Martian Rover Chronicles Udholdenhed

Indholdsfortegnelse:

Martian Rover Chronicles Udholdenhed
Martian Rover Chronicles Udholdenhed

Video: Martian Rover Chronicles Udholdenhed

Video: Martian Rover Chronicles Udholdenhed
Video: NASA and DARPA-developed nuclear thermal rocket engine could be tested in few years 2024, Marts
Anonim
Billede
Billede

Forgængere

Den første rover, der med succes landede på Mars, var den amerikanske Sojourner. Som en del af Mars Pathfinder -programmet, i 1997, arbejdede han på planeten i hele tre måneder, til tider over den estimerede levetid. Roveren stod ikke over for særlig vanskelige opgaver - selve det at finde et terrestrisk robotapparat på den røde planet gjorde et stænk i verden. Ikke desto mindre formåede Sojourner at sende en masse fotografier af Mars samt foretage enkle meteorologiske og geologiske undersøgelser.

Billede
Billede

To år senere sendte NASA igen en Mars -mission ud i rummet, rettet mod en detaljeret undersøgelse af planetens jord og klimaforhold. Mars Polar Lander -missionen endte med fiasko - nedstigningskøretøjet styrtede sammen af endnu ukendte årsager. Ombord på rumfartøjet forsvandt også den russiske laserradar (lidar), designet til at studere atmosfærens sammensætning.

Billede
Billede

Amerikanerne kom ind i det 21. århundrede som de ubestridte verdensledere i udforskningen af Mars og bakkede op om deres succes i 2003 med lanceringen af Mars Exploration Rover -programmet. Ifølge planen skulle to rovere studere planeten - Spirit og Opportunity. Begge landrover landede på overfladen af Mars i januar 2004 med et interval på 21 jorddage. Designet af Opportunity viste sig at være så pålideligt og holdbart, at roveren fortsatte med at fungere indtil juni 2018.

Nu kører en 900 kilogram Curiosity-rover med en radioisotop-strømkilde på Mars, som ramte planeten tilbage i august 2012. Dets hovedopgave er at bore og undersøge prøver. I øjeblikket er missionen forlænget på ubestemt tid.

Dette var ikke nok for amerikanerne, og endnu tidligere, i 2008, dukkede en lille Phoenix-station op på planeten, hvoraf en af missionerne var at søge efter udenjordisk liv. Enheden var ikke tilpasset bevægelse, var relativt billig (400 millioner dollars) og levede i aktiv tilstand i kun et par måneder. Ikke desto mindre opdagede Phoenix vand på Mars og foretog en simpel kemisk analyse af jorden.

Det tog amerikanerne næsten ti år at udskifte den stationære efterforskningsrobot, der gik offline i efteråret 2008. Mars seismiske station med NASA's InSight -rig landede på planeten i 2018 og har hidtil med succes sendt forskningsresultater til Jorden.

Billede
Billede

Tilstedeværelsen af en mobil og et stationært Mars -apparat er tydeligvis ikke nok for amerikanerne. For at konsolidere sin tilstedeværelse på Mars landede Perseverance -roveren den 18. februar 2021 på overfladen. Og han har sin egen helikopter.

Er der liv på Mars?

Først og fremmest er udholdenhed den største rover, der er faldet på den røde planet hidtil. Elon Musk katapulterede engang sin elektriske roadster ud i rummet, og NASA sendte en rover i bilstørrelse til Mars. Udholdenhed er omkring 3 meter lang, 2,7 meter bred og 2,2 meter høj. Til en ret stor rover blev der brugt superstærke og ultralette materialer, hvorfor vægten af enheden under terrestriske forhold knap overstiger et ton. Under Mars -forhold vil udholdenhed veje to og en halv gange mindre.

Billede
Billede
Billede
Billede
Billede
Billede

Lanceringen af et så komplekst og dyrt projekt (mere end 3 milliarder dollars) skal understøttes af et passende forskningsprogram på Mars. For at retfærdiggøre det forbrugte udstyrede amerikanerne roveren med flere interessante gadgets på én gang.

Først og fremmest er dette MOXIE -modelapparatet til syntese af ilt fra kuldioxid i Mars -atmosfæren, hvis andel når 93%. I teorien er alt meget enkelt - fra kuldioxidmolekylet CO2 vi river atom oxygen af og kombinerer det med et af det samme. Udstødningen producerer kulilte og molekylær ilt, hvilket er ganske åndbart.

Før det blev ilt under rumforhold syntetiseret ved elektrolyse af vand, men for en persons levetid kræves et helt kilo vand om dagen - denne metode er ikke anvendelig på Mars. Kort sagt komprimerer MOXIE -apparatet kuldioxid, opvarmer det op til 800 grader og fører en elektrisk strøm igennem det. Som et resultat frigives rent ilt ved gascellens anode og kulilte ved anoden. Derefter afkøles gasblandingen, kontrolleres for renhed og frigives til atmosfæren på Mars.

Det er klart, at tusinder af sådanne generatorer i en fjern fremtid vil behandle Mars-kuldioxid til en menneskevenlig atmosfære. Det er bemærkelsesværdigt, at denne teknologi ikke er den mest progressive. Stadig, ifølge teorien, fra to CO -molekyler2 der produceres kun én O2… Og dette er meget langt fra den reelle effektivitet af sådanne installationer. Meget mere interessant er tanken om at opdele kuldioxid i kulstof C og et molekyle O2… I 2014 offentliggjorde tidsskriftet Science en metode til syntese af ilt fra CO2 under påvirkning af ultraviolette lasere. Fem år senere kom California Institute of Technology på ideen om at accelerere og ramme kuldioxidmolekyler på inerte overflader, såsom guldfolie. Som et resultat af denne barbariske behandling er kuldioxid opdelt i molekylært ilt og kulstof, det vil sige sod. Men selvom sådanne teknikker langt fra er teknologisk perfektion, og NASA må nøjes med enheder som MOXIE.

Billede
Billede
Billede
Billede

Den anden interessante gadget til roveren er PIXL, som er designet til at scanne det omkringliggende område med røntgenstråler. Enheden foretager fjerntest af jord for kemikalier og elementer, der kan være markører for levende ting. Udviklerne forsikrer, at PIXL er i stand til at genkende mere end 26 kemiske elementer. En lignende opgave udføres af den multifunktionelle SuperCam -scanner, som er i stand til at bestemme atomernes og molekylære sammensætning af sten fra syv meter. Til dette er den udstyret med en laser og meget følsomme infrarøde sensorer.

Billede
Billede
Billede
Billede
Billede
Billede

Og det er ikke alt. Analysen for tilstedeværelsen af spor af liv udføres af de "retsmedicinske eksperter" SHERLOC og WATSON. SHERLOC arbejder i det ultraviolette område og sonderer de omgivende sten med en laser. Princippet ligner meget arbejdet med en jordisk slyng, der leder efter biologisk bevis med en UV -lommelygte. WATSON fanger til gengæld alt, hvad der sker på kameraet. Et par sensorer sammen med en PIXL røntgen er placeret for enden af roverbommen.

Udholdenhed har ikke en øvelse til at udforske Mars -interiøret. Til dette formål bruges RIMFAX radarscanner, der er i stand til at "scanne" Mars til en dybde på 10 meter. GPR vil kortlægge den underliggende overflade og søge efter aflejringer af Mars -is.

Mars rover med helikopter

Det vigtigste "show-stopper" ved udholdenhed er ikke supergadgets beskrevet ovenfor og ikke engang et atomkraftværk, men det første fly nogensinde til Mars. Efter landingen i krateret i Jezero bragte roveren en miniature koaksial helikopter under maven. I de bedste traditioner inden for amerikansk astronautik blev navnet på helikopteren valgt af konkurrence, og det bedste var opfindsomhed. Af Vaniza Rupani, 11. klasse fra Northport.

Billede
Billede
Billede
Billede

Helikopteren bærer ikke noget videnskabeligt udstyr. Dets hovedopgave er at demonstrere potentialet for flyvning i Mars -atmosfæren, som næsten udelukkende består af kuldioxid. Atmosfæren på den røde planet svarer i densitet til Jordens, men tyngdekraften er 2,5 gange mindre. Flyet trækker med 1, 8 kilo og er for sin vægt udstyret med relativt små propeller (rotationshastighed - 2537 omdr./min.) - bonusser med Mars -tyngdekraft. Imidlertid tvang de enorme temperaturfald på planetens overflade ingeniører til at bygge et komplekst termisk beskyttelsessystem på en helikopter. Den første flyvning af Ingenuity er planlagt til tidligst den 8. april, og hele testprogrammet skal være afsluttet inden for en måned. Helikopteren er engangs - efter test vil den forblive på Mars som fremmedlegemer. Også vedholdenhed vil i sidste ende blive til et dødt stykke dyre legeringer, men dets livscyklus er meget længere.

Billede
Billede
Billede
Billede

Det antages, at Perseverance vil tabe sin satellit i en guitarformet beskyttelsesbeholder, rulle flere titalls meter tilbage og eksternt starte et testflyvningsprogram. Helikopteren bliver nødt til at flyve rundt i roveren uden at forlade overvågningsområdet for kameraer og scannere. Det sværeste er at overleve den første kolde Mars -nat for en miniaturehelikopter. Hvis du læser materialet før den 8. april 2021, bevæger Mars-roveren sig bare mod den på forhånd valgte flyveplads til opfindelsen af opfindsomheden.

Anbefalede: