Kuidas Marsile pääseda: NASA ja India seisavad Red Planeti ees suurte testide ees

NASA

NASA kosmoselaev MAVEN läheneb kiiresti Marsile, et uurida selle ülemist atmosfääri. Kui saabub 21. septembril 2014, kulmineerub MAVENi käänuline teekond Maalt dramaatilise mootoripõlemisega, tõmmates kosmoselaeva elliptilisele orbiidile. (Pildikrediit: NASA)



Et järgmise paari päeva jooksul peaks Marsile jõudma kaks robot -kosmoseaparaati, on kõige raskem ülesanne aeglustada.



Pärast seda, kui NASA on kümne kuu jooksul meeletu kiirusega ruumis sirgunud, peavad NASA kosmoseaparaat MAVEN ja India kosmoselaev Mars Orbiter Mission (MOM) pidureid vajutama, kui nad loodavad siseneda orbiidile ümber Punase planeedi . Need jäädvustused on planeeritud vastavalt pühapäeva ja teisipäeva õhtutele (21. september ja 23. september).

Mõlemad sondid peavad orbiidi sisestamisel põletama oma tagalaskurid edukalt, vastasel juhul lendavad nad otse Marsi poole ja eksivad kosmosesügavustesse. [Fotod: NASA MAVENi missioon Marsile]



'Tavaliselt on see ühekordne sündmus. Pole vaja seda suurt raketti Marsi teel tulistada enne, kui sinna jõuate, 'ütles Joe Guinn, NASA Jet Propulsion Laboratory missiooni kavandamise ja navigeerimise osakonna juhataja Pasadenas, Californias, kes aitab nii MAVENi kosmoseaparaati ( lühend Marsi atmosfäärist ja lenduvast evolutsioonist) ja MOM jõuavad Punasele planeedile.

'Nii et olete tulemas missiooni suurimale sündmusele ja see on esimene kord, kui te seda teete,' ütles Guinn demokratija.eu -ile. 'See on väljakutse.'

Vea marginaal

Maven tiirleb ümber Marsi, otsides vihjeid selle kohta, mis planeediga juhtus



Maven tiirleb ümber Marsi, otsides vihjeid selle kohta, mis juhtus planeedi kunagise paksu atmosfääriga.(Pildikrediit: Karl Tate, infograafikakunstnik)

Õnneks ei pea orbiidi sisestamise põletused olema täiuslikud, et need oleksid tõhusad. Marsi jaoks on sellised tulistamised tavaliselt kavandatud kestma umbes 30 minutit, ütles Guinn, ja umbes 95 protsendi põletamise sooritamine peaks lõppema edukalt.

'See pole kohutavalt tihe, kuid te ei saa seda pooleldi teha ja korras olla,' ütles Guinn. 'Peate sinna enamuse tee saama.'



Ja suurema osa teele jõudmine ei ole ennatlik järeldus. Näiteks 1993. aasta augustis kaotas NASA kontakti oma Mars Observeri orbiidiga vaid mõni päev enne seda, kui veesõiduk pidi jõudma Punasele planeedile. Guinn ütles, et laeva pidurdusmootorite survekatsel tehtud leke põhjustas tõenäoliselt plahvatuse, mis ründas missiooni.

Teise näite korral ebaõnnestus Jaapani Akatsuki Venus sondi mootor 2010. aasta detsembris asetatud põletuspõletuse ajal ja see töötas planeeritud 12 minutist vaid kolm. Akatsuki on nüüd päikese ümber orbiidil ja missiooni ametnikud sihivad 2015. või 2016. aastal Veenusele veel ühe lasu.

Pidurimootorite nõuetekohane käivitamine ei ole muidugi ainus väljakutse, mis kaasneb kosmoseaparaadi Marsi orbiidile viimisega. Suur kaugus Maa ja Punase planeedi vahel põhjustab märkimisväärseid viivitusi Marsiga seotud kosmoseaparaatide ja maapealse juhtimise vahel, olenevalt planeetide joondamisest kuni 24 minutit ühesuunas, ütles Guinn.

See tähendab, et kosmoselaevaga seotud võimalikke probleeme ei saa kohe tuvastada, rääkimata nende kõrvaldamisest.

'Nii et enamik sellest on skriptitud juba varakult ja me praktiseerime seda,' ütles Guinn. 'Kuid seda on raske harjutada igaks juhuks.'

Ta lisas, et Marsi missiooni käivitamise võimaluste suhteline harvus tekitab veel ühe raskuse. Mars ja Maa lähenevad teineteisele piisavalt tihedalt, et mahutada suhteliselt kiire ja tõhus kosmoselend vaid kord 26 kuu jooksul, mis raskendab jõupingutusi institutsionaalsete teadmiste kogumiseks ja säilitamiseks.

„Käivet on üsna vähe. Inimesed lähevad edasi teiste projektide juurde, 'ütles Guinn. 'Nii et seal on väike rühm, kes edastab kõik need aja jooksul saadud õppetunnid edasi.'

Marsi maandurid ja roverid

India

India Marsi orbiidimissioon, tuntud ka kui Mangalyaan, on riigi esimene missioon Punasele planeedile. Vaadake meie täielikku infograafikut, kuidas India Marsi missioon töötab .(Pildikrediit: Karl Tate, infograafikakunstnik)

Nii et kosmoseaparaadi jõudmine Marsi orbiidile pole just igapäevane. Kuid maanduri või roveri planeedi pinnale asetamine on veelgi karmim.

Alustuseks peavad maandunud missioonid Marsile matkamise viimastel etappidel palju täpsemalt lendama, ütles Guinn, kes töötas ka NASA missioonil Phoenix, mis kukutas 2008. aasta mais edukalt maanduri Marsi põhjapooluse lähedale.

Orbiitide puhul 'peate sihtmärki tabama vaid 50 kilomeetri [umbes 30 miili] ulatuses, sihtmärk on mingil kõrgusel Marsi kohal,' ütles Guinn. Kuid maandumis- või rover -missioonide puhul lisas ta: 'peame selle eesmärgi saavutama vähem kui 10 kilomeetrini [umbes 6 miili].'

Pinnaülesanded on samuti keerukamad, kuna need koguvad sisenemis-, laskumis- ja maandumissüsteeme (EDL), et saada oma kasulikud koormused Marsi atmosfäär ja turvaliselt maapinnale. Suurema keerukuse ja suurenenud ülesannete arvu (st Marsile maandumise) korral on suurem tõenäosus, et midagi läheb valesti.

Ja Marss on eriti keeruline keha, millel maanduda. Selle atmosfäär on 1 protsent sama tihe kui Maa oma merepinnal - liiga paks, et missioonid ei peaks puudutamiseks tuginema ainult tagasilöökidele, kuid liiga õhuke vaid langevarjude ja õhu hõõrdumise tõttu.

Nii on NASA kasutanud EDL-süsteeme, mis ühendavad langevarjud lööke neelavate turvapatjadega (mis viisid 2004. aastal Marsile ohutuid ja vabu rovereid ohutult), samuti strateegiat langevarjude segamiseks rakettmootoriga taevakraanaga (mis aitas 1- ton Curiosity rover puudutab 2012. aastal).

Agentuuride insenerid arendavad ka hiiglast ülehelikiirusega langevarjud ja hõõrdumist suurendavad „aeglustid”, mis suudaksid (taevakraana abil) maandada isegi Curiosityst raskema käigu. NASA ametnike sõnul on selline süsteem vajalik inimelupaikade moodulite ja muu mehitatud missiooni infrastruktuuri laskmiseks Marsile.

Originaal

Õppimine vigadest

Statistika näitab, et MAVENi ja MOM-i meeskonnad peaksid oma eelseisva orbiidi sisestamise manöövri pärast üsna närviliseks muutuma: ainult umbes 50 protsenti aastakümnete jooksul käivitatud 40-plussist robot-Marsi jõupingutustest on saavutanud täieliku missiooni edu. (MOM-i käitlejatel on veel üks ärevuse põhjus: nad juhivad India esimest Marsi-missiooni.) [Mars Explorered: Missions since 1971 (Infographic)]

Kuid nii kiire pilk statistikale ei räägi kogu lugu. Palju Punase planeedi rikked tuli 1960. aastatel, kui insenerid alles õppisid, kuidas robot -sondi teise maailma viia. Ja korralik osa nendest missidest saabus Nõukogude Liidu või selle järglasriigi Venemaa missioonidel.

NASA tulemused on olnud paremad, eriti viimasel ajal. Pärast Marsi kliimaorbiidi ja polaarlenderi 1999. aasta suurejoonelisi ebaõnnestumisi on agentuur nautinud rida Red Planeti edu koos orbiitide (Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter) ja maandunud veesõidukitega (Phoenixi maandur ja vaim, võimalus ja võimalus) Uudishimulised).

Insenerid on aastate jooksul õnnestumistest ja ebaõnnestumistest palju õppinud, muutes Marsi vähem keeruliseks sihtmärgiks kui kunagi varem, ütles Guinn. Kuigi roboti saatmine Punasele planeedile ei ole veel rutiinne ettevõtmine, võib see kunagi olla.

'Me oleme teel sinna,' ütles Guinn. 'Oleme kindlasti leidnud mõned viisid, kuidas muuta asjad ebakindlamaks.'

Jälgige Mike Wallit Twitteris @michaeldwall ja Google+ . Järgne meile @Spacedotcom , Facebook või Google+ . Algselt avaldatud demokratija.eu .