вторник, 28 август 2007 г.

Изследване на Марс: MSL

Здравейте отново,
Няма начин да не сте чули за космическата сонда Феникс, която наскоро беше изстреляна към Марс. И докато Феникс лети в междупланетното пространство, инженерите на Земята не бива да остават без работа. Те се концентрират върху следващата мисия до "Червената планета", а именно MSL - Mars Science Laboratory (Марсианска научна лаборатория). Това е нов, единствен по рода си марсоход от последно поколение и представлява една удивителна машина, както сами ще се убедите.

Научната лаборатория ще бъде изстреляна към Марс през 2009 година и ще пристигне на планетата през 2010 година. Тя ще бъде изстреляна на борда на ракетата Атлас V в конфигурация 541. Това е доста мощна ракета, но при масата на лабораторията (3 400 кг) едвам ще бъде постигната скоростта от 11 км/с, което е минимума за преодоляване на земната гравитация. По време на близо едногодишното пътешествие до Марс, екипът на мисията ще провежда тренировки, учения и калибриране на апарата.


Марсианската научна лаборатория на Марс. Снимка: NASA.

Най-критичният момент от мисията е навлизането в марсианската атмосфера и кацането. То започва когато апарата се намира на 125 км от повърхността на Марс. Тогава слънчевите панели и задвижващата степен освобождават предпазната капсула, в която се намира MSL и тя почва да навлиза в атмосферата. Малки двигатели ще насочват капсулата към предварително избраното място на кацане. Температурата отвън капсулата ще надмине стотици градуси. При кацането, продължаващо 6 минути, инженерите няма да имат връзка с апарата - той ще действа автоматично. Когато капсулата пробие атмосферата и температурата спадне, долната й част (която е топлинният щит) ще бъде освободена, а от горната част ще се отвори парашут, който ще забави кацането. Когато капсулата наближи повърхността, ще се запалят двигателите на небесния кран и горната част на капсулата заедно с парашута ще бъде изхвърлена. След това небесният кран ще спусне лабораторията на въже до повърхността. При кацането въжетата ще бъдат прерязани, кранът ще отлети в страни, а лабораторията ще е сигурно кацнала на Марс (виж анимацията по-долу).

Когато лабораторията кацне, теглото й вече ще е само 850 кг. MSL ще има размерите на лек автомобил Фолксваген Бийтъл, но за разлика от него ще може да преодолява препятствия с височина 70 см. Лабораторията, благодарение на своите 6 електрически задвижвани колела, ще развива рекордната за марсоход скорост от 90 метра в час.

За разлика от небезизвестните марсоходи Спирит и Опортюнити, MSL ще бъде задвижван с електричество от RTG (Radioisotop TermoGenerator) - цилиндър, пълен с радиоактивен плутоний, който трансформира радиацията в електроенергия по много елементарен начин. Това ще позволи на MSL да работи по време на пясъчни бури, през зимата и дори през ноща. Вояджърите са оборудвани с подобни устройства, които работят вече 30 години и се очаква да работят така добре поне още 15 години. Електроенергията ще бъде събирана в батерия и когато тя бъде наситена, марсоходът ще може да върши работата си. Според един инженер от НАСА, MSL ще може да работи по 9 часа на денонощие.



Анимцаия на мисията на MSL.

MSL ще бъде най-добре екипирания апарат, който някога е бил пращан на Марс. Той ще има четири категории инструменти: камери, спектрометри, радиационни детектори и сензори за околната среда. Да ги разгледаме по отделно:

- MSL има три камери:
  1. Мачтова камера - състои се от система от две камери, монтирани на мачтата на лабораторията. Системата ще прави цветни и триизмерни снимки, както и цветно видео. Камерата разполага с обектив, позволяващ 10-кратно увеличение, както и множество филтри.
  2. Геоложка камера - тя е монтирана на ръката на лабораторията и може да различава обекти с размер 12,5 микро метра - по-малки от човешки косъм. Камерата служи за идентифициране на минерали.
  3. Приземителна камера - тя ще снима право надолу по време на кацане и ще записва филм. След кацането ще изпрати видеото на Земята за точно определяне местоположението на лабораторията и идентифициране интересни обекти за изследване в областта на лабораторията.
- Лабораторията разполага и с 4 спектрометъра:
  1. Алфа и рентгенов спектрометър - финансиран е от Канадската космическа агенция и ще бъде използван за измерване разпространението на химическите елементи. Той ще работи както в самата лаборатория, така и на роботизираната ръка.
  2. Лазер и камера - лазера ще изпарява материал от скали, който от разстояние ще бъде анализиран от спектрограф. Камерата ще бъде използвана и за получаване на изключително детайлни изображения. Лазера ще се използва и за очистване повърхността на скали. Камерата може да различава обекти 5-10 пъти по-малки, от тези, разграничаеми с камерите на марсоходите Спирит и Опортчнити. Инструментът ще бъде инсталиран на борда в две конфигурации - една на мачтата за анализ на скали от разстояние и другата в корпуса на марсохода, заедно с три спектрографа, за анализ на придобит материал (показано е на видеото по-горе).
  3. Химическият, минерален и рентгенов изследовател ще сондира скали, събира ситния прах от сондажа, ще го отсява и ще го събира в контейнер за изследване. А за събиране на почва ще използва лопатка. Събраният материал ще бъде облъчен с рентгенови лъчи и така ще може да се определи веществото, от което е изградена изследваната скала или пясък.
  4. Комплект за анализ на проби - комплектът съдържа повече от половината от научното оборудване на MSL. Предназначен е да изследва съединенията на въглерода. Всъщност комплект от три инструмента, включващ масов спектрометър, газов хроматограф и нагласяем лазерен спектрометър, ще изследват и други леки елементи като въглерод, кислород и азот. Масовият спектрометър ще разделя изследвания материал в зависимост от масата на съставните му вещества. Газовият хроматограф ще изпарява и разделя различните газове, а лазерният спектрометър ще изследва разпространението на различните изотопи, изграждащи живите организми.
- MSL разполага с два радиационни детектора:
  1. Детектор за характеризиране на радиацията - това е първият инструмент, специално разработен за подготовката на изследването на Марс от хора. Той ще измерва радиационния фон и ще засича високоенергийни протони, йони, неутрони и гама лъчи.
  2. Неутронен детектор - Руската космическа агенция предоставя инструмент за засичане на неутрони с необичайна скорост. Тези неутрони са следствие на контакт на космически лъчи с вода. Инструментът на практика ще засича наличието на вода или воден лед под повърхността на Марс.
- Детектори и сензори за околната среда:
  1. Станция за мониторинг на средата около марсохода - испанският комплект инструменти всекидневно ще измерва атмосферното налягане, влажността на въздуха, ултравиолетовата радиация, скоростта и посоката на вятъра и температурата на терена около марсохода.
Освен всичките тези системи и инструменти, на борда на марсохода ще има и инструмент за дълбаене на скали, магнити за изследване на намагнетизирани минерали, панорамни камери, микроскоп за изследване на скали, миниатюрен термален спектрометър, мосбауер спектрометър и две инженерни камери за навигация.

MSL си е истинска лаборатория - и то на Марс. Но си има своята цена - $1,5 милиарда. И докато инженерите работят над проекта, аз ще отивам да спя, защото сутринта съм на работа, а после на курс.

До другия път!

неделя, 26 август 2007 г.

Началото

Неделя, почивен ден, скука, писнало ми е от всичко, няма нищо ново в "мрежата", Лени - обичната ми приятелка - е на 3000 км от мен, стоя си в къщи и се чудя какво да правя. Мързи ме е да изляза навън и реших да си направя блог за космически, пък и за други, неща.

Кой съм аз? Обитателите на българското уеб пространство ме познават под различни имена. Във форума на БГ Наука ми викат Spirit, във форума на Звездно общество ми викат Dorian Gray, във форума на Космос БГ съм известен като Kryptonite, пък на останалите места в Млечния път и в някой от сателитните му галактики (като Малкия магеланов облак) ми казват просто Наско.

Днес се поразходих из Интернет и открих някои готини неща за Меркурий. Планетата имала частично разтопено ядро от желязо и никел. И докато космическият апарат MESSENGER на НАСА е на път към Първото парче скала (прозвище на Меркурий, често употребявано в космическия ъндърграунд, произлизащо от факта, че е първата планета в Слънчевата система), то БепиКоломбо - сондата на Европейската космическа агенция, предназначена да изследва Меркурий ще бъде изстреляна две години по-късно от първоначално планираното (чак през 2013 година) и освен това по проекта ще се охарчат €200 милиона повече. Крайната сума възлиза на €650 милиона ако няма нови непредвидени разходи.

Иначе MESSENGER наближава Меркурий. През януари 2008 година ще бъде първото облитане на планетата. Ще последват още две, които ще намалят скоростта на апарата до такава степен, че той вече ще може да влезе в орбита около Първата скала. Това ще стане през далечната 2011 година, ако всичко върви по план.


MESSENGER на път към Меркурий. Снимка: NASA

БепиКоломбо може да има проблеми с датата на изстрелване и джобните, но пък е доста по-интереса и авангардна мисия. Най-якото е, че ще има електрически двигател. Да, точно така - слънчевите му панели ще генерират електричество и двигателят му ще генерира тяга (макар и слаба) в следствие на високия специфичен импулс. За всеки случай апарата ще има и традиционния за локалната ни група галактики химически двигател. С други думи, кораба ще се задвижва и с хипер токсичния монометил хидразин.

БепиКоломбо на Меркурий. Снимка: ESA.

БепиКоломбо всъщност представлява 4 отделни космически кораба:

    • Кораб майка, познат още като Меркуриански трансферен модул. Точно на него ще бъдат монтирани главните двигатели. Към него ще бъдат прикрепени и останалите три кораба, които след пристигане на Меркурий ще се отделят и всеки ще си поеме по своя път.
    • Меркуриянският орбитален апарат ще тежи 357 кг и ще има формата на плоска призма с ъгъл 20 градуса. Апарата ще бъде покрит със слънчеви панели, които ще генерират 420 W електричество (достатъчно да захранят 4-6 крушки). Този кораб ще бъде оборудван с широкоъгълна камера, тесноъгълна камера, инфрачервен, ултравиолетов, гама, рентгенов и неутронен спектрометри, лазерен алтиметър, телескоп и детектор за близки астероиди и инструменти за радио експерименти. Сериозно оборудване, а? Забравих да спомена и радиатора, с площ 1,5 квадратни метра, както и антената за връзка със Земята с диаметър 1,5 метра.
    • Меркуриянският магнитосферен орбитален апарат ще представлява плосък цилиндър с тегло 165 кг. Той ще се върти с 15 оборота в минута. Дъното и тавана на цилиндъра действат като радиатори. Страните са покрити със слънчеви панели, генериращи 185 W електричество (колкото за две крушки). Апарата разполага с еднометрова антена и две по-малки антенки. Годишно ще бъдат трансферирани 160 GB данни при скорост 5 kb/s. Магнитосферният космически апарат ще бъде оборудван с магнитометри, детектори на заредени частици, вълневи приемници, положителен йонен емитер и снимачна система. Чак да ти настръхне кожата.
    • Меркурианският повърхностен елемент щеше да е спускаем апарат ако мисията не беше вече €200 милиона вътре. Компонента беше анулиран. При желание на читателите (дано се намерят такива) ще пиша за него.
Ами за сега май е това. Днес съм на вълна Меркурий. До другия път.

ПП До читателите от планетната система Гилезе: не забравяйте да ми пратите ония снимки на транзита, дето обещахте!