תוכנית הנחיתה המסוכנת של מרס רובר של נאס'א: מדריך שלב אחר שלב

תמונה המציגה את נאס

הקונספט של אמן זה מתאר מנוף שמיים המוריד את רובר הסקרנות של נאס'א אל פני השטח של המאדים. (אשראי תמונה: NASA/JPL-Caltech)





בשעה 22:31. PDT ב -5 באוגוסט, לאחר כמעט תשעה חודשי נסיעה, משימת מעבדת המדע למדעי המאדים של נאס'א (עם רובר בשם Curiosity) תגיע לכוכב האדום.

רובר של 2.5 מיליארד דולר יתחיל במסע של שנתיים לחקור את פנים מכתש גאלי מאדים ולצוד אחר עדויות לאוקיינוס ​​עתיק שם. אבל לפני שהציד הזה יכול להתחיל, הסקרנות צריכה לנחות .

רצף הנחיתה של מעבדת המדע של מאדים היה נושא לדיונים רבים עוד לפני שהמשימה יצאה לדרך ב -26 בנובמבר 2011. שבע דקות של אימה , 'רצף הכניסה, הירידה והנחיתה של החללית ידרוש שהרבה דברים יתנהלו כמו שצריך - הכל לפני שמישהו על כדור הארץ יקבל אפילו אות אחד, בשל משך הזמן שלוקח למידע לעבור ממאדים לכדור הארץ.



'עד שאנו מקבלים את האות הראשון שאומר' אוקיי, עכשיו הגעתי לפסגת האווירה ', במציאות הרובר כבר על פני השטח במשך שבע דקות', אמר סטיבן סל, סגן פעולות בכיר בכניסה. , ירידה ונחיתה במעבדת הנעה הסילוני של נאס'א בפסדינה, קליפורניה. 'זה כמו הילד שלך משחק במשחק הגדול, ואתה יכול לשבת שם ביציע ולצפות. זה נוגס ציפורניים לאורך כל הדרך״.

כאשר רובר הסקרנות מגיע למאדים הוא ינוע במהירות של 13,000 מייל לשעה (21,000 קמ'ש). בתוך שבע דקות, הרכב צריך לרדת למהירות של אפס קילומטרים לשעה - הכל ביצירה אחת, כמובן, ובמקום הנכון. [נחיתת מנוף השמיים של מארס רובר (אינפוגרפיקה)]

צעד ראשון



השלב הראשון בתהליך זה יהיה כניסה מודרכת, שבמהלכה כל חללית MSL (המורכבת כיום משלב הנחל והירידה החבוי לתוך פגז מגן) תתאים את דרכה לכיוון אליפסת הנחיתה שלה בקוטר 12 על 5 קילומטרים. - שמינית בלבד בגודל מטרות הנחיתה של רוברים קודמים.

מכיוון שהוא משפיע על האטמוספירה של מאדים במהירות של יותר מ -13,000 קמ'ש, מגן החום של MSL יקח את עיקר החימום החיכוך שנוצר על ידי ההאטה, ובקרוב יזהר בלבן-חמה בטמפרטורות שיגיעו ל -1,600 מעלות פרנהייט (870 מעלות צלזיוס). אפילו באמצעות זה, MSL עדיין תנחה את עצמה פיזית לעבר מכתש גייל, וירה רקטות כדי שתמשיך לעקוב אחריה.

האטמוספרה על מאדים, דקה פי 100 מזו של כדור הארץ, אינה צפופה מספיק בכדי להאט את MSL בעצמה. אז בשלב זה יופעל מצנח - תרתי משמע, מצנחת הקולות העל -קולית הגדולה ביותר שנוצרה אי פעם - להאט את MSL מ -1,000 קמ'ש (1,600 קמ'ש) לכ -200 קמ'ש (320 קמ'ש), ותכפיף את החללית ל- 9 ג'יגה -כוח של כוח. (זה פי 9 מהמשיכה של כוח הכבידה של כדור הארץ.)



ואז, כאשר פני השטח של מאדים עדיין מתקרבים במהירות, מגן החום של החללית יוטמע, ויחשוף את הרובר בפועל ויאפשר לה להשתמש במערכת הנחיית הרדאר שלה כדי לקבוע עד כמה הוא גבוה. זהו אחד החלקים המכריעים ביותר בירידה, מכיוון שעד אז MSL יוכל לבדוק את גובהו.

'כשמגן החום נכבה והרדאר נדלק, אנחנו צוֹרֶך למצוא את הקרקע, ״ אמר מכר. 'כאשר אנו מוציאים את מגן החום לראשונה אנו גבוהים מכדי שהמכ'ם יראה את הקרקע עדיין, לכן עלינו לחכות 20 עד 30 שניות ארוכות מאוד, עד דקה, עד שהמכ'ם יכול להתקרב מספיק לאדמה. כדי שתוכל לראות את זה. בלי הפתרון הזה הוא אפילו לא מנסה לעשות את שאר הנחיתה״.

וברגע שזה נעשה, זה באמת יתחיל להיות מעניין.

עושה נגיעה למטה

בסכום של כמעט 900 ק'ג, סקרנות פשוט גדולה מכדי לנחות עם כריות אוויר כמו רוברים קודמים. במקום זאת, מהנדסים תכננו שיטה שמעולם לא ניסתה בעבר: מנוף שמיים.

כאשר MSL מגיעה בדיוק לגובה הנכון, שלב הירידה שלה, שתופס את רובר הקוריוז בתוך מבנה מנוף השמיים, יירד מהפגוש ויפטר במהירות את דחפיו, ירחיק אותו בבטחה מהקליפה האחורית הנופלת ויאט אותו עוד יותר.

הסקרנות תישא בהתמדה כלפי מטה על ידי שלב הירידה, אשר ישתמש במצלמת ה- Mars Descent Imager (MARDI) שלה לתמרן מעל היעד שלה, ופעם בגובה של 20 מטר (כ -65 רגל) ישתמש ברקטות כדי לרחף במקום בזמן שהיא מורידה הרובר עד לפני השטח על רסן וחבל טבור - שלושתם נושאים את משקלו של הרובר.

גרפיקה זו מתארת ​​את רצף אירועי המפתח באוגוסט 2012 מתקופת נאס

גרפיקה זו מתארת ​​את השתלשלות אירועי המפתח באוגוסט 2012 מרגע שהחללית של מעבדת המדע למדעי מאדים של נאס'א - עם הרקרב שלה סקרנות - נכנסת לאטמוספירה של המאדים לרגע לאחר שהיא נוגעת על פני השטח.(אשראי תמונה: NASA/JPL-Caltech)

למרות שהמערכת נבדקה באופן ממצה על פני כדור הארץ באמצעות סימולציות ודגמי מחשבים מתקדמים מאוד, הפעם הראשונה שהיא תצא במלואה תהיה במהלך הנחיתה בפועל על מאדים.

'זה מבחן השטח האולטימטיבי,' אמר מכר.

ברגע שהסקרנות נגעה, החוטים יחתכו ושלב הירידה ימריא בבטחה לצד, ויתרסק על פני השטח של המאדים רחוק מספיק כדי לא להוות סכנה לרובר. בשלב זה סקרנות, הגלגלים למטה, מוכנה להתחיל את משימתה.

כלומר, כל עוד הכל הולך בדיוק ומדויק כמתוכנן. בליל ה -5 באוגוסט, כל העולם - שלא לדבר על לא מעט אנשים ב- JPL - יצפה בכדי לראות כיצד ניתן לשלוח רובר בגודל מיני קופר מאות מיליוני קילומטרים כדי לגעת על פני השטח. של כוכב לכת אחר.

״אנחנו מתכוננים לזה הרבה מאוד שנים & hellip; אנו נרגשים לצאת לשם ולנחות את הדבר הזה, 'אמר סל.

בקר ב- guesswhozoo.com לסיקור מלא של נחיתת רובר המאדים של נאס'א ביום ראשון. עקוב אחר guesswhozoo.com בטוויטר @Spacedotcom . אנחנו גם פעילים פייסבוק & Google+ .