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

Jutro startuje najtrudniejsza misja od czasów lądowania człowieka na Księżycu – Mars 2020

Recommended Posts

Jutro, 30 lipca, o godzinie 13.00 czasu polskiego NASA zaprasza na relację z wystrzelenia misji Mars 2020. To najtrudniejsza i najbardziej ambitna misja NASA od czasu zakończenia programu Apollo, w ramach którego człowiek stanął na Księżycu.

Wyprawy na Marsa są wyjątkowo trudne. Dość wspomnieć, że dotychczas ludzkość zorganizowała 57 misji, których celem był Mars. Całkowicie powiodło się jedynie 28 z nich, w tym 21 zorganizowanych przez USA, 3 przez ZSRR, 2 przez UE, 1 wspólna UE/Rosja oraz 1 zorganizowana przez Indie. Jak dotąd jedynymi, którzy potrafią przeprowadzić udane lądowanie na Marsie są Amerykanie. Mars 2020 jeszcze bardziej podniesie poprzeczkę, o czym informowaliśmy w tekście Lądowanie Curiosity to była betka. Mars 2020 pokaże, czym jest precyzja. A lądowanie misji załogowej to całkowicie inny poziom trudności.

Obecnie na Marsie i w jego okolicach pracuje 8 misji. To orbitery Mars Odyssey (NASA), Mars Express (ESA), Mars Reconnaissance Orbiter (NASA), Mars Orbiter Mision (ISRO – Indie) i MAVEN (NASA) oraz łazik Curiosity (NASA) i lądownik InSight (NASA).

Na pierwszy rzut oka Mars 2020 wygląda podobnie do misji łazika Curiosity. Jednak to tylko pozory. Mars 2020 jest znacznie trudniejsza, a stopień jej złożoności pokazuje, jak ważną rolę odegra ona w przyszłej, również załogowej, eksploracji Czerwonej Planety.

Przede wszystkim warto wspomnieć, że łazik Perseverance, który ma wylądować na Marsie, jest najcięższym obiektem, jaki człowiek spróbował wysłać na Czerwoną Planetę. Łazik wyląduje w kraterze Jezero i będzie tam poszukiwał śladów dawnej obecności mikroorganizmów. Na pokładzie łazika znajdzie się śmigłowiec. NASA chce przetestować możliwość latania dronem w atmosferze Marsa. Dron taki może się przydać w przyszłości do dokonywania zwiadów zarówno w czasie misji załogowych jak i bezzałogowych. Dzięki dronowi można będzie można szybko się dowiedzieć, co jest za najbliższym wzgórzem i czy warto tam się udać. Na Marsa też, po raz pierwszy w historii, zostały zabrane fragmenty... marsjańskich skał, które posłużą do kalibracji urządzeń znajdujących się na łaziku Perseverance.

Po raz pierwszy w dziejach na Marsa trafią też różne fragmenty kombinezonów kosmicznych projektowanych na potrzeby misji załogowych na Marsa i na Księżyc. Z jednej strony fragmenty te, dzięki dobrze znanemu składowi, będą wykorzystywane do kalibracji urządzeń. Z drugiej zaś, naukowcy sprawdzą, jak marsjańskie warunki wpływają na wykorzystywane materiały, jak ulegają one degradacji i osłabieniu pod wpływem promieniowania czy pyłu. Projektanci kombinezonów chcą wiedzieć, czy użyte materiały wytrzymają, czy też trzeba poszukać innych lub zmienić techniki produkcyjne obecnie stosowanych.

W ramach Mars 2020 testowane będą też techniki bezpiecznego posadowienia ludzi na Czerwonej Planecie. Jednym z testowanych urządzeń będzie osłona termiczna MEDLI (Mars Science Laboratory Entry, Descent and Landing Instrumentation).

Jej pierwsza wersja świetnie sprawdziła się podczas lądowania Curiosity w 2012 roku. Z jednej strony NASA zyskała wówczas potwierdzenie, że opracowana architektura działa, z drugiej zaś dowiedziała się, że warunki panujące podczas lądowania nieco różnią się od tych przewidzianych przez symulacje komputerowe. Na potrzeby Mars 2020 powstała więc MEDLI2 (Mars Entry, Descent and Landing Instrumentation 2), która nie tylko osłoni lądujący pojazd, ale również pozwoli zebrać większą ilość danych na temat zmian temperatury, wpływu wiatru i rozgrzewania się osłony.

MEDLI2 wyposażono w 28 czujników, które będą zbierały dane. W ciągu 7 minut podchodzenia do lądowania – które będzie wyglądało podobnie jak w opisywanych przez nas „Siedmiu minutach horroru” – pojazd będzie musiał zwolnić z olbrzymiej prędkości 20 100 km/h do zaledwie 3,2 km/h, a osłona będzie musiała wytrzymać temperatury dochodzące do 1500 stopni Celsjusza. Interesuje nas, jak cały pojazd będzie sprawował się w krytycznym momencie niezwykle wysokich temperatur i ciśnienia. Sądzimy, że nasze modele dotyczące lotu naddźwiękowego sprawdzą się na Marsie. Jednak nie mamy na to dowodów, mówi Todd White, główny specjalista odpowiedzialny za MEDLI2.

Inną nowatorską technologią, z której skorzysta Mars 2020 jest TRN (Terrain Relative Navigation), która pozwoli na bardziej precyzyjną nawigację bezpośrednio przed lądowaniem. Wybór miejsca lądowania jest bardzo trudny. Nie wiemy bowiem, jak dokładnie wygląda miejsce, w którym pojazd dotknie powierzchni Marsa. Dotychczasowe misje musiały polegać na fotografiach wykonywanych z orbity. Teraz system TRN będzie wspomagał lądowanie i uczyni je bezpieczniejszym. Dzięki niemu wyznaczony obszar, na którym będzie lądował Mars 2020 mógł być znacznie mniejszy niż obszary lądowania innych misji, a tym samym naukowcy mieli do wyboru więcej interesujących punktów, w którym można posadowić łazik.

TRN rozpocznie pracę, gdy łazik będzie powoli opadał na spadochronach w stronę powierzchni Czerwonej Planety. System wykorzystuje aparaty, które wykonują zdjęcia w ciągu 1/10 sekundy. Obrazy są następnie przesyłane do pokładowego komputera, który dokonuje ich błyskawicznej analizy i porównuje je z wcześniej załadowaną do pamięci mapą. Mapę tę stworzono na podstawie zdjęć wykonanych przez Mars Reconnaissance Orbiter. Specjaliści z NASA zidentyfikowali na nich charakterystyczne punkty, obiekty oraz przeszkody. Dzięki temu automatyczny pilot misji będzie mógł, porównując mapę ze zdjęciami z TRN, określić swoją pozycję i poprowadzić pojazd do miejsca lądowania. Jeśli by się okazało, że na przewidzianym miejscu lądowania TRN zidentyfikuje jakieś przeszkody, pilot obierze kurs na alternatywne miejsce posadowienia łazika.

Na pokładzie Perseverance znalazł się instrument MEDA czyli Mars Environmental Dynamics Analyzer. Ma on uzupełnić naszą wiedzę dotyczącą ryzyka, jakie atmosfera Marsa może stwarzać dla ludzi. dzięki niemu dowiemy się więcej o aerozoloach, z którymi zetkną się ludzie na Marsie. Specjaliści zdobędą informacje na temat rozmiarów aerozoli oraz zmian, jakim podlegają w czasie. Żadna z poprzednich misji nie była w stanie dostarczyć takich danych. Wiemy za to, że marsjański pył zawiera toksyczne dla ludzi nadchlorany. Dane z MEDA ułatwią opracowanie metod ochrony przed nimi.

Nie można również nie wspomnieć o instrumencie MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) czyli pierwszej fabryce tlenu, która będzie testowana na innym ciele niebieskim niż Ziemia. MOXIE ma wytwarzać tlen z dwutlenku węgla obecnego w atmosferze Marsa.

Urządzenie najpierw będzie pobierało dwutlenek węgla za pomocą kompresora, następnie wykorzysta reakcję katalityczną do oddzielenia tlenku węgla od tlenu. Następnie za pomocą prądu elektrycznego przyłożonego do ceramicznej membrany oba gazy zostaną odseparowane od siebie. Czysty tlen będzie następnie analizowany, a później – podobnie jak tlenek węgla – powróci do atmosfery Marsa. To jak odwrotnie działające ogniwo paliwowe. Standardowe ogniwo paliwowe wykorzystuje paliwo i uleniacz do wytwarzania elektryczności oraz gazu odpadowego. W tym przypadku bierzemy gaz odpadowy, czyli dwutlenek węgla, dostarczamy prąd i uzyskujemy paliwo oraz utleniacz, czyli tlenek węgla i tlen, wyjaśnia Jeff Mellstrom z Jet Propulsion Laboratory.

Przetestowanie MOXIE na Marsie pokaże, jak instrument ten sprawuje się poza laboratorium, po wszystkich obciążeniach związanych ze startem z Ziemi, podróżą i lądowaniem na Marsie oraz w warunkach panujących na Czerwonej Planecie. Głównym celem testów jest udowodnienie, że jesteśmy w stanie wytwarzać na Marsie ciekły tlen. Będzie on bowiem potrzebny misji załogowej jako paliwo rakietowe. Zanim jeszcze ludzie wylądują na Marsie można tam będzie wysłać większą wersję MOXIE, które wyprodukuje całe tony paliwa rakietowego. Co ciekawe, taka produkcyjna wersja MOXIE nie musi być bardzo duża. Specjaliści z NASA twierdzą, że MOXIE wielkości standardowej pralki będzie w stanie wytwarzać paliwo 200-krotnie szybciej niż wersja testowa umieszczona na Perseverance.

Lądowanie Mars 2020 zaplanowano na luty 2021 roku.

Start misji Mars 2020 będzie można oglądać na żywo na stronach NASA. Agencja zaprasza też do dołączenia do wirtualnego odliczania.


