Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Trwa odliczanie do startu Artemis I, pierwszego etapu powrotu człowieka na Księżyc
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Łaziki pracujące na Marsie czy Księżycu, mierzą się z wieloma problemami. Jednym z nich jest ryzyko utknięcia w grząskim gruncie. Gdy tak się stanie operatorzy podejmują serię delikatnych manewrów, by pojazd wydobyć. Nie zawsze się to udaje. Łazik Spirit zakończył misję jako stacjonarna platforma badawcza po tym, jak utknął w luźnym piasku. Czy takim wydarzeniom da się zapobiec? Inżynierowie z University of Wisconsin-Madison informują o znalezieniu poważnego błędu w procedurach testowania łazików. Jego usunięcie może spowodować, że pojazdy na Marsie i Księżycu będą narażone na mniejsze ryzyko.
Błąd ten polega na przyjęciu zbyt optymistycznych i uproszczonych założeń co do tego, jak łaziki zachowują się poza Ziemią. Ważnym elementem testów naziemnych takich pojazdów jest sprawdzenie, w jaki sposób mogą się one poruszać po luźnym podłożu. Na Księżycu grawitacja jest 6-krotnie mniejsza niż na Ziemi, więc przez dekady, testując łaziki, naukowcy tworzyli prototypy o masie sześciokrotnie mniejszej niż łazik docelowy i testowali je na pustyni. Jednak ta metoda pomijała pewien istotny szczegół – wpływ grawitacji na piasek.
Profesor Dan Negrut i jego zespół przeprowadzili symulacje, które wykazały, że Ziemia przyciąga ziarenka piasku silniej niż Mars czy Księżyc. Dzięki temu piasek na Ziemi jest bardziej zwarty. Jest mniejsze prawdopodobieństwo, że ziarna będą się pod nimi przesuwały. Jednak na Księżycu piasek jest luźniejszy, łatwiej się przemieszcza, więc obracające się koła trafiają na mniejszy opór. Przez to pojazdowi trudniej się w nim poruszać.
Jeśli chcemy sprawdzić, jak łazik będzie sobie radził na Księżycu, musimy rozważać nie tylko wpływ grawitacji na pojazd, ale również wpływ grawitacji na piasek. Nasze badania pokazują, jak ważne są symulacje do badania możliwości jezdnych łazika na luźnym podłożu, wyjaśnia uczony.
Uczeni dokonali swojego odkrycia podczas prac związanych z misją łazika VIPER, który ma trafić na Księżyc. We współpracy z naukowcami z Włoch stworzyli silnik Chrono, służący do symulacji zjawisk fizycznych, który pozwala na szybkie modelowanie złożonych systemów mechanicznych. I zauważyli istotne różnice pomiędzy wynikami testów VIPERA na Ziemi, a wynikami symulacji. Po przeanalizowaniu problemu znaleźli wspomniany błąd w procedurach testowych.
Chrono to produkt opensource'owy, z którego skorzystały już setki firm i organizacji. Pozwala on lepiej zrozumieć najróżniejsze złożone mechanizmy, od mechanicznych zegarków po czołgi jeżdżące poza utwardzonymi drogami.
Źródło: A Study Demonstrating That Using Gravitational Offset to Prepare Extraterrestrial Mobility Missions Is Misleading
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Czy można naprawić urządzenie, które znajduje się w odległości ponad 600 milionów kilometrów i uległo mechanicznemu uszkodzeniu? Jak się okazuje, można. Dokonali tego naukowcy odpowiedzialni za misję Juno krążącą na orbicie Jowisza. Naukowcy z Southwest Research Institute właśnie podzielili się szczegółami niezwykłego przedsięwzięcia, jakiego podjęli się w grudniu 2023 roku.
JunoCam to kamera działająca w kolorze i w zakresie światła widzialnego, której głównym celem jest robienie zdjęć przeznaczonych dla opinii publicznej. W ten sposób NASA chce zwiększyć zainteresowanie przeciętnego zjadacza chleba misjami w kosmosie. Dostarczone przez nią obrazy przyczyniły się też do dokonania ważnych odkryć. Jednostka optyczna JunoCam znajduje się poza wzmocnioną tytanem osłoną przed promieniowaniem, która chroni instrumenty naukowe Juno przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym.
