InSight teeb barrelit maandumiseks Marsile. Kosmoselaev läheneb lähenemisele ja maandumisele proovitud meetodi abil, kuid kuigi NASA on selle stardi juba varem alla tõmmanud, peavad InSightil ohutuks saabumiseks kümneid asju sisenemise, laskumise ja maandumise (EDL) ajal täpselt õigesti minema. Punase Planeedi pind.
Esmaspäeval, 26. novembril kell 14.47 EST tabab InSighti maandur Marsi atmosfääri tippu, umbes 125 kilomeetrit (70 miili) maapinnast, liikudes kiirusega 5, 5 kilomeetrit sekundis (12 000 miili tunnis). Veesõiduki ablatiivne ränidioksiidi kuumuskilp tõuseb temperatuurini üle 1500 kraadi Celsiuse järgi - see on piisavalt kuum, et sulatada teras. Umbes kolm ja pool minutit pärast atmosfääri sisenemist hakkab kosmoselaev ikkagi ülehelikiirusel maapinna poole haiget tegema. Langevarju langetatakse nii palju kui võimalik, kuumakilp hakkab hävitama ja kosmoselaev hakkab radariga maad otsima. Umbes kuus minutit pärast atmosfääri löömist eraldub maandur oma tagumisest kestast - sõites endiselt umbes 180 miili tunnis - ja tulistab oma retroraketid, et viia see mujale koju, puudutades seda umbes minut hiljem.
Kui kõik läheb õigesti - samal ajal kui insenerid jälgivad juhtimisekraane „seitsmeminutilise terrori ajal“, mis ei suuda kaugemat veesõidukit reaalajas juhtida - puhkab InSight esmaspäeval pärast tänupüha Elysium Planitias puhkama ja valmistub alustama seismoloogia ja Marsi sisemine soojus. NASA võib lohutada sellega, et sellised maandumised on minevikus õnnestunud, kuid kui proovite veesõidukit miljonite miilide kaugusel maanduda, on võimatu igaks juhuks valmistuda.
(Emily Lakdawalla Planeetide Ühingu eest) Iga kord, kui läheneb Marsi maandumine, saavad kosmosefännid palju statistikat. Enne Curiosity maandumist on „enam kui pooled kõigist Marsi missioonidest ebaõnnestunud.” Enne Euroopa ExoMarsi käivitamist on „rohkem missioone ebaõnnestunud: 28 floppi võrreldes 19 õnnestumisega.” Pärast ExoMarsi orbiidil õnnestus, kuid selle maandur ei suutnud ( vähemalt mitte täielikult): "Kümnest Marsile käivitatud robot-maanduri ja rover-missioonist on õnnestunud vaid seitse."
Statistika on dramaatiline, kuid lugu, mida nad jutustavad, on pisut dateeritud. 20. sajandi teisel poolel toimus tähelepanuväärne ebaõnnestumiste marsruut - Mars 96, Marsi vaatleja, Mars Climate Orbiter ja Mars Polar Landeri kaotused nõelavad endiselt. Kuid kuigi Venemaa pole kunagi Marsil täielikku edu saavutanud, on NASA, Euroopa Kosmoseagentuur (ESA) ja India Kosmoseuuringute Organisatsioon (ISRO) kõik Y2K algusest peale Marsil orbiidi sisestused üsna naelutatud. Hiinas, Indias ja Jaapanis on töödes juba teine Marsiga seotud missioon ning Araabia Ühendemiraadid kavandavad oma esimest, rääkimata mitme eraõigusliku üksuse ambitsioonidest.
Marsi orbiidi sisestamine on 21. sajandil muutunud suhteliselt rutiinseks, kuid Marsi maandumised on endiselt mõned kõige keerukamatest süvakosmose missioonidest, mida eales üritatud. ESA kahe eduka orbiiditaja hulka kuulusid pisikesed maandurid, millest pärast maandumist polnud kunagi kuulda, ehkki ExoMarsi Schiaparelli maandur saatis andmed peaaegu kogu pinnale.
Kolm asja muudavad Marsi maandumise palju keerulisemaks kui Kuu maandumine - või Maa maandumine. Esiteks on Mars, erinevalt kuust, liiga kaugel, et ükski maapinnaga seotud inimene oleks maandumiskatse ajal silmus. Aeg, mis kulub signaalilt Marsilt Maale ja tagasi sõitmiseks, pole kunagi vähem kui üheksa minutit ja on tavaliselt palju pikem, nii et selleks ajaks võime kuulda ja reageerida signaalile, et meie kosmoselaev on jõudnud atmosfääri tippu, lõpptulemus on ühel või teisel viisil juba olemas.
Teine probleem on Marsi atmosfäär. Neid on nii liiga palju kui ka liiga vähe. Maal, kui astronaudid ja proovikapslid kosmosest tagasi jõuavad, saame kaitsta kosmoselaevu soojakilpide taga ja kasutada atmosfääri sisenemise hõõrdumist, et aeglustada hüpersoonilise veesõiduki helikiirust. Kui leegitsev osa on möödas, saame kiiruse edasiseks vähendamiseks langevarju lihtsalt välja hüpata ja liikuda maapinnale või veele kergeks (või vähemalt üle elatavaks) maandumiseks.
Marsi atmosfäär on piisavalt paks, et tekitada tulist sisenemist, mis nõuab soojavarjestust, kuid see on liiga õhuke, et ainuüksi langevari aeglustab sisenevat kosmoselaeva ohutuks maandumiskiiruseks. Kui Curiosity jõudis 2012. aastal Marsi atmosfääri tippu, liikus see kiirusega 5, 8 kilomeetrit sekundis (13 000 miili tunnis). Kui soojavarjestus oli teinud kõik, mis suutis, tegi kosmosesõiduk maapinnale kiirust 400 meetrit sekundis (895 mph). Curiosity langevari võis seda aeglustada, kuid ainult kiiruseni 80 meetrit sekundis (179 miili tunnis). Sellise kiirusega maapinnaga löömine pole isegi roboti jaoks teostatav.