« 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
      Rozpoczęcie fuzji jądrowej jest bardzo trudne. Wymaga ono zastosowania wielkich sił, które wymuszą na jądrach lekkich pierwiastków, jak np. wodór i hel, by się połączyły. Na Ziemi potrzebujemy do tego olbrzymich i kosztownych urządzeń. Badacze z NASA zaprezentowali właśnie metodę rozpoczęcia fuzji bez potrzeby budowy tokamaka czy stellaratora. Opracowana przez nich technika może stać się potencjalnym źródłem energii dla przyszłych misji w głębokim kosmosie.
      Metoda, nazwana fuzją w sieci krystalicznej, została opisana na łamach Physical Review C. Eksperci wykorzystali erb i tytan. Pod dużym ciśnieniem wprowadzili doń deuter. Metal zatrzymuje go do czasu, aż pierwiastek będzie potrzebny do przeprowadzenia fuzji.
      Podczas ładowania deuterem, sieć krystaliczna metalu pęka, by zrobić miejsce na deuter, wyjaśnia Theresa Benyo, fizyk analityczna, która stoi na czele zespołu badawczego. Otrzymujemy rodzaj proszku. Tak przygotowany metal jest gotowy do przeprowadzenia następnego kroku – pokonania bariery kulombowskiej, czyli sił elektrostatycznych uniemożliwiających jądrom deuteru, deuteronom, zbliżenie się do siebie.
      Aby do tego doszło konieczna jest specyficzna sekwencja zderzeń cząstek. W akceleratorze elektrony uderzają w barierę z wolframu. Powstają wysokoenergetyczne fotony które są kierowane w stronę próbki naładowanej deuterem. Gdy foton trafia w deuteron, ten zostaje podzielony na proton i neutron. Neutron uderza zaś w kolejny deuteron, przyspieszając go. W wyniku tego procesu mamy więc deuteron, który porusza się na tyle szybko, by pokonać barierę kulombowską i połączyć z innym deuteronem.
      Kluczem do sukcesu jest tutaj zjawisko ekranowania elektronów. Nawet bardzo energetyczne deuterony mogą nie być w stanie pokonać bariery kulombowskiej i do fuzji nie dojdzie. Tutaj z pomocą przychodzi sieć krystaliczna metalu. Elektrony w sieci krystalicznej tworzą rodzaj ekranu wokół stacjonarnego deuteronu, mówi Benyo. Ujemny ładunek elektronów powoduje, że otoczony przez nie deuteron (o ładunku dodatnim) jest chroniony przez odpychaniem przez drugi deuteron (również o ładunku dodatnim), dopóki oba jądra nie znajdą się bardzo blisko. Dzięki temu do fuzji może dojść.
      Naukowcy z NASA dowiedli nie tylko możliwości przeprowadzenia w ten sposób fuzji atomów deuteru, ale zaobserwowali też proces Oppenheimera-Philipsa. To rodzaj reakcji jądrowej indukowanej deuteronem. Czasem, zamiast połączyć się z innym deuteronem, jądro deuteru zderza się z atomem w sieci krystalicznej albo tworząc izotop, ale zmieniając atom w inny pierwiastek. Okazało się, że w wyniku tej reakcji również powstaje energia, którą można wykorzystać.
      Nie uzyskaliśmy zimnej fuzji, podkreśla fizyk Lawrence Forsley. To, co udało się uzyskać, jest gorącą fuzją, ale przeprowadzoną w inny niż dotychczas sposób.
      Fuzja w sieci krystalicznej zachodzi początkowo w niższej temperaturze i przy niższym ciśnieniu niż w tokamaku, stwierdza Benyo. Uczona mówi, że gdy po przeprowadzeniu eksperymentu próbka była bardzo gorąca. Jej temperatura częściowo pochodzi z samej fuzji, a częściowo od wysokoenergetycznych fotonów.
      Przed ekspertami z NASA jeszcze wiele pracy. Po tym, jak dowiedli, że można w ten sposób przeprowadzać fuzję, muszą udoskonalić cały proces tak, by był on bardziej wydajny i by zachodziło więcej reakcji. Gdy łączą się dwa deuterony powstaje albo proton i tryt albo hel-3 i neutron. W tym drugim przypadku neutron może uderzyć w inny deuteron, rozpędzić go i podtrzymać reakcję. Naukowcy pracują na tym, by uzyskać bardziej przewidywalną i podtrzymującą się reakcję.
      Benyo mówi, że ostatecznym celem jej zespołu jest stworzenie systemu do zasilania pojazdów kosmicznych za pomocą fuzji w strukturze krystalicznej. Taki system przydałby się tam, gdzie np. nie można korzystać z energii słonecznej. A to, co można wykorzystać w kosmosie może też być wykorzystane na Ziemi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po 700 000 lat kawałek Marsa powróci na rodzimą planetę. Gdy w najbliższy czwartek (30 lipca) z przylądka Canaveral wystartuje misja Mars 2020, na jej pokładzie w podróż ruszy kawałek meteorytu, który przez ostatnie lata był przechowywany w londyńskim Muzeum Historii Naturalnej (NHM).
