym czasie powinny powstać technologie oraz prototypy głównych elementów misji.
      Od 18 lutego 2021 roku łazik Perseverance zebrał 11 próbek gruntu i 1 próbkę atmosfery Marsa. Dostarczenie ich na Ziemię pozwoli na przeprowadzenie badań za pomocą instrumentów, które są zbyt duże i skomplikowane, by wysłać je na Marsa. Ponadto marsjańskie próbki będą mogły badać kolejne pokolenia naukowców, podobnie ja ma to miejsce z próbkami księżycowymi przywiezionymi w ramach programu Apollo.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Łazik Perseverance wylądował na Marsie po trwającej ponad pół roku podróży. W tym czasie był narażony na oddziaływanie dużych dawek promieniowania kosmicznego, które dodatkowo mogło zostać gwałtownie zwiększone przez koronalne wyrzuty masy ze Słońca. Na takie właśnie szkodliwe dla zdrowia promieniowanie narażeni będą astronauci podróżujący na Marsa. W przeciwieństwie do załogi Międzynarodowej Stacji Kosmicznej nie będą oni chronieni przez ziemską magnetosferę. Dlatego też wszelkie metody skrócenia podróży są na wagę zdrowia i życia.
      Emmanuel Duplay i jego koledzy z kanadyjskiego McGill University zaprezentowali na łamach Acta Astronautica interesującą koncepcję laserowego systemu napędowy, który mógłby skrócić załogową podróż na Marsa do zaledwie 45 dni.
      Pomysł na napędzanie pojazdów kosmicznych za pomocą laserów nie jest niczym nowym. Jego olbrzymią zaletą jest fakt, że system napędowy... pozostaje na Ziemi. Jedną z rozważanych technologii jest wykorzystanie żagla słonecznego przymocowanego do pojazdu. Żagiel taki wykorzystywałby ciśnienie fotonów wysyłanych w jego kierunku z laserów umieszczonych na Ziemi. W ten sposób można by rozpędzić pojazd do nieosiągalnych obecnie prędkości.
      Jednak system taki może zadziałać wyłącznie w przypadku bardzo małych pojazdów. Dlatego Duplay wraz z zespołem proponują rozwiązanie, w ramach którego naziemny system laserów będzie rozgrzewał paliwo, na przykład wodór, nadając pęd kapsule załogowej.
      Pomysł Kanadyjczyków polega na stworzeniu systemu laserów o mocy 100 MW oraz pojazdu załogowego z odłączanym modułem napędowym. Moduł składałby się z olbrzymiego lustra i komory wypełnionej wodorem. Umieszczone na Ziemi lasery oświetlałby lustro, które skupiałoby światło na komorze z wodorem. Wodór byłby podgrzewany do około 40 000 stopni Celsjusza, gwałtownie by się rozszerzał i uchodził przez dyszę wylotową, nadając pęd kapsule załogowej. W ten sposób, w ciągu kilkunastu godzin ciągłego przyspieszania kapsuła mogłaby osiągnąć prędkość około 14 km/s czyli ok. 50 000 km/h, co pozwoliłoby na dotarcie do Marsa w 45 dni. Sam system napędowy, po osiągnięciu przez kapsułę odpowiedniej prędkości, byłby od niej automatycznie odłączany i wracałby na Ziemię, gdzie można by go powtórnie wykorzystać.
      Drugim problemem, obok stworzenia takiego systemu, jest wyhamowanie pojazdu w pobliżu Marsa. Naukowcy z McGill mówią, że można to zrobić korzystając z oporu stawianego przez atmosferę Czerwonej Planety, jednak tutaj wciąż jest sporo niewiadomych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jednym z powodów, dla których NASA od wielu lat wspiera rozwój prywatnego przemysłu kosmicznego jest chęć skupienia się na eksploracji dalszych części przestrzeni kosmicznej i pozostawienie w prywatnych rękach wszelkich działań na niskiej orbicie okołoziemskiej. Jednym z takich działań może być zastąpienie przez sieć Starlink starzejącej się konstelacji TDRS (Tracking and Date Relay Satellite), która zapewnia łączność z Międzynarodową Stacją Kosmiczną.
      NASA już ogłosiła, że w przyszłej dekadzie chce wysłać na emeryturę sześć satelitów tworzących TDRS. A teraz poinformowała o zaproszeniu do współpracy sześciu prywatnych firm, w tym amerykańskich SpaceX i Viasat, brytyjskiej Inmarsat oraz szwajcarskiej SES, które mają zaprezentować swoje pomysły na spełnienie przyszłych wymagań NASA dotyczących komunikacji w przestrzeni kosmicznej.
      Pierwsza konstelacja satelitów TDRS pojawiła się na orbicie w latach 80. ubiegłego wieku. Została ona pomyślana jako wsparcie dla misji wahadłowców kosmicznych. Obecna, trzecia generacja satelitów, została wystrzelona w 2017 roku. Zadaniem TDRS jest zapewnienie nieprzerwanej łączności pomiędzy pojazdem znajdującym się na orbicie planety, a naziemnymi centrami kontroli NASA. Obecne TDRS wspiera misję Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, Teleskopu Hubble'a i inne misje naukowe.
