  |
Za poslednú hodinu: 119 meraní | ||||
|
inzercia |
|||||
 
neprihlásený 
| Sobota, 27. apríla 2024, dnes má meniny Jaroslav |
|
Curiosity, veľké robotické vozidlo smerujúce k Marsu
V sobotu 26. novembra americká vesmírna agentúra NASA vypustila na cestu k Marsu raketu s robotickým vozidlom Curiosity, najväčším zariadením, aké kedy ľudstvo dopraví na povrch Marsu. Curiosity by malo pristáť na povrchu Marsu 6. augusta budúceho roka, jeho úlohou bude skúmať povrch v kráteri Gale. Misia je plánovaná na minimálne dva roky, vozidlo by ale malo vydržať funkčné pravdepodobne výrazne dlhšie.
Úloha CuriosityCuriosity bude podobne ako predchádzajúce robotické vozidlá skúmať povrch Marsu. Jeho úloha bude ale špecifická, bude sa zameriavať na hľadanie dôkazov o existencii podmienok vhodných pre biologický život na Marse v minulosti.Za týmto účelom Curiosity pristane a bude skúmať kráter Gale nachádzajúci sa v blízkosti rovníka, ktorý bol podľa doterajších znalostí ľudstva o Marse v júli tohto roka vybraný ako kandidát s najväčšou pravdepodobnosťou získania informácií o podmienkach na Marse v minulosti. V kráteri s veľkou výškovou členitosťou sú totiž uložené na sebe mnohé vrstvy materiálu z rozličných období histórie Marsu. Stúpanie terénu z najnižších po vyššie položené miesta pochádzajúce z rozličných období je dostatočne mierne aby ho Curiosity zdolalo a skúmať tak bude môcť na relatívne malom území priamo na povrchu materiál z rozličných období. Zároveň v kráteri sa podľa doterajších zistení nachádzajú ílovité minerály, ktoré poukazujú na prítomnosť vody v kvapalnom skupenstve v minulosti. Curiosity má prístroje pre vizuálne a chemické skúmanie materiálu a skúmať bude materiál priamo z povrchu planéty prípadne maximálne z hĺbky 5 centimetrov pod povrchom. S vysokou pravdepodobnosť sa tak aj v prípade ich existencie nedostane k prípadným biologickým vzorkám a na napríklad mikroskopické skúmanie vzoriek nie je vozidlo ani vybavené.
Na základe zistení Curiosity budú potenciálne vyslané na Mars ďalšie misie, ktoré už budú schopné hľadať aj prípadný biologický materiál. Let k MarsuCuriosity odštartovalo v rakete Atlas V z Floridy v sobotu 26. novembra a jeho let bude trvať približne osem a pol mesiaca.Po odpojení prvého a druhého stupňa rakety niekoľko minút po štarte letí k Marsu sonda s Curiosity, tepelným štítom, zadným ochranným štítom a prepravným stupňom.
Sonda obletí približne pol obehu okolo Slnka, pričom sa od neho postupne vzďaluje a na začiatku augusta pretne dráhu Marsu. Sonda sa priblíži a pristane na Marse priamo pri prvom priblížení bez pomocných obehov na obežnej dráhe. Aby neprišlo ku kontaminácii Marsu v prípade straty kontroly nad sondou, zatiaľ letí po trajektórií s veľkou rezervou míňajúcou Mars. Až korekcia trasy 60 dní pred pristátím nasmeruje sondu na kolízny kurz. Sonda letí len s pomocou impulzu dodaného pri štarte, počas letu len koriguje svoju dráhu ôsmymi tryskami využívajúcimi hydrazín. Elektrickú energiu sonde počas letu dodávajú solárne panely s plochou 12.8 metra štvorcového umiestnené na prepravnom stupni dopĺňané atómovým termoelektrickým generátorom v samotnom vozidle Curiosity. Solárne panely pri ideálnej polohe v blízkosti Zemi generujú až 2500 Wattov, pri Marse navyše s výrazným odklonom od Slnka budú generovať ešte 1080 Wattov. Výrazne najkomplikovanejšou fázou letu je nový spôsob viacfázového pristávania, ktoré bolo vyžadované pre vysokú hmotnosť Curiosity, 899 kg. Keďže komunikačný signál bude letieť v čase pristátia k Marsu približne 13 minút a samotné pristávanie trvá len niekoľko minút, pristávanie bude plne automatické. Sonda desať minút pred vstupom do atmosféry odhodí prepravný stupeň. Po vstupe do hustejšej atmosféry začne brzdiť predným tepelným štítom, čo ju spomalí na približne 405 metrov za sekundu po cca 4 minútach. Následne sonda začne brzdiť padákom a odhodí tepelný štít, po približne ďalších dvoch minútach sa pri rýchlosti 80 metrov/s odpojí od zadného krytu s padákom.
Na zostupovom module sa následne zapnú brzdiace trysky, ktoré zbrzdia sondu na rýchlosť 0.75 m/s. Približne vo výške 20 metrov sa zo zostupového modulu začne spúšťať na lanách samotné vozidlo Curiosity. Po jeho pristátí na povrchu sa laná odopnú a zostupový model odletí niekoľko stoviek metrov od vozidla, aby nekontaminoval miesto pristátia. Základné parametreCuriosity má 899 kilogramov. Vozidlo je dlhé tri metre, široké 2.7 metra a jeho stožiar končí vo výške približne 2.2 metra. Okrem toho má robotické rameno o dĺžke 2.1 metra.Rameno má štyri kĺby a päť stupňov voľnosti.
Na palube sa nachádza desať vedeckých prístrojov, ktoré majú hmotnosť 75 kg. Curiosity má šesť kolies z titánu, s priemerom 50 cm. Každé koleso má vlastný motor, štyri rožné kolesá majú ďalší motor pre otáčanie. Kolesá sú zavesené systémom, ktorý umožňuje rozličnú výškovú úroveň kolies a ľahké zdolávanie aj väčších prekážok. Technické parametre niektorých komponentov Curiosity môžu kvantitatívne zaostávať aj za súčasnými najnovšími produktami pre spotrebiteľov, je si ale potrebné uvedomiť, že Curiosity sa začalo navrhovať v roku 2004 a navyše veľmi vysokú prioritu má spoľahlivosť a otestovanosť systémov. Curiosity má dva nezávislé počítačové systémy, ktoré sú postavené na 200 MHz procesoroch architektúry IBM PowerPC 750. Ide ale o špecificky upravené procesory odolné radiácii. Počítače majú 256 KB prepisovateľnej ROM, 256 MB RAM a 2 GB flash pamäte. Plánovaná misia Curiosity je jeden rok na Marse, teda 687 pozemských dní. Je ale vysoký predpoklad, že vozidlo vydrží fungovať výrazne dlhšie. Pre predídenie problémom, ktoré sa neprejavili počas vývoja, má NASA vernú kópiu Curiosity vo svojich laboratóriách a zaťažuje ju s predstihom podobne ako bude zaťažované Curiosity. To by malo pomôcť odhaliť prípadné problémy, ktorým tak bude možné na Curiosity predísť. KameryCuriosity disponuje veľkým počtom kamier používaných na rozličné účely.Na vrchu stožiara sa nachádzajú vedľa seba dve kamery, jedna s objektívom s ohniskovou vzdialenosťou 100 mm a druhá s 34 mm. Kamery dokážu vytvárať snímky s rozlíšením 1600 x 1200, pričom dokážu vymieňať filtre a okrem klasických farebných fotografií fotiť v špecifickom užšom viditeľnom spektre alebo v blízkom infračervenom spektre. Zaostrovať dokážu od vzdialenosti dvoch metrov. Kamery sú od seba vzdialené 25 cm a môžu byť použité na vytvorenie 3D obrázkov. Kamery dokážu natáčať video v rozlíšení 720p. Použitým senzorom je CCD čip od Kodaku. Kamery majú vlastnú 8 GB flash pamäť, v ktorej uchovávajú nafotené dáta do ich spracovania počítačom alebo odoslania na Zem. Ďalšou kamerou je kamera umiestnená na robotickom ramene s rovnakým senzorom ako majú dve kamery na stožiari. Táto kamera ale podporuje makro, autofocus a má štvoricu LED bleskov, dva vo viditeľnom spektre a dva v ultrafialovom spektre. Kamera môže byť použitá na bližšie skúmanie materiálu ale tiež na fotenie samotného vozidla, zachytiť dokáže objekty od minimálnej vzdialenosti 21 mm. Štvrtou kamerou s rovnakým senzorom a základnými parametrami je jednoúčelová kamera na spodnej strane Curiosity, ktorá bude natáčať v rozlíšení 1600 x 1200 so 4 fps približovanie sa k povrchu Marsu a pristávanie. Video bude okrem iného použité na vyhodnotenie presného miesta pristátia a lokálnych podmienok. Video natočené pri pristávaní sa bude postupne odosielať na Zem, náhľady snímok a niekoľko snímok v plnom rozlíšení sa pošle už v prvých dňoch po pristátí. Jedna