Twórcy misji byli przekonani, że JunoCam przetrwa osiem orbit wokół Jowisza, nie wiedzieli jednak, jak będzie sprawowała się dalej. Okazało się, ze przez pierwsze 34 orbity kamera pracowała niemal idealnie. Podczas 47. orbity na zdjęciach zaczęły pojawiać się błędy. Inżynierowie wiedzieli, że prawdopodobną przyczyną uszkodzenia jest promieniowanie, jednak który element uległ uszkodzeniu? Zaczęto szukać odpowiedzi i okazało się, że doszło do uszkodzenia regulatora napięcia. Opcji naprawy zepsutego urządzenia, znajdującego się ponad 600 milionów kilometrów od Ziemi nie było zbyt wiele. Eksperci zdecydowali się na wyżarzanie. To technika obróbki metali, podczas której materiał jest podgrzewany, utrzymywany w wysokiej temperaturze, a następnie powoli studzony. Mimo, że proces ten nie jest do końca przez naukę rozumiany, może on prowadzić do zmniejszenia liczby defektów w materiale.
Wiedzieliśmy, że wyżarzanie może czasem zmienić strukturę takiego materiału jak krzem na poziomie mikroskopowym. Nie wiedzieliśmy, czy to coś pomoże. Nakazaliśmy więc jednemu z podgrzewaczy JunoCam podniesienie temperatury do 25 stopni Celsjusza – to dużo cieplej niż typowa temperatura pracy kamery – i czekaliśmy wstrzymując oddech, mówi Jacob Schaffner z Malin Space Science Systems, który zaprojektował kamerę.
Wkrótce po wyżarzaniu kamera zaczęła dostarczać obrazów dobrej jakości, jednak pojazd coraz bardziej zbliżał się do planety, był narażony na coraz silniejsze promieniowanie. I do 55. orbity błędy były już na wszystkich zdjęciach. Eksperci próbowali różnych metod obróbki obrazu, ale nic nie pomagało. Zostało kilka tygodni do przelotu w pobliżu księżyca Jowisza, Io. Postanowiliśmy postawić wszystko na jedną kartę, maksymalnie rozgrzać podgrzewacz JunoCam i przekonać się, czy więcej wyżarzania coś da, stwierdził Michael Ravine.
Obrazy przesłane w pierwszym tygodniu wyżarzania były nieco lepsze. Później zaś doszło do dramatycznej poprawy jakości obrazu. Do dnia 30 grudnia 2023 roku, kiedy Juno przeleciała zaledwie 1500 kilometrów od powierzchni Io, JunoCam pracowała niemal tak dobrze, jak w dniu wystrzelenia misji.
Do dzisiaj satelita Juno okrążył Jowisza 74 razy. Podczas ostatniej, 74. orbity, znowu pojawiły się błędy na zdjęciach. Inżynierowie mają nadzieję, że kolejne wyżarzanie ponownie poprawi jakość fotografii.
Od czasu pierwszych eksperymentów z naprawą JunoCam zespół odpowiedzialny za misję zastosował różne wersje wyżarzania w różnych instrumentach naukowych i podsystemach inżynieryjnych. Uzyskano świetne wyniki. Juno uczy nas, jak zbudować i utrzymywać pojazd kosmiczny zdolny do tolerowania promieniowania. To ważna lekcja nie tylko dla misji Juno, ale też dla satelitów krążących wokół Ziemi. Sądzę, że zdobyte doświadczenia zostaną zastosowane w przypadku satelitów wojskowych i komercyjnych oraz w innych misjach NASA, główny naukowiec misji Juno z Southwest Research Institute, Scott Bolton.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Space Foundation, niedochodowa organizacja, której celem jest propagowanie przemysłu kosmicznego, opublikowała raport, z którego dowiadujemy się, że w ubiegłym liczba startów w przestrzeń kosmiczną zwiększyła się aż o 16%, a masa ładunków, które trafiły lub miały trafić na orbitę, wzrosła o 40%. To już czwarty rok z rzędu, gdy liczba startów rośnie.
W 2024 roku na całym świecie miało miejsce 259 udanych i nieudanych startów rakiet. Średnio jeden start odbywał się co 34 godziny. To o 5 godzin mniej niż średnia z 2023 roku. Zdaniem autorów raportu, w bieżącym roku trend prawdopodobnie zostanie utrzymany.
Pomimo zwiększenia liczby startów, całkowita liczba pojazdów umieszczonych w przestrzeni kosmicznej spadła o 3% i wyniosła 2802. Jednocześnie całkowita masa wyniesiona na orbitę zwiększyła się o 40%, do 1,9 milionów kilogramów, gdyż wzrosła masa przeciętnego satelity.
Wzrost liczby startów i masy wyniesionej na orbitę to głównie zasługa firmy SpaceX. Jej rakiety startowały 152 razy, umieszczając na orbicie niemal 2000 Starlinków, miały też miejsce 4 testy startu rakiety Starship. Znacząco, bo aż o 86%, zwiększyła się liczba wojskowych pojazdów na orbicie. Sama SpaceX umieściła na niej ponad 100 satelitów Starshield należących do Narodowego Biura Rozpoznania (National Reconnaissance Office).
W ubiegłym roku działalność w przestrzeni pozaziemskiej rozpoczęły nowe kraje. Senegal i Chorwacja umieściły na orbicie swoje pierwsze satelity. Tym samym liczba państw z aktywnymi satelitami zwiększyła się do 92. Jednocześnie znacząco, po problemach w pierwszej połowie roku, wzrósł indeks giełdowy firm działających na rynku kosmicznym.
W związku z rozwojem przemysłu kosmicznego zarządzane przez NOAA (Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna) Office of Space Commerce rozpoczęło pracę nad systemem TraCSS (Traffic Coordination System for Space). Będzie on dostarczał cywilnym i prywatnym firmom niezbędnych informacji potrzebnych do bezpiecznego operowania poza Ziemią i unikania kolizji. Platforma posłuży do wymiany informacji, w przyszłym roku ma rozpocząć działanie system unikania kolizji podczas startów, planowana jest też budowa skoordynowanego systemu zarządzania dezorbitacją.
Autorzy raportu zauważają, że wraz z rozwojem przemysłu kosmicznego rozwija się też – najczęściej we współpracy z przemysłem – szkolnictwo wyższe pracujące na jego potrzeby. Coraz większe znaczenie zyskuje też sztuczna inteligencja, jednak w tym przypadku wciąż nierozwiązane pozostają kwestie jej regulowania zarówno pod względem etycznym, jak i cyberbezpieczeństwa.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Z załogową misją na Marsa wiążą się nie tylko duże koszty i problemy techniczne. Jedne i drugie można w końcu przezwyciężyć. Znacznie trudniejsze do pokonania będą ograniczenia ludzkiego organizmu. Wyewoluowaliśmy na Ziemi i jesteśmy przyzwyczajeni do ziemskiej grawitacji oraz zapewnianej przez atmosferę ochrony przed promieniowaniem kosmicznym. Niejednokrotnie informowaliśmy o problemach zdrowotnych astronautów. Pobyt w kosmosie może uszkadzać mózg, nerki, prowadzić do anemii. Od lat pojawiają się też doniesienia o negatywnym wpływie na wzrok.
Oftalmolog Santiago Costantino z Uniwersytetu w Montrealu poinformował, że co najmniej 70% osób, które przebywały na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej cierpi na związany z lotem w kosmos zespół neurookulistyczny (SANS, spaceflight-associated neuro-ocular syndrome). Uczony wraz z zespołem chcieli przyjrzeć się zmianom biomechanicznym, które prowadzą do pojawienia się SANS. W tym celu przeanalizowali dane dotyczące 13 astronautów, którzy przebywali na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej od 157 do 186 dni. Średnia wieku astronautów wynosiła 48 lat. Pochodzili oni z różnych krajów, ośmioro z nich w chwili badań miało za sobą jedną misję, były wśród nich 4 kobiety.
Naukowcy porównali trzy parametry, które mierzyli przed i po misji: sztywność gałki ocznej, ciśnienie wewnątrzgałkowe oraz amplitudę pulsu oka. Pierwszy z parametrów badano za pomocą koherencyjnej tomografii optycznej, dwa pozostałe – metodą tonometrii.
Naukowcy zauważyli, że w czasie misji doszło do znaczących zmian właściwości biomechanicznych gałek ocznych. Ich sztywność zmniejszyła się o 33%, ciśnienie węwnątrzgałkowe spadło o 11%, a amplituda pulsu był niższa o 25%. Tym zmianom fizycznym towarzyszyły objawy takie jak zmniejszenie rozmiarów gałki ocznej, zmiana obszaru, w którym oko widzi ostry obraz oraz – w części przypadków – obrzęk nerwu wzrokowego oraz fałdowanie siatkówki. Okazało się też, że u pięciu astronautów naczyniówka ma grubość większą niż 400 mikrometrów i nie było to skorelowane z wiekiem, płcią ani wcześniejszym pobytem w przestrzeni kosmicznej. "Brak powszechnego ciążenia zmienia dystrybucję krwi w organizmie, zwiększając przepływ krwi w głowie i spowalniając krążenie żylne w oczach. Prawdopodobnie dlatego dochodzi do zwiększenia grubości naczyniówki, gęstej sieci naczyń krwionośnych, odpowiedzialnej za odżywianie siatkówki.
Zdaniem naukowców powiększenie się naczyniówki w wyniku braku grawitacji może rozciągać włókna kolagenowe w twardówce, prowadząc do długotrwałych zmian właściwości mechanicznych gałki ocznej. Badacze sądzą też, że pulsowanie krwi w warunkach mikrograwitacji może prowadzić do pojawienia się zjawiska uderzeń hydraulicznych, w wyniku których nagłe zmiany ciśnienia przepływu krwi wywołują w oku wstrząsy mechaniczne prowadzące do znacznego przemodelowania tkanek oka.
Autorzy badań uważają, że zmiany te nie powinny stanowić problemu w przypadku misji trwających 6 do 12 miesięcy. Po powrocie na Ziemię oczy astronautów powróciły do normy, a problemy ze wzrokiem można było korygować za pomocą okularów. Problemem mogą być jednak dłuższe misje, takie jak załogowa wyprawa na Marsa, która może trwać nawet ponad 30 miesięcy. Obecnie nie znamy ani skutków tak długotrwałego pobytu w warunkach mikrograwitacji, ani nie potrafimy im zapobiegać.
Zaobserwowane przez nas zmiany właściwości mechanicznych oka mogą być biomarkerami SANS. Pomoże to zidentyfikować tych astronautów, którzy są szczególnie narażeni na ryzyko, zanim jeszcze pojawią się u nich problemy spowodowane długotrwałym pobytem w przestrzeni kosmicznej, mówi Costantino.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed tygodniem misja BepiColombo przeleciała w odległości zaledwie 295 kilometrów nad powierzchnią Merkurego. O godzinie 7:07 pojazd znalazł się bezpośrednio nad północnym biegunem planety, który właśnie był oświetlony przez Słońce. Była to szósta i ostatnia asysta grawitacyjna, dzięki której pod koniec przyszłego roku pojazd trafi na orbitę Merkurego. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA), która wraz z Japońską Agencją Kosmiczną (JAXA) zorganizowała misję, pokazała zdjęcia wykonane podczas przelotu. Trzeba przyznać, że fotografie nie zawiodły oczekiwań.
Wspomniany przelot był ostatnią okazją do wykonania zdjęć przez M-CAMs (monitoring cameras). Moduł Mercury Transfer Module, do którego zamontowane są trzy 1-megapikselowe aparaty, oddzieli się od dwóch orbiterów – Mercury Planetary Orbiter (MPO - ESA) i Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio - JAXA) – i zostanie porzucony w przestrzeni kosmicznej. MPO i MMO trafią zaś na orbitę planety.
