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

Artemis I to połączenie nowoczesności z inżynierią sprzed 60 lat

Recommended Posts

Gdy patrzymy na rakietę, wygląda jakby była w stylu retro. Ale to całkowicie różna, nowa, wysoce zaawansowana rakieta oraz pojazd kosmiczny, powiedział niedawno Bill Nelson, dyrektor NASA. SLS przypomina rakietę Saturn V, najpotężniejsza rakietę nośną w historii, która zawiozła człowieka na Księżyc. A jej morelowy kolor pochodzi od natryskiwanej izolacji i jest niemal identyczny z kolorem izolacji, który pamiętamy z wielkiego zewnętrznego zbiornika paliwa promów kosmicznych.

Takich podobieństw jest więcej. Znaczna część sprzętu, wykorzystanego w misji Artemis, była już używana. Cztery silniki główne oraz części dwóch silników wspomagających napędzały promy kosmiczne. Podobnie zresztą jak silnik manewrowy modułu serwisowego Oriona.

Artemis korzysta też z podstawowych założeń inżynieryjnych opracowanych przed dekadami na potrzeby misji Apollo. Wystarczy przyjrzeć się kształtowi kapsuły Orion, która przypomina Command Module z Apollo. Przedstawiciele NASA mówią, że nie ma potrzeby zmieniać projektów, które zostały dobrze opracowane w przeszłości i się sprawdziły. Istnieją takie podstawowe aspekty eksploracji kosmosu, które nie są zależne od pieniędzy. Prawa fizyki nie uległy zmianie od lat 60. A już wtedy wymyślono kształt kapsuły, który bardzo dobrze radzi sobie w z wejściem w atmosferę przy prędkości 32 machów, mówi Jim Geffre, jeden z menedżerów odpowiedzialnych za kapsułę Orion. A inżynier John Cassani, który brał udział przy pracach nad misjami Pioneer, Mariner i był menedżerem projektów misji Voyager, Gallileo i Cassini, dodaje: Misja, podczas której używa się zbyt wiele nowych technologii, nosi nazwę „Porażka”.

Artemis korzysta, oczywiście, z nowych technologii. Kapsułą Orion zarządzają dwa komputery, z których każdy składa się z dwóch modułów (FCM) nadzorujących systemy nawigacji, napędu, komunikacji i inne. Mamy tutaj poczwórną redundancję. Gdy którykolwiek z modułów zacznie pracować inaczej niż trzy pozostałe, resetuje się, a po restarcie ponownie sprawdza, czy jego dane zgadzają się z innymi. Gdyby zdarzyło się tak, że awarii ulegną wszystkie cztery moduły, na pokładzie Oriona znajduje się piąty, całkowicie niezależny komputer, działający na innym kodzie, który ma sprowadzić kapsułę na Ziemię.

Unowocześniono też system nawigacyjny Oriona. Nie jest to już sekstans, jak w przypadku Apollo, ale system automatycznie śledzący położenie gwiazd i porównujący je z bazą danych. W ten sposób Orion określa swoje położenie w przestrzeni. Jest też kamera obserwująca Ziemię i Księżyc. Dzięki niej Orion zna swoją odległość i pozycję względem tych obiektów i utrzymuje się na wyznaczonym kursie. Zastosowano też awaryjny system nawigacyjny, dzięki któremu, nawet w przypadku całkowitej utraty możliwości komunikacji z centrum kontroli lotu, Orion ma odnaleźć Ziemię i bezpiecznie wylądować. Co interesujące, architektura systemu nawigacyjnego została stworzona na bazie systemu znanego z Boeinga 787.

Kilkadziesiąt sekund po starcie Artemis I oddzielone zostaną silniki pomocnicze, elementy modułu serwisowego i system przerwania startu. Niedługo potem zamilkną główne silniki i nastąpi oddzielenie Oriona od rakiety nośnej. Znajdujący się na orbicie okołoziemskiej Orion rozwinie panele słoneczne, a Interim Cryogenic Propulsion System (ICPS) nada mu energię, potrzebną do opuszczenia orbity okołoziemskiej i podróż w kierunku Księżyca. Orion oddzieli się od ICPS około 2 godziny po starcie, poleci w kierunku Srebrnego Globu, a z ICPS zostaną uwolnione minisatelity CubeSat, które wykonają dodatkowe misje naukowe.

Podczas podróży w stronę Księżyca Orion będzie napędzany przez moduł serwisowy zbudowany przez Europejską Agencję Kosmiczną. Moduł ten jest odpowiedzialny za napęd i zasilanie kapsuły. W czasie misji załogowych będą się w nim znajdowały też zapasy powietrza i wody dla astronautów. Kapsuła minie pasy radiacyjne Van Allena, satelity GPS i satelity komunikacyjne. By zachować łączność z Houston przełączy się na Deep Space Network, system NASA zapewniający łączność pojazdom znajdującym się w dalszych częściach Układu Słonecznego. Rozpocznie się zasadnicza część misji, w czasie której sprawdzone zostaną zdolności nawigacyjne i komunikacyjne Oriona. Kapsuła zbliży się na odległość 100 kilometrów do Księżyca i skorzysta z jego asysty grawitacyjnej, by wejść na orbitę znajdującą się w odległości około 70 000 kilometrów od Srebrnego Globu. Będzie na niej przebywała przez około 6 dni.

Podczas powrotu na Ziemię Orion ponownie przeleci w odległości około 100 km od Księżyca. W ziemską atmosferę wejdzie z prędkością 11 km/s, a jego osłona termiczna rozgrzeje się do temperatury 2760 stopni Celsjusza. Wejście w atmosferę będzie szybsze, a temperatura wyższa niż w czasie testu Oriona z 2014 roku. Kapsuła wyląduje na oceanie u wybrzeży Kalifornii. Najpierw zostanie sprawdzona przez nurków US Navy, a gdy ci uznają, że wszystko jest w porządku, zostanie załadowana na oczekującą platformę i sprowadzona na ląd.

Misja Artemis I potrwa od 26 do 42 dni.


« 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
      Dzisiaj o godzinie 16:19 czasu polskiego ma wystartować misja Psyche. Jej celem jest wyjątkowy obiekt – największa w Układzie Słonecznym metaliczna asteroida Psyche. Znajduje się ona w głównym pasie planetoid, a wystrzelony pojazd będzie musiał przebyć 3,5 miliarda kilometrów zanim do niej dotrze. Dotychczas wysłane przez ludzi pojazdy odwiedzały obiekty zbudowane ze skał czy lodu. NASA wysyła zaś satelitę do asteroidy o wysokiej zawartości żelaza. W przeszłości Psyche mogła być jądrem planetozymalu, zalążka planety. Może być też pozostałością po obiekcie nieznanego obecnie typu, który był bogaty w żelazo i formował się gdzieś w Układzie Słonecznym.
      Badania Psyche – jeśli rzeczywiście jest to jądro planetozymalu – mogą pokazać, jak wygląda jądro Ziemi lub innych podobnych planet. Z tego punktu widzenia misję można uznać za wyprawę do wnętrza Ziemi. Nie jesteśmy w stanie bezpośrednio obserwować ziemskiego jądra. Psyche może dać nam taką możliwość i stanowić jedyną w swoim rodzaju okazję do badania początków planet typu ziemskiego.
      Psyche ma nieregularny kształt, jeśli wyobrazimy sobie ją jako owal, to wymiary asteroidy wyniosą 280x232 kilometry. Powierzchnia asteroidy wynosi 165 800 km2, czyli ponad połowę powierzchni Polski. Asteroida jest bardzo gęsta. Jej metr sześcienny ma masę 3400–4100 kilogramów. Odległość planetoidy od Ziemi waha się od 300 do 600 milionów kilometrów. Dla porównania warto pamiętać, że średnia odległość Ziemi od Słońca to 150 milionów kilometrów.
      Dotychczasowe badania, dokonywanie za pomocą radarów i mierzenia inercji termalnej wskazują, że Psyche to połączenie skał i metalu, a metal stanowi od 30 do 60 procent objętości asteroidy. Obserwacje radarowe i za pomocą teleskopów optycznych pozwoliły naukowcom na stworzenie trójwymiarowego modelu asteroidy. Wynika z niego, że znajdują się na niej dwa obniżenia podobne do kraterów, a na powierzchni występują znaczne różnice w kolorze i zawartości metalu. Dopóki jednak ludzkość nie wyśle na Psyche sondy, nie może być pewna, jak asteroida w rzeczywistości wygląda.
      Pojazd Psyche ma wielkość półciężarówki. Dotrze do celu w lipcu 2029 roku i przez 2 lata będzie krążył wokół asteroidy, prowadząc badania. Wyposażono go w kamerę multispektralną, która wykona zdjęcia zarówno w paśmie widzialnym, jak i w podczerwieni. Spektrometr rentgenowski i neutronowy pozwoli na badanie składu powierzchni asteroidy, a za pomocą magnetometru można będzie zmierzyć jej pole magnetyczne. Skaliste planety, takiej jak Ziemia, generują pole magnetyczne w płynnych metalicznych jądrach. Niewielkie zamrożone obiekty, jak asteroidy. Nie mają pola magnetycznego. Jeśli zaś magnetometr wykryje na Psyche pozostałości pola magnetycznego, będzie to silnym potwierdzeniem hipotezy, że asteroida to pozostałość jądra formującej się planety. Naukowcy liczą też na to, że na Psyche znajdą ślady ferrowulkanizmu. To nigdy nie obserwowane zjawisko, polegające na erupcji płynnego żelaza, do której dochodziło, gdy stygł odłupany od planety fragment jądra.
      Przy okazji misji Psyche NASA przetestuje system kosmicznej komunikacji laserowej (DSOC – Deep Space Optical Communications). Obecnie kontakt z pojazdami pracującymi poza Ziemią zapewniają fale radiowe. Mają one częstotliwość od 3 Hz do 3 THz. Tymczasem częstotliwość lasera podczerwonego sięga 300 THz, zatem transmisja danych za pośrednictwem laserów byłaby nawet 100-krotnie szybsza niż za pomocą fal radiowych. Ponadto laserowe systemy komunikacji są znacznie mniejsze i lżejsze, niż systemy komunikacji radiowej, co ma olbrzymie znaczenie podczas misji w kosmosie. Psyche nie będzie polegała na DSOC, a na standardowej komunikacji radiowej. Jeśli jednak testy systemu laserowego wypadną pomyślnie, będzie może zacząć stosować lasery w misjach kosmicznych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Za nieco ponad tydzień wystartuje misja Psyche, która ma za zadanie zbadanie pochodzenia jąder planetarnych. Celem misji jest asteroida 16 Psyche, najbardziej masywna asteroida typu M, która w przeszłości – jak sądzą naukowcy – była jądrem protoplanety. Jej badanie to główny cel misji, jednak przy okazji NASA chce przetestować technologię, z którą eksperci nie potrafią poradzić sobie od dziesięcioleci – przesyłanie w przestrzeni kosmicznej danych za pomocą lasera.
