Čína mieri na Červenú planétu

Keďže postupne pribúdajú informácie o čínskej sonde HX-1 (HuoXing-1), je vhodné ich zhrnúť. Sonda HX-1 je prvá čínska sonda k Marsu a zároveň je prvá, ktorá sa skladá z orbiteru, landeru a roveru. Ak by táto misia bola úspešná, Čína by sa stala v histórii len treťou krajinou (po USA a Rusku), ktorej sa to podarilo. Orbitálna mechanika nám hovorí že štartovacie okno k tejto
planéte sa otvára každých 26 mesiacov ak chceme využiť energeticky najvýhodnejšiu dráhu letu po tzv. Hohmanovej elipse. Najbližšie takéto okno je od 23. júla do 8. augusta 2020. Sondu vynesie momentálne najsilnejšia čínska raketa CZ-5 (4) z kozmodrómu WSLC (Wenchang Space Launch Center) zo štartovacej rampy LS-1 (Launch Site 1) na cestu trvajúcu cca sedem mesiacov. Z toho vyplýva, že sonda by mala vstúpiť na jeho obežnú dráhu vo februári 2021. Celková hmotnosť sondy je päť ton, z toho na rover pripadá 240 kg. Je to zatiaľ najťažší ľudský výtvor letiaci k tomuto nebeskému telesu. Predpokladá sa, že sonda bude vcelku na orbite Marsu do apríla. Tento čas sa využije hlavne na snímanie vopred zvolených pristávacích oblastí pre lander s roverom pomocou dvoch kamier.

Oc. konštrukcia na testy pristávania landeru

Oc. konštrukcia na testy pristávania landeru
Zdroj: https://news.cgtn.com/

Pristátie na Marse má svoje špecifiká. Jeho atmosféra je 100 x redšia ako tá pozemská, čo na jednej strane už spôsobí zhorenie objektu keď do nej vstúpi, ale na druhej strane ho pri použití tepelného štítu zbrzdí menej. To kladie väčšie nároky na padákový systém, ktorý musí fungovať tak aby zbrzdil lander na rýchlosť, keď prídu k slovu pristávacie motory. To, že lander s roverom pristane z obežnej dráhy po dvoch mesiacoch má výhodu v nižšej vstupnej rýchlosti do atmosféry. Vstupná kapsula má navrhnutý taký tvar, ktorý generuje malý ale nezanedbateľný vztlak a súčasne je čiastočne ovládateľná, čím sa optimalizuje vstupná trajektória.

V novembri minulého roku prebehli na skúšobnom polygóne v meste Zhangjiakou simulované pristátia sondy HX-1. Tie prebiehali takým spôsobom aby čo najvernejšie pripomínali podmienky, v ktorých bude lander pristávať. Od povrchu počnúc až po napodobenie tretinového gravitačného zrýchlenia. Za pozornosť stojí už len to, že skúšobné zariadenie tvorila oceľová priehradová konštrukcia s navzájom prepojenými šiestimi stĺpmi vysokými 140 m. Na nej bol zavesený mechanizmus pomocou 36 lán, ktorých dômyselným ovládaním servomotormi sa podarilo simulovať gravitačnú tiaž na Marse. Na tomto zariadení sa overovali rôzne módy pristávacej sekvencie od výšky 70 m ako napríklad brzdenie, visenie a autonómny výber definitívneho miesta pristátia. Čo sa týka rakety, v januári boli uskutočnené zážehy motorov YF-77 na LOX/LH2, ktoré budú použité konkrétne na túto misiu.

Riadiace stredisko misie v Pekingu

Riadiace stredisko misie v Pekingu
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Vo chvíli, keď bude sonda HX-1 na orbite Marsu, bude vzdialenosť od Zeme asi 150 miliónov kilometrov a komunikačnému signálu bude trvať jednosmerná cesta osem minút. V marci prebehla skúšobná komunikácia medzi sondou a riadiacim strediskom v Pekingu v poriadku. Z dôvodu časového oneskorenia signálu musí byť celý proces pristávacej sekvencie úplne autonómny. Keďže Čína už má skúsenosti s mäkkým pristátím na Mesiaci na jeho privrátenej strane (sonda Chang´e 3) a na odvrátenej strane aj s autonómným mäkkým pristátím (sonda Chang´e 4), dajú sa získané skúsenosti z uvedených misií čiastočne využiť aj v tomto prípade. Každopádne je to veľká výzva.

Pri tejto konkrétnej misii pristávacia sekvencia landeru bude mať takúto postupnosť. Po prvotnom zbrzdení pomocou tepelného štítu nasledované použitím padákov sa nakoniec k slovu dostane pristávací motor. Aerodynamický tvar tepelného štítu je v podstate tupý kužeľ, ktorého špička je pod uhlom 70°. Jeho úlohou je spomaliť lander z rýchlosti niekoľko km/s na nadzvukovú rýchlosť. Nasledovať bude brzdiaci padák ktorý bude po splnený svojej úlohy odhodený. V tomto prípade Čína využila svoje skúsenosti pri výrobe padákov na svoje kozmické lode ShenZhou. Záverečná časť zostupu je na pristávacom motore landeru.  Prevažnú väčšinu brzdiaceho účinku bude poskytovať raketový motor YF-36 s maximálnym ťahom 7,5 kN, pričom ho dokáže znížiť podľa potreby. Ide o modifikovaný motor, ktorý bol použitý na sondách Chang´e-3 a 4. Lander bude používať laserový diaľkomer a mikrovlný radar na získanie a overenie parametrov potrebných k úspešnému dosadnutiu na povrch. Lander s roverom sa oddelí od zvyšku zostupového telesa vo výške 230 m, pričom vo výške 70 m bude nasledovať tzv. “visiaca” fáza počas ktorej bude úlohou landera nájsť bezpečné miesto na pristátie. Na to mu bude slúžiť 3D laserové skenovanie terénu. Vo výške 20 m nad povrchom aj pomocou optických kamier začne fungovať režim vyhýbania sa prekážkam. Pristávacie nohy landeru budú z rovnakej zliatiny, ktorá veľmi dobre absorbuje energiu ako pri sonde CE-4.

Rover sondy HuoXing-1

Rover sondy HuoXing-1
Zdroj: https://i.imgur.com/

V súčasnosti je plán misie nasledujúci. Hneď v prvý deň štartovacieho okna, t.j. 23. júla 2020 sonda HX-1 odštartuje a 11. februára 2021 priletí k svojmu cieľu. Ešte v priebehu letu 5. októbra 2020 prebehne korekčný manéver. Po uskutočnení brzdiaceho zážehu sa sonda ocitne na eliptickej obežnej dráhe, ktorej excentricitu bude postupne znižovať. Oba tieto zážehy má na starosti hlavný motor na orbiteri s ťahom 3,0 kN. Jej konečné parametre budú 265 x 11 943 km so sklonom 86,9°. Samotné oddelenie a pristátie landeru s roverom by malo nastať do konca apríla 2021. Rover by mal zísť na povrch ešte v ten istý deň. Jeho spôsob získavania energie bude pomocou štyroch solárnych panelov, ktoré po vyklopení budú pripomínať motýľa. Čo je ale dôležitejšie, tieto panely sa budú dať sklopiť pod rôznymi uhlami, čo maximalizuje ich efektívnosť, respektíve to umožní roveru väčšiu flexibilitu. Jeho maximálna rýchlosť je 200 m/hod., dokáže prekonať svah až do sklonu 30° a je schopný aj jazdy bokom. Životnosť orbiteru sa prepokladá jeden marsovský rok (687 pozemských dní) a životnosť roveru by mala dosiahnuť 90 solov (90 marťanských dní).

Miesta pristátia minulých aj plánovaných marsovských sond

Miesta pristátia minulých aj plánovaných marsovských sond
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Sonda HX-1 je navrhnutá tak aby mohla preskúmať atmosféru, morfológiu, geologické a magnetické vlastnosti červenej planéty, na čo jej poslúži 13 vedeckých prístrojov. Čína si vybrala dve oblasti, v ktorých je možné pristátie a zároveň sú zaujímavé z vedeckého hľadiska. Je to Utopia Planitia alebo Chryse Planitia. Aj keď sú tieto oblasti rovinaté, sú plné kráterov, balvanov a nerovností ktoré by mohli spôsobiť zničenie landeru s roverom. Tomu by mali zabrániť vyššie uvedené technológie a samotný postup pristávania. Pristávacia elipsa má rozmery 100 x 40 km.

Pozemné sledovacie stanice má Čína okrem svojho územia aj v Namíbii a Argentíne kde sa používajú antény s priemerom 66, respektíve 35 m. Samozrejme nutnou podmienkou úspešnosti misie sondy HX-1 je absolvovanie bezchybného štartu na rakete CZ-5 (4) z kozmodrómu WSLC. Pred štartom tejto misie má raketa CZ-5B (5) naplánovaný ešte jeden štart (nepilotovaný) v poslednej tretine apríla s novou kozmickou loďou. Tento musí tiež prebehnúť bez chýb aby sa otvorili dvere k spusteniu misie HX-1. Všetky časti sondy zvládli skúšky na ne kladené a najnovšie informácie hovoria o pripravenosti sondy vyraziť na miesto štartu.

Zdroje informácii:
http://forum.kosmonautix.cz/
https://space.skyrocket.de/
https://www.space.com/
https://spectrum.ieee.org/
https://news.cgtn.com/

Zdroje obrázkov:
https://spectrum.ieee.org/image/.jpeg
https://news.cgtn.com/news/.jpg
https://pbs.twimg.com/media/ESyIVNZU4AMXj9y?format=jpg&name=small
https://i.imgur.com/NN0SDLX.jpg
https://pbs.twimg.com/media/ESYyJzmXsAEk9X2?format=jpg&name=small

Čína mieri na Červenú planétu, 4.8 out of 5 based on 17 ratings
Pin It
(Visited 3 102 times, 8 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 4.8/5 (17 votes cast)
(Visited 3 102 times, 8 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

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


34 komentářů ke článku “Čína mieri na Červenú planétu”

  1. Vaclav napsal:

    Vynikající článek, shrnuje přehledně dosud kusé informace. Na první let Číny k jiné planetě jsou úkoly i sám letový plán impozantní. Zajímavá je též informace, že Čína má vlastní DSN což by mohlo zvěsti o tom, že připravují na rok 2024 dvě sondy třídy Voyager k vnějším planetám, posunou do oblasti reality. Technologickou špičkovou vyspělost dokumentuje systém aktivního vyhledávání vhodného terénu v konečné fázi přistávání, který dosud nebyl u Marsu aplikován. Jedinou slabinou jak se zdá je nosič a jeho spolehlivost.

  2. tonda napsal:

    Děkuji za velmi ceněný článek Libore.Napadlo mě,že ta příhradová konstrukce zřejmě sloužila k simulaci přistávání nejenom na Marsu,ale myslím si,že i na Měsíci.Proto ty úspěchy Číny s přistáváním na Měsíci.Nemáš o tom nějaké informace?

  3. Libor Lukačovič napsal:

    Ešte pripomienka:
    Chcel by som sa ospravedlniť čitateľom, že po linqvistickej stránke ten text nie je dobrý. Bohužiaľ sa zišlo viac okolností (subjektívnych aj objektívnych) ktorých výsledkom je takýto článok.

  4. gendibal napsal:

    Připojuji se k poděkování za článek, mám jen jednu námitku:
    “Sonda HX-1 je prvá čínska sonda k Marsu a zároveň je prvá, ktorá sa skladá z orbiteru, landeru a roveru. Ak by táto misia bola úspešná, Čína by sa stala v histórii len treťou krajinou (po USA a Rusku), ktorej sa to podarilo.”
    Tomu nerozumím, kdy se, ať Sovětskému svazu nebo Rusku, podařilo na Mars dopravit a do provozu uvést “orbiter, lander a rover”?
    Jestli to Číňani zvládnou, tak jim na Marsu po právu bude patřit stříbro.

  5. Vaclav napsal:

    Měkké přistání Ruska je věc diskutabilní. O jeho měkkosti lze úspěšně pochybovat. Smyslem a cílem každé mise je nejen tam doletět a nějak přistát, ale hlavně splnit vědecké zadání a nějakou rozumnou dobu tam měřit, fotit a posílat užitečné údaje na Zem. Pokud tam sebou sonda buchne a nic užitečného nedokáže a údajně funguje pouhých 14 vteřin, tak to je to velice pochybný úspěch. Posadit na Mars provozuschopné zařízení schopné tam pracovat, měřit, fotit, zařízení aktivně ovládat ze Země a hlavně posílat výsledky měření a statisíce fotek s neuvěřitelnými podrobnosti, nikoli pouze jeden podivný obrázek připomínající záznam šumu přijímače, dokázaly zatím jen USA a to pět landerů a čtyři rovery.

