Η InSight μπαίνει για προσγείωση στον Άρη. Το διαστημικό σκάφος θα κάνει την προσέγγισή του και την προσγείωση του μέσω μιας δοκιμασμένης και αληθινής μεθόδου, αλλά παρόλο που η NASA έχει τραβήξει αυτό το κόλπο πριν, δεκάδες πράγματα πρέπει να πάνε σωστά κατά την είσοδο, την κάθοδο και την προσγείωση επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη.
Στις 2:47 μ.μ. EST τη Δευτέρα, 26 Νοεμβρίου, το InSight lander θα βρεθεί στην κορυφή της ατμόσφαιρας του Άρη, περίπου 125 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια, ταξιδεύοντας σε 5, 5 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο (12, 000 μίλια). Η προστατευτική θωράκιση θερμικής πυριτίας του σκάφους θα αυξηθεί σε θερμοκρασία μεγαλύτερη των 1.500 βαθμών Κελσίου-αρκετά ζεστή ώστε να λειώσει το χάλυβα. Περίπου τρία και μισά λεπτά μετά την είσοδο στην ατμόσφαιρα, το διαστημικό σκάφος θα συνεχίσει να κινείται προς το έδαφος σε υπερηχητικές ταχύτητες. Ένα αλεξίπτωτο θα αναπτυχθεί για να επιβραδυνθεί όσο το δυνατόν περισσότερο, η ασπίδα θερμότητας θα εκτοξευθεί, και το διαστημικό σκάφος θα αρχίσει να ψάχνει για το έδαφος με ένα ραντάρ. Περίπου έξι λεπτά μετά το χτύπημα στην ατμόσφαιρα, ο προσγειωμένος θα χωρίσει από το πίσω κέλυφος-που ταξιδεύει ακόμα περίπου 180 μίλια / ώρα- και πυροβολεί τους ρετρό ρουκέτες για να το φέρει στο υπόλοιπο της διαδρομής στο σπίτι, αγγίζοντας περίπου ένα λεπτό αργότερα.
Αν όλα πάνε καλά - ενώ οι μηχανικοί παρακολουθούν οθόνες ελέγχου κατά τη διάρκεια των "επτά λεπτών του τρόμου", δεν είναι σε θέση να κατευθύνουν το μακρινό σκάφος σε πραγματικό χρόνο - η InSight θα μείνει στο Elysium Planitia την Δευτέρα μετά την ημέρα των ευχαριστιών και θα προετοιμαστεί να αρχίσει να μελετάει τη σεισμολογία εσωτερική ζέστη του Άρη. Η NASA μπορεί να αισθάνεται άνετα στο γεγονός ότι τέτοιες προσγειώσεις έχουν πετύχει στο παρελθόν, αλλά όταν προσπαθείτε να προσγειωθείτε σε ένα σκάφος εκατομμύρια μίλια μακριά, είναι αδύνατο να προετοιμαστείτε για κάθε πιθανότητα.
(Emily Lakdawalla για την Πλανητική Εταιρεία) Κάθε φορά που προσεγγίζει μια προσγείωση του Άρη, οι οπαδοί του χώρου παίρνουν ένα μεγάλο αριθμό στατιστικών στοιχείων. Πριν από την προσγείωση της περιέργειας, «περισσότερες από τις μισές αποστολές του Άρη έχουν αποτύχει». Πριν από την εκτόξευση της ExoMars στην Ευρώπη, «περισσότερες αποστολές αποτυγχάνουν απ 'ό, τι όχι: 28 πτώματα σε σύγκριση με 19 επιτυχίες». τουλάχιστον, όχι εξ ολοκλήρου): "Από τις περίπου δώδεκα αποστολές robotic lander και rover που δρομολογήθηκαν στον Άρη, μόνο επτά έχουν πετύχει."
Οι στατιστικές είναι δραματικές, αλλά η ιστορία που λένε είναι λίγο χρονολογημένη. Υπήρξε μια θεαματική πορεία αποτυχιών στο τελευταίο μέρος του 20ου αιώνα-Mars 96, ο Mars Observer, ο Mars Climate Orbiter και οι απώλειες του Mars Polar Lander εξακολουθούν να τσιμπάνε. Αλλά ενώ η Ρωσία δεν έχει επιτύχει ποτέ μια πλήρη επιτυχία στον Άρη, η NASA, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) και ο Ινδικός Οργανισμός Διαστημικής Έρευνας (ISRO) έχουν όλα τα καρφωμένα παρεμβολές στο Mars από το Y2K. Η Κίνα, η Ινδία και η Ιαπωνία έχουν τις δεύτερες αποστολές που τους συνδέονται με το Άρη, ενώ τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα σχεδιάζουν την πρώτη τους, για να μην αναφέρουμε τις φιλοδοξίες πολλών ιδιωτικών οντοτήτων.
Οι εισαγωγές τροχιάς του Άρη έχουν γίνει σχετικά ρουτίνα τον 21ο αιώνα, αλλά οι προσγειώσεις του Άρη εξακολουθούν να είναι μερικές από τις πιο δύσκολες αποστολές στο βαθύ διάστημα που έχουν ποτέ επιχειρηθεί. Οι δύο επιτυχημένοι ομιλητές της ESA περιλάμβαναν και μικροσκοπικά οχήματα που δεν είχαν ακουστεί ποτέ μετά από το touchdown, αν και η Schiaparelli της ExoMars επέστρεψε τα δεδομένα σχεδόν μέχρι την επιφάνεια.
Τρία πράγματα κάνουν μια προσγείωση του Άρη πολύ πιο δύσκολη από μια προσγείωση σε φεγγάρι - ή μια προσγείωση της Γης, για αυτό το θέμα. Κατ 'αρχάς, σε αντίθεση με το φεγγάρι, ο Άρης είναι πολύ μακριά για κάθε άνθρωπο που βρίσκεται στο έδαφος να βρεθεί στο βρόχο κατά τη διάρκεια μιας προσπάθειας προσγείωσης. Ο χρόνος που χρειάζεται για να ταξιδέψει ένα σήμα από τον Άρη στη Γη και στην πλάτη δεν είναι ποτέ λιγότερο από εννέα λεπτά και είναι συνήθως πολύ μεγαλύτερο, οπότε από τη στιγμή που μπορούμε να ακούσουμε και να απαντήσουμε σε ένα σήμα ότι το διαστημικό σκάφος μας έχει φτάσει στην κορυφή της ατμόσφαιρας, το τελικό αποτέλεσμα, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, έχει ήδη συμβεί.
Το δεύτερο πρόβλημα είναι η ατμόσφαιρα του Άρη. Υπάρχουν πάρα πολλά και πολύ λίγα. Στη Γη, όταν οι αστροναύτες και οι κάψουλες των δειγμάτων επιστρέφουν από το διάστημα, μπορούμε να προστατέψουμε τα διαστημόπλοια από τις ασπίδες θερμότητας και να χρησιμοποιήσουμε την τριβή της εισόδου στην ατμόσφαιρα για να επιβραδύνουμε την υπερυφανή σκάφη στις υποηχητικές ταχύτητες. Μόλις τελειώσει το φλαμμένο τμήμα, μπορούμε απλά να βγάλουμε ένα αλεξίπτωτο για να μειώσουμε περαιτέρω την ταχύτητα και να παρασυρθούμε σε μια ήπια (ή, τουλάχιστον, επιβιώσιμη) επαφή στη γη ή στο νερό.
Η ατμόσφαιρα του Άρη είναι αρκετά παχύ για να δημιουργήσει μια πυρωμένη είσοδο, που απαιτεί θερμική ασπίδα, αλλά είναι πολύ λεπτό για ένα μόνο αλεξίπτωτο για να επιβραδύνει ένα εισερχόμενο διαστημόπλοιο σε μια ασφαλή ταχύτητα προσγείωσης. Όταν η περιέργεια έπληξε την κορυφή της ατμόσφαιρας του Άρη το 2012, ταξίδευε σε 5, 8 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο (13, 000 mph). Όταν η ασπίδα θερμότητας είχε κάνει ό, τι μπορούσε, το διαστημόπλοιο εξακολουθούσε να κινείται προς το έδαφος στα 400 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (895 μίλια / ώρα). Το αλεξίπτωτο της περιέργειας θα μπορούσε να το επιβραδύνει, αλλά μόνο στα 80 μέτρα το δευτερόλεπτο (179 μίλια / ώρα). Το χτύπημα στο έδαφος σε αυτή την ταχύτητα δεν είναι επιβιώσιμο, ακόμα και για ένα ρομπότ.
Σε έναν κόσμο χωρίς αέρα όπως το φεγγάρι, οι ασπίδες θερμότητας δεν απαιτούνται και τα αλεξίπτωτα δεν σας κάνουν καλό. Αλλά δεν φοβόμαστε ότι είχαμε την τεχνολογία για σεληνιακές προσγειώσεις από τη δεκαετία του 1960: πάρουμε μερικές ρουκέτες και τους δείχνουμε προς τα κάτω, ακυρώνοντας την ταχύτητα του σκάφους.
Η ατμόσφαιρα κάνει τα πράγματα λίγο πιο δύσκολα στον Άρη. Με τον κινούμενο αέρα ως πρόσθετο παράγοντα, οι απρόβλεπτοι άνεμοι μπορούν να προσθέσουν μια εξίσου απρόβλεπτη οριζόντια ταχύτητα σε ένα φθινόπωρο διαστημικό σκάφος. Για το λόγο αυτό, οι περιοχές προσγείωσης στον Άρη πρέπει να έχουν χαμηλές περιφερειακές πλαγιές. Οι υψηλοί οριζόντιοι άνεμοι και οι υψηλές πλαγιές θα μπορούσαν να βάλουν ένα έδαφος πολύ πιο μακριά από το έδαφος ή πιο κοντά από αυτό που αναμένει - και οποιαδήποτε από τις δύο καταστάσεις θα μπορούσε να προκαλέσει καταστροφή.
Εικονογράφηση του φορτηγού InSight της NASA που πρόκειται να προσγειωθεί στην επιφάνεια του Άρη. (NASA / JPL-Caltech) Έτσι, ένα φορτηγάκι του Άρη χρειάζεται τρεις τεχνολογίες για να φτάσει στην επιφάνεια: μια ασπίδα θερμότητας, ένα αλεξίπτωτο που μπορεί να εκτοξευθεί και ένα αλεξίπτωτο. Οι αποστολές Viking στον Άρη στα μέσα της δεκαετίας του '70 προετοιμάζονταν με αλεξίπτωτα δοκιμής σε υποβοηθούμενους πυραύλους για να επιβεβαιώσουν ότι θα μπορούσαν να φουσκώσουν χωρίς να τεμαχιστούν σε ταχύτητες ταχύτερες από τις ηχητικές. Όλες οι επιτυχημένες προσγειώσεις του Άρη από τότε (όλοι τους η NASA) βασίστηκαν σε αλεξίπτωτα με κληρονομιά των Βίκινγκ. Πρόσφατα, η NASA έχει εργαστεί σε μια νέα προσπάθεια για την ανάπτυξη τεχνολογιών επιβράδυνσης ικανών να προσγειώσουν διαστημόπλοια βαρύτερα από τους ανιχνευτές Viking - μια προσπάθεια που αρχικά δεν ήταν επιτυχής και οδήγησε σε καταστροφικά αλεξίπτωτα. (Οι πιο πρόσφατες δοκιμές λειτουργούσαν καλύτερα.)
Λαμβάνοντας όλα αυτά υπόψη, τι γνωρίζουμε για το τι πήγε στραβά για πρόσφατα αποτυχημένα αεροσκάφη του Άρη; Για δύο από αυτούς - τον Άρη Polar Lander και τον Beagle 2 - μπορούμε μόνο να σκεφτούμε. Το διαστημικό σκάφος δεν είχε τη δυνατότητα να μεταδίδει δεδομένα τηλεμετρίας σε πραγματικό χρόνο καθώς κατέβαιναν. Η αποτυχία του Mars Polar Lander διδάσκει στη NASA ένα σημαντικό μάθημα: Αν θέλουμε να μάθουμε κάτι από τις αποτυχίες μας, πρέπει να συλλέξουμε όσο περισσότερα δεδομένα μπορούμε μέχρι το σημείο αποτυχίας. Από τότε που το Mars Polar Lander συνετρίβη στην επιφάνεια στα τέλη του 1999, κάθε αποβάθρα του Άρη, εκτός από το Beagle 2 του ESA, έχει μεταδώσει δεδομένα σε ένα ηχητικό σύστημα που καταγράφηκε ακατέργαστα ραδιοσήματα για μελλοντική ανάλυση σε περίπτωση βλάβης.
Αυτές τις μέρες, υπάρχουν πολλοί orbiters στον Άρη, έτσι μπορούμε να κάνουμε ακόμα καλύτερα από αυτό. Υπάρχει πάντα ένας ήλιος που ακούει και καταγράφει κάθε τελευταίο κομμάτι του ραδιοσήματος από έναν επιβαίνοντα, μόνο σε περίπτωση καταστροφής. Και συνήθως υπάρχει ένας δευτερεύων ήλιμπρός που δεν ακούει μόνο το σήμα, αλλά αποκωδικοποιεί και μεταδίδει τις πληροφορίες στη Γη τόσο γρήγορα όσο θα επιτρέψει η αργή πορεία του φωτός. Αυτή η μετάδοση δεδομένων με "λυγισμένο σωλήνα" μας έδωσε την εικόνα αδράνινης, σε πραγματικό χρόνο, των προσπαθειών προσγείωσης του Άρη.
Ένας χάρτης του Άρη, που δείχνει τις τοποθεσίες και των επτά επιτυχημένων προσγειώσεων της NASA μαζί με το χώρο προσγείωσης του InSight στην επίπεδη περιοχή του Elysium Planitia. (NASA) Όταν το InSight προσγειωθεί, θα πέσει στο Mars Reconnaissance Orbiter για να καταγράψει τηλεμετρία για μελλοντική ανατομή σε περίπτωση αποτυχίας της προσπάθειας. Για να έχει δεδομένα πραγματικού χρόνου σχετικά με την προσγείωση, η InSight έφερε μαζί τους δύο μικρούς συνοδούς: το Marco CubeSats, το καθένα μήκους περίπου τριών μέτρων. Το διαστημόπλοιο Mars Cube One είναι τα πρώτα διαπλανητικά CubeSats. Αν το σκάφος πετύχει, ο κόσμος θα έχει αναφορές σε πραγματικό χρόνο σχετικά με την προσγείωση του InSight και τα μικρά διαστημικά ρομπότ θα προετοιμάσουν το δρόμο για μελλοντικά, μικρότερα και φτηνότερα ταξίδια στον Άρη.
Αλλά για τώρα, όλα τα μάτια βρίσκονται στο InSight. Η NASA έχει προσγειωθεί με επιτυχία στον Άρη επτά φορές και πριν από το μήνα είναι έξω, ο διαστημικός οργανισμός πρόκειται να προσπαθήσει να το κάνει οκτώ.
Η Emily Lakdawalla είναι ένας πλανητικός ευαγγελιστής στην πλανητική κοινωνία και ο συντάκτης της τριμηνιαίας έκδοσης της κοινωνίας, The Planetary Report. Το νέο της βιβλίο είναι Το Σχέδιο και η Μηχανική της Περιέργειας: Πώς ο Άρης Rover εκτελεί το έργο του .
Ο Σχεδιασμός και η Μηχανική της Περιέργειας: Πώς η Mars Rover εκτελεί τη δουλειά της
Αυτό το βιβλίο περιγράφει το πιο σύνθετο μηχάνημα που έχει αποσταλεί ποτέ σε έναν άλλο πλανήτη: Περιέργεια. Πρόκειται για ένα ρομπότ ενός τόνου με δύο εγκεφάλους, δεκαεπτά κάμερες, έξι τροχούς, πυρηνική ενέργεια και ακτίνα λέιζερ στο κεφάλι του. Κανείς δεν καταλαβαίνει πώς λειτουργούν όλα τα συστήματα και τα εργαλεία του. Αυτή η βασική αναφορά στην αποστολή περιέργειας εξηγεί την τεχνολογία πίσω από κάθε σύστημα του rover, από το jetpack που τροφοδοτείται με πυραύλους με τη θερμοηλεκτρική γεννήτρια ραδιοϊσοτόπων στο σπάνιο περίπλοκο σύστημα χειρισμού δειγμάτων.
Αγορά