monochromatická kamera s rozlíšením 1024 x 1024 bodov sa nachádza aj vo vedeckom laserovom inštrumente ChemCam na stožiari. Táto sa síce môže používať aj ako samostatná kamera, používať sa bude ale najmä pre činnosť ChemCam. Na Curiosity sa nachádza ešte dvanásť ďalších kamier pre orientáciu a vyhýbanie sa prekážkam. Tieto kamery sú citlivé na červenú vlnovú dĺžku 650 nm, sú inštalované v pároch pre vytváranie 3D obrazu a vstup z nich využíva pre vyhodnocovanie situácie automatický navigačný počítačový systém. Vedecké prístrojePrvým nástrojom hodnotenia zaujímavosti vzoriek materiálu v blízkosti vozidla budú samozrejme dostupné kamery, prvá analýza bude následne často realizovaná laserovým inštrumentom ChemCam.ChemCam generuje krátke pulzy infračerveného lasera s energiou viac ako milión Wattov sústredeného na veľmi malú plochu, ktorý dokáže z materiálu vytvoriť ionizovanú plazmu. Takto excitované atómy jednotlivých prvkov následne vyžarujú fotóny rozličných vlnových dĺžok, ktoré ChemCam pomocou teleskopu zachytáva, vedie optickým vláknom dovnútra vozidla a analyzuje pomocou troch spektrometrov. Na základe zistených vlnových dĺžok dokáže ChemCam identifikovať prvky nachádzajúce sa v ionizovanom materiáli. ChemCam je účinný na vzdialenosť do sedem metrov. Na bližšie skúmanie materiálu slúži inštrument APXS, Alpha Particle X-Ray Spectrometer, nachádzajúci sa na robotickom ramene. APXS sa priblíži k materiálu a ožaruje ho alfa žiarením a röntgenovými lúčmi. V dôsledku ožarovania sa jednotlivé atómy materiálu excitujú a vyžarujú naspäť špecifické röntgenové lúče, ktoré APXS detekuje a dokáže s veľkou presnosťou určiť jednotlivé prvky. Zdrojom žiarenia je 700 mikrogramov prvku curium. Ešte presnejšia analýza materiálu sa realizuje pomocou dvoch prístrojov vo vnútri vozidla, CheMin a SAM. Do oboch prístrojov dodáva vzorky zozbieraním prachového materiálu alebo vŕtaním robotické rameno. CheMin identifikuje v materiáli minerály, pomocou röntgenových lúčov. Rozomletú vzorku CheMin presvecuje röntgenovými lúčmi a detekuje vznikajúce vzory v dôsledku difrakcie, ohybu žiarenia na atómovej kryštalickej štruktúre minerálov. Vzory difrakcie sú jedinečné pre rozličné minerály a prístroj tak minerály detekuje na základe rozlišovania týchto vzorov. Okrem toho CheMin detekuje aj sekundárne röntgenové žiarenie vyžarované atómami materiálu a na jeho základe tiež detekuje zastúpenie jednotlivých prvkov. Prístroj SAM, Sample Analysis at Mars, je najkomplexnejším prístrojom na analýzu materiálu. Disponuje tromi detekčnými prístrojmi, hmotnostným spektrometrom, laserovým spektrometrom a plynovým chromatografom, a rozličnými nástrojmi pre manipuláciu so vzorkami, vrátane rúry zahrievajúcej vzorky na približne 1000 stupňov Celzia so spotrebou iba 40 W. SAM sa bude využívať na presnú detekciu prvkov, ich izotopov, rozličných chemických látok a prípadných organických zlúčenín. Pre ukladanie a manipuláciu so vzorkami disponuje CheMin 32 znovupoužiteľnými bunkami, pričom v piatich sú ale referenčné vzorky zo Zeme. SAM má k dispozícii 74 kalíškov, z toho šesť obsahuje kalibračné vzorky a deväť pripravené rozpúšťadlá na jedno použitie, ktoré umožňujú detekovať niektoré špecifické organické látky. Ďalší prístroj DAN, Dynamic Albedo of Neutrons, dokáže detekovať vodík a vodu viazanú v mineráloch do hĺbky 50 centimetrov pod povrchom pomocou ostreľovania materiálu neutrónmi a detekovania odrazených neutrónov. DAN pre presnejšiu analýzu využíva vlastný zdroj neutrónov, vtedy dokáže detekovať vodu tvoriacu len 0.1% materiálu. Pracovať s menšou presnosťou ale dokáže aj v pasívnom režime využívajúcom a detekujúcom odrazené neutróny kozmického žiarenia. Prístroj RAD meria rádioaktivitu počas cesty k Marsu aj na Marse, REMS zase pravidelne meria podmienky prostredia a atmosféry vrátane teploty vzduchu, pôdy, vlhkosti vzduchu, tlaku vzduchu, rýchlosti a smeru vetra, množstva ultrafialového žiarenia. Zdroj energieCuriosity využíva ako zdroj energie atómový termoelektrický generátor, MMRTG, získavajúci energiu z rádioaktívneho rozpadu plutónia. MMRTG dodalo NASA americké Ministerstvo energetiky, plutónium pochádza z Ruska.MMRTG využíva tepelnú energiu vznikajúcu pri rozpade plutónia, ktorú premieňa na elektrickú energiu s pomerne malou účinnosťou pomocou tzv. Seebeckovho efektu. V MMRTG vznikajú cca 2 kW tepelnej energie, zdroj poskytuje 110 Wattov elektrickej energie. Ďalšia časť tepelnej energie je ale využívaná na ohrievanie systémov a ich udržiavanie v pracovnej teplote, počas misie na Marse aj počas letu k Marsu. MMRTG má garantovanú životnosť 14 rokov, pričom každý rok sa množstvo generovanej elektrickej energie znižuje približne o percento. Počas letu sa využívajú aj solárne panely na prepravnom stupni, ktoré poskytujú od 1080 do 2500 Wattov elektrickej energie. KomunikáciaCuriosity respektíve ostatné komponenty sondy počas letu, zostupu v atmosfére Marsu aj počas činnosti na Marse budú komunikovať priamo so Zemou alebo s existujúcimi sondami obiehajúcimi Mars v dvoch základných frekvenčných pásmach, 7 až 8 GHz pri komunikácii priamo so Zemou a 400 MHz pri komunikácii so sondami.Priamo so Zemou sonda samozrejme komunikuje počas letu a následne túto možnosť bude využívať aj samotné vozidlo Curiosity. Vzhľadom na veľkosť antén a atmosféru Marsu sú ale pri priamej komunikácii Curiosity dosahované rýchlosti len 160 alebo 800 bitov za sekundu a táto komunikácia tak bude využívaná len na zasielanie príkazov. Komunikácia v pásme 400 MHz so sondami odštartuje už pri zostupne a Curiosity bude posielať telemetrické dáta priamo počas zostupu. Odoslanie týchto dát môže pomôcť odhaliť príčinu problémov v prípade, že sa pristátie nepodarí a o Curiosity prídeme. Následne pri bežnej činnosti bude komunikácia v pásme 400 MHz so sondami Mars Reconnaissance Orbiter, MRO, a Odyssey využívaná na odosielanie väčšieho množstva dát na Zem. Sondy komunikujú so Zemou tiež v pásme 7 až 8 GHz, vzhľadom na väčšie antény, absenciu rušenia atmosférou a možnosť ideálnejšieho nasmerovania ale dosahujú výrazne vyššie rýchlosti. Na Curiosity sa pre komunikáciu v pásme 400 MHz nachádzajú dve redundantné rádiá, pre prípad poruchy. Sondy budú nad Curiosity prelietať minimálne dvakrát denne po približne 10 minút. Na MRO bude Curiosity odosielať dáta rýchlosťou 2 Mbps, na Odyssey 250 Kbps. Celkovo za jeden deň na Marse, o niečo dlhší ako deň na Zemi, Curiosity dokáže odoslať na Zem podľa NASA priemerne 31 MB dát. Odosielaná dáta tak budú musieť byť výrazne prioritizované a množstvo napríklad nafotených fotografií a videí sa na Zem nikdy nedostane. Pri rozhodovaní o zasielaných dátach sa bude často využívať najskôr zasielanie výrazne zmenšených náhľadov fotografií, na základe ktorých sa vyberú fotografie pre zaslanie v plnom rozlíšení. 
Kedy podľa Vás vstúpi na Mars prvý človek? (hlasov: 462)
Najnovšie články: Diskusia:
Pridať komentár | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