Podczas niedawnego przelotu aparat M-CAM 1 wykonał pierwsze ujęcia powierzchni Merkurego. Mijając terminator – linię między dzienną a nocną stroną planety – miał unikatową możliwość zajrzenia do wiecznie zacienionych kraterów. Krawędzie kraterów Prokofjew, Kandinski, Tolkien i Gordimer rzucają wieczny cień na ich dno. To zaś czyni te kratery jednymi z najchłodniejszych miejsc w Układzie Słonecznym. I dzieje się tak pomimo tego, że Merkury jest planetą najbliższą Słońca.
Mamy przesłanki, by przypuszczać, że na dnie tych kraterów znajduje się woda. Czy rzeczywiście ona tam jest? To jedno z najważniejszych pytań, na jakie ma odpowiedzieć misja BepiColombo.
Na lewo od bieguna północnego M-CAM 1 sfotografował rozległe równiny wulkaniczne zwane Borealis Planitia. Te największe równiny najmniejszej planety Układu Słonecznego powstały 3,7 miliarda lat temu podczas masowego wypływu lawy. Zalała ona wcześniej istniejące kratery, jak Henri i Lismer. Widoczne na zdjęciach zmarszczki lawy utworzyły się w ciągu miliardów lat po ostygnięciu lawy, prawdopodobnie w wyniku kurczenia się samej planety, której wnętrze powoli stygło.
Kolejne zdjęcie zostało wykonane przez M-CAM 1 kilka minut po pierwszym. Widać na nim na przykład krater Mendelssohn. Jego krawędzie są ledwie widoczne nad zalanym przez lawę wnętrzem. Podobnie zresztą jest w przypadku krateru Rustaweli.
Na zdjęciach widzimy też basen Caloris. To największy krater uderzeniowy Merkurego o średnicy ponad 1500 kilometrów. Uderzenie, które go utworzyło, było tak potężne, że na powierzchni planety widać linie ciągnące się przez tysiące kilometrów od krateru. Na górze od basenu Caloris widać jaśniejszą fragment powierzchni w kształcie bumerangu. To lawa, która wydaje się łączyć powierzchnię z wnętrzem Merkurego. Wydaje się, że jej kolor jest podobny do lawy w Caloris na na Borealis Planitia. BepiColombo ma znaleźć odpowiedź na pytanie, w którą stronę ta lawa płynęła. Od czy do Caloris.
Merkury ma ciemną powierzchnię. Jasne fragmenty są młodsze od reszty. Naukowcy wciąż nie są pewni, jaki dokładnie jest skład planety, jednak jasne jest, że materiał, który wydobył się z wnętrza Merkurego na powierzchnię, ciemnieje z czasem. Na trzecim zdjęciu widzimy więc bardzo jasny obszar Nathair Facula, pozostałość po ostatniej wielkiej erupcji wulkanicznej na Merkurym. Obszar ma co najmniej 300 kilometrów średnicy. Po lewej znajduje się krater Fonteyn. Młody, powstał zaledwie 300 milionów lat temu. BepiColombo będzie badała jasne i ciemne fragmenty Merkurego i pozwoli znaleźć odpowiedź na pytanie, z czego planeta jest zbudowana i jak powstała.
Główna faza badawcza misji rozpocznie się za dwa lata, ale każdy z 6 dotychczasowych przelotów przyniósł nam niezwykle ważne informacje o tej mało zbadanej planecie, mówi główny naukowiec misji z ramienia ESA, Geraint Jones.
BepiColombo została wystrzelona 20 października 2018 roku. W jej skład wchodzą dwa orbitery, wspomniane już MPO i Mio. Za ich transport w okolice Merkurego odpowiada zaś Mercury Transfer Module. Pod koniec 2026 roku MTM oddzieli się od orbiterów, które wejdą na orbity biegunowe wokół planety. Badania naukowe rozpoczną na początku 2027 roku. Misja obu orbiterów przewidziana jest na 12 miesięcy, z możliwością przedłużenia jej o kolejny rok.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.