Łazik marsjański „Curiosity” jest energochłonny, narkoleptyczny i samotny - ale właśnie tego wymaga eksploracja układu słonecznego jak gwiazda rocka. Dzisiaj łazik jest ulubieńcem mediów. Jak każda ludzka celebrytka, Curiosity robi częste selfie, ma teledysk i konto na parodii na Twitterze i została uwieczniona jako figurka LEGO. Słynny robot ma nawet niespokojną przeszłość.
powiązana zawartość
- Łazik Curiosity właśnie skończył roczek marsjański
- Ciekawa perspektywa wysokiej rozdzielczości zejścia na Marsa
W 2008 roku Curiosity - technicznie nazywane Mars Science Laboratory lub MSL - było wyśmiewane za opóźnianie się w harmonogramie i przekraczanie budżetu. Misja początkowo została wysłana do NASA jako statek kosmiczny o wartości 1, 6 miliarda dolarów i miała wystrzelić w 2009 roku. Jednak szereg przeszkód technicznych spowodowało przesunięcie harmonogramu startu na 2011 rok, a koszty wzrosły do 2, 5 miliarda dolarów. Według Roba Manninga, głównego inżyniera misji, problemy młodego Curiosity można prześledzić do jego najbardziej znanej funkcji: systemu lądowania żurawia.
Podniebny żuraw przypominał plecak odrzutowy, który opuścił łazik na powierzchnię marsjańską na uwięzi. Była to tylko jedna część fazy misji o nazwie wejście, zejście i lądowanie (EDL). Dla inżynierów z NASA faza EDL została również nazwana siedmiominutowym terrorem, ponieważ po jej rozpoczęciu wszystko zostało zautomatyzowane i zespół nie miał nic do roboty poza jedzeniem orzeszków ziemnych i trzymaniem kciuka.
Podniebny żuraw był całkowicie nowatorskim sposobem lądowania statku kosmicznego na Marsie, opracowanym w celu dostosowania do tonowego łazika Curiosity. Ponieważ był tak nowy, a lądowanie na Marsie zawsze stanowiło wyzwanie, projektowanie i rozwiązywanie problemów z systemami EDL stało się ogromną częścią ogólnego projektu misji, który przesłaniał pozostałe potrzeby łazika, mówi Manning w swojej nowej książce Mars Rover. Ciekawość, wydana przez Smithsonian Books.
Ciekawość Mars Rover: konto wewnętrzne od głównego inżyniera Curiosity
Relacja z pierwszej ręki o próbach i udrękach inżynierii jednego z najbardziej złożonych technologii kosmicznych, Mars Rover Curiosity, autorstwa jego głównego inżyniera Roba Manninga.
Kupować„Myślę, że nowy, błyszczący i błyszczący nowy system EDL firmy MSL… w rzeczywistości odwrócił naszą uwagę od podstaw budowy zupełnie nowego i radykalnie innego łazika” - mówi. Wraz z najlepiej sprzedającym się pisarzem Williamem L. Simonem Manning opowiada o wzlotach i upadkach Curiosity w książce, oferując wgląd w umysły NASA i pracowników sektora prywatnego, którzy musieli walczyć o wysłanie tej znanej na całym świecie misji na Marsa.
Na przykład skupienie się na dźwigu i innym sprzęcie EDL oznaczało, że zespół spędził mniej czasu na rozważaniu źródła zasilania Curiosity. Poprzednie dwa łaziki, bliźniacy Spirit i Opportunity, były zasilane energią słoneczną. Sztuczka polegała na tym, że tablice mogły generować około 110 watów, ale każdy łazik potrzebował 1500 watów, aby był w pełni sprawny. Według Manninga rozwiązaniem było spowodowanie narkolepsji łazików - budzili się tylko przez kilka godzin każdego dnia na Marsie, czerpiąc energię z pokładowego akumulatora w celu prowadzenia pojazdów lub przeprowadzania eksperymentów. Potem drzemali i budzili się ponownie, aby wykonać więcej pracy. „Dzień w życiu łazika przypomina trochę starego psa niż samochód wyścigowy” - pisze Manning.
