Magyarázat: Mi teszi nehézzé a NASA Perseverance roverjének leszállását a Marson?

Általában egy utazás a Marsra, amely körülbelül 300 millió mérföldre van, körülbelül hét-nyolc hónapig tart. A Perseverance 2020. július 30-án indult az ablak alatt, amikor a Mars és a Föld volt a legközelebb egymáshoz.

A Perseverance Rover a fúró segítségével kőzetmintát gyűjt a Marson ebben a dátum nélküli, művészi, koncepcionális illusztrációs tájékoztatóban. (NASA/JPL-Caltech/Handout a Reuters-en keresztül)

Csütörtökön a NASA Perseverance roverje várhatóan leszáll a Vörös Bolygó Jezero-kráterében, majd folytatja a munkát, hogy az elmúlt életek jeleit keresse.

A leszállás a küldetés legrövidebb, de egyik legjelentősebb és egyben legnehezebb szakasza. A NASA azt állítja, hogy mivel nehéz, az űrügynökségek által valaha is a Marsra küldött küldetéseknek csak 40 százaléka volt sikeres, mert több száz dolog pont a körömrágó csepphez kell mennie.

Hogy némi kontextust adjak az ehhez hasonló küldetések elindításának nehézségéhez, Katherine Johnson kutató matematikus példája. A 2016-os filmben Rejtett figurák , Taraji P. Henson alakította Johnsont, aki azon dolgozott, hogy pontos számításokat dolgozzon ki, amelyek meghatározzák annak a kapszulának a pályáját, amely 1962-ben John Glennt az űrbe juttatná.

Egyéb küldetések a Marsra

Egy másik Mars-misszió, az Egyesült Arab Emírségek Al Amal (Remény) – az arab világ első ilyen küldetése – a múlt héten lépett a marsi pályára . Ez azonban egy orbitális küldetés, és nem jár a bolygó felszínén való leszállással. Az Egyesült Arab Emírségeken kívül Kína is elindított egy Mars-küldetést a július-augusztusi időszakban.

Az ilyen ambiciózus űrmissziók fényében néhány asztrobiológus aggodalmát fejezte ki az esetleges „bolygóközi szennyeződés” miatt. Ez azt jelenti, hogy a földi mikrobákat más égitestekre szállítják, és a földönkívüli mikrobákat visszahozzák a Földre. Az Űrkutatási Bizottság (COSPAR) egy „bolygóvédelmi politikát” határoz meg, amelynek célja a más bolygókra küldött mikrobák számának korlátozása, valamint annak biztosítása, hogy az idegen élet ne okozzon pusztítást a Földön.

Hogyan jut el egy űrhajó a Marsra?

Általában egy utazás a Marsra, amely körülbelül 300 millió mérföldre van, körülbelül hét-nyolc hónapig tart. A Perseverance 2020. július 30-án indult az ablak alatt, amikor a Mars és a Föld volt a legközelebb egymáshoz. Ez az ablak azért fontos, mert a két bolygó eltérő sebességgel kering a Nap körül, és kétévente a bolygók olyan helyzetben vannak, ahol a legközelebb vannak egymáshoz. Az űrügynökségek ebben az időszakban szeretnék elindítani űrhajóikat, mivel a közelebbi távolság kevesebb rakéta-üzemanyag felhasználásával jár.

Egy elemzést a Purdue Egyetem készítette , a szilárd rakétahajtóanyag költségét kilogrammonként 5 dollárra becsülik. Az autó méretű Perseverance rover azonban atommeghajtású rendszert használ. Közel 30 éven belül ez lesz az első rover, amely hazai termelésű, az Egyesült Államok nemzeti laboratóriumai által előállított plutóniumot használ. A rovert egy generátor hajtja majd, amely a plutónium-238 természetes bomlása során keletkező hőt alakítja át elektromos árammá, ami a Marson való landolást követően működésben tartja a rovert és eszközeit.

Mennyibe kerül a Kitartás küldetés?

A NASA a becslések szerint 2,7 milliárd dollárt költ a küldetésre, amely magában foglalja az űrrepülőgép-fejlesztést, a kilövési műveleteket és a műveletek fenntartási költségeit, miután a Marson landol.

Alapján A Planetáris Társaság A plutónium-238 üzemanyagként való felhasználása megnövelte a küldetés költségeit, mivel a nukleáris anyagok fokozott környezetvédelmi és biztonsági előírásokhoz kapcsolódnak. A küldetés összköltsége megegyezik azzal az összeggel, amennyit a Google hat nap alatt keres, vagy azzal az összeggel, amit az amerikaiak 10 naponként házi kedvenceikre költenek, vagy az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának 33 órájával egyenértékű – állítja a társaság.

CSATLAKOZZ MOST :Az Express Explained Telegram csatorna

Miért nehéz leszállni a Marson?

Entry, decent and landing (EDL), így hívják a Mars 2020 küldetés legintenzívebb szakaszát. Ahhoz, hogy a Perseverance rover sikeresen leszálljon a Marson, számos dolognak rendbe kell jönnie. Az EDL fázis akkor kezdődik, amikor a rover eléri a marsi légkör csúcsát 20 000 km/órás sebességgel. A rover számára itt az a kihívás, hogy sebességét nagyjából 20 000 km/óráról nullára csökkentse, és ezzel egyidejűleg a kráter keskeny felületére szálljon le.

