Astronautika: misije

Više nema nikakve sumnje da će u buduće Kina igrati veliku, možda i glavnu ulogu u međuplanetnom istraživanju. Imaju sve što im treba: volju, ljude, planove, rakete, i što je najvažnije – pare. Vreme radi za njih. Za ono za šta su Sovjetima i Amerikancima trebale decenije, oni su sabili u manje od desetak godina. Danas imaju dva rovera na dva nebeska tela. Da vidimo šta radi njihov Marsovac:

1
'Zhurong'
 je tokom 17. sola snimio selfi WiFi kamerom. Koliko ja znam kineski, ime rovera se izgovara otprilike kao Čžuron.

21. oktobra, kineski rover 'Zhurong'i orbiter 'Tianwen1' nastavili su komunikaciju sa Zemljom nakon pedeset dana hiberniranja uzrokovane Sunčevom konjunkcijom (seti se da je sonda 'Tianwen 1' stigla do Marsa 10. februara, a da je rover 'Zhurong' uspeo uspešno da sleti u Utopiu Planitiu 14. maja). Dana 8. novembra, glavni motor orbitera je proradio na 260 sekundi kako bi izmenio svoju polarnu orbitu. Orbiter, koji se prethodno nalazio u orbiti dimenzija 400×12000 km, sa periodom od 8 sati i 12 minuta, postavljen je u nižu orbitu od 265×10700 km i periodom od 7 sati i 5 minuta. Prethodna orbita je bila odabrana tako da bi preletala iznad zone sletanja 'Zhuronga' jednom dnevno, ali je zauzvrat orbiter bio ograničen u svojoj sekundarnoj misiji, odn. proučavanju površine Marsa. Ovom novom orbitom pokušava da se uravnoteži promatranje površine sa zadatkom retransmisije podataka 'Zhuronga' (ova nova 'naučna' orbita se, inače, razlikuje od prvobitno planirane, koja bi trebala da traje 7 sati i 48 minuta; promjena planova najverovatnije je posledica činjenice da je 'Zhurong' premašio prvotno planirana 3 meseca života).

2
Sletna platforma koja je donela kineski rover na Mars sletela je brzinom od samo 3,6 m/s. U atmosferu je uletela brzinom od 4800 m/s.

S druge strane, u novembru su Evropska kosmička agencija (ESA) i Kinezi (CNSA) sproveli pet komunikacionih testova u trajanju od deset minuta između evropske sonde 'Mars Express'[1] i 'Zhuronga'. Evropska sonda je morala 'naslepo' da reemituje 'Zhurongove' signale, odnosno rover nije znao da njegove signale presreće Esin orbiter, uglavnom zato što 'Zhurong' nije opremljen radijskom opremom koja mu omogućava primanje naredbi sa 'Mars Expressa' da bi komunikacija bila pokrenuta. U prvim testovima korišćena je brzina prenosa podataka od 8 kilobajta u sekundi, da bi kasnije dosegla 128 kB/s. Bio je to prvi put da je korišćena ova tehnika slepe retransmisije, a prva tri pokušaja, koja su se dogodila 7., 16. i 18. novembra, bila su neuspešna. Konačno, test od 20. novembra bio je uspešan. Ovaj test je otvorio mogućnost korišćenja Esinog orbitera kao alternative za relejni prenos podataka sa 'Zhuronga', nešto izuzetno važno za Kinu, koja za ovaj zadatak ima na raspolaganju jedino svoj orbiter 'Tianwen 1'.

3
Infografika 'Mars Expressove' 'slepe' komunikacije sa 'Zhurongom'.

4
Padobran koji je izveo ključno kočenje sletnog stepena.

5
Zona sletanja 'Zhuronga' u funkciji nadmorske visine i nagiba.

'Zhurong' je već prevalio više od 1,25 kilometara po površini Marsa i za to vreme je poslao oko 7 gigabita podataka, iako nove slike nisu objavljene otkako je komunikacija nastavljena. No, ovih su se nedelja pojavili prvi naučni rezultati misije o analizi tragova koje je ostavio rover i izgledu okolnih stena. U nedavnom članku u časopisu 'Nature Astronomy' članovi 'Zhurongovog' tima su otkrili da su dve zone za sletanje veličine 150×60 km bile unaprijed odabrane pre lansiranja, jedna južno od Utopia Planitie kao glavna zona i druga zapadno od planine Elysium kao rezerva. Nakon što su dobili slike visoke rezolucije sa HiRIC kamere orbitera, u rezoluciji od 70 cm (manjoj od one koju će postići u konačnoj orbiti), elipsa sletanja je smanjena na dvije zone od 56×22 km i nagiba od 1,35º. Konačno, 'Zhurong' je uspešno sleteo gotovo u središte glavne elipse, u koordinatama 109,925° istočno i 25,066° severno, sa elevacijom od 4099,4 metara ispod srednjeg nivoa Marsa[2]. Zona sletanja je možda bila prekrivena vodom pre oko 3,3 milijarde godina i trenutno ima različite strukture poput vulkanskih kupa, grebena i jaruga, iako je za sada 'Zhurong' uspeo da poseti samo tzv. svetle dine – u istraživačkom žargonu zvane TAR (Transverse Aeolian Ridges) – prošarane zemljom. Većina dina ima vetrovitu stranu okrenutu prema severoistoku, a prva dina koju je rover proučavao bila je duga 40 metara i široka 8 metara, s visinom od 0,6 metara. Zanimljivo je da pesak i prašina koji tvore ove dine imaju dve nijanse u zavisnosti od toga da li je strana okrenuta ka ili suprotno od vetra.

6
a)
 
Sletna elipsa 'Zhuronga'b) Prva panorana napravljena sa sletne platforme; c) Slika zone sletanja napravljena kamerom HiRIC 2. juna 20121. prikazuje toplotni štit i padobran sletnog stepena.

7
Rover 'Zhurong' i njegov sistem kretanja.

8
Karakteristike zone sletanja.

9
a)
 
Topografija sletne zone (crveni krstić (c) mesto je sletanja); b) Visinski profil tone od juga ka severu; c) Region proučavanja; d) Ruta rovera; e)g) Slike stereoskopskih kamera NaTeCam; f)h) Detaljne slike MSCam kamere u tri talasne dužine; crveni krst predstavlja mesto usmeravanja lasera spektrometra MarSCoDe.

Vulkanske kupe, smešteni južnije, posebno su zanimljive jer bi mogle biti drevni blatni vulkani, vrsta strukture koja nikada nije pažljivije proučavana na Marsu. Glavni (kočioni) motor sletnog stepena je nakon sletanja ostavio krater prečnika 0,95 metara i otkrio brojne krhotine i kamenje od 1 do 4 cm. U poređenju sa lunarnim roverima 'Yutu' i 'Yutu 2', opterećenje na svaki 'Zhurongov' točak je veće (oko 149 N u odnosu na 37 N), međutim, točkovi 'Zhuronga' su manje utonuli u marsovski regolit nego oni 'Yutuovi' u Mesečev, što ukazuje na veći otpor marsovskog regolita ('Zhurongovi' točkovi su utonuli samo oko 5 milimetara). Trenje tla u području Utopije gde je 'Zhurong' sleteo manje je od onog koje su registrovale sonde 'InSight''Phoenix' i 'MarsPathfinder',ali slično onome koje su izmerili 'Viking 1' i 'Curiosity'. Što se tiče kohezije tla, ona je relativno visoka jer se vide čestice zalepljene za točak. 'Zhurong' koristi autonomnu navigaciju uz pomoć slika terena koje sam pravi. U tom smislu, odstupanja stvarne putanje u odnosu na modele su manja od 2%, a greške u azimutu manje od 1%, uglavnom zbog klizanja točkova u određenim područjima.