Chociaż ciekawość została wyposażona w źródło energii jądrowej zamiast paneli słonecznych, była to również znacznie większa maszyna, w której znajdowało się 11 skomplikowanych instrumentów naukowych i kamer. Oprócz zasilania do ogólnych operacji, instrumenty te musiałyby zostać podgrzane, aby działały poprawnie na mroźnym Marsie. Około rok przed datą premiery w 2009 r., Gdy pojawiły się szczegółowe informacje na temat niektórych instrumentów naukowych, zespół zdał sobie sprawę, że nawet przy drzemkach, bateria Curiosity była zbyt mała do tego zadania. Użycie większej baterii bez znalezienia innych miejsc do przycięcia spowodowałoby, że łazik byłby zbyt ciężki do lądowania.
Stamtąd narastały kłopoty, w tym obawy o wiatr zdmuchujący próbki skał przed ich analizą, a także oznaki, że odłączenie łazika od uwięzi dźwigu nieba zewrze ważne łącze komunikacyjne podczas lądowania. Opóźnienia w wysłaniu gotowego sprzętu do montażu statku kosmicznego oznaczały, że NASA musiała zadzwonić i ogłosić, że przegapi okno startowe 2009.
„Gdy twój łazik nie trafi w to okno… koszt automatycznie rośnie, i to tylko z tego powodu, że„ licznik taksówek ”zespołu musi czekać dłużej, aby wyjść z pracy”, mówi Manning. Srebrna podszewka oznaczała, że dodatkowy czas pozwolił zespołowi na załatanie załamań - naprawienie obwodów, pracę w większej baterii - i pomyślne uruchomienie 26 listopada 2011 r.
Inżynier JPL sprawdza ruchy ramion robota w testowej wersji łazika Curiosity. (NASA / JPL-Caltech) 
Grafika pokazuje wiele kroków, jakie Ciekawość musiała zrobić, aby bezpiecznie wylądować na Marsie. (NASA / JPL-Caltech) 
Inżynierowie JPL świętują chwile po potwierdzeniu, że Curiosity bezpiecznie wylądował na Marsie. (NASA / JPL-Caltech) 
Skalisty wychód ujawnia, że zaokrąglone kamienie są zrzucane ze skał osadowych, znak, że w tej części Marsa kiedyś płynął strumień. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
Pierwsza próbka sproszkowanej skały została dostarczona do pokładowego laboratorium chemicznego łazika w lutym 2013 r. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
Eksperyment chemiczny i mineralogiczny (CheMin) na łaziku Curiosity wykonał pierwsze zdjęcie rentgenowskie próbki gleby w październiku 2012 r. Wyniki pokazały chemiczne ślady minerałów, które sugerują, że marsjański brud jest bardzo podobny do gleb wulkanicznych na Hawajach. (NASA / JPL-Caltech / Ames) 
Ciekawość sfotografowała lewe przednie koło w listopadzie 2013 r., Odsłaniając zadrapania, wgniecenia, a nawet przebicia spowodowane toczeniem się po ostrych kamieniach. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
Ciekawość w końcu wierci się w bazie Mount Sharp we wrześniu, aby pobrać próbki do analizy. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) Od chwalebnego lądowania w sierpniu 2012 r. Curiosity odsyła ogromne ilości danych, od obrazów Marsa i jego księżyców w wysokiej rozdzielczości po pierwsze wyraźne oznaki, że woda pitna zdolna do podtrzymania życia raz spłynęła na powierzchnię planety. Nieco ponad rok po rozpoczęciu misji łazik osiągnął swój główny cel, bazę marsjańskiej góry o nazwie Góra Sharp. Warstwy odsłoniętego osadu mogą powiedzieć naukowcom więcej o pozornie zamieszkanej przeszłości Marsa, a nawet mogą zawierać zachowane ślady prymitywnego życia.