Az EDL fázis a NASA szerint hét percen belül véget ér, amikor a rover a bolygó felszínén áll. Ezt követően a féket nagyon óvatosan, kreatívan és kihívásokkal teli módon kell behúzni.

Tíz perccel a légkörbe való belépés előtt a rover ledobja körútját, amely a repülés során használt napelemekből, rádiókból és üzemanyagtartályokból áll. Csak a védő aeroshell, amely a roverből és a süllyesztő fokozatból áll, utazik a bolygó felszínére. Most, mint az űrhajó belép a Mars felszínére , lelassul a légellenállás, vagyis amikor a bolygó légkörének súrlódása egy űrhajó felületéhez hat, ezáltal lelassítja és csökkenti a keringési magasságát.

Míg a légellenállás lelassítja az űrhajót, fel is melegíti, és a csúcsmelegedés körülbelül 80 másodperccel azután következik be, hogy a rover belép a légkörbe. De ez nem érinti a rovert, amely szobahőmérsékleten az aeroshell belsejében van.

Miközben leereszkedik az atmoszférán, az űrhajónak kis tolóerőket kell kilőnie, hogy az irányon maradhasson, mivel a kis, változó sűrűségű levegőzsebek miatt el lehet lökni az iránytól. Ezt követően a hőpajzs körülbelül 1600 km/órás sebességre lassítja le az űrrepülőgépet, ekkor (kb. 240 másodperccel a belépés után) bevetésre kerül a szuperszonikus ejtőernyő.

Húsz másodperccel az ejtőernyő bevetése után a hőpajzs elválik, és a rover először kerül a bolygó légkörének. Ezen a ponton az ejtőernyő azon dolgozik, hogy tovább lassítsa a járművet. De mivel a Mars légköre vékony, a jármű továbbra is 320 km/órás sebességgel halad a felszín felé. Ezért a biztonságos leszállás érdekében a rovernek el kell hagynia az ejtőernyőt, és az út hátralévő részét rakétákkal kell megtennie, a süllyedési szakasz részét képező rakétákkal, amelyek hajtóművei akkor indulnak be, amikor a rover körülbelül 2100 méterrel a felszín felett van.

A rover végsebessége körülbelül 2,7 km/óra, ami lassabb, mint amit egy átlagos ember gyalog tud megtenni egy óra alatt – körülbelül 5 km. Ebben a szakaszban körülbelül 12 másodperc van hátra a felszínen való érintésre, körülbelül 66 láb magasságban, a rover egy kábelkészletre süllyed. Ahogy a rover érzékeli, hogy kerekei hozzáértek a talajhoz, elvágja a kábeleket, amelyek aztán önállóan, ellenőrizetlenül landolnak a felszínen, valahol távol a rovertől.

A NASA Mars 2020 Perseverance Rover járművét szállító United Launch Alliance Atlas V rakéta felszáll a Cape Canaveral légierő állomásáról a floridai Cape Canaveralban, 2020. július 30-án (NASA/Joel Kowsky/Handout a Reuterstől)

Mit fog csinálni a Perseverance rover a Marson?

A Kitartás egy Mars-évet (két évet a Földön) tölt a bolygón, ezalatt feltárja a leszállóhely régióját. A Jezero-kráter, ahol le fog szállni, egykor egy ősi folyó-delta helye volt (a tudósok ezt a korábbi leszállási és keringési küldetések során gyűjtött bizonyítékok miatt tudják, amelyek a bolygón évmilliárdokkal ezelőtti nedves körülményekre utalnak).

Ha a Mars egykor melegebb légkört rejtett, amely lehetővé tette a víz áramlását a régi múltjában (3,5-3,8 milliárd évvel ezelőtt), és ha létezett rajta mikrobiális élet, akkor lehetséges, hogy különleges területeken még ma is létezik.

A rover hét műszert visz magával, köztük egy fejlett kamerarendszert, amely képes zoomolni, egy SuperCam-et, amely képalkotást és kémiai összetétel-elemzést biztosít, valamint egy spektrométert. A rover egyik legérdekesebb műszere azonban a MOXIE, amely a marsi légköri szén-dioxidból fog oxigént termelni. Ha ez a műszer sikeres lesz, akkor a leendő űrhajósok (egyelőre ember nem tette lábát a Marson) használhatják rakéta-üzemanyag elégetésére, hogy visszatérhessenek a Földre.

A rover az Ingenuity-t is szállítja majd, az első helikopter, amely a Marson repül. Ez segít mintát gyűjteni a felszínről olyan helyekről, ahová a rover nem tud eljutni. Összességében a rovert úgy tervezték, hogy tanulmányozza az ősi élet jeleit, mintákat gyűjtsön, amelyeket a jövőbeni küldetések során visszaküldhessen a Földre, és olyan új technológiát teszteljen, amely hasznos lehet a jövőbeli robot- és emberi küldetések során.

Oszd Meg A Barátaiddal: