A Mars Rover Curiosity hatalmas éhezésű, narkoleptikus és magányos - de éppen ez szükséges ahhoz, hogy egy sziklás csillagként felfedezzék a Naprendszert. Ma a rover média drágám. Mint minden emberi híresség, a Curiosity gyakran önportrékot készít, zenei videóval és paródia Twitter-fiókkal rendelkezik, és LEGO figurává immortalálta. A híres robotnak még nehéz helyzetben van a múltja.
kapcsolodo tartalom
- A Curiosity Rover épp egy marsi éve lett
- A Curiosity Marsra történő leereszkedésének nagyfelbontású perspektívája
2008-ban a Curiosityt - amelyet technikailag a Mars Science Laboratory-nak vagy MSL-nek hívtak - súlyos károkkal sújtották az ütemterv lemaradása és a költségvetés túllépése miatt. A missziót eredetileg a NASA-nak nevezték el, mint 1, 6 milliárd dolláros űrhajó, amelyet 2009-ben kellett indítani. De a különféle technikai akadályok miatt az indítási menetrend 2011-re esett, és a költségek 2, 5 milliárd dollárra növekedtek. Rob Manning, a misszió főmérnöke szerint a fiatal Curiosity problémái a leghíresebb tulajdonságára vezethetők vissza: az égdaruk leszállási rendszerére.
Az égdaru olyan volt, mint egy jetpack, amely lerövidítette a rovert a Mars felszínére. Ez csak egy része volt a missziónak a belépés, leszállás és leszállás (EDL) szakaszának. A NASA mérnökei számára az EDL-fázist szintén a terror hét hét percének hívták, mert amint elindult, minden automatizálódott, és a csapatnak nem volt más teendője, mint mogyorót enni és ujjaikat keresztezni.
Az égdaru teljesen újszerű módja volt az űrhajók leszállásának a Marson, amelyet az egy tonnás Curiosity rover befogadására fejlesztettek ki. Mivel olyan új volt, és mivel a Marsra való leszállás mindig kihívás, az EDL rendszerek tervezése és hibaelhárítása az átfogó küldetés-tervezés hatalmas részévé vált, amely elhomályosította a rover többi igényét, mondja Manning új könyvében, a Mars Rover Curiosity, kiadta a Smithsonian Books.
Mars Rover Curiosity: A Curiosity főmérnökének belső számlája
Az egyik legbonyolultabb űrtechnológia, a Mars Rover Curiosity mérnöki kísérleteinek és szenvedéseinek első kézbesítése Rob Manning főmérnöke által.
megvesz"Úgy gondolom, hogy az MSL fényes és fényes új EDL rendszere ... valójában kissé elvonta mindannyiunkat a vadonatúj és radikálisan eltérő rover építésének alapjaitól" - mondja. Manning, a legkeresettebb William L. Simon szerzõvel együtt, elmondja a Curiosity magas és mélypontjait a könyvben, és bepillantást kínál a NASA és a magánszektor munkásaiba, akiknek küzdeniük kellett, hogy ezt a világhírû missziót elküldjék a Marsra.
Például az égdarura és az egyéb EDL felszerelésekre való összpontosítás azt jelentette, hogy a csapat kevesebb időt töltött a Curiosity energiaforrásának figyelembe vételével. Az előző két rover, az ikrek Spirit és Opportunity, napenergiával működtek. A trükk az volt, hogy a tömbök kb. 110 wattot tudtak generálni, de minden rovernak 1500 wattra volt szüksége a teljes működéshez. Manning szerint a megoldás az volt, hogy a rovereket narkoleptikussá tegyék - minden marsi nap csak néhány órája ébren lennének, és a fedélzeti akkumulátorról energiát fogyasztanak a kísérletek vezetéséhez vagy végrehajtásához. Aztán lehajoltak és újra felébrednek, hogy további munkát végezzenek. „A rover életében egy nap kissé inkább egy régi kutya, mint egy versenyautó” - írja Manning.
Míg a Curiosity napelemek helyett nukleáris energiaforrással szerelték fel, egy sokkal nagyobb gép volt, amely 11 összetett tudományos műszert és kamerát hordozott. Az általános műveletekhez szükséges energián kívül ezeket a műszereket fel kell fűteni, hogy megfelelően működjenek a merev Marson. Körülbelül egy évvel a 2009. évi indulás előtt, amikor a tudományos műszerekkel kapcsolatos részletek bekerültek, a csapat rájött, hogy a Curiosity akkumulátora még áramszünetek ellenére is túl kicsi a feladathoz. Ha nagyobb akkumulátort használna anélkül, hogy más helyet találna volna a vágáshoz, a rover túl nehéz lesz a leszálláshoz.
Onnan felhalmozódott problémák, ide értve a szél által kiváltott sziklamintákat, még mielőtt azok elemezhetők lennének, és jelek arra vonatkozóan, hogy a rover leválasztása az égdaru daru mélyhúzójáról rövid távra rövidítheti a létfontosságú kommunikációs összeköttetést a leszállás során. A kész hardver elküldése az űrhajó összeszereléséhez azt jelentette, hogy a NASA-nak fel kellett hívnia, és be kellett jelentenie, hogy elmulasztja a 2009-es indítási ablakot.
„Amint a rover elmulasztja ezt az ablakot…, a költség automatikusan növekszik, és ez csak azért szükséges, mert a csapat„ taximérőjének ”hosszabb ideig kell várnia, hogy kiszálljon a munkából - mondja Manning. Az ezüst bélés az volt, hogy a kiegészítő idő lehetővé tette a csapat számára, hogy kidolgozza a kininket - rögzítse az áramköröket, dolgozzon egy nagyobb akkumulátorral - és sikeresen indítsa el 2011. november 26-án.
A JPL mérnöke ellenőrzi a robotkar mozgását a Curiosity rover tesztverzióján. (NASA / JPL-Caltech) 
A grafikon azt mutatja, hogy a kíváncsiságnak milyen lépéseket kell tennie a biztonságos leszállásra a Marsra. (NASA / JPL-Caltech) 
A JPL mérnökei megünnepelik a pillanatokat, miután megerősítették, hogy a Curiosity biztonságosan leszállt a Marsra. (NASA / JPL-Caltech) 
Egy sziklás felbukkanás azt mutatja, hogy a lerakódott kőből kiürültek a lekerekített kövek, ami azt jelzi, hogy a Mars e részén egyszer volt egy áramló patak. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
A porított kőzet első mintáját 2013 februárjában vitték át a rover fedélzeti kémiai laboratóriumába (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
A Curiosity roverrel végzett kémiai és ásványtani kísérlet (CheMin) 2012 októberében elvégezte az első talajminta röntgenfelvételét. Az eredmények ásványok kémiai aláírásait mutatták ki, amelyek szerint a marsi szennyeződés nagyon hasonlít a Hawaii vulkáni talajokhoz. (NASA / JPL-Caltech / Ames) 
A Curiosity 2013 novemberében készített képet a bal első kerékről, feltárva a karcolásokat, horpadásokat és akár az ütéseket is, amelyek az éles sziklákon gurultak. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
A kíváncsiság végül szeptemberben fúródott a Mount Sharp bázisához, hogy mintákat gyűjtsön az elemzéshez. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) A dicséretes, 2012. augusztusi leszállás óta a Curiosity hatalmas mennyiségű adatot küldött vissza, a Mars és holdjainak nagyfelbontású képeitől kezdve az első világos jelekig, hogy az élet támogatására képes ivóvíz egyszer áramlatt a bolygó felszínén. Kissé több mint egy éve a misszióban a rover elérte fő célpontját, a Sharp hegynek becenevű marsi hegy alapját. A kitett üledék rétegei jobban meg tudják mondani a tudósoknak a Mars látszólag életképes múltjáról, sőt megőrizhetik a primitív élet nyomait is.
"Mindannyian abszolút roppantunk, amikor a legelső fúrólyuk olyan helyet tárt fel a Marson, amely több milliárd évvel ezelőtt lakható volt" - mondja Manning. „Itt van egy olyan hely, amely nemcsak támogatta volna az életet, de ha folyton néznénk, olyan hely lehet, ahol kémiailag tároljuk ezeket a nyilvántartásokat. Ez vezetett bennünket arra, hogy nagy prioritást tulajdonítsunk a hegy felé tartásnak. ”
A közúti utazás nem zavart, főleg a Curiosity kerekeinek váratlan kopása. A kerekek tervezésekor a legfontosabb aggodalom az volt, hogy egy túlságosan nehéz rover beragadt a homokba - sors, amely 2010-ben megszabadította a rover Szellem végét. Tehát a csapat készítette a Curiosity hat nagy kerékét úgy, hogy úgy viselkedjen, mint az úszó eszközök. - mondja Manning. Minden széles, dunebuggy-szerű kereket könnyű alumínium tömbből lógtak ki.
Amit a csapat nem tudta, hogy a rovernek az agyagba ágyazott, szélre vágott sziklákon kell haladnia, amelyek szögekként járnak. Azok a borotvaéles sziklák kezdték széttépni a kerekeket, és Manning arra számít, hogy egy fémszilánk egy nap becsapódhat a rover belső kábelébe, megtévesztve a küldetést. Addig "óvatosan meg kell választanunk az utat" - mondja Manning. „Szintén mérlegeljük azokat a szoftverváltoztatásokat, amelyek minimalizálnák a károkat, biztosítva, hogy a kerekek gyorsuljanak fel, amikor a kerék egy szikla fölé mászik. Ez csökkenti a kopást. ”
A probléma megmutatja, hogy az egyes Mars-missziók hogyan építhetik fel a következő képességeit. Ezt a folyamatot hangsúlyozza Manning a könyvben, amikor az űrhajókból az 1970-es években visszatérő űrhajók tanulságait írja le. A Curiosity tapasztalatait máris felhasználja a következő Mars tervezőprogramjának terveihez, amelyet 2020-ra indítanak, és egy olyan rendszerbe, amely felfújható koronggal és egy következő generációs ejtőernyővel az embereket Marsra szállítja.
Manning hozzáteszi, hogy a Curiosity és a marsi rokonok lehetővé teszik a mérnökök számára, hogy olyan technológiákat fejlesszenek ki, mint például az autonóm vezetési szoftverek, amelyek valószínűleg döntő jelentőségűek a jövőbeni roverok számára, amelyek még távolabbi helyekre irányulnak, mint például a Jupiter és a Saturn jeges holdjai. „Ha elmegyünk a külső bolygókhoz, vagy olyan holdokhoz, mint az Europa, Ganymede és Enceladus - minden esetben szükség van egy olyan járműre, amely rendelkezik az autonómia szellemével” - mondta Rob Manning, a NASA sugárhajtómű-laboratóriumának jelenleg a Mars mérnöke. „Mi nem úgy biciklizünk, mint egy távirányítású autó. Azt mondjuk, hová szeretnénk menni, és a feladata az, hogy kitaláljuk, hogyan juthatunk el oda.
De a technikai kinyilatkoztatásokon túl Manning szerint a kíváncsiság története sokkal alapvetõbb, szinte egzisztenciális szinten fontos az emberiség számára. "Azt hiszem, az üzenet az, hogy annak ellenére, hogy az MSL nagy költségvetésű NASA küldetés volt (a mai szabványok szerint legalább nagy), azt nem az elvont mérnökök és tudósok építik, akik arctalan intézményekben dolgoznak" - mondja Manning. „Ehelyett egy csomó ember építette. Az emberek ugyanolyan emberek, mint hamisak és ugyanolyan intelligensek, mint a legtöbb ember, akit ismersz. … Ez végső soron emberi erőfeszítés, és szerencsések vagyunk annak részesei vagyunk. ”
