Zkoušky pro přesné přistání na Marsu  
Posadit kosmickou sondu na povrch Marsu není snadné. Citlivou techniku ohrožuje průchod atmosférou, je potřeba měkce dosednout. Při prvních letech k Marsu se přistávací oblast prakticky nevybírala. Postupem času si mohli lidé dávat větší cíle a vozítko Curiosity při průchodu atmosférou manévrovalo tím, že využívalo vztlaku vstupního pouzdra. Přesto se ani v jeho případě nedá mluvit o přistání na konkrétním místě – vytipovaná přistávací oblast měla tvar elipsy o rozměrech 20 x 7 kilometrů. Je jasné, že to se musí s plánovanými cíli vylepšit.


Tento cíl si vytyčili inženýři z Jet Propulsion Laboratory v kalifornské Pasadeně. Vývoj nakonec dospěl do fáze praktických zkoušek velmi nadějného systému, který má umožnit přistání nejen na Marsu, ale i na Měsíci, asteroidu, nebo jakémkoliv tělese s pevným povrchem – a to vše s mnohem větší přesností, než bylo dříve možné. Na projektu se podíleli i odborníci ze společnosti Masten Space Systems, která sídlí v kalifornském Mojave a výsledkem byly dvě letové zkoušky nových technologií. Ke zkouškám se použil testovací stroj ADAPT (Autonomous Descent and Ascent Powered-flight Testbed, což můžeme volně přeložit jako samostatný zkušební stroj pro motorický vzestup a sestup).


ADAPT na raketě Xombie.  Zdroj: http://www.nasa.gov/
ADAPT na raketě Xombie. Zdroj: http://www.nasa.gov/

ADAPT je postavený na zkušební znovupoužitelné raketě firmy Masten, která se jmenuje XA-0.1B Xombie. Pokud bychom ji měli k něčemu přirovnat, pak se svým určením nejvíce blíží k přistávacímu zařízení Morpheus,  nebo Grasshopper od SpaceX. Raketa Xombie má navíc oproti svým konkurentům výhodu v tom, že umožňuje i v nízkých výškách dosahovat prudkého klesání, což podle výpočtů nejlépe simuluje podmínky na Marsu. Cílem je zmenšit vytipovanou přistávací oblast na cca. 100 x 100 metrů.Abychom se ale dostali k samotným novým technologiím. Na testovací raketě se zkoušely dva systémy – LVS (Lander Vision System) a G-FOLD (Guidance for Fuel-Optimal Large Diverts). Systém LVS vyvinuli v rámci programu Mars Technology Development na direktoriátu vědeckých misí NASA. Přístroj se skládá ze senzorů, které umožňují řídícímu počítači zorientovat se nad terénem bz použití GPS nebo podobných technologií.


Xombie a ADAPT při letu.  Zdroj: http://www.nasa.gov/
Xombie a ADAPT při letu. Zdroj: http://www.nasa.gov/

ADAPT s jeho pomocí nejprve pořídil sérii fotek terénu pod sebou, porovnal je s fotkami v databázi a na jejich základě určí, kde a v jaké výšce se nachází, zároveň dokáže určit, kde se nachází přistávací oblast. Mars je v současné době nasnímán ve velmi dobrém rozlišení. Fotky ze sondy MRO by mohly velmi dobře posloužit jako interní mapa, se kterou by počítač porovnával pořízené snímky.
Druhá technologie není fyzická – G-FOLD je „pouze“ algoritmus, který společně s JPL vyvinula Texaská universita sídlící v Austinu. jeho úkolem je počítat optimální dráhu sestupu společně s manévrováním stroje, aby bylo možné přistát co nejblíže vybranému místu. G-FOLD navíc pracuje s ohledem na spotřebu paliva, aby maximálně šetřil každým jeho kilogramem.
První testovací let ADAPTu proběhl 4. prosince 2014 a druhý o pět dní později. V obou případech vystoupala raketa před zahájením sestupu do výšky 325 metrů. Následně začala klesat a v tu chvíli se rozběhlo skenování pomocí LVS. Ve výšce 190 metrů už měl G-FOLD dostatek informací, aby vypočítal ideální dráhu pro přistání na 300 metrů vzdálené ploše. Sestava se naklonila a následně úspěšně dosedla na vytipované místo.



Důležité je říct, že všechno probíhalo automaticky – bez zásahu lidského elementu – jako kdyby se přistávalo na Marsu. Na Rudé planetě přitom ještě nikdy nepřistával stroj, který by během sestupu vyhodnocoval terén pod sebou, aby bezpečně přistál. Vozítko Curiosity sice disponovalo sestupovou kamerou MARDI, která monitorovala celý sestup od odhození tepelného štítu až po dosednutí, ale její snímky se pouze ukládaly do palubní paměti a pak se odeslaly na Zemi. Příští generace strojů by už mohla obrázky aktivně využívat k řízení sestupu.

Zdroje informací:
http://www.jpl.nasa.gov/
http://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/tech20150318.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/tech20150318b.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/tech20150318c.jpg

Psáno pro Kosmonautix a osel.cz
Autor: Dušan Majer
Datum: 20.03.2015 12:17
Tisk článku

Zajatci Marsu - Pokorný Zdeněk
 
 
cena původní: 130 Kč
cena: 116 Kč
Zajatci Marsu
Pokorný Zdeněk
Související články:

Mohl by kosmickou loď pohánět urychlovač částic?     Autor: Stanislav Mihulka (14.10.2019)
Zahájí kolonizaci Marsu pozemské mikroorganismy?     Autor: Stanislav Mihulka (04.10.2019)
NASA zahájila plnění roveru Mars 2020 jaderným palivem     Autor: Stanislav Mihulka (26.07.2019)
Zařídí terraformaci Marsu křemenný aerogel?     Autor: Stanislav Mihulka (21.07.2019)
Kosmická loď s parním pohonem by mohla prakticky věčně létat vesmírem     Autor: Stanislav Mihulka (19.01.2019)



Diskuze:

info

Tomáš Kohout,2015-03-23 09:12:31

Mars má skutečně naprosto nevhodnou atmosféru pro aplikaci podobného přistání jako na Zemi. Dostatečně hustá k tomu, aby se musel používat tepelný štít, ale zase moc řídká na to, aby vás dostatečně zpomalily padáky rozumné velikosti.

Motorické přistání je daleko vhodnější, protože Mars má oproti Zemi třetinovou gravitaci. Pro brzdění v atmosféře se dá využít nafukovací štít, který zvětší aktivní brzdnou plochu. Navíc nemusíte brzdit z 3.kosmické rychlosti, pokud předtím použijete aerobraking pro usazení na nízké oběžné dráze.

SpaceX používá pro přistání 1.stupně GPS, ale do budoucna není vyloučeno využití jednodušších forem této technologie i pro Mars.

Co se týče snímků marsovského povrchu, podle kterých se mohou budoucí sondy orientovat. Podívejte se na jednu fotku Opportunity pořízenou MRO z oběžné dráhy. Škoda, že LRO u Měsíce nemá stejné rozlišení: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a5/Opportunity_at_Victoria_Crater_from_Mars_reconnaissance_orbiter.jpg

Odpovědět

Ak sa spínala SpaceX

Anton Matejov,2015-03-20 16:26:40

Práve ma napadla paraela, že riešením pristávania prvého stupňa rakety Elon Musk a SpaceX riešia nielen riadne ušetrené náklady na vynášanie tovaru do vesmíru, tým že bude možnosť opakovaného použitia prvého stupňa rakety. Oni vlastne praktickí tiež riešia pristávanie na Marse, či Mesiaci. Ak im prvý stupeň úspešne pristál na Zemi, odtiaľ je už blízko preprogramovať pristávanie aj na Mesiaci a Marse.
Elon Musk začínal svoje vesmírne aktivity na základe vízii, že pošle na Mars dva skleniky s rastlinkami. V USA mu ale chceli predať dve rakety na Mars príliš draho a tak šiel na jednania do Ruska. Rusi mu už ponúkali rakety oveľa lacnejšie, ale tam si uvedomil, že tie raketové agentúry su riadne predražené a zneužívane politikmi,lobizmom a 10 ročnými zákazkami. V roku 2001 založil SpaceX a už úspešne vynáša amíkom tovar na ISS.
Stále sa mi zdala jeho idea návratového prvého stupňa divoká a príliš riziková. Ale on už asi riešil súčasne aj budúce pristávanie na Mesiaci a Marse. Potom jeho idey pristávania prvého stupňa rakety lepšie chápem a oceňujem. Presnosť pristávania prvého stupňa rakety sa stane časom neoceniteľná v mnohých projektoch. SpaceX už vlastne dokázala s oveľa večšou presnosťou pristávanie ako v článku spomínana raketa XA-0.1B Xombie a ich technológie.

Odpovědět


Předpokládám, že ten první stupeň od Špačků

Jenda Krynický,2015-03-20 19:05:45

používal GPS, komunikoval s pozemním řídícím centrem a tk podobně.

Odpovědět


Ešte k SpaceX

Tomáš Štec,2015-03-21 20:45:21

Nezabúdať na to, že pri prvom pokuse o pristátie prvý stupeň rakety zlyhal, lebo mu došla kvapalina pre pohon AERODYNAMICKÝCH riadiacich plôch => na Mesiaci tento koncept skutočne fungovať nebude a aj Mars má riedšiu atmosféru, i keď tu je riešenie zrejmé – väčšie riadiace plochy… :-D
Grasshopper je ale trochu iné kafe, ten skutočne môže pristáť skoro kdekoľvek.

Odpovědět


Grasshopper

Vojtěch Kocián,2015-03-22 16:43:16

Grasshopper je jen testovací platforma pro zkoušky konečné fáze přistání. Vyhořelý stupeň by se měl těsně před přistáním chovat podobně. Na Zemi je možné zpomalit a manévrovat s přistávající raketou aerodynamicky bez raketového motoru, což ušetří velké množství paliva. Na Měsíci to možné není a na Marsu je to dost omezené. Rozdíl by byl v tom, jak by raketa zpomalila na rychlost řádově stovek kilometrů za hodinu, pak už by to bylo na všech zmiňovaných tělesech stejné (až na vliv větru).

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace