Рисковият план за кацане на НАСА Mars Rover: Ръководство стъпка по стъпка

Изображение, показващо НАСА

Концепцията на този художник изобразява небесен кран, спускащ марсохода Curiosity на НАСА върху повърхността на Марс. (Кредит на изображението: НАСА/JPL-Caltech)



В 22: 31ч. PDT на 5 август, след почти девет месеца пътуване, мисията на NASA Mars Science Laboratory (с марсоход на име Curiosity) ще пристигне на Червената планета.



Марсоходът от 2,5 милиарда долара ще започне двугодишно търсене за изследване на вътрешността на кратера „Гале“ на Марс и търсене на доказателства за древен океан там. Но преди да започне този лов, Любопитството трябва да се приземи .

Последователността на кацане на научната лаборатория на Марс е била тема на много дискусии още преди мисията да стартира на 26 ноември 2011 г. Псевдоним седем минути ужас , „последователността на влизане, слизане и кацане на космическия кораб ще изисква много неща, за да върви напълно правилно - всичко преди някой на Земята да получи дори един сигнал, поради продължителността на времето, необходимо за информация, за да пътува от Марс до Земята.



„Докато получим първия сигнал, който казва„ добре, сега съм достигнал върха на атмосферата “, в действителност марсоходът вече е бил на повърхността в продължение на седем минути“, каза Стивън Сел, заместник -оператор, ръководен от Entry , Спускане и кацане в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА в Пасадена, Калифорния. „Това е все едно детето ви да играе в голямата игра и можете само да седнете на трибуните и да гледате. Това е гризане на пирони през целия път.

Когато Роувърът на любопитството пристига на Марс той ще се движи със скорост от 13 000 мили в час (21 000 км / ч). В рамките на седем минути превозното средство трябва да достигне скорост от нула мили в час - всичко в едно парче, разбира се, и на правилното място. [Кацане на небесен кран на Марс Роувър (инфографика)]

Първа стъпка



Първата стъпка в този процес ще бъде ръководен вход, по време на който целият космически кораб MSL (понастоящем състоящ се от марсоход и етап на спускане, пъхнат в защитна аерочерупка) ще коригира курса си към своята елипса за кацане с диаметър 12 на 5 мили - само една осма от размера на десантните цели на предишни марсоходи.

Тъй като въздейства на атмосферата на Марс при повече от 13 000 мили / ч, топлинният щит на MSL ще поеме тежестта на фрикционното нагряване, генерирано от забавянето, и скоро ще загрее до бяло с температури, достигащи 1600 градуса по Фаренхайт (870 градуса по Целзий). Дори и чрез това MSL все още ще се движи физически към кратера на Гейл, изстрелвайки ракети, за да го държи на път.

Атмосферата на Марс, 100 пъти по -тънка от земната, не е достатъчно плътна, за да забави MSL сама по себе си. Така че в този момент ще бъде разгърнат парашут - буквално най -големият свръхзвуков улей за мъгла, създаван някога - за забавяне на MSL от 1000 мили в час (1600 километра в час) до около 200 мили в час (320 километра в час), подлагайки космическия кораб на сила от 9 Gs. (Това е девет пъти по -голямо от привличането на земната гравитация.)



След това, когато повърхността на Марс все още се приближава бързо, топлинният щит на космическия кораб ще бъде изхвърлен, излагайки действителния роувър и му позволявайки да използва своята радарна система за насочване, за да определи колко е висок. Това е една от най -важните части на спускането, тъй като едва тогава MSL ще може да провери надморската си височина.

„Когато топлинният щит се изключи и радарът се включи, ниетрябваза да намеря земята - каза Сел. „Когато за пръв път изхвърлим топлинния щит, ние сме твърде високо, за да може радарът да види земята още, така че трябва да изчакаме много дълги 20 до 30 секунди, до една минута, докато радарът може да се доближи достатъчно до земята за да мога да го видя. Без това решение дори не се опитва да извърши останалата част от кацането. “

И след като всичко приключи, наистина ще започне да става интересно.

Извършване на докосване

При близо 2 000 паунда (900 кг), Curiosity е просто твърде голям, за да кацне с въздушни възглавници като предишните роувъри. Вместо това инженерите са измислили метод, който никога досега не се е опитвал: небесен кран.

Когато MSL достигне точно правилната надморска височина, нейният етап на спускане, захващащ роувъра Curiosity в структурата на небесния кран, ще падне от аерочерупката и бързо ще задейства нейните тласкачи, като я отдалечи безопасно от падащата задна черупка и я забави още повече.

Любопитството ще се носи непрекъснато надолу от етапа на спускане, който ще използва камерата си за спускане на Марс (MARDI), за да маневрира над целта си и веднъж на височина 20 метра (около 65 фута) да използва ракети, за да се движи на място, докато се спуска марсоходът на повърхността върху юзди и пъпна връв - и трите носят тежестта на ровъра.

Тази графика изобразява последователността на ключовите събития през август 2012 г. от времето на НАСА

Тази графика изобразява последователността на ключови събития през август 2012 г. от момента, в който космическият кораб на НАСА Марс научна лаборатория - със своя марсоход Curiosity - влезе в атмосферата на Марс до момент, след като се докосне до повърхността.(Кредит на изображението: НАСА/JPL-Caltech)

Въпреки че системата е изчерпателно тествана на Земята с помощта на симулации и много усъвършенствани компютърни модели, първият път, когато тя ще се играе изцяло, ще бъде по време на реалното кацане на Марс.

„Това е най -добрият полеви тест“, каза Сел.

Веднага след като Curiosity се докосне, въжетата ще бъдат отрязани и сцената за спускане ще се издигне безопасно встрани, като се разбива на повърхността на Марс достатъчно далеч, за да не представлява опасност за ровъра. В този момент Curiosity, колелата надолу, е готов да започне своята мисия.

Тоест, стига всичко да върви точно и точно по план. В нощта на 5 август целият свят - да не говорим за доста хора в JPL - ще наблюдава, за да види как роувър с размерите на Mini Cooper може да бъде изпратен на стотици милиони мили, за да докосне повърхността на друга планета.

„Ние се подготвяхме за това много, много години & hellip; развълнувани сме да излезем там и да приземим това нещо “, каза Сел.

Посетете guesswhozoo.com за пълно отразяване на кацането на марсохода на НАСА в неделя. Следвайте guesswhozoo.com в Twitter @Spacedotcom . Ние също сме включени Facebook & Google+ .