      Do zapewnienia ciągłej łączności konieczna jest obecność co najmniej trzech satelitów na orbicie geostacjonarnej. Znajduje się ona na wysokości 36 000 kilometrów nad Ziemią, a okres orbitalny satelitów odpowiada okresowi obrotowemu Ziemi, dzięki czemu satelity są zawieszone nad tym samym punktem planety.
      Obecnie TDRS składa się z sześciu działających satelitów, ale trzy z nich to satelity drugiej generacji, liczą sobie ponad 20 lat i zbliża się koniec ich pracy. W latach 80., gdy rozwijaliśmy TDRS, komercyjne firmy nie były w stanie zapewnić takiej usługi. Jednak od tamtego czasu prywatny przemysł zainwestował w dziedzinę łączności satelitarnej znacznie więcej, niż NASA. Istnieje bardzo rozbudowana infrastruktura, zarówno na orbicie jak i na Ziemi, która może dostarczyć potrzebnych nam usług, mówi Eli Naffah, menedżer w wydziale Commercial Services Project, który odpowiada za współpracę NASA z partnerami komercyjnymi.
      Sześć zaproszonych do współpracy firm ma trzy lata na stworzenie systemów, za pomocą których zaprezentują NASA swoje możliwości w zakresie zapewnienia łączności z pojazdem na orbicie okołoziemskiej. Naffah mówi, że może to być wyzwaniem. Dotychczas bowiem komercyjne przedsiębiorstwa zajmujące się komunikacją za pomocą satelitów zapewniały łączność dla stacjonarnych anten naziemnych lub obiektów poruszających się ze stosunkowo niewielką prędkością, jak statki czy samoloty pasażerskie. Tymczasem NASA potrzebuje łączności z obiektami znajdującymi się w przestrzeni kosmicznej, która poruszają się ze znacznymi prędkościami. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna okrąża Ziemię z prędkością 28 000 km/h.
      W ciągu najbliższych pięciu lat NASA ma zamiar zainwestować w projekt 278 milionów USD, a komercyjni partnerzy zainwestują w sumie 1,5 miliarda dolarów.
      Mamy nadzieję, że zaoszczędzimy nieco pieniędzy dzięki zakupie komercyjnych usług łączności, zrezygnowania z konieczności rozwoju i utrzymywania własnych satelitów komunikacyjnych i większym skupieniu się na badaniach naukowych i eksploracji kosmosu, dodaje Naffah.
      Rezygnacja z samodzielnego zapewniania łączności z obiektami na orbicie okołoziemskiej to kolejny krok w wycofywaniu się NASA z niskiej orbity okołoziemskiej. Już w tej chwili Agencja kupuje usługi transportowania astronautów i towarów od SpaceX i Northropa Grummana, a jeszcze w bieżącym roku do tej dwójki ma dołączyć Boeing. NASA oświadczyła też, że w roku 2030 wyłączy Międzynarodową Stację Kosmiczną i ma nadzieję, że od tej pory wszelkie prace na niskiej orbicie okołoziemskiej będą spoczywały na barkach prywatnych firm.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA do września przedłużyła misję marsjańskiego śmigłowca Ingenuity. W najbliższych miesiącach śmigłowiec będzie wspomagał łazik Perseverance w jego badaniach Jezero Crater. Jednocześnie będą prowadzone testy śmigłowca, które pomogą zaprojektować podobne urządzenia na potrzeby przyszłych marsjańskich misji. Ingenuity odbył już 21 lotów w atmosferze Marsa.
      Jeszcze mniej niż rok temu nie wiedzieliśmy, czy na Marsie możliwy jest kontrolowany lot statku powietrznego. Teraz chcemy zaangażować Ingenuity w drugą kampanię naukową Perseverance. Taka zmiana w tak krótkim czasie jest czymś niezwykłym i na stałe zapisze się w eksploracji przestrzeni kosmicznej, powiedział Thomas Zurbuchen, współdyrektor w Dyrektoriacie Misji Naukowych NASA.
      Od czasu swojego pierwszego lotu w kwietniu ubiegłego roku Ingenuity latał w płaskim łatwym terenie. Teraz otrzyma trudniejsze zadanie. Śmigłowiec będzie prowadził zwiad w wyschniętej delcie rzeki. Wznosi się ona na 40 metrów nad dnem krateru Jezero, jest pełna głazów, klifów, pochyłych zboczy i łach piasku. Takie ukształtowanie terenu jest bardzo atrakcyjne z naukowego punktu widzenia. Na powierzchni może znajdować się wiele interesujących utworów geologicznych.
      Jednak wszystkie te przeszkody terenowe mogą zagrozić misji łazika. Dlatego też Ingenuity będzie badał teren przed nim, pozwalając obsłudze naziemnej na wybranie optymalnej drogi. Pierwszym zadaniem Ingenuity będzie określenie, który z dwóch suchych kanałów rzecznych powinien wybrać Perseverance. Śmigłowiec nie tylko będzie dokonywał zwiadu. Ma również identyfikować interesujące cele naukowe, których badaniem mógłby zająć się łazik. NASA nie wyklucza, że może wykorzystać Ingenuity do sfotografowania struktur geologicznych znajdujących się poza zasięgiem łazika lub do poszukiwania miejsca lądowania dla misji Mars Sample Return.