      Ludzkość planuje wysłanie w dalsze części przestrzeni kosmicznej więcej misji niż kiedykolwiek. Misje te powinny zebrać olbrzymią ilość danych, w tym obrazy i materiały wideo o wysokiej rozdzielczości. Jak jednak przesłać te dane na Ziemię? Obecnie wykorzystuje się transmisję radiową. Fale radiowe mają częstotliwość od 3 Hz do 3 THz. Tymczasem częstotliwość lasera podczerwonego sięga 300 THz, zatem transmisja z jego użyciem byłaby nawet 100-krotnie szybsza. Dlatego też naukowcy od dawna próbują wykorzystać lasery do łączności z pojazdami znajdującymi się poza Ziemią.
      Olbrzymią zaletą komunikacji laserowej, obok olbrzymiej pojemności, jest fakt, że wszystkie potrzebne elementy są niewielkie i ulegają ciągłej miniaturyzacji. A ma to olbrzymie znaczenie zarówno przy projektowaniu pojazdów wysyłanych w przestrzeń kosmiczną, jak i stacji nadawczo-odbiorczych na Ziemi. Znacznie łatwiej jest umieścić w pojeździe kosmicznym niewielkie elementy do komunikacji laserowej, niż podzespoły do komunikacji radiowej, w tym olbrzymie anteny.
      Gdyby jednak było to tak proste, to od dawna posługiwalibyśmy się laserami odbierając i wysyłając dane do pojazdów poza Ziemią. Tymczasem inżynierowie od dziesięcioleci próbują stworzyć system skutecznej komunikacji laserowej i wciąż im się to nie udało. Już w 1965 roku astronauci z misji Gemini VII próbowali wysłać z orbity sygnał za pomocą ręcznego 3-kilogramowego lasera. Próbę podjęto na długo zanim w ogóle istniały skuteczne systemy komunikacji laserowej. Późniejsze próby były bardziej udane. W 2013 roku przesłano dane pomiędzy satelitą LADEE, znajdującym się na orbicie Księżyca, a Ziemią. Przeprowadzono udane próby pomiędzy Ziemią a pojazdami na orbicie geosynchronicznej, a w bieżącym roku planowany jest test z wykorzystanim Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Psyche będzie pierwszą misją, w przypadku której komunikacja laserowa będzie testowana za pomocą pojazdu znajdującego się w dalszych partiach przestrzeni kosmicznej.
      Psyche będzie korzystała ze standardowego systemu komunikacji radiowej. Na pokładzie ma cztery anteny, w tym 2-metrową antenę kierunkową. Na potrzeby eksperymentu pojazd wyposażono w zestaw DSOC (Deep Space Optical Communications). W jego skład wchodzi laser podczerwony, spełniający rolę nadajnika, oraz zliczająca fotony kamera podłączona do 22-centymetrowego teleskopu optycznego, działająca jak odbiornik. Całość zawiera matrycę detektora składającą się z nadprzewodzących kabli działających w temperaturach kriogenicznych. Dzięki nim możliwe jest niezwykle precyzyjne zliczanie fotonów i określanie czasu ich odbioru z dokładnością większa niż nanosekunda. To właśnie w fotonach, a konkretnie w czasie ich przybycia do odbiornika, zakodowana będzie informacja. Taki system, mimo iż skomplikowany, jest mniejszy i lżejszy niż odbiornik radiowy. A to oznacza chociażby mniejsze koszty wystrzelenia pojazdu. Również mniejsze może być instalacja naziemna. Obecnie do komunikacji z misjami kosmicznymi NASA korzysta z Deep Space Network, zestawu 70-metrowych anten, które są drogie w budowie i utrzymaniu.
      Komunikacja laserowa ma wiele zalet, ale nie jest pozbawiona wad. Promieniowanie podczerwone jest łatwo blokowane przez chmury i czy dym. Mimo tych trudności, NASA nie rezygnuje z prób. System do nadawania i odbierania laserowych sygnałów ma znaleźć się na pokładzie misji Artemis II, która zabierze ludzi poza orbitę Księżyca. Jeśli się sprawdzi, będziemy mogli na żywo obserwować to wydarzenie w kolorze i rozdzielczości 4K.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Indie nie ustają w podboju kosmosu. Przed 9 laty kraj zadziwił świat wprowadzając przy pierwszej próbie swojego satelitę na orbitę Marsa, a przed dwoma tygodniami umieścił na Księżycu lądownik i łazik. Teraz dowiadujemy się, że Indyjska Organizacja Badań Kosmicznych (ISRO) z powodzeniem wystrzeliła pierwszą indyjską misję w kierunku Słońca.
      Misja Aditya-L1, nazwana tak od boga Słońca, zostanie umieszczona – jak wskazuje drugi człon jej nazwy – w punkcie libracyjnym L1. Znajduje się on pomiędzy Słońcem a Ziemią, w odległości około 1,5 miliona kilometrów od naszej planety. Dotrze tam na początku przyszłego roku. Dotychczas pojazd z powodzeniem wykonał dwa manewry orbitalne.
      Na pokładzie misji znalazło się siedem instrumentów naukowych. Jej głównymi celami jest zbadanie korony słonecznej, wiatru słonecznego, zrozumienie procesów inicjalizacji koronalnych wyrzutów masy, rozbłysków i ich wpływów na pogodę kosmiczną w pobliżu Ziemi, zbadanie dynamiki atmosfery Słońca oraz rozkładu wiatru słonecznego i anizotropii temperatury.
      Za badania korony naszej gwiazdy i dynamiki koronalnych wyrzutów masy odpowiadał będzie instrument VELC (Visible Emission Line Coronograph), z kolei SUI (Solar Ultra-violet Imaging Telescope) zobrazuje foto- i chromosferę gwiazd w bliskim ultrafiolecie i zbada zmiany irradiancji. APEX i PAPA (Aditya Solar wind Particle EXperiment i Plasma Analyser Package for Aditya) będą opowiadały za badania wiatru słonecznego, jonów i rozkładu energii, a dzięki instrumentom SoLEX i HEL1OS (Solar Low Energy X-ray Spectrometer, High Energy L1 Orbiting X-ray Spectrometer) pogłębimy naszą wiedzę o rozbłyskach w zakresie promieniowania rentgenowskiego. Ostatni z instrumentów, magnetometr, zbada pola magnetyczne w L1.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Indyjska misja Chandrayaan-3 wylądowała na Księżycu. Tym samym Indie stały się czwartym, po USA, ZSRR i Chinach, krajem, którego pojazd przeprowadził miękkie lądowanie na Srebrnym Globie. Chandrayaan-3 wylądowała bliżej bieguna południowego, niż wcześniejsze misje. Biegun południowy jest ważny pod względem naukowym i strategicznym. Znajdują się tam duże zasoby zamarzniętej wody, które w mogą zostać wykorzystane jako źródło wody pitnej dla astronautów oraz materiał do produkcji paliwa na potrzeby misji w głębszych partiach kosmosu.
      Indie dokonały więc tego, co przed kilkoma dniami nie udało się Rosji. Jej pojazd, Luna 25, rozbił się 19 kwietnia o powierzchnię Księżyca. Tym samym porażką zakończyło się pierwsze od 47 lat lądowanie na Srebrnym Globie zorganizowane przez władze w Moskwie.
      Misja Chandrayaan-3 składa się z trzech elementów: modułu napędowego, lądownika i łazika. Na pokładzie lądownika Vikram znajduje się niewielki sześciokołowy łazik Pragyan o masie 26 kilogramów. Wkrótce opuści on lądownik i przystąpi do badań. Doktor Angela Marusiak z University of Arizona mówi, że ją najbardziej interesują dane z sejsmometru, w który wyposażono lądownik. Pozwoli on na badania wewnętrznych warstw Księżyca, a uzyskane wyniki będą miał olbrzymi wpływ na kolejne misje.
      Musimy się upewnić, że żadna potencjalna aktywność sejsmiczna nie zagrozi astronautom. Ponadto, jeśli chcemy budować struktury na Księżycu, muszą być one bezpieczne, dodaje. Trzeba tutaj przypomnieć, że USA czy Chiny planują budowę księżycowej bazy.
      Łazik i lądownik są przygotowane do dwutygodniowej pracy na Księżycu. Moduł napędowy pozostaje na orbicie i pośredniczy w komunikacji pomiędzy nimi, a Ziemią.
      Indie, we współpracy z USA i Francją, bardzo intensywnie rozwijają swój program kosmiczny. Lądowanie na Księżycu do kolejny ważny sukces tego kraju. Przed 9 laty Indie zaskoczyły świat umieszczając przy pierwszej próbie swój pojazd na orbicie Marsa.
      W najbliższych latach różne kraje chcą wysłać misje na Księżyc. Jeszcze w bieżącym miesiącu ma wystartować misja japońska. USA planują trzy misje komercyjne na zlecenie NASA, z których pierwsza ma wystartować jeszcze w bieżącym roku. Natomiast NASA przygotowuje się do powrotu ludzi na Księżyc. Astronauci mają trafić na Srebrny Glob w 2025 roku.
      Indie są jednym z krajów, które przystąpiły do zaproponowanej przez USA umowy Artemis Accords. Określa ona zasady eksploracji Księżyca i kosmosu. Umowy nie podpisały natomiast Rosja i Chiny.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Za kilkanaście miesięcy, 24 września 2023 roku sonda OSIRIS-REx dostarczy na Ziemię próbki asteroidy Bennu. Jednak na tym nie koniec. NASA przydzieliła jej bowiem nowe zadanie. Po dostarczeniu próbek rozpocznie się OSIRIS-APEX, misja w ramach której sonda poleci do 400-metrowej asteroidy Apophis. Tej samej, która w 2029 roku zbliży się do Ziemi na odległość mniejszą niż satelity na orbicie geosynchronicznej.
      Misja OSIRIS-REx wystartowała w 2016 roku, a cztery lata później sonda dotknęła asteroidy Bennu i pobrała z niego próbki. Padła przy tym ofiarą własnego sukcesu, gdyż materiału było zbyt dużo i nie można było zamknąć pojemnika oraz zważyć próbek. Niemal równo rok temu sonda rozpoczęła powrót w kierunku Ziemi. W przyszłym roku, 24 września, gdy OSIRIS-REx podleci wystarczająco blisko Ziemi, od pojazdu odłączy się pojemnik z próbkami, który na spadochronie wyląduje na Ziemi. Pojemnik zostanie otwarty w specjalnym laboratorium w Johnson Space Center. Część zebranych próbek zostanie udostępniona innym krajom, część zaś zostanie zapieczętowana na wiele dekad, by w przyszłości mogli je zbadać naukowcy dysponujący lepszym sprzętem.
      NASA właśnie przydzieliła pojazdowi nowe zadanie. Trzydzieści dni po tym, jak próbki trafią na Ziemię, pojazd wykona pierwszy z manewrów, który skieruje go w stronę asteroidy Apophis. Będzie wówczas pracował w ramach misji OSIRIS-APEX, od OSIRIS-Apophis Explorer.
      Za stronę naukową misji OSIRIS-REx odpowiada profesor Dante Lauretta. Natomiast głównym naukowcem OSIRIS-APEX będzie obecny zastępca Lauretty, profesor Dani DellaGiustina. Na misję OSIRIS-APEX przeznaczono 200 milionów dolarów.
      Gdy było wiadomo, że misja OSIRIS-REx z powodzeniem pobrała próbki z Bennu i gdy rozpoczął się powrót pojazdu, specjaliści zaczęli zastanawiać się, co dalej. Plan misji zakładał bowiem od początku, że OSIRIS-REx po uwolnieniu pojemnika z próbkami odleci w kierunku zewnętrznych obszarów Układu Słonecznego. Naukowcy chcieli więc wykorzystać sprawny, posiadający paliwo pojazd. Tym bardziej, że został on zaprojektowany nie do przelotu obok wybranego celu, a do zadań związanych z bliskim spotkaniem i prowadzeniem badań. Po intensywnym poszukiwaniu potencjalnego celu badawczego zdecydowano, że sonda poleci na spotkanie z Apophisem.
      Apophis to jedna z asteroid o najgorszej opinii. Gdy została odkryta w 2004 roku istniały obawy, że w 2029 roku może uderzyć w Ziemię. Jednak po intensywnych obserwacjach wykluczono takie ryzyko. Mimo to Apophis będzie najbliższą Ziemi tak dużą asteroidą od czasu około 50 lat, zatem od czasu, gdy szczegółowo śledzimy asteroidy. I przez kolejnych 100 lat żadna ze znanych nam dużych asteroid nie podleci tak blisko naszej planety. W 2029 roku Apophis znajdzie się 10-krotnie bliżej Ziemi niż Księżyc. Ludzie w Europie i Afryce powinni widzieć asteroidę gołym okiem, mówi DellaGiustina.
      Misia OSIRIS-APEX będzie przez 18 miesięcy towarzyszyła asteroidzie. Co prawda nie pobierze żadnych próbek, ale wykona manewr polegający na podleceniu bardzo blisko i uruchomienie silników, wskutek czego być może uda się odsłonić część tego, co znajduje się pod jej powierzchnią. Naukowcy chcą się dowiedzieć, jaki będzie wpływ fizyczny przyciągania ziemskiego na asteroidę, mają też nadzieję poznać jej skład

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...