  6. Vaclav napsal:

    I na mapě míst přistání je u Marsu-3 označeno jako “částečné”. Možná přesnější označení by bylo “questionable” .

  7. Radoslav Karásek napsal:

    Super, díky za súhrn a krásnu Slovenčinu.

    Znie to strašne jednoducho, ale je tam toľko faktorov, ktoré sa môžu pokaziť. Ostáva len veriť. A snáď sa nezrazia s Američanmi na orbite Marsu. Som veľmi zvedavý o koľko dlhšie vydrží oproti plánu 90 dní. Už sme tam mali rovery s tímto cieľom a vieme ako to dopadlo 🙂

    Plánuje sa okrem exomars 2018 ešte nejaká iná sonda na štart v okne 2022?

  8. Jiny Honza napsal:

    Čína úspěšně kopíruje i v kosmonautice, uvidíme jak bude pokračovat, až bude v čele pelotonu.

    Vozítka s průměrnou rychlostí menší než mm/s opravdu nejsou tou pravou cestou pro výzkum, o nějaké smysluplné práci nemluvě. Nezbývá než doufat v dalšího odvážného El.

    • Dušan Majer napsal:

      Rychlost není u vědeckých misí překážkou. Často mohou strávit dny i týdny průzkumem jedné malé lokality.

      • Jiny Honza napsal:

        Rychlost samozřejmě překážkou být může. V případě Marsu si můžeme vybrat mezi spoustou “stacionárních” misí typu Curiosity, nebo menším množstvím opravdu pohyblivých sond, které za den ujedou desítky kilometrů. Nebo sond které jsou schopny vrtat desítky metrů pod povrch.

        A hlavně mezi jednorázovými sondami jednou za mnoho let, nebo stovkami bezejmenných sond každé dva roky. Doba se změnila, Spirit a Oportunity jsou dnes v možnostech amatérského nadšeného bastlíře . NASA by měla pohnout. Jinak ji Čína zhmoždí. Nebo zesměšní?

        • Dušan Majer napsal:

          Při čtení vašeho komentáře, jsem si několikrát říkal, jestli to myslíte vážně, nebo jestli vám splývá sci fi s realitou. Poznámka o bastlíři mne však jednoznačně přesvědčila, že váš úhel pohledu je značně odtržen od reality.

          • Jiny Honza napsal:

            Ano, myslím to zhruba vážně. Poznámka o bastlíři vypovídá hodně o Vás. Ušil jste si roušku? Aspoň jednu, nebo jste je dostal? Odněkud? Umíte naprogramovat jednočip? Zapálit oheň třením dřev a nastavit firewall? Udělat z cukru a dusičnanu raketový motor? Nebo aspoň z PET lahve a lihu.

            Ano, nastala doba úpadku a před odborníky a nadšenci dnes mají rozhodující slovo mluvící hlavy. Celkem rozumné jako Vy, nebo spíš ti úplně mimo. Nezbývá nám, než se držet “tradice”. Učit děti, a třeba za pár (set) let, až bude zase příležitost.

          • Dušan Majer napsal:

            Vytvořit rover pro Mars je úkol pro rozsáhlé týmy špičkových specialistů, kteří na tomto úkolu pracují celé roky. Přirovnání jejich práce k nějakému kutění v dílně je urážlivé a dehonestuje jejich mimořádně náročnou a velmi složitou práci.

          • gendibal napsal:

            Ano i ne. To bastlení atd. je samozřejmě blbost, ale když odhlédneme od problematického slovníku, tak podstatu myšlenky “Jinýho Honzy” vidím v tom, že jedna “vlajková loď” typu Curiosity nebo Cassini vyjde na několik miliard USD. Kdyby se ale v meziplanetárním výzkumu přešlo na jakýsi systém starlink, tak za ty samé peníze by se mohlo vyslat namísto jedné vlajkové lodi klidně několik tisíc jednoduchých sond, a jsem si vcelku jistý, že výsledek takového počínání by tu vlajkovou loď předčil. Navíc by s tím nebylo spojené takové riziko selhání celé mise, prostě proto, že by všechna vejce nebyla narvaná do jednoho košíku. V minulosti to nepřipadalo v úvahu, protože neexistoval způsob, jak tu masu tolika jednoduchých sond vynést nahoru, ale pokud bude k dispozici SH/SS, tak už bude situace vypadat jinak.

          • Dušan Majer napsal:

            Záleží, co od dané mise požadujete. Pokud špičkovou vědu, pak potřebujete špičkové přístroje a ty jsou drahé. Moc zlevnit nejdou a nasadit na ně sériovou výrobu zrovna nejde. Jasně, mohl byste udělat levnější verzi a vypouštět takové sondy v houfech, jenže to se hodí jen na poměrně malou část výzkumů. Mnohdy je výhodnější mít data z méně míst, ale zato řádově přesnější.

        • Spytihněv napsal:

          Rovery, které na Marsu ujedou denně desítky kilometrů? To by už ovšem museli být zcela autonomní, sami rozhodovat o směru a rychlosti jízdy, sami řešit překážky, sami vybírat vhodné lokality… Jen občas by na Zemi poslali pozdrav ve stylu Je tu hezky, já se zase někdy ozvu, pa. Takhle daleko ještě opravdu nejsme. Mars není Měsíc, kde Rusové mohli řídit Lunochody prakticky v reálném čase joystickem a přitom sledovali terén pomocí palubních kamer.

        • Jan Jancura napsal:

          Souhlasím s p. Majerem. Proč by sonda měla za den najezdit desítky kilometrů?
          Místa pro přistání jsou vybírány tak, aby byla co nejblíže zajímavým lokalitám, podle toho je i přístrojové vybavení sondy. Účelem je důkladný průzkum povrchu, tedy snímání povrchu v různých oblastí spektra apod., odběry a rozbory vzorků, takže po velkou část doby stojí sonda přibližně na jednom místě. I pohyb na Marsu musí být velmi opatrný, poněvadž je to pro lidi řídící pohyb roveru neznámý terén s dlouhou reakční dobou a nechtějí přijít o tak drahou sondu. Autonomní rover nejsme pro nedostatek znalostí o povrchu prozatím schopni naprogramovat.
          Samozřejmě budou potřebné vrty do větší hloubky, což dnes ještě neumíme, a ani tehdy tyto sondy nenajezdí denně desítky kilometrů.
          I dnes není bezpečné přistání na Marsu zcela rutinní záležitostí a sestrojit sondu, která by vydržela a hlavně fungovala na Marsu delší je stále špičkový výkon vědy a techniky.

          • gendibal napsal:

            Zkusím určitou analogii. V archeologii jsou dvě základní metody – povrchový průzkum a detailní odkryv. Povrchový průzkum nám řekne málo o velkém území, odkryv naleziště hodně o malém území.
            Všechno, co se zatím na povrchu Marsu podniká, má charakter toho detailního odkryvu. Dozvídáme se poměrně dost o velice malém území, ale i tak jsou značné rezervy – viz ty publikované fotky různých zajímavých útvarů třeba jen pár desítek metrů od kamer, k nimž ale rover nikdy nezajede, protože má místo toho cestu k zajímavostem jiným.
            Charakter povrchového průzkumu na Marsu určitým způsobem plní pouze dálkové skenování povrchu z obíhajících družic, ale to je příliš hrubé, absolutně nesrovnatelné např. s pozemskou leteckou archeologií, která dokáže zjistit neuvěřitelné věci díky porostovým, stínovým a dalším příznakům v pozorovaném terénu (na Marsu pochopitelně porostové příznaky neočekávám). Chtělo by to něco ve smyslu toho povrchového průzkumu v archeologii, co by ty dosavadní detailní průzkumy doplnilo a propojilo je s dálkovým sledováním z LMO. A to by mohla být právě ta rychlovozítka s desítkami kilometrů denně, která by přinesla sice jen dílčí, ale důležité plošné informace.

          • Dušan Majer napsal:

            Otázka je, zda by byl přínos těchto jednodušších strojů opravdu srovnatelný s jednou velkou misí, která sice prozkoumá jen jedno místo, ale zato podrobně.

  9. Spytihněv napsal:

    Mám dotaz. Snad si ho tu někdo po těch měsících ještě všimne. V článku se uvádí: “Lander s roverom sa oddelí od zvyšku zostupového telesa vo výške 230 m”. Zbytek sestupového tělesa? Měl jsem za to, že po odhození padáku a aktivaci přistávacích motorů na landeru už neni co odpojovat a následuje jen přistání.

Zanechte komentář

You must be logged in to post a comment.