      W ciągu ostatnich miesięcy specjaliści z NASA wielokrotnie aktualizowali oprogramowanie śmigłowca. Zmniejszyli dzięki temu liczbę błędów nawigacyjnych, znieśli też ograniczenie limit wysokości lotu wynoszący dotychczas 15 metrów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od dziesięcioleci astronomowie sądzą, że sąsiadujące z Drogą Mleczną galaktyki karłowate są jej satelitami, czyli zostały przechwycone przez naszą galaktykę i towarzyszą jej od miliardów lat. Teraz, dzięki danym z misji Gaia, zmierzono ruch tych galaktyk z niespotykaną wcześniej dokładnością, a uzyskane wyniki zaskoczyły ekspertów.
      François Hammer z Observatoire de Paris oraz grupa uczonych z innych krajów europejskich i Chin wyliczyli trasy 40 galaktyk karłowatych w pobliżu Drogi Mlecznej. Okazało się, że poruszają się one znacznie szybciej niż wielkie gwiazdy oraz gromady gwiazd krążące wokół naszej galaktyki. Prędkość tych galaktyk jest tak duża, że nie mogą znajdować się na orbitach wokół Drogi Mlecznej, gdyż gdyby tak było, interakcja z naszą galaktyką zmniejszyłaby ich energię orbitalną oraz moment pędu.
      W przeszłości Droga Mleczna wchłonęła wiele galaktyk karłowatych. Przed rokiem astronomowie odtworzyli jej drzewo genealogiczne, odkrywając nieznaną wcześniej – prawdopodobnie najważniejszą w jej dziejach – kolizję z Krakenem. Natomiast 8–10 miliardów lat temu taki los spotkał galaktykę Gaia-Enceladus. Do dzisiaj jesteśmy w stanie określić, które z gwiazd wchodziły w jej skład, gdyż mają one odmienne orbity i energie. Z kolei 4–5 miliardów lat temu Droga Mleczna przechwyciła galaktykę karłowatą Sagittarius i właśnie rozrywa ją na strzępy. Energia gwiazd tej galaktyki jest większa niż gwiazd Gaia-Enceladus, co wskazuje, że krócej znajdują się one pod wpływem Drogi Mlecznej. Tymczasem energia większości galaktyk karłowatych w pobliżu Drogi Mlecznej jest wciąż duża, a to oznacza, że znalazły się w naszym sąsiedztwie zaledwie w ciągu ostatnich kilku miliardów lat.
      Warto tutaj przypomnieć o przypadku Wielkiego Obłoku Magellana. To duża galaktyka karłowata, która jest tak blisko Drogi Mlecznej, że widać ją w postaci smugi na nocnym niebie półkuli południowej. Jeszcze przed dwiema dekadami sądzono, że Wielki Obłok jest galaktyką satelitarną. Jednak gdy zmierzono jej prędkość okazało się, że przemieszcza się zbyt szybko, by być grawitacyjnie związaną z naszą galaktyką. Okazało się, że obie galaktyki spotkały się po raz pierwszy. Teraz dowiadujemy się, że tak jest w przypadku większości galaktyk karłowatych.
      Rodzi się więc pytanie, czy wspomniane galaktyki karłowate nas miną czy też zostaną przechwycone i wejdą na orbitę Drogi Mlecznej? Część z nich zostanie przechwycona i stanie się satelitami, uważa Hammer. Jednak stwierdzenie, które to będą jest trudne, gdyż zależy to od masy Drogi Mlecznej, a tej naukowcy nie potrafią obecnie dokładnie określić. Tym bardziej, że na bieżąco wchłania ona materiał z sąsiednich galaktyk.
      Gdy galaktyka karłowata znajdzie się na orbicie Drogi Mlecznej, zwykle oznacza to dla niej wyrok śmierci. Nasza galaktyka jest duża, więc generuje gigantyczne siły pływowe oddziałujące na otoczenie. Są one tak wielkie, że potrafią rozerwać galaktykę karłowatą już przy pierwszym okrążeniu na orbicie. Oprzeć się tej niszczycielskiej sile mogą tylko te galaktyki karłowate, które w znaczącym stopniu składają się z ciemnej materii. Z tego też powodu, dopóki sądzono, że większość galaktyk karłowatych jest satelitami Drogi Mlecznej krążących wokół niej od wielu miliardów lat, uważano, że muszą one zawierać dużo ciemnej materii, skoro nie zostały jeszcze zniszczone. Teraz, gdy dowiedzieliśmy się, że nie są satelitami, okazuje się, że nie muszą zawierać ciemnej materii. Naukowcy będą więc chcieli zbadać, czy galaktyki te znajdują się w stanie równowagi, czy też właśnie są niszczone przez Drogę Mleczną.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...