Szokatlanul megerősödött a forgalom a Marsnál, az Egyesült Arab Emírségek Al-Amal (Hope) szondája érte el elsőként a Marsot az emberiség által a tavaly nyári kedvező indítási ablakban útnak indított három űreszköz közül, másnap a kínai Tienven-1 (Tianwen-1) követte, majd 18-án az amerikai Mars 2020, rajta a Perseverance marsjáróval is odaér. A Földről a Marsig való energiatakarékos eljutásra a két bolygó Nap körüli keringéséből adódóan 26 havonta, rövid időre nyílik meg a kedvező lehetőség. Ezt a használták ki 2020-ban három űrszondához is.
Érdemes különbséget tenni, hogy a Marson vagy a Mars körül levő űreszközökről beszélünk-e. Most valóban 2 új érkezett és 1 hamarosan érkezik. Ezek közül az arab szonda csak keringő egységet jelent, a kínai egy keringő egységet + egy leszállót (amely majd csak május környékén száll le, rajta egy kis marsjáróval is), az amerikai (Perseverance) pedig keringő űrszondát nem visz, csak a közvetlenül az érkezéskor leszálló marsjárót - részletezte a Computerworldnek dr. Frey Sándor csillagász, aki az Űrvilág portál rendszeres szerzője is, hozzájárulva ezzel a csillagászat és az űrtudomány népszerűsítéséhez.
Mint mondta, a Marsnál vagy a Marson dolgozó aktív űreszközök száma egyáltalán nem kicsi, jelenleg 8 űreszköz működik a vörös bolygón vagy körülötte:
- A felszínen van a Curiosity (marsjáró) és az InSight (egy helyben tartózkodó), mindkettő amerikai.
- A keringő szondák közül az amerikaiak: Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter és MAVEN; az Európai Űrügynökségtől a Mars Express és az oroszokkal közös ExoMars Trace Gas Orbiter; az indiai Mars Orbiter Mission.
- Ezekhez érkezett most a napokban a már említett kettő (az arab Al-Amal/Hope és a kínai Tienven-1), és remélhetőleg épségben leszáll a Mars 2020/Perseverance.
CW: A NASA Perseverance marsjárója lényeges fejlesztései a precíz felszínre érkezést és a biztonságos helyen való landolást hivatottak segíteni. Pontosan mik ezek? Mesterséges intelligencia az alapja?
dr. Frey Sándor: A leszállás a Mars légkörébe lépéstől a felszín eléréséig mindössze 7 percig tart. A Mars és a Föld távolsága miatt a rádióüzeneteknek ugyanakkor több mint 10 percbe telne odaérniük a Földről, és ugyanennyit utazna visszafelé az információ. Vagyis a Földről az időeltolódás miatt lehetetlen irányítani az eseményeket, a szondának autonóm módon kell elvégeznie a műveleteket. Ez egyrészt előre beprogramozott eseménysorokat jelent (hővédő pajzs ledobása, ejtőernyő kinyitása, ejtőernyő ledobása, "égi daru" rakétás fékezés indítása, stb.).
Fontos dolog, hogy lefékeződjön (kb. 20 ezer km/h-ról lényegében 0-ra) és ne csapódjon a felszínbe a szonda. Másrészt az sem mindegy, hogy pontosan milyen terepre érkezik a kis autó méretű, kerekes marsjáró. Ha például sziklás terepen ér le, akkor előfordulhat, hogy utána meg sem tudják mozdítani, a programja szempontjából elveszettnek tekinthető. Míg technikai szempontból a sík terep volna az ideális, tudományos szempontból az rendszerint kevésbé izgalmas. Általában a két szempont között kompromisszumos döntésre van szükség. A mostani leszállóhely is túl kockázatos volna, ha a fedélzeti rendszerek leszállás közben nem volnának képesek korrigálni az ereszkedés pályáját. Ezért dolgozták ki az eddigi legösszetettebb marsi leszállási módszert.
Az ereszkedés pontosabb irányítása szempontjából két fő újítást vezettek be:
- az ejtőernyő nyitásának pillanata nem előre rögzített időpont, hanem függ a szondának a kijelölt leszállóhelyhez képest mért aktuális helyzetétől
- az alatta elterülő terepről valós időben készített képeket a fedélzeti számítógép összeveti a betáplált térképpel (ezt korábbi Mars körül keringő űreszközök nagyfelbontású képeiből állították össze) és szükség szerint korrigálja a leérkezés pályaívét, hogy elkerülje az előnytelen adottságú terepet
Mesterséges intelligenciának lehet nevezni, de azt is érdemes fejben tartani, hogy az ilyen összetett űrküldetések előkészítése és megépítése jellemzően évtizedes időtávon történik. Sokkal fontosabb a kipróbált, robusztus, biztonságos műszaki megoldás (hardver és szoftver szinten), mint a Földön már a legújabbnak számító friss technológiák beépítése.
A leszállás technológiájáról itt lehet megnézni egy látványos szimulációt >>>
CW: A Mars kutatásában először olyan mintákat is vesznek, amelyeket egy későbbi űrszondával a Földre juttatnának, igazán részletes laboratóriumi elemzések céljából. A mintavisszahozó küldetés legkorábban 2026-ban startolhat, a 2030-as évek elején érkezhet vissza a Földre. Ez milyen megoldással működhet? Lehetséges ez, kész technológiáról van szó, vagy ez csak egy terv?
dr. Frey Sándor: A küldetés végrehajtásához három repülésre lesz szükség. Első lépéseként a Perseverance begyűjti és egy tartályba teszi a mintákat. Ezekért később (talán 2026-ban) megérkezik egy új szonda, leszáll a közelben (itt is fontos lesz a pontos irányítás!), elgurul a lerakott mintáig. Azokkal felemelkedik a felszínről, csatlakozik egy a Mars körüli pályán keringő egységhez, amely később visszaindul a Földhöz, és amikor ideér, akkor "ledobja" a tartályt egy megjelölt helyre. Mindez a 30-as évek elején történhet meg, ha minden az ütemterv szerint halad.
Az egész bonyolultnak hangzik, és az is, de egyes lépéseire már volt példa (pl. automata űreszközökkel mintavisszahozás a Holdról, kisbolygókról). A küldetések előkészítése zajlik, de a pontos műszaki részleteken még dolgoznak.
CW: A remélt sikeres leszállás után az Ingenuity nevű kis marsi helikopter reptetését is megkísérik az első hónapokban. Mi ennek a helikopternek a tudományos célja?
dr. Frey Sándor: Tudományos célja igazából nincs, egy új technológiát szeretnének vele kipróbálni: egyáltalán működőképes-e a gyakorlatban a helikopterezés a Mars ritka légkörében. Mint az sokak számára ismert, a Vénusz légkörében már utaztak, sodródtak ballonok, az Interkozmosz VEGA programjának keretében, még a '80-as évek közepén. Irányított, motoros repülést egy idegen bolygó légkörében azonban most fognak először kipróbálni.
Helikopter a Marson |
|
Az 1,8 kg tömegű, 80 cm magas és 120 cm rotorátmérőjű eszköz összecsukott állapotban utazik a rover alján egészen a felszínig. Itt (60-90 nappal a landolás után) a talajra helyezik, majd elgördül fölüle a marsjáró. Ezután kerülhet sor a kis forgószárnyas jármű akkuinak feltöltésére. A koaxiális forgószárnyakkal felszerelt eszköz energiaellátását ugyanis - kevesebb mint 300 g tömegű - akkumulátorok biztosítják. Ezeket a repülő szerkezet tetején elhelyezett napelem tölti. Az önálló repülésre csak ez után kerülhet sor. Reményeink szerint a - legalább 100 m-re eltávolodott - marsjáró tetején lévő "tornyon" elhelyezett kamerarendszer is fogja követni a kis helikopter (forgó)szárnyalását. A rotorlapátok szénszál erősítésű habból készültek, végükön a sebesség elérheti a helyi hangsebesség 70%-át. A roverrel kommunikáló (900 MHz-es) rádió maximális hatótávolsága 1 km, ezért a Perseverance-tól történő repülési távolságot 300 m-ben, a magasságot pedig 5 méterben maximálták. A repülés sebessége elérheti akár a 10 m/s-ot vízszintesen, és a 3 m/s-ot függőlegesen. Miután a cél elsősorban a technológia használhatóságának vizsgálata - azaz hogy használható-e egyáltalán drónhelikopter a Marson a jövőben -, ezért egy repülés legfeljebb 90-120 másodpercig tarthat.
|
