Astronautika: istorija

Uskoro nam predstoji još jedno Nasino planetno lansiranje. 'InSight', misija koja će se fokusirati na Marsovu geofiziku, biće lansirana raketom 'Atlas V' (401)iz vazduhoplovne baze Vandenberg tokom lansirnog prozora koji će se otvoriti od 5. maja 2018. Ovaj post predstavlja kratak i zažet presek kroz informacije o 'InSightovom'lansiranju, krstarenju i očekivanoj misiji na Mars.

i1

InSight, skraćeno od Interior exploration using SeismicInvestigations, Geodesy and Heat Transport, sleteće na Mars 26. novembra 2018. Ovaj mali R2D2 ispred je zapravo seizmometar. Posle jednog otkaza lansiranja zbog neispravnog glavnog instrumenta, čitava letilica je vraćena u fabriku u Denver a misija odložena, s tim da joj je cena sa $675skočila na $830 miliona.

PREGLED MISIJE

'InSight'je lender, jedan od manjih, težak samo 358 kg. (Toliko su bili teški 'Spirit''Opportunity'zajedno, ali je to samo trećina težine 'Curiosityja'.) Ako ti se na slici čini nešto poznat, to je zato što je po konstrukciji snažno baziran na Marsovom lenderu 'Phoenix'[1]lansiranom pre 11 godina, s tim što sada imamo veće solarne panele i jaču konstrukciju. Paluba je na oko metar od tla i široka oko 1,5 metra. Raspon solarnih panela je 6 metara. Solarni paneli mogu u idealnim uslovima (kristalan dan, sa minimumom napadane prašine) da generišu do 700 vati struje, što je dovoljno da pokrene jedan kućni blender.

'InSight'će poneti samo dva naučna instrumenta: vrlo osetljiv seizmometartermometarsku sondu. Oba instrumenta će na površinu da postavi robotska četvoromotorna ruka dužine 2,4 metra. Na lenderu će se nalaziti još i dve kamere, meteorološki paket i radio-naučni eksperiment.

  i3

Sličnost 'Phoenixa''InSighta'je jedva primetna ali postoji...


https://youtu.be/LKLITDmm4NA

Ova misija će da bude jedinstvena po mnogo čemu. Biće to prva američka međuplanetna misija koja će biti lansirana sa njihove zapadne obale. Lender će da postavi prvi seizmometar na Mars koji će ležati na tlu, zabošće najdublju termometarsku sondu u tlo i postaviti prvi magnetometar u istoriji. Na Marsu će imati pomoć dva mala satelita (CubeSata) na solarni pogon težine po 13,5 kg u eksperimentalnoj misiji pod imenom 'MarCO'. Oni će poleteti istom raketom, ali će do cilja leteti odvojeno.

'InSight'je ustvari skraćenica, ali se verovatno više nikad na sajtovima neće pojaviti pun naziv jer je reč insightbaš prava za sondu koja treba da prouči unutrašnjost jedne planete.

PLAN LANSIRANJA I RASPORED

Idealan period za lansiranjeće biti od 5. maja do 8. juna 2018. Lansirni prozorće biti otvoren svakog dana u trajanju od dva sata. Petog maja prozor će biti otvoren od 4:05 ujutro po lokalnom vremenu, što je od 13:05 po našem. Tokom svakog prozora, lansiranje može da se izvede svakih pet minuta. Ako se lansiranje odgodi za sledeći dan, termin sklizne za nekoliko minuta ranije. Lansirni prozor 8. juna će se otvoriti u 1:30 po lokalnom, odn. 11:30 po našem. Lansiranje će moći da se vidi sa obala južne Kalifornije, mada su magla i niski oblaci, uobičajenu tamo rano ujutro u proleće, moguća smetnja.

Sledi tabelarni prikaz očekivanih poteza tokom lansiranja od početka prvog lansirnog prozora. Vremena u tabeli su poslednji put apdejtovana 5. aprila.

DOGAĐAJ

Proteklo vreme 

Lokalno vreme

Niško vreme

Brifing o misiji (JPL)

 

29. 3.
14:00

29. 3. 23:00

Predlansirni brifing (VAFB)

 

3. 5.
13:00

3. 5.
22:00

Live launch feed begins

 

5. 5.
03:30

5. 5.
12:30

Paljenje motora

-3,8

04:04

13:04

T-nula

0,0

04:05

13:05

Liftoff

1,1

04:05

13:05

Isključenje motora bustera (BECO)

244,3

04:09

13:09

Odbacivanje I stepena

250,3

04:09

13:09

Prvi start glavnog motora 'Centaura'(MES1)

260,3

04:09

13:09

Odbacivanje vrha rakete 

268,3

04:09

13:09

Prvo isključenje motora 'Centaur'(MECO1)

796,2

04:18

13:18

Drugi start glavnog motora 'Centaura'(MES2)

4736,9

05:23

14:23

Drugo sključenje motora 'Centaur'(MECO2)

5059,8

05:29

14:29

Odvajanje 'InSighta' i najraniji AOS[2]

5599,8

05:38

14:39

Odvajanje 'MarCO-A'

5633,8

05:38

14:38

Odvajanje 'MarCO-B'

5681,8

05:39

14:39

Očekivani AOS sa 'InSighta'

6439,8

05:52

14:52

Očekivani AOS sa 'MarCO'

8333,8

06:23

15:23

DOGAĐAJ

Proteklo vreme

Lokalno vreme

Niško vreme

Biće to prvo planetno lansiranje iz baze Vandenberg. 'InSight'je vrlo mala letilica i 'Atlas V'će imati dovoljno snage za lansiranje. Da bi malo rasteretili Floridu, NASA je odlučila da izvede jedno lansiranje iz Kalifornije.

Glavna razlika između lansiranja iz Vandenberga i iz Kenedija je u tome što se lansiranja iz Vandenberga vrši ka jugu a iz Kenedija ka istoku. U principu, lansiranja iz Kenedija odgovara orbitama bliže ekvatoru, a Vandenberg formira polarne orbite. U većini planetnih lansiranja, raketa odnese letilicu u Zemljinu orbitu, a onda posle kratke pauze ('coast phase'), gornji stepen se restartuje i odnosi letilicu sa orbite i šalju je ka svom cilju. Kenedijevo lansiranje ka istoku koristi prednost Zemljine rotacije kao pomoć za izbacivanje tereta u orbitu, tako da ako su blizu maksimalne nosivosti rakete lepo je imati neku pomoć. Ali kada se letilica jednom nađe na bilo kakvoj orbiti oko Zemlje, njoj treba ista količina potiska da sa Zemljine orbite pređe na Marsovu transfernu orbitu bez obzira na inklinaciju orbite. (Za više informacija o tome, pročitaj ovaj tweet Marka Wallacea, koji je dizajnirao trajektoriju.)

Za lansiranje misije biće upotrebljena raketa 'Atlas V' 401'InSight'će biti 62. lansiranje rakete 'Atlas V'. Šifra '401' označava da će biti iskorišćen manji od dva tipa vrha rakete (4 metra u prečniku); raketa neće imati dodatne bočne bustere na čvrsto gorivo; i dodatni stepen 'Centaur'će imati samo jedan motor. Sateliti 'MarCO'će poleteti na posebnom nosaču, na donjem delu 'Centaura'.

i4
'InSight'
će se odvojiti od lansirne rakete nekih 90 minuta posle lansiranja. Solarni paneli krstarećeg stepena[3]će već biti u potpunosti otvoreni tokom lansiranja. Nakon odvajanja, izvešće orijentaciju u kosmosu a onda se okrenuti kako valja radi komunikacije sa Zemljom. Nasina radio-antena Goldstoun će biti prva koja će uloviti signal, negde između 0 i 14 minuta nakon odvajanja.

i5
Sastavljanje sonde i krstarećeg stepena u fabrici u Denveru, u Koloradu.

i6
Krstareći stepen odozgo.

i7
Marsov lender spakovan u zaštitnu ljusku. Gornji poklopac (oker) je termoštit, koji će podneti glavno opterećenje prilikom kočenja kroz atmosferu Marsa. Skroz dole je krstareći stepen sa svojim solarnim panelima.

i8
Delovi letilice koji će stići do pred Mars... Samo srednji deo će sleteti.

KRSTARENJE I SLETANJE

Krstareći stepen je oblika skraćenog cilindra prečnika oko metar, sa dva fiksna solarna panela ukupne širine 3,4 metra. Poseduje dve antene (neusmerenu i poluusmerenu),X bandradio-transponder, elektroniku za solarne panele, dva solarna senzora i dva stelarna trakera. Stepen nema trastere niti računar; trasteri se nalaze na leđnom segmentu štita letilice, a krstareći stepen koristi lenderov elektronski mozak. Stepen će biti odbačen neposredno pred sletanje.

Leđni segment štita – ili kako kažu Makedonci, backshell– ima četiri snažna trastera za korigovanje trajektorije (TCM), svaki snage 22 njutna (2,2 kg), kao i četiri trastera kontrolnog sistema (RCS), snage po 4,4 njutna, za fina skretanja. Lender ima 12 motora za sletanje, svaki sa po 302 N potiska.

Sledi još jedan tabelarni prikaz, ovog puta događaja tokom krstarenja i dijagram trajektorije. U zavisnosti od performansi, moguće je da misija neće izvesti jedan ili više ovih manevara.

i9
Trajektorija 'InSighta'od Zemlje i lansiranja 5. maja 2018. Datim dolaska na Mars je 26. novembar 2018. Planirano je šest manevara za doterivanje trajektorije (TCM). Datomi su dati u odnosu na lansiranje ili ulazak u atmosferu.

DOGAĐAJ

Datum (UTC)

Manevar za korekciju putanje (TCM1)

15. maj 2018.

TCM2

28. jul

Početakprilazne faze

27. septembar

TCM3

12. oktobar

TCM4

11. novembar

TCM5

18. novembar

TCM5 (rezervna mogućnost)

21. novembar

TCM6

25. novembar

TCM6 (rezervna mogućnost)

26. novembar

Spuštanje

26. novembar

Postavljanje instrumenata

4. februara 2019.

Postavljanje temperaturne sonde

25. mart 2019.

Bez obzira na datum lansiranja, datum sletanjaće biti 26. novembar 2018, otprilike oko 20:00 UTC, odn. 22 po niškom. Lokacija sletanja će biti u 4,5° N/135,9° E, u Elysium Planitia.

Kada sleti, lender će biti okrenut ka jugu, sa solarnim panelima okrenutim istočno i zapadno, tako da će tokom radnog dana imati najviše svetlosti. Primarna misija bi trebalo da traje dve Zemljine godine (ukupno jedna Marsova plus 40 solova). Biće potrebno 10 nedelja da se postave instrumenti na tlo i počnu da prikupljaju podatke, i još 7 nedelja da temperaturna sonda bude zabodena na maksimalnu dubinu od 3 do 5 metara.

i10
MARS 'INSIGHT'
će nositi oko 50 kgkorisnog tereta. SEISje francuski seizmički eksperiment (Seismic Experiment for Interior Structure). HP3je nemačka sonda za merenje tokova toplote (Heat Flow and Physical Properties Probe).RISEje eksperiment za istraživanje unutrašnje građe, koji će koristiti dve poluusmerene antene (Rotation and Interior Structure Experiment).TWINSje merač temperature i brzine vetra (Temperature and Wind for InSight instrument), deo podsistema APSS, u koji spada magnetometar i senzor za pritisak. Položaj radiometra i laserskog retroreflektora (LaRRI) se ne vidi, jer je s druge strane palube broda.

OPREMA I INSTRUMENTI

Radio-eksperiment & komunikacija

'InSight' ima dve kružne UKT[4]anteneza retranslaciju podataka ka orbiterima. Ima i dve poluusmerene (MGA) X-band anteneu obliku horneza direktni komunikaciju sa Deep Space Network antenama na Zemlji, jedna okrenuta ka istoku a druga ka zapadu[5]. X-band antene omogućavaju 'InSightu'da primaju komande sa Zemlje. Tzv. eksperiment za rotaciju i unutrašnju građu (RISE) koristiće X-band link sa Zemljom za precizno merenje perturbacija Marsove ose rotacije tokom Marsove godine, te tako dobiti informacije o veličini jezgra i stepena njegove istopljenosti.

Elektronika i softver

Avionika 'InSighta' je nasleđena od misija 'MAVEN' i 'GRAIL'. Čine je dva glavna redundantna računara. Svaki od njih ima procesor RAD750 koji operiše na 115,5 MHz, sa 64 GB fleš-memorije. Letni softver je pisan u C i C++ za VxWorksoperativni sistem. Pojedini instrumenti imaju sopstvenu elektroniku i letni softver, ali će svi slati podatke glavnom računaru koji je u vezi sa Zemljom.


https://youtu.be/ZSXnw-fJbGk

Robotska ruka i inženjerijske kamere

Sistem za razmeštanje instrumenata IDS(Instrument Deployment System) sadrži ruku i kamere. Ruka IDA (Instrument Deployment Arm) ima dužinu 2,4 metra i ima četiri stepena slobode (dva u ramenu i po jekan u laktu i šaci). Ruka je bila napravljena za otkazani lender '2001 Surveyor'(ostatak tog lendera je iskorišćen za lender 'Phoenix', kome je trebala drugačija ruka za kopanje).

Dve kamere predstavljaju modifikovane verzije kamera NavcamHazcamkoje rade na 'Opportunityju''Curiosityju'. Kamera na ruci, nazvana IDC(Instrument Deployment Camera), montirana je na nadlaktici, ispod lakta. I ona, kao i roverove navigacione kamere, ima vidno polje od 45°. Kamera na palubi, nazvana ICC(Instrument Context Camera), smeštena je na na donjoj ivici prednje palube lendera. Poput roverovih Hazcams, i ICC ima široko vidno polje, fish-eye 120°.

Za razliku od crno-belih kamera NavcamHazcam, kamere 'InSighta'imaju Bayerovefiltere na svojim detektorima, te će moći da prave slike u boji. To su pojedinačne kamere te neće moći da prave stereo-slike, ali će ruka moći da pomera vidno polje kamere na ruci i tako pravi stereo parove. Ruka će takođe upotrebiti svoju kameru da pravi panorame od 360° oko lendera, kao što to rade roverove Navcams, a moći će da slika i sa dve različite pozicije i pravi stereo panorame.

Na vrhu ruke se nalazi pet mehaničkih prstiju, tako projektovanih da mogu da obuhvate specijalno dizajnirane loptaste držače na vrhu uređaja koje će razmeštati. 

i11
Testiranje postavljanja seizmometra. Na vrhu se nalazi pet prstiju u obliku štipaljki. Ova kupola je zapravo štit seizmometra protiv vetra i vrućine. Crno kućište iznad štipaljke je zapravo štitnik za kameru na ruci. Biće to prvi seizmometar na drugoj planeti još od 1969. i 'Apolla 11'.

Seizmo-eksperiment za unutrašnju građu (SEIS)

SEIS je uređaj koji je osmislila i proizvela francuska kosmička agencija (CNES), u saradnji sa američkom laboratorijom JPL, engleskim Imperijal koledžom, švajcarskim tehnološkim institutom i nemačkim institutom Max Planck. Uređaj poseduje šest senzora za merenje kretanja tla. Tri će meriti dugoročna kretanja, a tri kratkoročna kretanja. Senzori će se nalaziti u precizno nivelisanoj strukturi koja će ležati na tlu na tri nožice, a moći će da detektuje kretanje tla veličine pola prečnika vodonikovog atoma. Instrument će imati dug i savitljiv kabl preko koga će biti povezan sa lenderovom elektronikom. Ruka će podići i postaviti SEIS na tlo planete.

Poklopac protiv vetra i zagrevanja štitiće SEIS nakon postavljanja. I taj poklopac će biti postavljeni preko seizmometra uz pomoć robotske ruke. Poklopac poseduje posebno dizajniranu ivicu koja će se prilagoditi neravninama na tlu na kome će se nalaziti...

        i12
U kugli u strogom vakuumu se nalaze tri klatna za dugoročna merenja (VBB). Sfera u kojoj se nalaze sva tri klatna ima zapreminu 3 litra. 
SEISje težak 29,5 kg a trošiće oko 8,5 W struje u zavisnosti od režima.

Tokovi toplote i fizička svojstva (HP3)

HP3(Heat-Flow and Physical Properties Probe) predstavlja nemački projekat sa samozakucavajućim mehanizmom poljske proizvodnje koji će biti robotskom rukom postavljen na površinu a onda početi da buši pet metara u dubinu, za šta će mu trebati 30 ili 40 dana. Bušilica je široka 2,7 cm i duga 40 cm, i sadrži senzore i grejače koji će biti upotrebljeni za istraživanje termo-provodljivosti Marsovog tla.

Uređaj ima dugačak kabl u kome se na svakih 10 cm nalazi 14 temperaturnih senzora i slaće podatke koji će se čuvati u oko pola gigabajta memorije, što će biti dovoljno za sve očekivane podatke koji će biti prikupljeni tokom misije. Na lenderu se nalazi montiran i jedan radiometar koji će nezavisno meriti temparaturu površine mereći infracrveno odbijeno zračenje.

i13
Elementi instrumenta HP3.

inn
Zakucavanje će biti vršeno brzinom od 1 udara svake 4 sekunde. Za bušenje ~5 m trebaće ~27 sati. Ansambl je težak oko 3 kg a trošiće oko 2 W struje.

Podsistem pomoćnih senzora (APSS)

Set inženjerijskih instrumenata će meriti magnetno polje, vetar i atmosferski pritisak i temperaturu da bi time pomogli interpretaciju podataka koje će slati SEIS. Magnetometar je prvi takav instrument ikad poslat na površinu Marsa. Senzori španskog proizvođača za vetar i temperaturu, nazvani TWINS(Temperature and Wind for InSight) predstavljaju rezervne delove preostale nakon instaliranja meteorološkog instrumenta REMS na roveru 'Curiosity'. Senzor za pritisak se nalazi unutar lendera je isti samo mnogo osetljiviji od senzora na 'Vikinzima''Pathfinderu'.

Iako zapravo nije naučni instrument, APSS podaci će biti jako korisne Marsovim meteorolozima, posebno 'Curiosityjevom'REMS timu.

i15
Laserski retroreflektor (LaRRI) Talijanske nacionalne agencije ASI će biti korišćen u budućim misijama Marsovih orbitera sa laserskim viisinomerima. Svaki od 8 reflektora ima po tri međusobno normalma ogledala, tako da svaki zrak mogu da vrate direktno ka izvoru. 

Laserski retroreflektor (LaRRI)

LaRRI zapravo neće ni biti deo misije 'InSight', već će biti deo neke buduće misije. Spravica predstavlja zapravo ogledala koja će uz pomoć nekog laserskog visinomera sa orbite pomagati da se vrlo precizno izmeru distanca.

NAUČNI CILJEVI I KRITERIJUMI

Postoje dva naučna cilja:

  • Shvatiti formiranje i evoluciju zemljolikih planeta preko izučavanja unutrašnje građe i procesa na Marsu, i
  • Utvrđivanje današnjih nivoa tektonske aktivnosti i meteoritske aktivnosti na Marsu.

Za njihovo postizanje treba ispuniti 6 naučnih zadataka:

  • Utvrđivanje debljine i građe kore;
  • Utvrđivanje debljine i građe plašta;
  • Utvrđivanje debljine i građe jezgra;
  • Određivanje termalnog stanja unutrašnjosti;
  • Merenje i ritam geografske distribucije seizmičkih aktivnosti;
  • Merenje broja udara meteorita na Marsu.

 

[1]Oba aparata je konstruisalo 'Lockheed Martin'i dvaput im uzeo pare za jedan te isti projekat... 'Phoenix'je bio težak 350 kgi nosio je nikl-vodonične solarne panele od 450 W, a 'InSight'ima 360 kgi litijum-jonske solarne panele od – 450 W! 'Phoenix'je radio na Marsu 161 dan.

[2]Očekivani prvi radio-signal koji će uhvatiti antena iz Goldstounau Kaliforniji; 'acquisition of signal', ili AOS.

[3]Krstareći stepenće pružati vitalne funkcije tokom leta do Marsa, a onda će biti odbačen pre nego što 'InSight', zatvoren u termozaštitni oklop. uleti u atmosferu.

[4]Ultra kratki talas (prim.prev.)

[5]Sa Marsa, Zemlja izgleda kao nama Venera: izgleda kao jutarnja ili večernja 'zvezda', iznad istočnog horizonta ujutro ili iznad zapadnog horizonta uveče.

 


\'InSight\' stigao u Vandenberg

InSight na Mars u martu 2016

Preuzmite svoju kartu za let ka Marsu

InSight novo ime za otkrića na Marsu


 

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


 

leksikon 190


stranica posmatraci

CURRENT MOON


tvastronomija18