Zvědavost Mars roveru je hladově náročná, narkoleptická a osamělá - ale to je přesně to, co je potřeba k prozkoumání sluneční soustavy jako rocková hvězda. Dnes je rover mediální miláček. Jako každá lidská celebrita, zvědavost bere často selfies, má hudební video a parodovaný Twitter účet a byla zvěčněna jako figurka LEGO. Slavný robot má dokonce ustaranou minulost.
Související obsah
- Rover zvědavosti právě dosáhl věku jednoho Marsu
- Zvědavost je High-Definition Perspektiva jeho sestupu na Mars
V roce 2008 byla zvědavost - technicky nazývaná laboratoř Mars Science Laboratory, nebo MSL - silně posmívána kvůli překročení harmonogramu a překročení rozpočtu. Mise byla původně postavena na NASA jako kosmická loď 1, 6 miliardy dolarů a měla být zahájena v roce 2009. Ale řada technických překážek způsobila, že plán spuštění sklouzl do roku 2011 a náklady vzrostly na 2, 5 miliardy USD. Podle Rob Manninga, hlavního inženýra mise, lze problémy mladé zvědavosti vysledovat až k nejslavnějším rysům: přistávacímu systému jeřábu na obloze.
Nebeský jeřáb byl jako jetpack, který na postrojích spustil rover k marťanskému povrchu. Byla to jen jedna část ve fázi mise nazvaná vstup, sestup a přistání (EDL). Pro inženýry v NASA byla fáze EDL nazvána také sedmi minutami teroru, protože jakmile to začalo, všechno bylo automatizované a tým neměl co dělat, jen jíst arašídy a zkřížit si prsty.
Nebeský jeřáb byl zcela nový způsob přistání kosmické lodi na Marsu, který byl vyvinut tak, aby vyhovoval jednostrannému vozidlu pro zvědavost. Protože to bylo tak nové a protože přistání na Marsu je vždy výzvou, navrhování a odstraňování problémů s EDL systémy se stalo obrovskou součástí celkového návrhu mise, které zastínilo zbytek potřeb roveru, říká Manning ve své nové knize Mars Rover. Zvědavost, publikoval Smithsonian Books.
Zvědavost Mars Rover: vnitřní účet od hlavního inženýra zvědavosti
První popis pokusů a soužení inženýrství jednoho z nejsložitějších kusů vesmírné technologie, Mars Rover Curiosity, jeho hlavním inženýrem Robem Manningem.
Koupit"Myslím, že jasný a lesklý nový systém EDL společnosti MSL ... nás všechny odvrátil od základů výstavby zcela nového a radikálně jiného roveru, " říká. Společně s nejprodávanějším autorem Williamem L. Simonem, Manning líčí vzpomínky na Curiosity a jeho minima v knize a nabízí nahlédnutí do myslí NASA a pracovníků ze soukromého sektoru, kteří museli bojovat, aby poslali tuto nyní světoznámou misi na Mars.
Například zaměření na jeřáb a další EDL zařízení znamenalo, že tým strávil méně času zvažováním zdroje energie zvědavosti. Předchozí dva rovery, dvojčata Spirit a Opportunity, byly napájeny sluneční energií. Trik byl v tom, že pole mohla generovat asi 110 wattů, ale každý rover potřeboval 1500 wattů, aby byl plně funkční. Podle Manninga bylo řešením učinit vozítka narkoleptickými - byli by vzhůru jen na pár hodin každého marťanského dne a odebírali energii z palubní baterie k řízení nebo provádění experimentů. Pak si zdřímli a znovu se probudili, aby udělali více práce. "Den v životě vozítka je trochu spíš starý pes než závodní auto, " píše Manning.
Zatímco zvědavost byla vybavena zdrojem jaderné energie místo solárních panelů, byl to také mnohem větší stroj nesoucí 11 složitých vědeckých přístrojů a kamer. Kromě výkonu pro obecné operace by tyto nástroje musely být zahřívány, aby správně fungovaly na chladném Marsu. Asi rok před datem zahájení v roce 2009, když přišly podrobnosti o některých vědeckých nástrojích, si tým uvědomil, že i při výkonovém zdvihu byla Curiosityova baterie pro tento úkol příliš malá. Použití větší baterie bez nalezení dalších míst k oříznutí by způsobilo, že by byl rover příliš těžký na přistání.
Odtud se nashromáždily potíže, včetně obav z větru, který foukal vzorky hornin dříve, než mohly být analyzovány, a náznaky, že odpojení roveru od postrojů oblohy jeřábu by během přistání zkratovalo důležité komunikační spojení. Zpoždění při odesílání dokončeného hardwaru k sestavení kosmické lodi znamenalo, že NASA musela zavolat a oznámit, že jim bude chybět startovací okno roku 2009.
"Jakmile váš rover zmešká toto okno ... cena se automaticky zvedne, a to je jen na to, aby 'taxi metr' týmu musel čekat déle, než vystoupí z práce, " říká Manning. Stříbrná podšívka byla taková, že nadbytek času umožnil týmu vypracovat uzly - opravit obvody, pracovat ve větší baterii - a úspěšně zahájit 26. listopadu 2011.
Technik JPL kontroluje pohyby robotických paží na testovací verzi roveru zvědavosti. (NASA / JPL-Caltech) 
Graf ukazuje několik kroků, které musela zvědavost udělat, aby mohla bezpečně přistát na Marsu. (NASA / JPL-Caltech) 
Inženýři JPL slaví okamžiky poté, co potvrdili, že zvědavost přistála bezpečně na Marsu. (NASA / JPL-Caltech) 
Skalní výchoz odhaluje zaoblené kameny zvětralé ze sedimentární horniny, což je známkou toho, že tato část Marsu kdysi představovala tekoucí proud. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
První vzorek práškové horniny byl dodán do palubní chemické laboratoře roveru v únoru 2013. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
Experiment Chemie a mineralogie (CheMin) na roveru zvědavosti odebral svůj první rentgen vzorku půdy v říjnu 2012. Výsledky ukázaly chemické podpisy minerálů, které naznačují, že marťanské nečistoty jsou velmi podobné vulkanickým zeminám na Havaji. (NASA / JPL-Caltech / Ames) 
Zvědavost vyfotila své levé přední kolo v listopadu 2013 a odhalila škrábance, promáčknutí a dokonce i propíchnutí kvůli převrácení přes ostré kameny. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
Zvědavost nakonec vyvrtána v září na základnu Mount Sharp, aby se shromáždily vzorky pro analýzu. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) Od svého chvályhodného přistání v srpnu 2012, zvědavost posílá zpět obrovské množství dat, od obrazů Marsu a jeho měsíců s vysokým rozlišením k prvním jasným známkám, že pitné vody schopné podporovat život kdysi tekly na povrch planety. Trochu přes rok do mise, rover nyní dosáhl svého hlavního cíle, základny marťanské hory přezdívané Mount Sharp. Vrstvy exponovaného sedimentu mohly vědcům říci více o zdánlivě obývatelné minulosti Marsu a mohou dokonce uchovávat zachované stopy primitivního života.
"Všichni jsme byli naprosto ochromeni, když první vrtná díra odhalila na Marsu místo, které bylo obyvatelné před miliardami let, " říká Manning. "Zde jsme se dostali k místu, které život nejen podpořilo, ale pokud se budeme dívat dál, mohlo by to být místo, které tyto záznamy chemicky uložilo." To je to, co nás vedlo k tomu, abychom na kopec dali vysokou prioritu. “
Výlet nebyl bez jeho zádrhelů, mezi nimi především nečekané opotřebení kol zvědavosti. Když se kola navrhovala, hlavní starostí bylo, že se do písku zasekne příliš těžký rover - osud, který v roce 2010 znamenal konec pro rover Spirit. Takže tým vytvořil šest velkých kol zvědavosti, aby fungovaly jako plovoucí zařízení, říká Manning. Každé široké, dunebuggy-esque kolo bylo duté z bloku lehkého hliníku.
Tým nevěděl, že by rover musel projet větrem vyřezávané skály vložené do hlíny, která působí jako postel hřebíků. Ty skály ostré jako břitva začaly roztrhávat kola a Manning předvídá, že se kovová střepina jednoho dne roztrhne do vnitřní kabeláže roveru, čímž mise zničí. Do té doby „musíme vybrat cestu pečlivě, “ říká Manning. "Uvažujeme také o softwarových změnách, které by minimalizovaly poškození tím, že zajistíme, aby kola zrychlila tad, když se kolo vyšplhá na skálu." To snižuje opotřebení. “
Závada ukazuje, jak může každá mise na Marsu stavět na schopnostech dalšího, proces Manning zdůrazňuje v knize, když popisuje ponaučení získaná z kosmické lodi, která se v 70. letech vrátila k Vikingům. Již nyní některé zkušenosti ze zvědavosti dobře využívá v návrzích na další Mars rover, který má být spuštěn v roce 2020, a v systému pro přistávání lidí na Mars pomocí nafukovacího disku a padáku nové generace.
Společnost Manning dodává, že zvědavost a její marťanská kinematografie umožňují konstruktérům vyvinout technologie, jako je autonomní řídící software, který bude pravděpodobně pro budoucí vozítka směřující k ještě vzdálenějším místům, jako jsou ledové měsíce Jupiteru a Saturn, pravděpodobně klíčový. "Jít na vnější planety nebo na měsíce, jako je Evropa, Ganymede a Enceladus - ve všech případech potřebujete vozidlo, které má inteligentní prvky pro autonomii, " říká Rob Manning, v současné době vedoucí technického vývoje Mars pro Jet Propulsion Laboratory NASA. "Nejsme to joystickem jako dálkově ovládané auto." Říkáme mu, kam bychom chtěli, a jeho úkolem je zjistit, jak se tam dostat. “
Ale Manning věří, že více než technická zjevení je příběh Zvědavost pro lidstvo důležitý na mnohem základní, téměř existenciální úrovni. "Myslím, že zpráva je taková, že ačkoli MSL byla velká rozpočtová mise NASA (přinejmenším velká podle dnešních standardů), není postavena abstraktními inženýry a vědci pracujícími v bez tvářích institucích, " říká Manning. "Místo toho je postaven partou lidí." Lidé stejně jako lidé, stejně padlí a stejně inteligentní jako většina lidí, které znáte. … To je nakonec lidské úsilí a my jsme rádi, že jsme součástí. “
