Útskýrt: Hvað gerir Perseverance flakkara NASA erfitt að lenda á Mars?

Venjulega tekur ferð til Mars, sem er í um 300 milljón mílna fjarlægð, um sjö til átta mánuði. Perseverance var skotið á loft 30. júlí 2020 í glugganum þegar Mars og jörðin voru næst hvort öðru.

Perseverance flakkari notar borvél sína til að safna steinsýni á Mars í þessu ódagsettu listrænu hugmyndablaði. (NASA/JPL-Caltech/Handout í gegnum Reuters)

Á fimmtudaginn er búist við að Perseverance flakkari NASA lendi við Jezero gíginn á rauðu plánetunni, eftir það mun hann halda áfram vinnu við að leita að merkjum um fyrra líf.

Lending er stysta en einn mikilvægasti og jafnframt erfiðasti áfangi verkefnisins. NASA segir að vegna þess að það sé erfitt hafi aðeins 40 prósent þeirra leiðangra sem geimferðastofnanir um allan heim hafa sent til Mars gengið vel vegna þess að hundruð hluti þarf að fara rétt fyrir naglabíta dropann.

Til að gefa samhengi við erfiðleikana við að hefja verkefni eins og þetta er dæmi um rannsóknarstærðfræðinginn Katherine Johnson. Í kvikmyndinni 2016 Faldar tölur , Taraji P. Henson lék Johnson sem vann að því að reikna út nákvæma útreikninga sem réðu feril hylksins sem myndi skjóta John Glenn út í geim árið 1962.

Önnur verkefni til Mars

Annar Mars leiðangur, Al Amal (Hope) Sameinuðu arabísku furstadæmanna – fyrsta slíka leið arabaheimsins – fór inn á braut Mars í síðustu viku . Hins vegar er þetta brautarferð og felur ekki í sér lendingu á yfirborði plánetunnar. Fyrir utan Sameinuðu arabísku furstadæmin, hóf Kína einnig Mars leiðangur í júlí-ágúst glugganum.

Í ljósi slíkra metnaðarfullra geimferða hafa sumir stjörnufræðingar lýst yfir áhyggjum af mögulegri „mengun milli plánetu“. Þetta þýðir að flytja jarðneskar örverur til annarra himintungla og koma geimverum aftur til jarðar. Nefnd um geimrannsóknir (COSPAR) setur „plánetuverndarstefnu“ sem miðar að því að takmarka fjölda örvera sem sendar eru til annarra reikistjarna, auk þess að tryggja að framandi líf valdi ekki usla á jörðinni.

Hvernig kemst geimfar til Mars?

Venjulega tekur ferð til Mars, sem er í um 300 milljón mílna fjarlægð, um sjö til átta mánuði. Perseverance var skotið á loft 30. júlí 2020 í glugganum þegar Mars og jörðin voru næst hvort öðru. Þessi gluggi er mikilvægur þar sem reikistjörnurnar tvær snúast um sólina á mismunandi hraða og á tveggja ára fresti eru reikistjörnurnar í þeirri stöðu að þær eru næst hvor annarri. Geimstofnanir leitast við að skjóta geimförum sínum á loft í þessum glugga þar sem styttri fjarlægðin þýðir að nota minna eldflaugaeldsneyti.

Samkvæmt an greining gerð af Purdue háskólanum , kostnaður við eldflaugar í föstu formi er áætlaður á hvert kg. Hins vegar er Perseverance flakkarinn á stærð við bíl að nota kjarnorkuknúið kerfi. Eftir næstum 30 ár mun hann verða fyrsti flakkarinn til að nota innanlandsframleitt plútón sem búið er til af innlendum rannsóknarstofum í Bandaríkjunum. Flutningurinn verður knúinn af rafal sem mun breyta hita sem myndast við náttúrulega rotnun plútóníums-238 í rafmagn sem mun halda flakkanum og verkfærum gangandi þegar hann lendir á Mars.

Hver er kostnaðurinn við Þrautseigju verkefnið?

Áætlað er að NASA verji 2,7 milljörðum Bandaríkjadala í leiðangurinn, sem felur í sér þróun geimfara, skotaðgerðir og kostnað við að halda uppi starfseminni þegar það lendir á Mars.

Samkvæmt The Planetary Society , Notkun plútóníums-238 sem eldsneyti hefur aukið kostnað við leiðangurinn þar sem kjarnorkuefni er tengt hækkuðum umhverfis- og öryggisreglum. Heildarkostnaður við verkefnið jafngildir þeirri upphæð sem Google græðir á sex dögum, eða þeirri upphæð sem Bandaríkjamenn eyða í gæludýr sín á 10 daga fresti eða sem samsvarar 33 klukkustundum af rekstri bandaríska varnarmálaráðuneytisins, segir félagið.

TAKTU ÞÁTT NÚNA :The Express Explained Telegram Channel

Hvers vegna er erfitt að lenda á Mars?

Innganga, niðurkoma og lending (EDL), er það sem ákafasti áfanga Mars 2020 leiðangursins er kallaður. Til að Perseverance flakkarinn lendi á Mars þarf ýmislegt að ganga upp. EDL áfanginn hefst þegar flakkarinn kemst á topp lofthjúpsins á Mars á 20.000 km hraða á klukkustund. Áskorunin hér fyrir flakkarann ​​er að minnka hraðann úr um það bil 20.000 km á klukkustund í núll og lenda um leið á mjóu yfirborði á gígnum.

EDL áfanganum, segir NASA, lýkur eftir sjö mínútur þegar flakkarinn verður kyrrstæður á yfirborði plánetunnar. Eftir þetta þarf að beita bremsunum á mjög varlegan, skapandi og krefjandi hátt.

Tíu mínútum áður en farið er út í andrúmsloftið mun flakkarinn varpa siglingaleiðinni, sem samanstendur af sólarrafhlöðum, útvarpstækjum og eldsneytistönkum sem eru notaðir í fluginu. Aðeins hlífðarloftshellan, sem samanstendur af flakkanum og niðurstiginu, mun leggja ferðina upp á yfirborð plánetunnar. Nú, sem geimfarið fer inn á yfirborð Marsbúa , það mun hægjast á viðnáminu, sem er þegar núning lofthjúps plánetu vinnur á yfirborði geimfars og hægir þannig á því og lækkar brautarhæð þess.

Á meðan drátturinn hægir á geimfarinu hitar hann það líka og hámarks hitun á sér stað um 80 sekúndum eftir að flakkarinn fer í lofthjúpinn. En þetta hefur ekki áhrif á flakkarann, sem er inni í lofthylkinu við stofuhita.

Á meðan það er að síga í gegnum lofthjúpinn mun geimfarið þurfa að skjóta af litlum þrýstivélum til að halda stefnunni, þar sem það getur verið ýtt út af stefnu vegna lítilla loftvasa með mismunandi þéttleika. Í kjölfarið mun hitaskjöldurinn hægja á geimfarinu í um 1.600 km á klukkustund, en þá (um 240 sekúndum eftir inngöngu) verður yfirhljóðfallhlífinni beitt.

Tuttugu sekúndum eftir að fallhlífinni er beitt, skilur hitaskjöldurinn og flakkarinn verður fyrir lofthjúpi plánetunnar í fyrsta skipti. Á þessum tímapunkti vinnur fallhlífin að því að hægja enn frekar á ökutækinu. En vegna þess að lofthjúpur Mars er þunnur ferðast ökutækið enn í átt að yfirborðinu á 320 km hraða á klukkustund. Til að lenda á öruggan hátt þarf flakkarinn því að yfirgefa fallhlífina og gera það sem eftir er af ferðinni með eldflaugum, sem er hluti af niðurgöngustigi, en hreyflar þeirra verða kveiktir þegar flakkarinn er í um 2.100 metra hæð yfir yfirborðinu.

Lokahraði flakkarans er um 2,7 km á klst., sem er hægari en það sem meðalmaður kemst gangandi á einni klukkustund – um 5 km. Á þessu stigi, þegar um 12 sekúndur eru eftir af lendingu á yfirborðinu í um 66 feta hæð yfir yfirborðinu, er flakkarinn lækkaður á sett af snúrum. Þegar flakkarinn skynjar að hjólin hafa snert jörðina sker hann á strengina sem síðan lenda sjálfstætt stjórnlaust á yfirborðinu, einhvers staðar frá flakkanum.

United Launch Alliance Atlas V eldflaug með Mars 2020 Perseverance Rover farartæki NASA fer í loftið frá Cape Canaveral flugherstöðinni í Cape Canaveral, Flórída, Bandaríkjunum 30. júlí 2020. (NASA/Joel Kowsky/Handout í gegnum Reuters)

Hvað mun Perseverance flakkarinn gera á Mars?

Þrautseigja mun eyða einu Mars ári (tvö ár á jörðinni) á plánetunni þar sem það mun kanna lendingarsvæðið. Jezero gígurinn þar sem hann mun lenda var einu sinni staður fornrar árdeltu (vísindamenn vita þetta vegna sönnunargagna sem safnað var í fyrri lendingu og brautarferðum sem benda til blautu ástands á plánetunni fyrir milljörðum ára síðan).

Ef Mars hafði einu sinni hlýrra lofthjúp sem gerði vatni kleift að flæða í fornri fortíð sinni (fyrir 3,5-3,8 milljörðum ára), og ef örverulíf væri til á honum, er mögulegt að það sé til á sérstökum svæðum enn í dag.

Með flakkanum eru sjö tæki, sem innihalda háþróað myndavélakerfi með aðdráttargetu, SuperCam, sem er tæki sem mun veita myndgreiningu og efnasamsetningargreiningu og litrófsmæli. Eitt áhugaverðasta tækið um borð í flakkanum heitir hins vegar MOXIE, sem mun framleiða súrefni úr koltvísýringi í andrúmslofti Mars. Ef þetta tæki er farsælt, þá geta framtíðar geimfarar (sem núna hefur enginn maður haldið fæti á Mars) notað það til að brenna eldsneyti eldflauga til að snúa aftur til jarðar.

Flutningurinn mun einnig bera Ingenuity, fyrstu þyrluna til að fljúga á Mars. Þetta mun hjálpa til við að safna sýnum af yfirborðinu frá stöðum þar sem flakkarinn kemst ekki. Á heildina litið er flakkarinn hannaður til að rannsaka merki um fornt líf, safna sýnum sem gætu verið send aftur til jarðar í framtíðarferðum og prófa nýja tækni sem gæti gagnast framtíðarferðum vélmenna og manna til plánetunnar.

Deildu Með Vinum Þínum: