InSight se zaustavlja za slijetanje na Mars. Svemirska letjelica će obaviti svoj prilaz i slijetanje isprobanom i istinitom metodom, ali iako je NASA i prije izvela ovaj štos, deseci stvari moraju ići točno kako treba tijekom ulaska, spuštanja i slijetanja (EDL) kako bi InSight mogao sigurno doći na površina Crvene planete.
U ponedjeljak, 26. studenog, u 14:47 EST, sletište InSight pogodit će vrh marsovske atmosfere, oko 125 kilometara (70 milja) iznad površine, putujući brzinom od 5, 5 kilometara u sekundi (12.000 mph). Aplavtni toplinski štit plovila može se povisiti na temperaturu veću od 1.500 Celzijevih stupnjeva - dovoljno vruću da može rastopiti čelik. Otprilike tri i pol minute nakon ulaska atmosfere, svemirska letjelica i dalje će juriti prema tlu pri nadzvučnim brzinama. Padobran će se razmrsiti da uspori što je moguće više, toplinski štit će se isprazniti, a svemirske letjelice počet će tražiti tlo radarom. Otprilike šest minuta nakon udara u atmosferu, zemlja će se odvojiti od stražnjeg školjka - koji još putuje oko 180 km / h - i ispaliti svoje retro rakete da bi ga donio ostatak puta kući, dotaknuvši se otprilike minutu kasnije.
Ako sve pođe kako treba - dok inženjeri nadziru nadzorne ekrane tijekom "sedam minuta terora", nesposobanima upravljati dalekim brodom u stvarnom vremenu - InSight će se u ponedjeljak nakon Dana zahvalnosti odmoriti u Elysium Planitia i pripremiti se za početak studija seizmologije i unutarnja toplina Marsa. NASA može utješiti činjenicu da su takva slijetanja uspjela u prošlosti, ali kada pokušavate sletjeti brod milijun milja daleko, nemoguće je pripremiti se za svaki događaj.
(Emily Lakdawalla iz Planetarnog društva) Kad god se sleti na Mars, obožavatelji svemira dobivaju značajnu statistiku. Prije slijetanja Curiositya, "više od polovice svih misija na Marsu je propalo." Prije lansiranja ExoMarsa u Europu, "više misija je propalo nego ne: 28 padova u usporedbi s 19 uspjeha." Nakon što je orbiter ExoMars uspio, ali njegov zemlja nije uspjela ( barem, ne u cijelosti): "Od desetak robotiziranih misija rondera i rovera koje su lansirane na Mars samo sedam ih je uspjelo."
Statistika je dramatična, ali priča koju pričaju malo je datirana. U drugom dijelu 20. stoljeća došlo je do spektakularnih neuspjeha - Mars 96, Mars Observer, Mars Climate Orbiter i Mars Polar Lander još uvijek gube. No, iako Rusija nikada nije postigla potpuni uspjeh na Marsu, NASA, Europska svemirska agencija (ESA) i Indijska svemirska organizacija za istraživanje svemira (ISRO) sve su prilično prikovane orbitalne umetke na Marsu još od Y2K. Kina, Indija i Japan imaju svoje druge misije povezane s Marsom u radovima, a Ujedinjeni Arapski Emirati planiraju svoju prvu, da ne spominjemo ambicije nekoliko privatnih entiteta.
Umetanje u orbitu Marsa postalo je relativno rutinsko u 21. stoljeću, ali slijetanje na Mars još su neke od najtežih misija u dubokom svemiru ikad pokušanih. ESA-ina dva uspješna orbitera uključivala su malene zemljane površine koje se nisu čule nakon dodirivanja, mada je ExoMars-ov Schiaparelli zemljoradnik podatke vratio gotovo na površinu.
Tri stvari čine Mars spuštanje mnogo težim od slijetanja mjeseca ili zemaljskog slijetanja. Prvo, za razliku od Mjeseca, Mars je predaleko da bi bilo koji prizemni čovjek bio u petlji tijekom pokušaja slijetanja. Vrijeme potrebno za signal za putovanje od Marsa do Zemlje i natrag nikad nije kraće od devet minuta i obično je puno dulje, tako da vremenom možemo čuti i odgovoriti na signal da je naša svemirska letjelica pogodila vrh atmosfere, krajnji rezultat, na ovaj ili onaj način, već se dogodio.
Drugi problem je Marsova atmosfera. Ima i previše i premalo. Na Zemlji, kada se astronauti i uzorke kapsule vrate iz svemira, možemo zaštititi svemirske brodove iza toplotnih oklopa i koristiti trenje ulaska u atmosferu da usporimo hipersonsko plovilo do podzvučnih brzina. Jednom kad se plameni dio završi, jednostavno možemo iskočiti padobran da dodatno smanjimo brzinu i dođemo do nježnog (ili, barem, održivog) slijetanja na zemlju ili vodu.
Marsova atmosfera je dovoljno gusta da bi mogla stvoriti vatreni ulaz, potreban je toplinski štit, ali previše je tanak da bi padobran usporio ulazni svemirski brod na sigurnu brzinu slijetanja. Kad je Curiosity 2012. pogodio vrh Marsove atmosfere, putovao je brzinom od 5, 8 kilometara u sekundi (13.000 mph). Kad je toplinski štit učinio sve što je mogao, svemirski brod je i dalje jurio prema tlu pri 400 metara u sekundi (895 mph). Znatiželjni padobran mogao bi ga i usporiti, ali samo do 80 metara u sekundi (179 mph). Udaranje tla velikom brzinom nije održivo, čak ni za robota.
U svijetu bez zraka kao što je Mjesec, toplinski štitnici nisu potrebni, a padobran ne čini dobro. Ali ne bojite se, tehnologiju za slijetanje Mjeseca imali smo od 1960-ih: uzmite neke rakete i usmjerite ih prema dolje, poništavajući brzinu letjelice.
Međutim, atmosfera na Marsu čini malo zamršenije. S zračenjem zraka kao dodatnim čimbenikom nepredvidivi vjetrovi mogu dodati jednako nepredvidivu vodoravnu brzinu silaznom svemirskom brodu. Iz tog razloga, regije za slijetanje na Mars trebaju imati slabe regionalne nagibe. Visoki vodoravni vjetrovi i visoki nagibi mogli bi staviti zemlja mnogo dalje od tla ili bliže tlu nego što očekuje - i bilo koja situacija mogla bi izazvati katastrofu.
Ilustracija NASA-inog slijetača InSight koji će sletjeti na površinu Marsa. (NASA / JPL-Caltech) Dakle, Marsovoj zemljanoj površini potrebne su tri tehnologije da bi se dosegnula na površinu: toplinski štit, nadzvučno postavljiv padobran i retroroketi. Misije Vikinga na Mars sredinom 1970-ih pripremile su testiranje lansiranja padobranima na suborbitalnim raketama kako bi provjerile mogu li se napuhati bez uništavanja brzinom većom od zvuka. Sva tada uspješna slijetanja na Mars (svi NASA-ini) oslanjaju se na padobrane s vikinškim naslijeđem. Nedavno je NASA radila na novom nastojanju da razviju tehnologije usporavanja, koja bi mogla sletjeti svemirske letelice teže od sondi Viking - pokušaj koji u početku nije bio uspješan, što je rezultiralo katastrofalnim padom padobrana. (Noviji testovi su bolje funkcionirali.)
Imajući sve ovo u vidu, što znamo o tome što je pošlo po zlu za nedavno propale planete Marsa? Za dvije od njih - Mars Polar Lander i Beagle 2 - možemo samo nagađati. Svemirski brod nije mogao prenositi telemetrijske podatke u stvarnom vremenu dok su se spuštali. Neuspjeh Mars Polar Lander naučio je NASA važnu lekciju: Ako želimo naučiti bilo što od naših propusta, moramo prikupiti što više podataka do točke neuspjeha. Otkako se Mars Polar Lander srušio na površinu krajem 1999. godine, svaki Mars Mars, osim ESA-inog Beagle 2, prenio je podatke u orbiter koji je bilježio sirove radio signale za buduću analizu u slučaju kvara.
Ovih dana na Marsu ima puno orbitera, pa možemo i bolje od toga. Uvijek jedan orbiter preslušava i snima svaki posljednji dio radio signala s kopna, samo u slučaju katastrofe. A obično postoji sekundarni orbiter koji ne samo da sluša signal, već ga dekodira i prebacuje informacije na Zemlju onoliko brzo koliko će dopustiti sporo putovanje svjetlosti. Ovaj prijenos podataka "savijenih cijevi" pružio nam je adrenalinsku sliku stvarnih vremena pokušaja slijetanja s Marsa.
Karta Marsa, na kojoj su prikazane lokacije svih sedam NASA-inih uspješnih slijetanja, zajedno s InSight-ovim slijetanjem u ravnicu Elysium Planitia. (NASA) Kad InSight sleti, na Mars Reconnaissance Orbiter će pasti snimati telemetriju za buduću disekciju ako pokušaj ne uspije. Međutim, kako bi dobio podatke o slijetanju u stvarnom vremenu, InSight je doveo dva mala pratitelja u svemiru: MarCO CubeSats, svaki dugačak tek oko tri metra. Svemirski brod Mars Cube One prvi su interplanetarni CubeSats ikada. Ako plovilo uspije, svijet će dobiti svoja izvješća u stvarnom vremenu o slijetanju InSight-a, a mali će svemirski roboti otvoriti put budućim, tanjem, jeftinijim putovanjima na Mars.
Ali za sada su sve oči uprte u InSight. NASA je uspješno sletjela na Mars sedam puta, a prije nego što mjesec nestane, svemirska agencija će pokušati napraviti osam.
Emily Lakdawalla planetarna je evanđelistica Planetarnog društva i urednica tromjesečne objave društva, Planetarnog izvještaja. Njena nova knjiga je Dizajn i inženjering radoznalosti: Kako Mars Rover obavlja svoj posao .
Dizajn i inženjering radoznalosti: kako Mars Rover obavlja svoj posao
Ova knjiga opisuje najsloženiji stroj ikad poslan na drugi planet: Radoznalost. To je jednotonski robot s dva mozga, sedamnaest kamera, šest kotača, nuklearnom snagom i laserskim snopom na glavi. Nitko ne razumije kako svi njegovi sustavi i instrumenti rade. Ova bitna referenca na misiju Curiosity objašnjava inženjering koji stoji iza svakog sustava na roveru, od njegovog raketnog mlaznog džepa do radioizotopskog termoelektričnog generatora do njegova nevjerojatno složenog sustava za rukovanje uzorcima.
Kupiti
