Mars Landing: NASA-jev InSight je zgrajen zaradi absurdnih pogojev


Resnično ni način za vadbo pri pristanku na Marsu. Lahko ga simulirate, seveda, vendar se med dejanskimi poskusi učijo najbolj dragocene lekcije. Ko stvari šeljo slabo, so te lekcije tudi najdražje. Dejstvo je, da večina misij na Mars ne uspe, čeprav ima NASA boljše rezultate kot večina. Agencija je izvedla sedem uspešnih touchdownov na rdečem planetu. V ponedeljek, 26. novembra, bo poskušal osmič, ko si bo prizadeval za spuščanje vesoljskega plovila InSight v višini 830 milijonov dolarjev na Elysium Planitia, obširni ravnini, ki leži severno od marskega ekvatorja.

Če je NASA uspešna, bo InSight (kratko za notranje raziskave z uporabo seizmičnih raziskav, geodezije in toplotnega transporta) prva naloga, ki bo raziskala globinsko notranjost Marsa z termičnimi sondami in seizmometrijo, pristopni znanstveniki pa mislijo, da bodo obravnavali vprašanja o nastanku rdečega planeta in sestavo. Toda najprej mora vesoljsko plovilo pristati. Da bi to naredili, bo moralo večkrat prenašati atmosfero, hitrost zvoka, vremenske nasilne peščene nevihte in preprečiti, da bi jo zmečkali lastna oprema. Na Marsu je težko, toda inženirji NASA menijo, da so vstop, spuščanje in pristajanje – sedemminutni čas, v katerem načrtovalci misij ne morejo posredovati, zaradi ogromne razdalje med Marsom in Zemljo – najbolj tvegano zaporedje v celotni misiji. Evo, kako namerava NASA to potegniti.

Ponedeljek, 26. novembra ob 11:47 PT

Za InSight se bo to dejanje začelo v ponedeljek, 26. novembra ob približno 11:47 po PT (14:47 ET). Takrat je plavajoči plavalec zadel na vrh Marsa, na nadmorski višini približno 43 milj nad površino planeta. Ko pride v stik, bo vesoljska ladja plavila na 5500 metrov na sekundo. To je 12.300 kilometrov na uro.

Pri teh hitrostih je glavna skrb za inženirje NASA trenje. Marsovo ozračje, ki je približno 100-krat tanjše od Zemlje, igra pomembno vlogo pri prihodu InSighta: krvavitev vesoljske ladje kinetične energije. A vzdušje predstavlja tudi veliko nevarnost. Odpornost na toplotni ščit InSight-a, ohišje 419 kilogramov, sestavljeno predvsem iz zdrobljene plute, bo temperaturo zaščitne pregrade prineslo na temperature več kot 2.700 stopinj Fahrenheita – dovolj vroče, da se talijo.

11:49 PT

Te temperature se bodo končale približno 90 sekund po tem, ko bo InSight zaznal vrh Marsove atmosfere, približno 11:49. V istem času bo InSight doživel svoje maksimalne sile upočasnjevanja, pri čemer se bodo na Zemlji približale 8-krat večji tok gravitacije. Za referenco lahko ljudje, ki so izpostavljeni vsaj 4 gs, izgubijo zavest v nekaj sekundah. InSight ima lahko svojo lastno različico izpadov: toplota na tej točki atmosferskega vstopa bo tako intenzivna, inženirji NASA pričakujejo, da lahko ionizirajo plin okoli vesoljskih plovil, kar vodi do začasnih motenj radijskih prenosov na Zemljo.

Torej začne spuščanje InSighta proti površini Martija. V dveh minutah, ki sledijo, bo InSight še naprej upočasnil, dokler na senzorjih na vozilu ugotovijo, da je varno uvajati nadzorovano padalo padala.

11:51 PT

Odvisno od lokalnih vremenskih razmer (v tem času je na Marsu pogosto peščene nevihte – to je druga možnost, ki jo pripisuje toplotni ščit InSighta), ki se meri s premerom 39 metrov, : 51. Deset sekund kasneje bo vesoljski ladji pristal na radarju na spletu.

Sledi serija skrbno orkestriranih korakov, ki so bistvenega pomena za padec teže, saj se pripravlja na dotik. V prvih 25 sekundah padalnega spusta bo InSight odvrgel svoj toplotni ščit in razporedil svoje tri noge, ki absorbirajo udarce, pri pripravah na pristajanje. Devetdeset sekund kasneje bo vesoljska ladja začela uporabljati svoj radar, ki je zdaj popolnoma aktiviran, da bi ocenil njegovo bližino površini Martija in hitrost njenega pristopa.

11:53 PT

Zadnja minuta prihoda InSighta na Marsu bo zaznamovala še večja oprema. Petindvajset sekund pred dotikom, bi se vesoljsko plovilo spustilo na približno 134 kilometrov na uro. Na nadmorski višini dveh tretjin kilometra, ki jo določi njegov radar, se bo InSight ločil od padala in drugič kasneje začel streljati ducat motorjev s spuščanjem. Vgrajena navigacijska programska oprema bo tistim motorjem omogočila štirikratno delovanje, tako da usmerijo svoj potisak, da se upočasni spuščanje spuščanja, ga usmeri proti svoji pristaniški coni in ga orientira tako, da se njegove sončne matrike raztezajo vzhodno-zahodno, vse pa ohranjajo izven na način, ki je bil prej zavržen, in v bližnji prihodnosti, lupini in žlebu.

11:54 PT

V zadnjih petnajstih sekundah se bo InSight spustil z višine 164 čevljev, medtem ko se bo navpična hitrost upočasnila s 17 na 5 kilometrov na uro: hitrost pri dotiku. Ta končni plop, ki naj bi se zgodil okoli 11:54 PT, je odgovoren za stiskanje nožev, ki absorbirajo udarce InSight-a, s čimer aktivirajo senzorje na zgornjih straneh njenih podstavkov. Sprožitev teh senzorjev zmanjša pristajalčeve retroroke in pošilja dva signala, od katerih eden kaže, da je robot iztovoril, in drugo, sedem minut kasneje, da sporoči, da je robot funkcionalen.

Potem, ob predpostavki, da je vse do konca poteklo, prihaja praznovanje; InSight do nekaj tednov kasneje ne bo začel delati nobene znanosti. Prvič, inženirji NASA bodo morali uporabiti fotoaparat, ki je pritrjen na 8-metrsko robotsko roko InSight-a, da preuči njegovo okolico in določi idealno mesto za postavitev dveh glavnih znanstvenih instrumentov: samozaporno toplotno sondo in komplet potresa -zaznavanje seizmometrov. Ko se odločijo, kje jih bodo postavili, bodo na koncu roke uporabili pet-prstni odsek za dviganje raziskovalnih instrumentov iz krova InSight-a (polica, ki je v bistvu pritrjena na pristanišče), jih dvignejo v zrak , in jih postavite na površje planeta – manevrski inženirji sistema InSight, ki so mi jih opisali, so mi opisali kot podobne igri, ki jo igrate na arkadi, razen na milijone kilometrov proč.

Na srečo z njimi bodo operaterji InSighta lahko izvajali kravato v JPL's In-Situ Instrument Lab v Pasadeni, ki je načrtovalec misije, ki bo služil za popolno kontrolo nad robotom navodila v globokem prostoru. Morda ne obstaja način za vadbo robota na Marsu, vendar bodo vsaj InSightovi inženirji to lahko vadili.


Več velikih WIRED zgodbe