Vysvětleno: Co ztěžuje přistání roveru Perseverance NASA na Marsu?

Cesta na Mars, který je asi 300 milionů mil daleko, obvykle trvá asi sedm až osm měsíců. Perseverance byla spuštěna 30. července 2020 během okna, kdy byly Mars a Země k sobě nejblíže.

Rover Perseverance používá svůj vrták ke sběru vzorku horniny na Marsu v tomto nedatovaném uměleckém konceptuálním ilustračním letáku. (NASA/JPL-Caltech/Handout přes Reuters)

Očekává se, že ve čtvrtek vozítko NASA Perseverance přistane v kráteru Jezero na Rudé planetě a poté bude pokračovat v práci na hledání známek minulého života.

Přistání je nejkratší, ale jedna z nejvýznamnějších a také obtížných fází mise. NASA říká, že protože je to obtížné, pouze 40 procent misí, které kdy vesmírné agentury po celém světě vyslaly na Mars, bylo úspěšných, protože stovky věcí musí jít přímo pro kapku kousání nehtů.

Abychom uvedli do souvislosti obtížnost spouštění misí, jako je tato, je zde příklad výzkumné matematičky Katherine Johnsonové. Ve filmu z roku 2016 Skryté postavy , Taraji P. Henson hrál Johnsona, který pracoval na zjištění přesných výpočtů, které určily trajektorii kapsle, která v roce 1962 vynese Johna Glenna do vesmíru.

Další mise na Mars

Další mise na Mars, Al Amal (Hope) Spojených arabských emirátů – první taková mise v arabském světě – minulý týden vstoupil na oběžnou dráhu Marsu . Toto je však orbitální mise a nezahrnuje přistání na povrchu planety. Kromě Spojených arabských emirátů zahájila v období mezi červencem a srpnem misi na Mars také Čína.

Ve světle takových ambiciózních vesmírných misí vyjádřili někteří astrobiologové obavy z možné „meziplanetární kontaminace“. To znamená transport pozemských mikrobů do jiných nebeských těles a přivedení mimozemských mikrobů zpět na Zemi. Výbor pro vesmírný výzkum (COSPAR) stanoví „politiku planetární ochrany“, jejímž cílem je omezit počet mikrobů vysílaných na jiné planety a také zajistit, aby mimozemský život nezpůsobil na Zemi zmatek.

Jak se kosmická loď dostane na Mars?

Cesta na Mars, který je asi 300 milionů mil daleko, obvykle trvá asi sedm až osm měsíců. Perseverance byla spuštěna 30. července 2020 během okna, kdy byly Mars a Země k sobě nejblíže. Toto okno je důležité, protože obě planety obíhají kolem Slunce různou rychlostí a každé dva roky jsou planety v pozici, kde jsou si nejblíže. Vesmírné agentury se chystají vypustit svou kosmickou loď během tohoto okna, protože menší vzdálenost znamená použití menšího raketového paliva.

Podle an analýzu provedla Purdue University , náklady na tuhé raketové palivo se odhadují na 5 USD za kg. Rover Perseverance o velikosti auta však používá systém na jaderný pohon. Za téměř 30 let se stane prvním roverem, který bude používat domácí plutonium vytvořené národními laboratořemi v USA. Rover bude poháněn generátorem, který přemění teplo generované přirozeným rozpadem plutonia-238 na elektřinu, která udrží rover a jeho nástroje v chodu, jakmile přistane na Marsu.

Jaká je cena mise Perseverance?

Odhaduje se, že NASA na misi vynaloží 2,7 miliardy dolarů, což zahrnuje vývoj kosmické lodi, startovací operace a náklady na udržování provozu po přistání na Marsu.

Podle Planetární společnost použití plutonia-238 jako paliva zvýšilo náklady mise, protože jaderný materiál je spojen se zvýšenými ekologickými a bezpečnostními předpisy. Celkové náklady na misi odpovídají částce peněz, kterou Google vydělá za šest dní, nebo částce peněz, kterou Američané utratí za své mazlíčky každých 10 dní nebo ekvivalentní 33 hodinám provozu amerického ministerstva obrany, říká společnost.

PŘIDEJ SE TEĎ :Express Explained Telegram Channel

Proč je přistání na Marsu obtížné?

Vstup, sestup a přistání (EDL) je to, co se nazývá nejintenzivnější fáze mise Mars 2020. Aby vozítko Perseverance úspěšně přistálo na Marsu, musí být v pořádku několik věcí. Fáze EDL začíná, když rover dosáhne vrcholu marťanské atmosféry při rychlosti 20 000 km za hodinu. Výzvou pro rover je snížit rychlost ze zhruba 20 000 km za hodinu na nulu a zároveň přistát na úzkém povrchu kráteru.

Fáze EDL, říká NASA, skončí za sedm minut, kdy bude rover stát na povrchu planety. Poté je třeba brzdit velmi opatrně, kreativně a náročným způsobem.

Deset minut před vstupem do atmosféry se rover zbaví své cestovní fáze, která se skládá ze solárních panelů, rádia a palivových nádrží, které se používají během letu. Výlet na povrch planety provede pouze ochranný aeroshell, který se skládá z roveru a sestupového stupně. Nyní jako kosmická loď vstupuje na povrch Marsu , bude zpomalován odporem, což je, když tření atmosféry planety působí proti povrchu kosmické lodi, čímž ji zpomaluje a snižuje její orbitální výšku.

Zatímco odpor zpomaluje kosmickou loď, zároveň ji zahřívá a vrcholné zahřívání nastává asi 80 sekund po vstupu roveru do atmosféry. To ale neovlivňuje rover, který je uvnitř aeroshell při pokojové teplotě.

Při sestupu atmosférou bude muset kosmická loď odpálit malé trysky, aby zůstala na kurzu, protože může být vychýlena z kurzu kvůli malým kapsám vzduchu s různou hustotou. Následně tepelný štít zpomalí kosmickou loď na asi 1600 km za hodinu, v tu chvíli (asi 240 sekund po vstupu) dojde k nasazení nadzvukového padáku.

Dvacet sekund po nasazení padáku se tepelný štít oddělí a rover je poprvé vystaven atmosféře planety. V tomto okamžiku padák pracuje na dalším zpomalení vozidla. Ale protože je atmosféra Marsu řídká, vozidlo se stále pohybuje směrem k povrchu rychlostí 320 km za hodinu. Pro bezpečné přistání proto musí rover opustit padák a zbytek cesty absolvovat pomocí raket, které jsou součástí sestupové fáze, jejíž motory se nastartují, když bude rover asi 2100 metrů nad povrchem.

Konečná rychlost klesání roveru je asi 2,7 km za hodinu, což je pomalejší rychlost, než kterou průměrný člověk urazí pěšky za hodinu – asi 5 km. V této fázi, kdy zbývá asi 12 sekund na přistání na povrchu ve výšce asi 66 stop nad povrchem, je rover spuštěn na sadě kabelů. Když rover vycítí, že se jeho kola dotkla země, přeřízne kabely, které pak nezávisle nekontrolovaně přistanou na povrchu někde daleko od roveru.

Raketa United Launch Alliance Atlas V nesoucí vozidlo NASA Mars 2020 Perseverance Rover startuje ze stanice Cape Canaveral Air Force Station v Cape Canaveral na Floridě, USA 30. července 2020. (NASA/Joel Kowsky/Handout via Reuters)

Co udělá vozítko Perseverance na Marsu?

Perseverance stráví na planetě jeden rok na Marsu (dva roky na Zemi), během kterého prozkoumá oblast místa přistání. Kráter Jezero, kde přistane, byl kdysi místem starověké říční delty (vědci to vědí díky důkazům shromážděným během předchozích přistání a orbitálních misí, které ukazují na vlhké podmínky na planetě před miliardami let).

Pokud Mars kdysi ve své dávné minulosti (před 3,5-3,8 miliardami let) skrýval teplejší atmosféru umožňující proudění vody a pokud na něm existoval mikrobiální život, je možné, že ve zvláštních oblastech existuje i dnes.

Rover s sebou nese sedm přístrojů, mezi které patří pokročilý kamerový systém s možností zoomu, SuperCam, což je přístroj, který bude poskytovat zobrazování a analýzu chemického složení a spektrometr. Jeden z nejzajímavějších přístrojů na palubě roveru se však jmenuje MOXIE, který bude produkovat kyslík z marťanského atmosférického oxidu uhličitého. Pokud bude tento nástroj úspěšný, pak jej budoucí astronauti (dosud žádný člověk na Marsu neudržel nohu) mohou použít ke spalování raketového paliva pro návrat na Zemi.

Rover ponese také Ingenuity, první vrtulník létající na Marsu. To pomůže shromáždit vzorky z povrchu z míst, kam se rover nedostane. Celkově je rover navržen tak, aby studoval známky starověkého života, sbíral vzorky, které by mohly být poslány zpět na Zemi během budoucích misí, a testoval novou technologii, která by mohla být přínosem pro budoucí robotické a lidské mise na planetě.

Sdílej Se Svými Přáteli: