Gezin, Ruh ve Fırsat: Gezegen üzerinde Ağustos 2012'den itibaren yeni bir Mars gezgini var. Altı tekerden çekişli, rocker-bogie süspansiyon sistemi ve direk üzerine monte edilmiş kameraları ile, onun muazzam öncüllerine benzeyebilir, ama sadece yol boyunca. Bir kamyonet Humvee'yi andırıyor. Nükleer enerjili, lazerle dövüşen bir bilim kamyonu roket paketiyle tamamlanıyoruz - 2.5 milyar dolarlık bir çalma (vergi, başlık, rıhtım ve navlun ücretleri dahil).
Mars Bilim Laboratuvarı, diğer adıyla Merak, Mars rover showroomuna iki kat daha uzun (yaklaşık 10 feet veya 3 metre) uzanır ve NASA'nın 2003 yılı kayıt ortamı olan Ruh ve Fırsat olarak beş kat ağır (1,982 pound veya 899 kilogram) olarak inşa edilir. Kilitlenecek hub'lar (ve onları kilitlemek için kimse) olmadan off-off-road hazır gelir. Altı adet 20 inç (51 santimetre) alüminyum jant, 30 inç (75 santimetre) yüksekliğe yaklaşan engelleri yırtıyor ve Martian arazisinde günde 660 fit (200 metre) rafa çıkıyor.
Bayanlar ve baylar, 2011 Merakı, bir Ronco deposundan daha fazla gadget'lar toplar - toprağın toplanması için dişliden ve toprağın toz örneklerinden, eleme ve ayırma için eleklerden, bunları analiz etmek için araç içi araçlara kadar. Curiosity'nin lazeri, organik (karbon içeren) bileşikleri tanımlamak ve temel elemanların izotop oranlarını belirlemek için tasarlanmış ayarlanabilir bir spektrometredir. Hepsinden önemlisi, uzun süredir kullanılan nükleer güç sistemi, uzun zamandır kullanılan uydular, uzay araçları ve Apollon misyonlarına ait ay ekipmanı, sizi bir toz fırtınasında bırakmamanızı garanti ediyor.
Evet, aslında NASA, bunun için çizim tahtasına geri döndü, kompakt bilimsel hesapların en iyi seçimini mümkün olan en küçük alana sığdırmak için fraktal benzeri bir düzenleme hayal ettim. Ama bunun için sözümüze gerek yok: "Jet Propulsion Laboratory" de uçuş sistemi baş mühendisi Rob Manning'e, "şimdiye kadar yaptığımız en karmaşık şeyden" kaynak [JP:].
NASA'nın bugüne kadarki en iddialı roverı için çaba harcanmadı. Bu çalışan, daha önceki bir Mars modeline göre daha büyük bir laboratuvar aletleri ve sensör seti kullanarak daha fazla bilimsel araştırma yürütecek. Hemen sipariş verin ve NASA, kapınızın 12 mil (20 kilometre) yakınında teslim edecektir (bazı sınırlamalar geçerlidir; kapı, 250 milyon mil (402 milyon kilometre) teslimat alanı içinde olmalıdır). Geziciniz daha hassas bir şekilde inecek ve diğerlerinden daha sağlam bir zemini kaplayacak ve su akışının tarihini ve Mars'ta eski yaşanabilir ortamların olasılığını yakalamak için şimdiye kadarki en iyi şansa sahip olacak. Evet, Motor Trend dergisinin uzay arabaları için bir kategorisi olsaydı, Merak kuşku hiç şüphesiz Yılın Rover'sini aldı.
Şimdi, neden bir test sürüşüne götürürken, anahtarlarınızı tutmamıza izin vermiyorsunuz?
Bu, Merakın inandığı Gale Krateri'nin bir görünümü. Bu sanatçının kavramının, insanlara bölgenin topografyası hakkında daha iyi bir fikir vermek için dikey bir abartı olduğunu unutmayın.
Yıllar süren test, geliştirme ve bina içi hata toleransları, Mars Bilim Laboratuarı'nın (MSL) bir Atlas V roketinde Cape Canaveral Hava Kuvvetleri İstasyonundan başlatıldığı 26 Kasım 2011 tarihinde saat 10: 02'de EST ile sonuçlandı. Mars'ta başarılı bir şekilde 1:32, EDT, 6 Ağustos 2012'de indi.
Merakı kabuğuna yüklemeden önce mühendisler, rover'ı hem iç arızaları hem de harici problemleri, santrifüjleri, düşürme testlerini, çekme testlerini, tahrik testlerini, yük testlerini, stres testlerini ve kısa devre devrelerini test eden cezaları simüle eden titiz bir dizi test yaptı [ Kaynak: JPL].
Bu arada NASA, yeni gezginin nerede keşfedileceğine, oraya nasıl gideceğine ve uzay ajansının güvenli bir şekilde nasıl inebileceğine karar vermek zorunda kaldı.
Dünya ve Mars farklı oranlarda güneş etrafında dönüyorlar - 686.98 Mars için Dünya günlerine karşı Dünya için 365.26 - bu onların göreceli uzaklıkları muazzam ölçüde değişiyor. Mars'a olabildiğince az yakıtla ulaşmak, kırmızı gezegenin bize en yakın zamanda [kaynak: NASA] geçtiği zaman başlatılması anlamına geliyordu. Bu küçük bir düşünceye sahip değildi: Mars en uzak uç noktasından (249.3 milyon mil, ya da 401.3 milyon kilometre) en uzak yaklaşımından (34.6 milyon mil ya da 55.7 milyon kilometre) Dünya'dan yedi kat daha fazla sallanıyor [kaynak: Williams ].
Bir oyun kurucu bir pas atma gibi, fırlatma sistemi de Mars'ın nerede olduğunu değil, geminin geldiği yerde olacaktı. NASA bu geçişi attı ve rover-futbol 250 gün sonra yuvarlak ve kırmızı bir alıcıya ulaştı ve 6 Ağustos 2012 Pazar günü (Doğu Gün Işığı Saati) dokundu.
NASA, MSL'yi Dünya yüzeyinden "fırlatmadı"; Ajans, gezegensel yörüngeden başlattı. İşte nasıl ki: Kaldırma aracı Cape Canaveral'dan uzaya ulaştığında, burun konisi ya da kaplaması bir fiske gibi açıldı ve roketin Atlantik Okyanusu'na kadar kesilip fırlayan ilk aşamasıyla birlikte düştü. İkinci aşama, bir Centaur motoru, daha sonra tekneyi parkın yörüngesine yerleştirerek başladı. Her şey düzgün bir şekilde dizildikten sonra, roket gemiyi Mars'a doğru iten ikinci bir yanmayı başlattı.
Lansmanından yaklaşık 44 dakika sonra, MSL roketinden ayrıldı ve Dünya ile iletişim kurmaya başladı. Yoluna devam ederken, ara sıra planlı kurs düzeltmeleri yapmıştır.
Mars atmosferine çıktığında eğlence gerçekten başladı.
Gale Krateri
Merak, Mars'in güney yaylaları ve kuzey ovaları arasında yer alan bir etki krateri olan Gale'yi keşfetme yolculuğuna başladı. 96 mil (96 kilometre) çapında ölçüm yapan Gale, Connecticut ve Rhode Island'a eşdeğer bir alana yayılıyor.
Büyüklüğü nedeniyle, Merak hava yastığı destekli bir iniş yapamazdı. Bunun yerine Mars Bilim Laboratuvarı, Mars yüzeyine çok daha büyük bir gezici sunabilen, burada resmedilen gökyüzü vinci konma sistemini kullandı.
Mars'ın yukarısındaki Rainier kulelerinden daha yüksek olan Mars'ta, 3 mil (5 kilometre) yükseklikte bir sediman dağı duruyor. Sulu bir tarihe işaret eden killer ve sülfatlar dahil olmak üzere mineraller ve toprak katmanlarından oluşan bu tabakalar, Marslı jeolojik tarihin paha biçilmez bir haritasını sağlayacaktır [kaynaklar: Siceloff; Zubritsky].
Geçmiş su, Gale'nin ovalarında akar ve toplanırdı, bu da akarsuların, havuzların ve göllerin kalıntıları için muhtemel bir depo haline geldi ve bu nedenle Mars'ın geçmiş yaşanabilirliğinin kanıtlarını bulmak için ideal bir yerdi.
Walt Whitman'ın "gürültüsüz hasta örümceği" gibi, Merak bir gün sonra bir promontory üzerinde duracak ve misyon kontrolörlerinin "boş çevrenin nasıl keşfedileceği" kararını verecekleri verileri gönderecek. Bununla birlikte, spidery benzerliği, şiirsel ruhsat ile ya da onun iğrenç, eklemli bacaklarıyla bitmez; gezginin Mars yüzeyine indiği gibi örümcek şeklinde uzanır.
Ancak bunu çözmeden önce, Mars'a ilk ulaştığında yapılan zanaatın roket destekli sıçramasına bakalım.
Merakı taşıyan uzay aracı, yerden 78 mil (800 kilometre) üzerinde Mars atmosferine fırladıktan sonra, uzay mekikleri tarafından kullanılanlar gibi bir dizi S-eğrisi üzerinden yönlendirildi ve frenlendi. Vuruştan önceki dakikalar boyunca, yaklaşık 7 mil (11 kilometre) sonra, tekne 900 mil (1,448 kph) inişini yavaşlatmak için bir paraşüt attı. Daha sonra ısı kalkanını koninin dibinden fırlattı ve Merak için bir çıkış yarattı.
Gezici, üst aşaması bir kaplumbağa kabuğu gibi sırtına tutturulmuş, koniden temizlenmiştir. Birkaç dakika sonra, üst sahnenin rim-monteli retro roketleri parıldayarak, çiftin yüzeyden yaklaşık olarak 20 metre yüksekte kayıyordu. Buradan, üst sahne bir gök nehri gibi hareket ederek, ipek üzerindeki bir örümcek gibi Merakı düşürüyordu. Gezici yere güvenli bir şekilde ulaştığında, ipi kesildi ve Meraklılık yolculuğuna başladı [kaynaklar: NASA; JPL].
Konuma başlamadan kısa bir süre önce Mars Descent Görüntüleyici iniş bölgesinin yüksek çözünürlüklü renkli videosunu aldı. Bu görüntü, inişe yardımcı oldu ve araştırmacıların ve misyon uzmanlarının evlerine geri dönme alanı için bir kuşbakışı sağladı. Bir başka enstrüman dizisi Mars Bilim Laboratuvar Giriş, İniş ve İniş Enstrüman Suiteatmosferik koşulları ve uzay aracı performansını ölçecektir. NASA, gelecekteki misyonları planlarken ve tasarlarken bu verileri kullanacaktır.
Yeni iniş sistemi daha karmaşıktı, fakat daha öncekinden daha hassas bir şekilde kontrol edildi, görev planlayıcılarının Gale Krateri'nin uzun süredir arzulanan hedefine boğulmalarını sağladı. Curiosity'nin krater içindeki 12 millik (20 kilometrelik) hedef alanına iniş yapması, uzay-uzay baloncuklarının sarılmaya başladığı zaman beş kat daha fazla alana ihtiyaç duyulan Ruh ve Fırsat için imkansız olurdu. Bu başarı, zorlu arazilerinden dolayı daha önce sınır dışı olan dik duvarlı kraterler de dahil olmak üzere, arzulanan alanların çoğunu açtı.
Merak, aynı zamanda, daha önceki Mars'lı şakaların yeni gezgininin keşiflerini mümkün kıldığı gibi, gelecek görevler için de zemin hazırlayacaktır. Bu görevler, kayaların toplanması ve evlerine geri götürülmesi ya da daha geniş kapsamlı yüzey araştırmalarının yapılması, Mars mikrobiyal yaşamının ve onun temel kimyasal bileşenlerinin kanıtlarının araştırılmasını içerebilir [kaynak: NASA].
Şimdi güvenli ve sağlam bir şekilde iniş yaptığımıza göre, Mars Bilim Laboratuvarı paketi ile hangi ekipmanın standart olarak geldiğine bakalım.
Merak ettiğin tüm enstrümanlara bir bakış
İster iki haftalık bir tatil için paket olsun, ister milyonlarca kilometre uzakta bir düşman çölde bilimsel bir keşif için hazırlık olsun, temel sorun aynı kalır:
Ne getirilecek, ne getirilecek…
Unutulan bir diş fırçasının yerini almak için köşe dükkanına inen karasal bir turistin aksine, merak tamamen kendi başına. Aramada tamir ekibi olmadığında, bagajda yedek parça ve Dünya'dan gelen her sinyal yaklaşık 14 dakika sürer (Ağustos 2012 itibariyle), kendine güvenmeniz size aittir.
Ancak merak, Mars'ta görülemez. Kaya ve toprak örneklerinin toplanması ve analiz için bunları yerleşik araçlara yerleştirilmesiyle görevlendirilmiştir. Bu göz önünde bulundurulduğunda, gezici, 7 metrelik bir kamera direği ve bir endüstriyel elektrikli süpürgeden daha fazla ataşmana sahip olan 7 metrelik, üç eklemli bir robot kolu ile donatılmıştır. Bu Örnek Toplama / Numune Hazırlama ve İşleme Sistemi çeşitli analitik varlıklar için kepçe, toz, sondaj, toz, toplama, ayırma, eleme ve numune verme [kaynaklar: JPL; NASA; Webster]:
Enseğin boynu veya direği de enstrümantasyonda öne çıkar:
Bu örnek analiz araçlarının ötesinde, gezici, gelecekteki insan misyonları ile ilgili olarak kanıtlanabilecek veya gezegenin yaşamı destekleme kapasitesini anlayabilecek yerel koşulları inceleyen bilimsel araçları da paketler:
Bu etkileyici bir dizi lüks randevu, ama merakı meraklıların davlumbaz altında olmadığı sürece NASA pek iyi olmaz. Bu yavru köpeğin güçlerine bir göz atalım.
"Canavar bilimi kamyonu" nitro-yanan, ateş-nefes alan komik bir araba ya da eski bir içten yanmalı gaz-guzzler değildir. Ayrıca öncülerinden meyve suyu üreten güneş panellerini de üretmiyor. Hayır, bu görevde, NASA nükleer oldu.
Merak gücü plütonyum oksitden çeker. Radyoizotop bozulduğu için, rover ısıyı termokupllar kullanarak elektriğe çevirir. Bu Multi-Mission Radyoizotop Termoelektrik Jeneratör (MMRTG) Rover'ın aküsünü 110 watt elektrik gücü ile kapalı tutacaktır.
Sistem, güneş yaklaşımından daha fazla güç harcar ve kırılması gereken hareketli parçalara sahip değildir, ancak bu jeneratör iyi eski galyum-arsenal panelleri geride bırakabilir mi? Her şeyden önce, Ruh 2010 baharına kadar ameliyat etti ve Diehard Opportunity hala kilometre sayacını dönüyor, 328 feet (100 metre, kabaca bir Amerikan futbol sahası uzunluğu) 21 mil (34 kilometre) kadar racked sahip. Bu istisnai araçlar, kısmen serbest, yenilenebilir ve güneş enerjisinden dolayı 90 günlük görev yetkilerini aştılar.
Eh, henüz nuke nuke yapmayın. Radyoizotop sisteminin 14 yıllık yaşam beklentisi roverin kendisini aşabilir ve Mars havalarının, tozlarının veya kışın [kaynak: JPL] kaprislerine asla kurban gitmeyecek. Üstelik, ekstra güç, bir takıma değer: Merak, seleflerinden daha fazla zemini kaplayacak ve kabaca iki katına çıkacak. İlk misyonunun tek Martian yılında (yaklaşık 687 Dünya günü), Ruh veya Fırsat'tan 10-15 kat daha büyük bir bilimsel yük taşıyan Gale Krateri içinde 12 mil (19 kilometre) yukarı kaldıracaktır. Güç, merak uyandıran enstrümanları ılık [kaynak: NASA] tutmak için kullanacağı aşırı sıcaklığın yanı sıra, tümüyle kullanılabilir durumda kalacaktır.
Merak etme Yardımı, bu beygir gücünü etkin kullanıma soktu. NASA'nın eski ve geliştirilmiş roverı rocker-boji şasi (bkz. kenar çubuğu), altı alüminyum jantla birleştirilmiş eklemli titanyum tüplerin bir araya gelmesi, lastik gibi esnemelidir. Dört köşe tekerleğin tamamı, roverin yerine oturmasını sağlayan 90 derece dönebilir. Mühendisler, iniş takımları gibi yeni rolüne biraz daha meraklı bir şekilde yaklaşmıştılar ve daha sağlam bir araziyi geçmeleri gereken daha ağır bir araca yerleşti [Kaynak: Harrington; JPL].
İnişten kısa bir süre sonra, bu şasi geziciyi ilk hedefine taşıyacak: "çit" lakaplı kayalık bir çıkıntı. NASA bu çılgınlığı hedef aldı, çünkü önceki Mars gözlemleri içerdiğini ortaya çıkardı sulu tortular - Suda oluşan mineraller. Oradan, meraklılık, sulu bir ortamda oluşan Arizona'nın kırmızı kayalar olan Sedona'yı anımsatan kanyonlara, kayalık dağlara ve tepe ülkeye girişecek. O zamana kadar, ilk Martian yılı gelip gitti.
Oradan, gezici rokkier ve daha engebeli arazi içine girecek. Bu alanı keşfetmek birkaç yıl gerektirecektir, ancak, bir kez, gezginin kameraları Meraklığın [kaynak: NASA] gezdiği yolun bir panoraması ile ele alınacaktır.
Tüm bunlar boyunca, Mars Bilim Laboratuvarı, Mars'taki mikrobiyal yaşamı destekleyecek koşulların var olup olmadığını ve Mars'in kayaları ve topraklarında bu yaşamın ipuçlarının korunup korunmadığını araştırır.
Mars hakkında daha fazla bilgi için merak ve oraya nasıl gidilir? Bir sonraki sayfada bulunan linklere çarpın.
Rocker-Bogie Boogie yapıyor
Meraklılık, Mars ve Marstan dale üzerinde daha önceki Mars gezici Sojourner, Spirit ve Opportunity'yi taşıyan aynı rocker-bogie süspansiyon sistemini kullanıyor.Ne akslar ne de yaylar kullanan sistem sabit kalır, çünkü her bir tekerlek bağımsız olarak yukarı ve aşağı hareket edebilir. Marslı yer çekimi ve akıllı Topraklama mühendisliği sayesinde gezici, 30 santim (75 santim) yaklaşan engelleri temizlerken bile, altı tekerleği yere ve sürekli olarak yük altında tutuyor. Bu denge dengesi, özellikle yumuşak, kumlu ortamlarda hayati bir çekiş sağlar. Esnek süspansiyon da eğim eğiminden bazılarını "absorbe edebilir", böylece geziciyi daha fazla tutar [kaynak: Harrington; JPL].