Wyjaśnienie: Co utrudnia lądowanie łazika Perseverance na Marsie?
Zazwyczaj podróż na Marsa, który jest oddalony o około 300 milionów mil, zajmuje około siedmiu ośmiu miesięcy. Perseverance wystartowało 30 lipca 2020 roku w oknie, kiedy Mars i Ziemia były najbliżej siebie.
Łazik Perseverance używa wiertła do pobrania próbki skały na Marsie w tym niedatowanym, artystycznym ulotce koncepcyjnej. (NASA/JPL-Caltech/Handout przez Reuters) W czwartek łazik Perseverance NASA ma wylądować w kraterze Jezero na Czerwonej Planecie, po czym wznowi pracę w poszukiwaniu oznak przeszłego życia.
Lądowanie to najkrótsza, ale jedna z najważniejszych i zarazem najtrudniejszych faz misji. NASA twierdzi, że ponieważ jest to trudne, tylko 40 procent misji wysłanych na Marsa przez agencje kosmiczne na całym świecie zakończyło się sukcesem, ponieważ setki rzeczy muszę iść w prawo, aby obgryzać paznokcie.
Aby nadać pewien kontekst trudności w uruchamianiu misji takich jak ta, podam przykład matematyki badawczej Katherine Johnson. W filmie 2016 Ukryte postacie Taraji P. Henson grał Johnsona, który pracował nad dokładnymi obliczeniami, które określiły trajektorię kapsuły, która wystrzeliłaby Johna Glenna w kosmos w 1962 roku.
| Gdy NASA Perseverance dokonuje historycznego lądowania, spójrz, dlaczego Mars jest tak interesujący dla naukowców
Inne misje na Marsa
Kolejna misja na Marsa, Al Amal (Nadzieja) w Zjednoczonych Emiratach Arabskich – pierwsza taka misja świata arabskiego – wszedł na orbitę Marsa w zeszłym tygodniu . Jest to jednak misja orbitalna i nie wiąże się z lądowaniem na powierzchni planety. Oprócz Zjednoczonych Emiratów Arabskich, Chiny rozpoczęły również misję na Marsa w okresie od lipca do sierpnia.
W świetle tak ambitnych misji kosmicznych niektórzy astrobiolodzy wyrazili obawy dotyczące możliwego „skażenia międzyplanetarnego”. Oznacza to przenoszenie drobnoustrojów z Ziemi do innych ciał niebieskich i sprowadzanie drobnoustrojów pozaziemskich z powrotem na Ziemię. Komitet Badań Kosmicznych (COSPAR) ustanawia „politykę ochrony planety”, której celem jest ograniczenie liczby drobnoustrojów wysyłanych na inne planety, a także zapewnienie, że obce życie nie spowoduje spustoszenia na Ziemi.
| Sięgając po Marsa: Liczne misje na Czerwoną Planetę
Jak statek kosmiczny dociera do Marsa?
Zazwyczaj podróż na Marsa, który jest oddalony o około 300 milionów mil, zajmuje około siedmiu ośmiu miesięcy. Perseverance wystartowało 30 lipca 2020 roku w oknie, kiedy Mars i Ziemia były najbliżej siebie. To okno jest ważne, ponieważ dwie planety krążą wokół Słońca z różnymi prędkościami i co dwa lata planety znajdują się w pozycji, w której są najbliżej siebie. Agencje kosmiczne starają się wystrzelić swoje statki kosmiczne w tym okresie, ponieważ bliższa odległość oznacza zużycie mniej paliwa rakietowego.
Według an analiza wykonana przez Purdue University , koszt stałego paliwa rakietowego szacuje się na 5 USD za kg. Jednak łazik Perseverance wielkości samochodu korzysta z systemu napędzanego energią jądrową. Za blisko 30 lat stanie się pierwszym łazikiem wykorzystującym rodzimą produkcję plutonu, stworzoną przez krajowe laboratoria w USA. Łazik będzie zasilany przez generator, który będzie przetwarzał ciepło wytworzone w wyniku naturalnego rozpadu plutonu-238 na energię elektryczną, dzięki czemu łazik i jego narzędzia będą działały po wylądowaniu na Marsie.
Jaki jest koszt misji Wytrwałość?
Szacuje się, że NASA wyda 2,7 miliarda dolarów na misję, która obejmuje rozwój statków kosmicznych, operacje wystrzeliwania i koszty utrzymania operacji po wylądowaniu na Marsie.
Według Towarzystwo Planetarne , użycie plutonu-238 jako paliwa podniosło koszty misji, ponieważ materiały jądrowe są powiązane z zaostrzonymi przepisami dotyczącymi ochrony środowiska i bezpieczeństwa. Całkowity koszt misji to równowartość pieniędzy zarobionych przez Google w ciągu sześciu dni lub pieniędzy, które Amerykanie wydają na swoje zwierzęta domowe co 10 dni, lub równowartość 33 godzin kierowania Departamentem Obrony USA.
DOŁĄCZ TERAZ :Ekspresowy kanał telegramu z wyjaśnieniem
Dlaczego lądowanie na Marsie jest trudne?
Wejście, zejście i lądowanie (EDL) – tak nazywa się najbardziej intensywna faza misji Mars 2020. Aby łazik Perseverance z powodzeniem wylądował na Marsie, wiele rzeczy musi pójść dobrze. Faza EDL rozpoczyna się, gdy łazik dotrze na szczyt marsjańskiej atmosfery, podróżując z prędkością 20 000 km na godzinę. Wyzwaniem dla łazika jest zmniejszenie prędkości z około 20 000 km na godzinę do zera i jednoczesne lądowanie na wąskiej powierzchni krateru.
Według NASA faza EDL zakończy się za siedem minut, kiedy łazik będzie nieruchomy na powierzchni planety. Następnie hamulce muszą być stosowane w bardzo ostrożny, kreatywny i wymagający sposób.
Dziesięć minut przed wejściem w atmosferę łazik porzuci etap rejsowy, na który składają się panele słoneczne, radia i zbiorniki paliwa używane podczas lotu. Tylko osłona aeroshell, która składa się z łazika i stopnia opadania, umożliwi podróż na powierzchnię planety. Teraz, gdy statek kosmiczny wchodzi na powierzchnię Marsa , zostanie spowolniony przez opór, czyli wtedy, gdy tarcie atmosfery planety o powierzchnię statku kosmicznego działa, spowalniając go i obniżając jego wysokość orbitalną.
Podczas gdy opór spowalnia statek kosmiczny, jednocześnie go nagrzewa, a szczytowe nagrzewanie następuje około 80 sekund po wejściu łazika w atmosferę. Nie dotyczy to jednak łazika, który w temperaturze pokojowej znajduje się w powłoce powietrznej.
Podczas opadania przez atmosferę statek kosmiczny będzie musiał odpalić małe silniki odrzutowe, aby pozostać na kursie, ponieważ może zostać zepchnięty z kursu z powodu małych kieszeni powietrznych o różnej gęstości. Następnie osłona termiczna spowolni statek kosmiczny do około 1600 km na godzinę, w którym to momencie (około 240 sekund po wejściu) spadochron naddźwiękowy zostanie rozłożony.
Dwadzieścia sekund po wypuszczeniu spadochronu osłona termiczna oddziela się, a łazik jest po raz pierwszy wystawiony na działanie atmosfery planety. W tym momencie spadochron pracuje nad dalszym spowolnieniem pojazdu. Ale ponieważ atmosfera Marsa jest rzadka, pojazd nadal porusza się w kierunku powierzchni z prędkością 320 km na godzinę. Dlatego, aby bezpiecznie lądować, łazik musi opuścić spadochron i odbyć resztę podróży za pomocą rakiet, części etapu zniżania, których silniki zostaną odpalone, gdy łazik znajdzie się około 2100 metrów nad powierzchnią.
Końcowa prędkość opadania łazika wynosi około 2,7 km na godzinę, czyli mniej niż przeciętny człowiek może pokonać pieszo w ciągu godziny – około 5 km. Na tym etapie, gdy pozostało około 12 sekund na przyziemienie na powierzchni około 66 stóp nad powierzchnią, łazik jest opuszczany na zestawie lin. Gdy łazik wyczuje, że jego koła dotknęły ziemi, przecina kable, które następnie wykonują swoje niezależne niekontrolowane lądowanie na powierzchni, gdzieś z dala od łazika.
Rakieta United Launch Alliance Atlas V z pojazdem NASA Mars 2020 Perseverance Rover startuje ze stacji sił powietrznych Cape Canaveral w Cape Canaveral na Florydzie 30 lipca 2020 r. (NASA/Joel Kowsky/Handout via Reuters) Co zrobi łazik Perseverance na Marsie?
Perseverance spędzi jeden rok marsjański (dwa lata na Ziemi) na planecie, podczas której będzie badał region miejsca lądowania. Krater Jezero, w którym wyląduje, był kiedyś miejscem starożytnej delty rzeki (naukowcy wiedzą o tym dzięki dowodom zebranym podczas poprzednich misji lądowania i orbitalnych, które wskazują na wilgotne warunki na planecie miliardy lat temu).
Jeśli Mars miał kiedyś cieplejszą atmosferę umożliwiającą przepływ wody w jego zamierzchłej przeszłości (3,5-3,8 miliarda lat temu) i jeśli istniało na nim życie mikrobiologiczne, możliwe jest, że istnieje on w specjalnych regionach nawet dzisiaj.
Łazik ma przy sobie siedem instrumentów, w tym zaawansowany system kamer z możliwością powiększania, SuperCam, czyli instrument zapewniający obrazowanie i analizę składu chemicznego oraz spektrometr. Jednym z najciekawszych instrumentów na pokładzie łazika jest jednak MOXIE, który będzie wytwarzał tlen z atmosferycznego marsjańskiego dwutlenku węgla. Jeśli ten instrument odniesie sukces, przyszli astronauci (do tej pory żaden człowiek nie trzymał stopy na Marsie) będą mogli użyć go do spalania paliwa rakietowego w celu powrotu na Ziemię.
Łazik będzie również przewoził Ingenuity, pierwszy helikopter, który latał na Marsie. Pomoże to zebrać próbki z powierzchni z miejsc, do których łazik nie może dotrzeć. Ogólnie rzecz biorąc, łazik jest przeznaczony do badania oznak starożytnego życia, zbierania próbek, które mogą zostać wysłane z powrotem na Ziemię podczas przyszłych misji, oraz testowania nowej technologii, która może przynieść korzyści przyszłym misjom robotów i ludzi na planecie.
Podziel Się Z Przyjaciółmi:
