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!

2 коментара:

Анонимен каза...

Отново здравей Наско!

Статията ми хареса особено! Хубава информация, благодаря за времевото и трудоизразходване, заслужава си!
Чакам(е) следващите ти наистина компетентни коментари с подробна информация и разяснения!
Бъди жив и здрав!

(lionel.bg@gmail.com)

Filip каза...

Добре дошъл в Blogger! Ще посещавам редовно блога ти, защото съм сигурен, че ще науча много от тук. Поздрави и на добър час!