NASA Mars Roverin riskialtis laskeutumissuunnitelma: Vaiheittainen opas

Kuva NASA: sta

Tämä taiteilijan konsepti kuvaa taivaanosturia, joka laskee NASAn Curiosity -roverin Marsin pintaan. (Kuva: NASA/JPL-Caltech)





Klo 22.31 PDT 5. elokuuta, lähes yhdeksän kuukauden matkan jälkeen, NASAn Mars Science Laboratory -tehtävä (Curiosity -roverilla) saapuu Punaiselle planeetalle.

2,5 miljardin dollarin rover aloittaa kaksivuotisen tehtävänsä tutkia Marsin Gale-kraatterin sisätilaa ja etsiä todisteita muinaisesta merestä. Mutta ennen kuin tämä metsästys voi alkaa, Uteliaisuuden on laskeuduttava .

Mars Science Laboratoryn laskeutumisjärjestys on ollut paljon keskustelua jo ennen operaation käynnistämistä 26. marraskuuta 2011. Lempinimi ' seitsemän minuuttia kauhua , 'avaruusaluksen saapumis-, laskeutumis- ja laskeutumisjärjestys edellyttää, että monet asiat menevät täysin oikein - kaikki ennen kuin kukaan maapallolla vastaanottaa edes yhden signaalin, koska tiedot kulkevat Marsista maan päälle.



'Kun saamme ensimmäisen signaalin, joka sanoo' okei, olen nyt saavuttanut ilmakehän huipun ', todellisuudessa rover on ollut pinnalla jo seitsemän minuuttia', sanoi Entry -johtaja Steven Sell , Laskeutuminen ja laskeutuminen NASA: n suihkumoottorilaboratoriossa Pasadenassa, Kaliforniassa. ”Se on kuin lapsesi leikkisi isossa pelissä, ja voit vain istua siellä katsomossa. Se on kynsien pureja koko matkan. '

Kun Curiosity rover saapuu Marsiin se kulkee nopeudella 13 000 mailia tunnissa (21 000 km / h). Ajoneuvon on saavutettava seitsemän minuutin kuluessa nollan mailin tuntinopeus - kaikki tietysti yhtenä kappaleena ja oikeassa paikassa. [Mars Roverin Sky Crane Landing (Infographic)]

Ensimmäinen askel



Ensimmäinen vaihe tässä prosessissa on ohjattu merkintä, jonka aikana koko MSL-avaruusalus (joka koostuu tällä hetkellä roverista ja laskeutumisvaiheesta, joka on kiinnitetty suojaavaan aerosoliin) säätää kurssiaan kohti 12 x 5 mailin halkaisijaltaan laskeutuvaa ellipsiä - vain kahdeksasosa edellisten roverien laskeutumistavoista.

Koska se vaikuttaa Marsin ilmakehään yli 13 000 mph: n nopeudella, MSL: n lämpösuoja ottaa hitauden aiheuttaman kitkalämmityksen rasituksen ja hehkuu pian valkoisena ja lämpötila nousee 1600 astetta (870 astetta). Jopa tämän kautta MSL ohjaa edelleen fyysisesti Gale -kraatteria kohti ja ampuu raketteja pitääkseen sen radalla.

Marsin ilmakehä, joka on 100 kertaa ohuempi kuin Maan, ei ole riittävän tiheä hidastamaan MSL: ää. Joten tässä vaiheessa käytetään laskuvarjoa - kirjaimellisesti suurin koskaan luotu yliääninen kuivuuden kouru - hidastaa MSL: n laskemista 1 600 mph: sta noin 1600 mph: een noin 320 mph: ksi, mikä altistaa avaruusaluksen 9 Gs: n voimalle. (Se on yhdeksän kertaa maapallon vetovoima.)



Sitten, kun Marsin pinta lähestyy edelleen nopeasti, avaruusaluksen lämpösuoja poistetaan, mikä paljastaa todellisen roverin ja sallii sen käyttää tutkanohjausjärjestelmäänsä sen korkeuden määrittämiseen. Tämä on yksi laskeutumisen tärkeimmistä osista, koska vasta sitten MSL voi tarkistaa korkeutensa.

- Kun lämpösuoja irtoaa ja tutka käynnistyy, me tarve löytääkseen maan, sanoi Sell. '' Kun poistamme lämpösuojuksen ensimmäistä kertaa, olemme liian korkealla, jotta tutka näkee vielä maan, joten meidän on odotettava hyvin kauan 20-30 sekuntia, jopa minuutti, kunnes tutka pääsee riittävän lähelle maata voidakseen nähdä sen. Ilman tätä ratkaisua se ei edes yritä tehdä loppulaskua. ''

Ja kun tämä kaikki on tehty, se alkaa todella kiinnostaa.

Kosketuksen tekeminen

Lähes 900 kilon painoinen Curiosity on yksinkertaisesti liian suuri laskeutumaan turvatyynyillä kuten aiemmat rovers. Sen sijaan insinöörit keksivät menetelmän, jota ei ole koskaan ennen kokeiltu: taivaanosturi.

Kun MSL saavuttaa täsmälleen oikean korkeuden, sen laskeutumisvaihe, joka tarttuu Curiosity -roveriin taivaanosturin rakenteessa, putoaa aerosolista ja laukaisee nopeasti potkurit, siirtäen sen turvallisesti pois putoavasta kuorista ja hidastaen sitä edelleen.

Uteliaisuus kuljetetaan tasaisesti alaspäin laskeutumisvaiheella, joka käyttää Mars Descent Imager (MARDI) -kameraansa liikkuakseen kohteensa yli ja kerran 20 metrin korkeudessa (noin 65 jalkaa) lentämällä raketteja paikallaan, kun se laskee rover alas pinnalle suitset ja napanuora - kaikki kolme kantavat roverin painon.

Tämä kuva kuvaa elokuun 2012 tärkeimpien tapahtumien järjestystä NASA: sta

Tämä kuva kuvaa elokuun 2012 tärkeimpien tapahtumien sarjaa siitä lähtien, kun NASAn Mars Science Laboratory -avaruusalus - roverinsa Curiosityn kanssa - saapui Marsin ilmakehään hetkeen sen jälkeen, kun se kosketti pintaa.(Kuva: NASA/JPL-Caltech)

Vaikka järjestelmää on testattu kattavasti maapallolla simulaatioiden ja erittäin kehittyneiden tietokonemallien avulla, ensimmäinen kerta, kun se pelataan kokonaan, tapahtuu Marsin laskeutumisen aikana.

'Se on lopullinen kenttätesti', Sell sanoi.

Heti kun Curiosity on koskettanut, johdot katkaistaan ​​ja laskeutumisvaihe nousee turvallisesti sivulle ja törmää Marsin pintaan niin kaukana, ettei aiheuta vaaraa roverille. Tässä vaiheessa Curiosity, pyörät alas, on valmis aloittamaan tehtävänsä.

Eli niin kauan kuin kaikki sujuu suunnitellusti. 5. elokuun yönä koko maailma - puhumattakaan muutamasta JPL: n ihmisestä - seuraa, kuinka Mini Cooperin kokoinen rover voidaan lähettää satoja miljoonia kilometrejä koskettamaan pintaa toiselta planeetalta.

'Olemme valmistautuneet tähän monta, monta vuotta & hellip; Olemme innoissamme päästäksemme sinne ja laskeutumaan tähän asiaan ”, Sell sanoi.

Vieraile guesswhozoo.comissa saadaksesi kattavan kuvan NASA: n Mars -roverin laskeutumisesta sunnuntaina. Seuraa guesswhozoo.comia Twitterissä @Spacedotcom . Olemme myös mukana Facebook & Google+ .