11
Analize roverovih tragova prema slikama NaTeCamsa, Hazardcamsa i WiFi kamere.

12
Primer simulacije korišćene za planiranje kretanja rovera, u ovom slučaju tokom prvih solova misije.

13
Aktivnosti rovera tokom prvih solova.

14
'Zhurongovo'
 putovanje tokom prvih dana misije, dnevno prevaljene distance i izmereno proklizavanje točkova.

15
Putovanje kineskog rovera.

Tokom prvih solova misije, 'Zhurong' se pomerao maksimalno 5 do 10 metara dnevno, ali sada uspeva da poveća taj broj na 20 do 30 metara po solu. Što se tiče morfologije posmatranih stena, većina ima rupičaste površine koje se slažu s magmatskim stenama koje su prethodno proučavale sonde 'Viking 1' i 'Spirit'. Ostale stene pokazuju ljuskastu strukturu verovatno uzrokovanu erozijom vetra. U svakom slučaju, narednih meseci očekujemo rezultate laserskog spektrometra MarSCoDe ( Mars Surface Composition Detector) koji je 'Zhurong' koristio radi proučavanja sastava stena i regolita. Sledeća 'Zhurongova' meta je kameno polje udaljeno 1,8 kilometara, a ispred njega linearna depresija dubine oko 10 metara koja je udaljena 2,7 kilometara. Dugoročno gledano, cilj je mala litica koja deli ravnicu Utopia Planitia od višeg tla i koja se nalazi oko 27 kilometara dalje. Trenutno, solarni paneli i sistem za kontrolu temperature putem promene faze ugljikovodika (undekan[3]) nastavljaju da rade kako je planirano. Koliko daleko će prvi kineski rover stići na Crvenoj planeti?

16
Analizirane stene otkrivaju vulkansko poreklo ili tragove eolske erozije.

17
Karakteristike Marsovog tla prema merenjima 'Zhuronga'

18
Rover 'Zhurong' i sletni stepen misije 'Tianwen 1' u Utopia Planitii (razmak između njih je oko 10 m). Ističu se kineske zastave na platformi i na roveru (CNSA).

images

Reference:

  • https://spj.sciencemag.org/journals/space/2021/9846185/
  • https://www.nature.com/articles/s41550-021-01519-5
  • https://www.nature.com/articles/d41586-021-03554-8
  • https://www.mdpi.com/2072-4292/13/17/3439
  • https://assets.researchsquare.com/files/rs-836162/v1_covered.pdf?c=1632507046
  • https://moon.bao.ac.cn/web/zhmanager/noticelist?detailId=790430

 

[1] Sonda je više nego upola jeftinija od sličnih američkih. To je postignuto tako što je konstrukcija bazirana na Esinoj kometnoj misiji 'Rosetta' a neka tehnička rešenja pozajmljena od 'Venus Expressa'. Neki instrumenti na orbiteru, uključujući kamere i spektrometre, iskoristili su dizajn ruske neuspešne misije 'Mars 96' iz 1996. Danas, posle 12 godina rada, 'Express' je druga sonda po dužini rada u orbiti oko neke planete u istoriji. Prvak je 'Mars Odyssey' lansiran2001.

[2] Ono što je kod nas kao referenca 0 metara nadmorske visine, na Marsu je prosečna visina kore planete. Pošto je Marsova atmosfera značajno ređa od Zemljine, veliki je inženjerski problem kako napraviti padobran koji treba da zahvata dovoljno vazduha da bi zakočio. Uz to, vreme leta kroz sloj atmosfere je značajno kraći nego na Zemlji, što znači da nema dovoljno vremena za kočenje. Da bi to izbegli, Kinezi su odlučili da se spuste 'u rupu' koja je još 4 km dublja od prosečnog tla, tako da su dobili na vremenu za uspešno kočenje i sletanje.

[3] Tečni ugljovodonik CH3(CH2)9CH3.

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