      Skała ta uformowała się około 450 milionów lat temu. Przed 600–700 tysiącami lat uderzenie asteroidy lub komety wyrzuciło ją z Marsa. W końcu, prawdopodobnie około 1000 lat temu, skała wylądowała na Ziemi. A teraz wraca na Marsa, mówi profesor Caroline Smith, kurator zbiorów nauk o Ziemi w NHM i członek zespołu naukowego łazika Perseverance, który w ramach Mars 2020 będzie prowadził badania na powierzchni Czerwonej Planety.
      Meteoryt Sayh al Uhaymir 008 (SaU 008) został znaleziony w w Omanie w 1999 roku. To klasyczny bazalt, zawierający dużo oliwinu, piroksenów i skalenia. To właśnie dzięki temu, że jest bardzo dobrze przebadany i dokładnie znamy jego skład, SaU 008 zostanie wysłany na Marsa. Posłuży on bowiem do kalibracji instrumentu Sherloc. Meteoryt, wraz z kilkoma innymi materiałami, został umieszczony z przodu marsjańskiego łazika. Od czasu do czasu będzie on skanowany przez Sherloca. Urządzenie składa się z dwóch modułów do obrazowania i dwóch laserowych spektroskopów, których głównym zadaniem będą badania krateru Jezero. Zdjęcia satelitarne wskazują, ze kiedyś istniało tam jezioro. Dlatego też twórcy misji Mars 2020 zdecydowali, że to właśnie tam wyląduje łazik i tam będzie szukał dowodów na obecność mikroorganizmów.
      Sherloc ma do wykonania bardzo ważne zadanie. Dlatego też naukowcy chcą uniknąć sytuacji, w której poinformowaliby świat o znalezieniu dowodów na obecność na Marsie mikroorganizmów, gdy w rzeczywistości rzekome odkrycie byłoby tylko skutkiem nawarstwiających się błędów Sherloca. stąd pomysł na czasową kalibrację instrumentu i wykorzystanie w tym celu saU 008.
      Jeśli zaczniemy rejestrować na powierzchni marsa interesujące rzeczy i nie będziemy w stanie wyjaśnić uzyskanego spektrum, wtedy Sherloc skalibruje się, byśmy mieli pewność, że nie przekazuje nam fałszywych danych. Myślę, że to najlepszy sposób na zidentyfikowanie czegoś, co nazywamy 'potencjalną biosygnaturą', mówi doktor Luther Beegle, główny naukowiec Sherloca.
      Najbardziej interesujące próbki skał i gruntu wskazane przez Sherloca będą pakowane w małe pojemniki, które pozostaną na Marsie w oczekiwaniu na misję, która je stamtąd zabierze. Profesor Smith ma nadzieję, że misja taka odbędzie się w ciągu najbliższych 10-15 lat, dzięki czemu zdąży zbadać próbki przed zakończeniem kariery naukowej.
      SaU 008 nie jest jedynym kawałkiem Marsa znajdującym się na Perseverance. Również instrument SuperCam ma własny kawałek skały służący do kalibracji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA ponownie przesunęła zaplanowany na 22 lipca start misji Mars 2020, w ramach którego na Czerwoną Planetę ma trafić łazik Perseverance oraz pierwszy w historii dron – Ingenuity. Agencja poinformowała, że z powodu kłopotów z rakietą, misja wystartuje nie wcześniej niż 30 lipca. To spore opóźnienie, gdyż dotychczas mówiono, że okno startowe będzie trwało od 20 lipca do 13 sierpnia. Na szczęście jednocześnie nieco wydłużono ten okres i poinformowano, że ostatnim dniem, w którym misja może wystartować jest 15 sierpnia.
      Okno do startu na Marsa otwiera się raz na 26 miesięcy. Jeśli Mars 2020 nie wystartuje w bieżącym roku, to NASA będzie musiała poczekać do roku 2022. Takie opóźnieni kosztowałoby około... 500 milionów dolarów.
      Mars 2020 to najbardziej ambitna misja marsjańska podjęta dotychczas przez NASA. Jej całkowity koszt wynosi około 3 miliardów USD. W ramach tej misji na powierzchni Marsa ma zostać posadowiony najcięższy z dotychczasowych ładunków wysłanych przez człowieka. Łazik Perseverance będzie szukał śladów życia, zbierze też próbki skał i gruntu, które w przyszłości mogą zostać przywiezione na Ziemię. W jej ramach będzie też testowany śmigłowiec Ingenuity.
      Pierwotnie start misji przewidywano na 17 lipca. Jednak gdy pojawiły się problemy z dźwigiem na stanowisku startowym, przesunięto go na 20, a następnie na 22 lipca. Teraz okazało się, że firma United Launch Alliance, która jest twórcą rakiety nośnej, potrzebuje więcej czasu, by poradzić sobie z czujnikami systemu tankowania ciekłego tlenu. Wczoraj podczas testów pojawiły się w nich niestandardowe odczyty.
      W ciągu najbliższych tygodni jeszcze dwa inne kraje spróbują swojego szczęścia na Marsie. Chiny mają zamiar wysłać tam misję Tianwen-1, w ramach której chcą na posadowić na powierzchni Marsa niewielki lądownik. Z kolei Zjednoczone Emiraty Arabskie planują wysłać na orbitę Marsa orbiter Hope Mars.
      Z kolei w marcu informowaliśmy o opóźnieniu o 2 lata europejsko-rosyjskiej misji ExoMars.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Za miesiąc, 20 lipca, wystartuje kolejna misja na Marsa. Tym razem NASA chce umieścić na powierzchni Czerwonej Planety łazik Perseverance. Zadaniem pojazdu będzie poszukiwanie śladów życia w Kraterze Jezero oraz przetestowanie kluczowych technologii, które zostaną wykorzystane podczas przyszłych robotycznych oraz załogowych misji marsjańskich. Jednocześnie Perseverance pobierze próbki gruntu i skał, które zostaną przywiezione na Ziemię w ramach kolejnych misji.
      Pięćdziesiąt jeden lat temu NASA kończyła przygotowania do pierwszej załogowej misji na Księżyc. Obecnie stoimy w przededniu kolejnego ważnego momentu eksploracji kosmosu: zebrania próbek na Marsie, stwierdził szef NASA, Jim Bridenstine.
      Misja Mars 2020 została zaplanowana w grudniu 2012 roku. Od początku zakładano, że wystartuje ona latem 2020 roku. Na razie wszystko wskazuje na to, że misja odbędzie się zgodnie z planem. Biorąc pod uwagę pozycje Ziemi i Marsa, okienko startowe do misji na Czerwoną Planetę otwiera się co 26 miesięcy. Jeśli Perseverance nie wystartuje w planowanym terminie, trzeba będzie czekać do września 2022 roku. Takie opóźnienie poważnie zaburzyłoby realizację długoterminowych planów realizowanych przez NASA w ramach Mars Exploration Program.
      Każda z marsjańskich misji obarczona jest sporym ryzykiem. W przypadku Mars 2020 największym problemem jest posadowienie łazika Perseverance na powierzchni. Jest to bowiem najcięższy ładunek, jaki kiedykolwiek próbowano umieścić na Marsie. Inżynierowie NASA musieli opracować nowe procedury testowe, by sprawdzić, czy zaprojektowane przez nich spadochrony spełnią stawiane przed nimi zadanie. Innym poważnym wyzwaniem technicznym było stworzenie i przetestowanie Sample Caching System, najbardziej złożonego i czystego mechanizmu zbierania próbek kiedykolwiek wysłanego w kosmos.
      Jako, że ostateczne przygotowanie do misji Mars 2020 przypadły na szczególny moment, pandemię koronawirusa, zespół  postanowił uhonorować walczących z nią medyków medyków. Do obudowy łazika przymocowano specjalną plakietkę. Na aluminiowej płytce o wymiarach 8x13 centymetrów widzimy Ziemię wspartą na eskulapie, symbolu medycyny. Zaznaczono też trajektorię lotu misji Mars 2020 na Marsa. Chcieliśmy uhonorować tych, którzy postawili dobro innych nad swoim dobrem osobistym. Mamy nadzieję, że gdy przyszłe generacje polecą na Marsa i napotkają na nasz łazik, plakietka przypomni im, że w 2020 roku na Ziemi byli tacy ludzie, mówi Matt Wallace, zastepca dyrektora projektu Perseverance.
      Nowy marsjański łazik poszuka śladów życia, będzie badał klimat i geologię Marsa, przygotuje grunt pod przyszłe misje i zbierze oraz przechowa próbki gruntu. Już teraz NASA i Europejska Agencja Kosmiczna zastanawiają się nad przyszłymi misjami, które odbiorą te próbki od Perseverance i przywiozą je na Ziemię do dalszej analizy.
      Okienko startowe dla misji Mars 2020 będzie otwarte od 20 lipca do 11 sierpnia. Niezależnie od tego, kiedy misja wystartuje, lądowanie przewidziane jest na 18 lutego 2021 roku. Wyznaczenie ścisłej daty lądowania pozwoli lepiej zrozumieć warunki panujące w miejscu lądowania oraz odpowiednio dostosować pracę satelitów krążących na orbicie Marsa, których zadaniem będzie pomoc w komunikacji pomiędzy lądującą misją Mars 2020 a Ziemią.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...