Curiosity (MSL - Mars science laboratory)

[Dugi]

Děkuju

[Dugi]

Pod zkratkou MEDLI se skrývá mnoho senzorů, které jsou připojeny k tepelnému štítu (průměr 4,5 metru). S měřením se začne zhruba deset minut před očekávaným vstupem do atmosféry. Snímání skončí ve chvíli, kdy se otevře padák, tedy asi 4 minuty po vstupu do atmosféry. Osmkrát za sekundu budou tyto senzory provádět měření ohledně chování tělesa v atmosféře.



Pokud nepočítáme přeletový prstenec se solárními panely, tak do atmosféry vstoupí zhruba 2 a půl tunový náklad. Rychlostí téměř 6 000 m/s vletí do atmosféry a začne se ohřívat – v tu chvíli bude funkce tepelného štítu klíčová. Nejen kvůli teplotám, ale také kvůli silovému namáhání, které bude na náklad působit. A právě v tuto chvíli přichází ke slovu senzory MEDLI – budou zaznamenávat, jak atmosféra ovlivňuje pohyb schránky, což kromě jiného pomůže k porozumění, jaká vlastně atmosféra Rudé planety je – ať už se bavíme o hustotě v různých výškách, nebo o síle větrů. Tato data se využijí v budoucnu při konstrukci dalších těles, které budou mít za úkol přistát na Marsu.
Celkově se pod souhrnným označením MEDLI skrývá sedm tlakových senzorů MEADS a sedm zástrček, z nichž každá obsahuje mnoho tepelných čidel MISP. Senzory budou měřit i drobné změny rychlosti a směru. Každý tepelný snímač měří teploty ve 4 různých hloubkách tepelného štítu. Tím pádem se dá dopočítat, jak se štít v průběhu sestupu postupně odtavuje.
V příštím díle našeho seriálu se budeme věnovat EDL – tedy procesu, který zahrnuje vstup do atmosféry, sestup k povrchu a vlastní přistání.

[indian22]

Na zítřek má MSL naplnovánu poslední a nejmenší korekci dráhy. Tento manévr je považován za poslední fázi přiblížení k Marsu.

Začínám být pomalu nervózní.

[Dugi]

EDL – tři písmena, která budí respekt a řídící pracovníky marsovských misí z nich polévá pot na čele. Je to označení pro nejkrizovější část celé mise – zahrnuje vstup do atmosféry, sestup k povrchu a vlastní přistání. Během té doby se může pokazit kterákoliv část. Naopak úspěšné přistání zahrnuje perfektní vykonání všech naplánovaných úkolů. Celý proces skvěle shrnuje video 7 minut hrůzy. Během pár minut musí sestava zastavit z rychlosti 5,9 km/s bez jediné chybičky. Sestava změní 6x svou konfiguraci , úspěšné oddělení již nepotřebných částí zajistí 76 pyropatron a řídící počítač provede 500 000 řádků kódu! Tepelný štít se rozžhaví na 2100°C a při otevření supersonického padáku přijde přetížení okolo 9G! Ještě nikdy na Marsu nepřistávalo tak komplexní a velké zařízení.



Pojďme na samotný začátek. Rover je sbalený ve schránce a blíží se ke vstupu do atmosféry. Ta (stejně jako na Zemi) není přesně ohraničená. Abychom ale měli z čeho vycházet, vědci stanovili, že atmosféra začíná ve vzdálenosti 3 522,2 kilometru od středu planety. Tedy asi 131,1 kilometru nad povrchem kráteru Gale. Jelikož sestava nebude „padat jako kámen“ , ale bude se pohybovat východním směrem, tak od vstupu do atmosféry do přistání urazí vzdálenost 630 kilometrů.
Deset minut předtím, než sestava vstoupí do atmosféry, oddělí se přeletový prstenec, na kterém jsou třeba solární panely. V tu chvíli se aktivují senzory MEDLI, které budou během sestupu atmosférou sbírat údaje o chování a pohybu celé sestavy. Za další minutu, tedy 9 minut před vstupem do atmosféry dojde k aktivování malých tryskových motorků. Ty svým zážehem zastaví rotaci, do které byla sestava uvedena už po startu kvůli lepší stabilizaci (360° otočka za půl minuty). Pak stejné trysky zorientují sestavu tak, aby tepelný štít mířil vpřed. Po zorientování dojde k odhození dvou 75 kilových závaží z wolframu. Tím se posune rozložení hmoty v sestavě – už není potřeba mít těžiště v místě, kde bylo během přeletu – nyní je nutné, aby sestava mířila „břichem dolů“.
A je tu vstup do atmosféry. Tepelný štít částečně vytváří vztlak, tryskové motorky na zádech schránky svými krátkými zážehy udržují stabilitu a zajišťují, aby sestava klesala pod optimálním úhlem. Během sestupu udělá schránka i zpomalovací S-zatáčku, kterou známe třeba z přistávání raketoplánu. Všechny tyto korekce dráhy jsou plně v režii integrovaného počítače. Vzhledem ke vzdálenosti Marsu od Země není možné řídit přistání ručně. Počítač vyhodnocuje především údaje z gyroskopů a snímačů vnějších podmínek. 9/10 rychlosti ztratí schránka právě při tření o atmosféru. Štít bude nejvíc tepelně namáhán asi 75 sekund po vstupu do atmosféry, kdy na jeho povrchové vrstvy bude působit teplota asi 2100°C. Vrchol zpomalení pak přijde o 10 sekund později. V tu chvíli bude na náklad působit přetížení zhruba 10 – 11 G. Maximálně hrozí i 15G.
Když máme za sebou průchod atmosférou, může schránka odhodit další šestici wolframových závaží (každé má 25 kg). Je totiž znovu potřeba změnit umístění těžiště. Jen krátce poté, přesněji 254 sekund od vstupu do atmosféry dojde k vystřelení nadzvukového padáku. V tu chvíli se sestava ve výšce 11 kilometrů pohybuje rychlostí zhruba 405 m/s. Jedná se o největší padák, jaký kdy byl použitý mimo naši planetu – jeho průměr je 16 metrů.
24 sekund po otevření padáku se oddělí již nepotřebný tepelný štít – v tu chvíli se aktivuje přistávací kamera MARDI, která začne snímkovat terén pod vozítkem. Sestava je zhruba 8 km nad povrchem a její rychlost poklesla na 125 m/s. Zároveň dojde k zapojení radaru, který začne skenovat okolí a vyhledávat vhodné místo pro přistání s přihlédnutím k aktuální výšce a rychlosti.
85 sekund po oddělení tepelného štítu přichází nejkritičtější fáze – jelikož je rover Curiosity příliš těžký, padák by jej nedokázal dostatečně zpomalit. O finální přiblížení k povrchu se musí postarat raketové motory. V tuto chvíli se od schránky, ke které je připojený padák oddělí sestupový stupeň opatřený tryskami – v každém rohu bychom našli 2, celkem jich je tedy 8. Rychlost sestupu v době oddělení je 80 m/s a výška nad povrchem 1,6 kilometru. Když rychlost poklesne jen na 0,75 m/s, deaktivuje se v každém rohu jedna tryska a ze sestupového stupně se začnou odvíjet nylonová lana, na kterých visí vlastní rover. Jsme ve výšce 20 metrů nad povrchem a do kontaktu s ním zbývá jen 12 sekund. Těsně před dosednutím se vyklopí doposud složená kola a jejich nápravový systém. Raketové motory nadále udržují rychlost klesání na 0,75 m/s a ve chvíli, kdy kola dají signál, že stojí na pevném povrchu, dojde k aktivaci pyropatron, které odseknou lana spojující rover a sestupový mechanismus. Ten pak zapne naplno své motory a odletí 150 - 300 metrů daleko od roveru, kde se zřítí na povrch. Lidé na Zemi si ale stále hryžou nehty. Vozítko sice právě dosedlo na Mars, ale jelikož signál k Zemi letí 14 minut, musí si pozemšťané počkat ještě celých 7 minut na potvrzení toho, že došlo teprve ke vstupu do atmosféry. Od té chvíle do přistání totiž uplynulo pouhých 7 minut. Krátce po přistání dojde k přepnutí počítače vozítka z režimu sestupového do režimu práce na povrchu. Na Marsu v místě přistání je odpoledne – 15:00 a vozítku Curiosity začal Sol 0. Mise může odstartovat.
A co nás čeká zítra? Popíšeme si práci vozítka na Marsu.

[vai777]

Když to takhle čtu, začínám si kousat nehty už teď. Dobrá práce, Dugi!

[Dugi]

Děkuju

[baranka]

Když to takhle čtu, začínám si kousat nehty už teď. Dobrá práce, Dugi!

Určitě. PS: Nebylo by možné popohnat ten odpočet na liště?

[Dugi]

Jo, jeden urychlovač existuje. Říká se mu prášky na spaní. Ale moc to nedoporučuju - pak by člověk zaspal i vlastní přistání.

[chobolatom]

Na této stránce běží odpočet do přistání MSL v pěkném grafickém kabátku. http://getcurious.com/

[Dugi]

Dobrý tip, díky!