„Wszyscy byliśmy całkowicie oszołomieni, kiedy pierwszy otwór wywiercił miejsce na Marsie, które było zamieszkane miliardy lat temu”, mówi Manning. „To, co tu mamy, to miejsce, które nie tylko mogło wesprzeć życie, ale może, jeśli będziemy dalej szukać, być miejscem, w którym chemicznie przechowujemy te zapisy. To sprawiło, że nadaliśmy wysoki priorytet drodze na wzgórze. ”
Podróż nie obyła się bez przeszkód, a wśród nich przede wszystkim nieoczekiwanego zużycia kół Curiosity. Kiedy projektowano koła, głównym zmartwieniem było to, że zbyt ciężki łazik utknąłby w piasku - los, który oznaczał koniec łazika Spirit w 2010 r. Zespół zmusił sześć dużych kół Curiosity do działania jak urządzenia pływające, mówi Manning. Każde szerokie koło w kształcie dunebuggy było wydrążone z bloku lekkiego aluminium.
Zespół nie wiedział, że łazik musiałby przejechać przez rzeźbione wiatrem skały zatopione w glinie, która działa jak łóżko gwoździ. Te ostre jak brzytwa skały zaczęły podrywać koła, a Manning spodziewa się, że metalowy odłamek może kiedyś rozerwać wewnętrzne okablowanie łazika, utrudniając misję. Do tego czasu „musimy ostrożnie podążać naszą ścieżką” - mówi Manning. „Zastanawiamy się również nad zmianami oprogramowania, które zminimalizowałyby uszkodzenia, zapewniając przyspieszenie koła, gdy koło wspina się po skale. To zmniejsza zużycie. ”
Usterka pokazuje, w jaki sposób każda misja Marsa może wykorzystać zdolności następnej, proces ten podkreśla Manning w książce, gdy opisuje wnioski wyciągnięte ze statku kosmicznego z powrotem do lądowników Viking w latach 70. Już teraz wykorzystuje niektóre z ciekawostek z ciekawości w projektach kolejnego łazika Marsa, który ma wystartować w 2020 roku, oraz w systemie do lądowania ludzi na Marsie za pomocą nadmuchiwanego dysku i spadochronu nowej generacji.
Manning dodaje, że ciekawość i jej marsjańscy krewniacy pozwalają inżynierom opracowywać technologie, takie jak autonomiczne oprogramowanie do jazdy, które prawdopodobnie będą miały kluczowe znaczenie dla przyszłych łazików zmierzających do jeszcze bardziej odległych lokalizacji, takich jak lodowe księżyce Jowisza i Saturna. „Jadąc na zewnętrzne planety lub do księżyców takich jak Europa, Ganymede i Enceladus - we wszystkich przypadkach potrzebujesz pojazdu, który ma sprytną autonomię”, mówi Rob Manning, obecnie kierownik ds. Inżynierii Marsa w NASA Jet Propulsion Laboratory. „Nie obsługujemy go jak zdalnie sterowany samochód. Mówimy mu, dokąd chcemy, a jego zadaniem jest dowiedzieć się, jak się tam dostać. ”
Ale bardziej niż techniczne objawienia, Manning uważa, że historia Ciekawości jest ważna dla ludzkości na znacznie bardziej podstawowym, niemal egzystencjalnym poziomie. „Myślę, że przesłanie jest takie, że chociaż MSL była misją NASA o dużym budżecie (przynajmniej dużym według dzisiejszych standardów), nie jest budowana przez abstrakcyjnych inżynierów i naukowców pracujących w instytucjach bez twarzy” - mówi Manning. „Zamiast tego jest zbudowany przez grupę ludzi. Ludzie tak samo ludzcy, równie omylni i równie inteligentni jak większość ludzi, których znasz. … To jest ostatecznie przedsięwzięcie ludzkie i mamy szczęście, że możemy być jego częścią. ”