Sellises õhuta maailmas, nagu kuu, pole kuumuskilpe vaja ja langevarjudega pole teil midagi head. Kuid ärge kartke, meil on Kuu maandumise tehnoloogia olnud juba 1960. aastatest alates: võtke mõned raketid ja suunake need allapoole, tühistades veesõiduki kiiruse.
Atmosfäär teeb asja Marsil pisut keerukamaks. Kui lisafaktoriks on liikuv õhk, võivad ettearvamatud tuuled lisada laskuvale kosmoselaevale sama ettearvamatu horisontaalse kiiruse. Sel põhjusel peavad Marsi maandumispiirkonnad olema madala piirkondliku kallakuga. Tugevad horisontaalsed tuuled ja kõrged kallakud võiksid viia maanduri maapinnast palju kaugemale või lähemale, kui ta eeldab - ja kummaski olukorras võib katastroof ilmneda.
Illustratsioon NASA InSight-maandurist, mis peatselt maandub Marsi pinnale. (NASA / JPL-Caltech) Nii vajab Marsi maandur pinnale jõudmiseks kolme tehnoloogiat: soojavarjestust, isikupäraselt kasutatavat langevarju ja retrokordi. Vikingi missioonid Marsile 1970. aastate keskpaigas valmistusid suborbitaalsetele rakettidele langevarjude katsetamise teel, et kontrollida, kas need suudavad paisuda helikiirusel kiiremini purustamata. Kõik sellest ajast peale edukad Marsi maandumised (kõik NASA) on toetunud viikingite pärandiga langevarjudele. Hiljuti töötas NASA välja uue katse, mille eesmärk on välja töötada aeglustustehnoloogiad, mis suudaksid maanduda Vikingi sondidest raskematele kosmoselaevadele - see ettevõtmine, mis esialgu ei olnud edukas, viis katastroofiliselt purustatud langevarjudeni. (Viimased testid on toiminud paremini.)
Seda kõike meeles pidades, mida me teame, mis hiljuti ebaõnnestunud Marsi maandurite jaoks valesti läks? Neist kahe kohta - Mars Polar Lander ja Beagle 2 - saame ainult spekuleerida. Kosmoseaparaadil polnud laskumisel võimalust edastada reaalajas telemeetria andmeid. Polari Landeri rike Marss andis NASA-le olulise õppetunni: kui tahame oma läbikukkumistest midagi õppida, peame koguma nii palju andmeid kui võimalik, kuni läbikukkumiseni. Pärast Marsi polaarjoone kokkupõrget 1999. aasta lõpus pinnases on iga Marsi maandur, välja arvatud ESA seade Beagle 2, edastanud andmed orbiidile, mis salvestas töötlemata raadiosignaalid edasiseks analüüsiks rikke korral.
Nendel päevadel on Marsi orbiidil palju, nii et saaksime veelgi paremini hakkama. Alati on katastroofi korral üks orbiidil kuulaja ja maanduri iga viimane raadiosignaali salvestus ja salvestus. Ja seal on tavaliselt sekundaarne orbiiter, mis mitte ainult ei kuula signaali, vaid dekodeerib selle ja edastab teabe Maale nii kiiresti, kui valguse aeglane teekond seda võimaldab. See "painutatud toruga" andmeedastus on andnud meile adrenaliiniga paika pandud reaalajas pildi Marsi maandumiskatsetest.
Marsi kaart, mis näitab NASA kõigi seitsme õnnestunud maandumise asukohti koos InSighti maandumiskohaga Elysium Planitia tasases piirkonnas. (NASA) Kui InSight maandub, lasub katse ebaõnnestumisel telemeetria salvestamiseks edaspidiseks dissektsiooniks Mars Reconnaissance Orbiter. Maandumise kohta reaalajas andmete saamiseks on InSight toonud kaasa kaks väikest kosmosevaenulist kaaslast: MarCO CubeSats, mis on vaid umbes kolm jalga pikad. Kosmoseaparaat Mars Cube One on kõigi aegade esimene planeetidevaheline CubeSat. Kui käsitöö õnnestub, saab maailm InSighti maandumise kohta reaalajas teateid ja väikesed kosmoserobotid sillutavad teed tulevastele, väiksematele, odavamatele Marsi reisidele.
Kuid praegu on kõik pilgud InSightil. NASA on edukalt maandunud Marsile seitse korda ja enne kui kuu läbi on, kavatseb kosmoseagentuur seda kaheksaks muuta.
Emily Lakdawalla on Planetaaride Ühingu planeedievangelist ja seltsi kvartaliväljaande The Planetary Report toimetaja. Tema uus raamat on uudishimu kujundamine ja kujundamine: kuidas Mars Rover oma tööd täidab .
Uudishimu kujundamine ja kujundamine: kuidas Mars Rover oma tööd täidab
See raamat kirjeldab kõige keerukamat masinat, mis teisele planeedile kunagi saadetud: uudishimu. See on ühetonnine robot, millel on kaks aju, seitseteist kaamerat, kuus ratast, tuumaenergia ja peas olev laserkiir. Keegi inimene ei saa aru, kuidas kõik tema süsteemid ja instrumendid töötavad. See oluline viide Curiosity missioonile selgitab iga roveri süsteemi taga olevat tehnikat alates raketi jõul töötavast jetpackist kuni radioisotoopide termoelektrilise generaatorini kuni kuratlikult keeruka proovide käitlemissüsteemini.
Osta
