Prvé autíčko na Marse

Rok  1997 bol, aspoň čo sa týka Marsu,veľmi úspešný. Spojené štáty americké konečne oslávili návrat na červenú planétu, a to vo veľkom štýle. Po neúspešnom Mars Observeri NASA zmenila taktiku a začala vyrábať menšie a lacnejšie automaty. Jej cieľom bolo každé štartovacie využiť naplno a poslať na prieskum jednu sondu a jeden lander, ktorý pristane na povrchu. Prvá časť sa splnila na jednotku. O družici Mars Global Surveyor som písal minule. Dnes je na rade pristávací modul, ktorý mal byť súčasťou veľkej siete automatov MESUR skúmajúcich atmosféru a povrch Marsu. Z toho pochádza aj jeho názov Pathfinder, čiže priekopník.

Práce na Pathfinderi začali už koncom osemdesiatych rokov. Misia však konečnú podobu dostala až po preložení do pasadenskej Jet Propulsion Laboratory, ktorá vyrobila aj vozítka Spirit, Opportunity, Curiosity a väčšinu ďalších strojov skúmajúcich Mars. Stredisko sa rozhodlo použiť inovatívny a na prvý pohľad šialený spôsob pristátia, airbagy. Niečo také sa nikdy predtým poriadne nevyskúšalo, ale svoje výhody tento systém jednoznačne má. Po prvé, ušetrí sa váha sondy. Bolo by totiž veľmi náročné pristávať pomocou motorov. Tie by navyše potrebovali autonómny program, ktorý by sa sám rozhodol, kde pristáť. Airbagy sú oveľa bezpečnejšie. Nevadia im kamene, rôzne nerovnosti povrchu ani nič podobné. Jednoducho sa v nich obalená sonda odkotúľa do bezpečia.

Ďalšou inováciou s ktorou sa na začiatku programu vôbec nerátalo bolo maličké vozítko Sojourner. To malo zvýšiť akčný rádius sondy. Slávne landery Viking totiž nemohli analyzovať vzdialenejšie ciele. Mali veľmi obmedzený dosah. NASA však za dvadsať rokov urobila obrovský pokrok a to bolo vidieť na rôznych technických vychytávkach, okrem iného aj na použití solárnych panelov miesto atómových batérií. Rover Sojourner sa stal prvým vozidlom, ktoré sa kedy preháňalo po cudzej planéte, aj keď slovo preháňať je značne prehnané 🙂 Jeho maximálna rýchlosť bola 1 cm/s.

Pathfinder

Pathfinder bol lander druhej generácie. Počas pristávacieho manévru používal raketové motory na TPL a airbagy, ktoré mali tlmiť pád. Vlastná sonda sa ukrývala v puzdre v tvare štvorstenu. Tri steny boli vyklápacie, na jednej z nich bolo pripevnené experimentálne vozidlo Sojourner. Hlavnými cieľmi sondy bolo skúmanie pôdy a atmosféry Marsu. Kamene a hlina sa analyzovali spektrometrom na Sojourneri a diaľkovo spektroskopickým zobrazovacím systémom umiestneným na meter vysokom stožiari.

 Sojourner

Vozidlo Sojourner bolo vybavené šiestimi kolieskami, ktoré mu umožňovali širokú škálu pohybov. Prakticky bolo schopné otočiť sa na mieste. Maximálne mohlo prekonať stúpanie tridsať stupňov a kopček vysoký 26 cm.  Na svojom „chrbte“ malo uložené solárne panely na napájanie všetkých systémov s príkonom 16,5 W. Orientáciu v priestore zabezpečovali dve kamery. Vpredu čiernobiela a vzadu farebná. Tá bola použitá iba štyri krát. Na odhalenie nebezpečenstva bol Sojourner vybavený laserovým lokačným systémom. Na skúmanie marsovského povrchu alfa rádiovým spektrometrom. Niesol aj experiment, brúsku, ktorou mohol očistiť zaujímavý cieľ a následne presnejšie zistiť jeho zloženie.

 Priebeh letu

Sonda Pathfinder s roverom Sojourner v motnážnej hale.

Sonda Pathfinder s roverom Sojourner v motnážnej hale.
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/

Sonda Pathfinder štartovala 4. decembra 1996 na špici americkej rakety Delta II, iba mesiac po MGS. Po siedmich mesiacoch prišiel deň D, pristátie. Cieľ cesty bola panva Ares Valis v oblasti Chryse Planitia. Asi 9000 km od planéty sa oddelila preletová časť. Aerodynamické puzdro vstúpilo do atmosféry približne 125 km nad povrchom Marsu rýchlosťou 6,1 km/s. Vtedy sa začalo ohnivé inferno, ktoré trvalo približne dve minúty. Počas zostupu celá zostava čelila maximálnemu preťaženiu 25 G vo výške asi 30 km. Šesť až jedenásť kilometrov nad povrchom sa vypustil padák, ktorý sondu postupne zbrzdil na 80 m/s. Približne sto sekúnd pred pristátím sa oddelil tepelný štít, o dvadsať sekúnd sa na tridsať metrov dlhých lanách spustil samotný lander. Zároveň sa behom jednej sekundy nafúkli airbagy a do chodu sa uviedol výškový radar. 50-70 metrov nad povrchom sa zapálili tri brzdiace motory Thiokol STAR-5 na tuhé pohonné látky. Dvadsaťjeden metrov nad povrchom sa lander na chvíľu zastavil vo vzduchu. V tej chvíli sa preseklo lano a dopadol na Mars rýchlosťou asi 18 m/s. Desať krát sa odrazil, pričom vyletel do výšky pätnásť metrov. Nakoniec sa dokotúľal jeden kilometer od miesta prvého kontaktu.

Prečo JPL vybrala taký zložitý spôsob? Nebolo by jednoduchšie vyrobiť poriadny padák vďaka ktorému by mohol Pathfinder jemne dosadnúť? Odpoveď je jednoduchá, nie, nebolo. Atmosféra Marsu je sto krát redšia ako tá pozemská. Na nejaké rozumné spomalenie by bolo potrebné vyrobiť osemdesiat krát väčší padák. Ten by potom nevážil 10 kg, ale až 420 kg, nehovoriac, o tom, aký by bol zložitý a koľko by stála dezinfekcia. Bolo by to jednoducho zbytočné mrhanie zdrojmi. Pathfinder patril do programu Discovery ktorého heslo znelo „faster, better, cheaper“ čiže rýchlejšie, lepšie, lacnejšie. Celkové náklady na misiu nepresiahli 20 miliónov amerických dolárov. Približne toľko by stál iba vývoj, testovanie a výroba toho obrovského padáku.

Po úspešnom dosadnutí na planétu Mars sa airbagy sfúkli a začali sa otvárať tri steny, ktoré čiastočne chránili sondu pred tvrdými nárazmi a pred agresívnym prostredím vesmíru. Na vnútornej strane týchto stien boli solárne panely, ktoré lander po vyklopení až do konca misie napájali elektrickou energiou. O 5:45 miestneho času sa hneď po východe Slnka spustil vysielač. Sonda začala posielať prvé obrázky povrchu. Deň na to bolo v pláne vypustenie roveru Sojourner. Dve rampy sa však nespustili. Po krátkom hľadaní príčiny sa prišlo na to, že jeden airbag nebol dokonale vypustený a plošiny nadvihoval. Vozidlo nakoniec vyšlo na povrch až nasledujúci deň pri východe Slnka. Jednodňové meškanie nebolo nič hrozné, veď jeho predpokladaná životnosť bola iba týždeň. Lander bol premenovaný na Sagan Memorial Station. Signál zo sondy pomaly slabol, až nakoniec 27. septembra 1997 prebehla posledná rádiová relácia, pri ktorej boli na Zem odoslané vedecké dáta a naspäť sa poslali nové úlohy. V októbri sa ešte pravdepodobne podarilo zachytiť slabé volanie landeru, ale neobsahovalo už žiadne dáta. Spolu s Pathfinderom zaniklo aj vozidlo Sojourner, ktoré bolo na materskej sonde závislé. Odosielali sa cez ňu všetky informácie. Misia sa dodnes považuje za obrovský úspech. Lander prekonal svoju životnosť takmer tri krát, rover až dvanásť krát. Pritom sa od pristávacieho modulu nevzdialil na viac, než osem metrov. Celkovo sa mu podarilo prejsť 80 metrov a poslal na Zem jeden gigabit dát. Materská sonda odoslala až 2,6 gigabitov, okrem iného aj šestnásťtisíc snímkov, meteorologické údaje o tlaku, teplote, vetre, farbe oblohy a dohľadnosti. Prišlo sa napríklad na to, že červená planéta sa za posledných dvadsať rokov od pristátia Vikingov oteplila o 10 K a v atmosfére sa vyskytovalo viac oblakov. Teplotný rekord bol mínus dva stupne Celzia a vietor fúkal rýchlosťou až 30 km/h. Panoramatická fotografia ktorá sa vytvárala počas celej misie ukázala, že Pathfinder pristál na dne vyschnutého riečneho koryta pokrytého kameňmi.

Po úspešnom vypustení roveru Sojourner sa začalo so skúmaním blízkych kameňov. Tie boli pomenované Barnacle Bill, Scooby Doo a Yogy, po známych animovaných postavičkách. Autíčko veľkosti mikrovlnky na Marse nakoniec výrazne prekonalo svoju plánovanú životnosť (7 dní).

Ak si sondu Pathfinder porovnáme s legendárnymi Vikingami, tak sa môže zdať, že bola menej úspešná. Treba si však uvedomiť, že Vikingovia stáli NASA takmer miliardu dolárov, a to hovoríme o sedemdesiatych rokoch. Oveľa lacnejší Pathfinder bol jednoduchý automat, ku ktorému sa neskôr pridalo prvé marsovské vozidlo. Nakoniec poslal na Zem naozaj obstojné množstvo informácií, ktoré v mnohom predčili Vikingov. Jeho väčší akčný rádius mu dovoľoval preskúmať aj vzdialenejšie kamene. Toto všetko zabezpečilo sonde čestné miesto v dlhom zozname strojov skúmajúcich Mars.

Panoráma zo sondy Pathfinder.

Panoráma zo sondy Pathfinder.
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/

Zdroje informácií:
http://sk.wikipedia.org/wiki/Mars_Pathfinder/
http://www.nasa.gov/mission_pages/mars-pathfinder/
http://mek.kosmo.cz/sondy/usa/mars/mpf.htm

Zdroje obrázkov:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7f/Mars_Pathfinder_Lander_preparations.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3a/Sojourner_on_Mars_PIA01122.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/23/Mars_pathfinder_panorama_large.jpg

Prvé autíčko na Marse, 2.4 out of 5 based on 15 ratings
Pin It
(Visited 572 times, 1 visits today)
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.4/5 (15 votes cast)
(Visited 572 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


Zanechte komentář