Selgitatakse: mis teeb NASA Perseverance kulguri Marsile maandumise keeruliseks?

Tavaliselt võtab reis Marsile, mis on umbes 300 miljoni miili kaugusel, umbes seitse kuni kaheksa kuud. Perseverance käivitati 30. juulil 2020 akna ajal, mil Marss ja Maa olid üksteisele kõige lähemal.

Perseverance Rover kasutab oma puurit, et koguda Marsil kivimiproovi selles dateerimata kunstilise kontseptuaalse illustratsiooni jaotuslehes. (NASA/JPL-Caltech/Handout Reutersi kaudu)

Neljapäeval peaks NASA kulgur Perseverance maanduma Punasel planeedil Jezero kraatris, misjärel jätkab see tööd, et otsida märke möödunud eludest.

Maandumine on missiooni lühim, kuid üks olulisemaid ja ka raskemaid etappe. NASA ütleb, et kuna see on raske, on ainult 40 protsenti kosmoseagentuuride poolt üle maailma kunagi Marsile saadetud missioonidest olnud edukad, sest sadu asju peab minema küünte närimise tilka.

Et anda konteksti selliste missioonide käivitamise raskustele, nagu see, on näiteks uurija matemaatik Katherine Johnson. 2016. aasta filmis Varjatud figuurid , Taraji P. Henson kehastas Johnsonit, kes töötas välja täpsete arvutuste väljatöötamiseks, mis määrasid 1962. aastal John Glenni kosmosesse saatva kapsli trajektoori.

Muud missioonid Marsile

Teine Marsi missioon, AÜE Al Amal (Lootus) – araabia maailma esimene taoline missioon – astus eelmisel nädalal Marsi orbiidile . See on aga orbiidimissioon ega hõlma planeedi pinnale maandumist. Lisaks AÜE-le käivitas Hiina juuli-augusti aknas ka Marsi-missiooni.

Selliste ambitsioonikate kosmosemissioonide valguses on mõned astrobioloogid väljendanud muret võimaliku planeetidevahelise saastumise pärast. See tähendab Maal asuvate mikroobide transportimist teistele taevakehadele ja maaväliste mikroobide tagasitoomist Maale. Kosmoseuuringute komitee (COSPAR) kehtestab planeedikaitsepoliitika, mille eesmärk on piirata teistele planeetidele saadetavate mikroobide arvu ning tagada, et tulnukate elu ei põhjustaks Maal kaost.

Kuidas kosmoselaev Marsile jõuab?

Tavaliselt võtab reis Marsile, mis on umbes 300 miljoni miili kaugusel, umbes seitse kuni kaheksa kuud. Perseverance käivitati 30. juulil 2020 akna ajal, mil Marss ja Maa olid üksteisele kõige lähemal. See aken on oluline, kuna kaks planeeti tiirlevad ümber Päikese erineva kiirusega ja iga kahe aasta järel on planeedid asendis, kus nad on üksteisele kõige lähemal. Kosmoseagentuurid loodavad selle akna ajal oma kosmoseaparaadi käivitada, kuna suurem vahemaa tähendab vähem raketikütust.

Vastavalt an analüüsi tegi Purdue ülikool , tahke raketikütuse hind on hinnanguliselt 5 dollarit kilogrammi kohta. Autosuurune Perseverance kulgur kasutab aga tuumajõul töötavat süsteemi. Peaaegu 30 aasta pärast saab sellest esimene kulgur, mis kasutab USA riiklikes laborites loodud riigis toodetud plutooniumi. Kulguri toiteallikaks on generaator, mis muundab plutoonium-238 loomulikul lagunemisel tekkiva soojuse elektriks, mis hoiab kulguri ja selle tööriistad töös ka pärast Marsile maandumist.

Kui palju maksab visaduse missioon?

NASA kulutab missioonile hinnanguliselt 2,7 miljardit dollarit, mis hõlmab kosmoselaevade arendamist, stardioperatsioone ja operatsioonide hoolduskulusid pärast Marsile maandumist.

Vastavalt Planeediselts Plutoonium-238 kasutamine kütusena on suurendanud missiooni kulusid, kuna tuumamaterjal on seotud kõrgendatud keskkonna- ja ohutuseeskirjadega. Missiooni kogumaksumus on võrdne Google'i kuue päeva jooksul teenitava rahasummaga või rahasummaga, mille ameeriklased kulutavad oma lemmikloomadele iga 10 päeva järel või 33 tundi USA kaitseministeeriumi juhtimisel, teatas selts.

LIITU NÜÜD :Express Explained Telegrami kanal

Miks on Marsile maandumine keeruline?

Sisenemine, laskumine ja maandumine (EDL) on see, mida nimetatakse Mars 2020 missiooni kõige intensiivsemaks etapiks. Selleks, et Perseverance kulgur Marsile edukalt maanduks, peavad mitmed asjad korda minema. EDL-faas algab siis, kui kulgur jõuab Marsi atmosfääri tippu, liikudes kiirusega 20 000 km/h. Siin on kulguri väljakutseks vähendada kiirust ligikaudu 20 000 km/h-lt nullini ja maanduda samal ajal kraatri kitsale pinnale.

NASA sõnul lõpeb EDL-faas seitsme minuti pärast, kui kulgur jääb planeedi pinnale paigale. Pärast seda tuleb pidureid rakendada väga ettevaatlikult, loominguliselt ja väljakutsuvalt.

Kümme minutit enne atmosfääri sisenemist loobib kulgur oma kruiisilava, mis koosneb päikesepaneelidest, raadiotest ja kütusepaakidest, mida lennu ajal kasutatakse. Reisi planeedi pinnale teeb ainult kaitsev aeroshell, mis koosneb kulgurist ja laskumisastmest. Nüüd kosmoselaevana siseneb Marsi pinnale , aeglustab seda takistus, mis on siis, kui planeedi atmosfääri hõõrdumine töötab vastu kosmoselaeva pinda, aeglustades sellega selle liikumist ja alandades selle orbiidi kõrgust.

Kuigi takistus aeglustab kosmoselaeva, soojendab see seda ka üles ja maksimaalne kuumenemine toimub umbes 80 sekundit pärast kulguri atmosfääri sisenemist. Kuid see ei mõjuta kulgurit, mis on toatemperatuuril aeroshelli sees.

Läbi atmosfääri laskudes peab kosmoselaev kursil püsimiseks välja laskma väikesed tõukurid, kuna erineva tihedusega õhutaskute tõttu võib see kursilt kõrvale lükata. Seejärel aeglustab kuumuskilp kosmoselaeva kiiruseni umbes 1600 km/h, misjärel (umbes 240 sekundit pärast sisenemist) rakendatakse ülehelikiirusega langevari.

Kakskümmend sekundit pärast langevarju kasutuselevõttu eraldub kuumakaitsekilp ja kulgur puutub esimest korda kokku planeedi atmosfääriga. Praegu töötab langevari sõiduki edasiseks aeglustamiseks. Kuid kuna Marsi atmosfäär on õhuke, liigub sõiduk endiselt maapinna poole kiirusega 320 km/h. Seetõttu peab kulgur ohutuks maandumiseks loobuma langevarjust ja sooritama ülejäänud teekonna rakette, mis on osa laskumisetapist, mille mootorid käivituvad, kui kulgur on umbes 2100 meetri kõrgusel maapinnast.

Kulguri lõplik laskumiskiirus on umbes 2,7 km tunnis, mis on aeglasem, kui keskmine inimene suudab jalgsi tunniga läbida – umbes 5 km. Selles etapis, kui maapinnast umbes 66 jala kõrgusel maapinnal maandumiseks on jäänud umbes 12 sekundit, lastakse kulgur kaablikomplekti peale alla. Kuna kulgur tunneb, et tema rattad on maad puudutanud, lõikab see läbi kaablid, mis seejärel iseseisvalt kontrollimatult maanduvad pinnale, kuhugi kulgurist eemale.

United Launch Alliance Atlas V rakett, mis kannab NASA sõidukit Mars 2020 Perseverance Rover, tõuseb õhku Cape Canaverali õhujõudude jaamast Cape Canaveralis, Floridas, USA-s 30. juulil 2020. (NASA/Joel Kowsky/Handout Reutersi kaudu)

Mida Perseverance kulgur Marsil teeb?

Püsivus veedab planeedil ühe Marsi aasta (kaks aastat Maal), mille jooksul ta uurib maandumiskoha piirkonda. Jezero kraater, kus see maandub, oli kunagi iidse jõe delta koht (teadlased teavad seda eelmiste maandumis- ja orbiidimissioonide käigus kogutud tõendite põhjal, mis viitavad miljardeid aastaid tagasi planeedi niisketele tingimustele).

Kui Marsil oli kunagi iidses minevikus (3,5–3,8 miljardit aastat tagasi) soojem atmosfäär, mis võimaldas veel voolata, ja kui sellel eksisteeris mikroobne elu, siis on võimalik, et see eksisteerib erilistes piirkondades ka tänapäeval.

Kulgur kannab endaga kaasas seitset instrumenti, mille hulgas on täiustatud suumimisvõimalusega kaamerasüsteem, SuperCam, mis on pildistamise ja keemilise koostise analüüsi pakkuv instrument ning spektromeeter. Üks huvitavamaid instrumente kulguri pardal kannab aga nime MOXIE, mis hakkab tootma hapnikku Marsi atmosfääri süsinikdioksiidist. Kui see instrument on edukas, saavad tulevased astronaudid (praegu veel ükski inimene Marsil jalga pole hoidnud) kasutada seda Maale naasmiseks raketikütuse põletamiseks.

Kulgur kannab ka Ingenuityt, esimest helikopterit, mis lendab Marsil. See aitab koguda pinnalt proove kohtadest, kuhu kulgur ei ulatu. Üldiselt on kulgur mõeldud iidse elu märkide uurimiseks, proovide kogumiseks, mis võidakse tulevaste missioonide ajal Maale tagasi saata, ja katsetada uut tehnoloogiat, mis võiks olla kasulik tulevastele roboti- ja inimmissioonidele planeedil.

Jagage Oma Sõpradega: