Teraz, gdy łazik Perseverance pracuje na Marsie, przed NASA i ESA stoi nowe niezwykle trudne wyzwanie. Obie agencje przygotowują Mars Sample Return, misję, w ramach której próbki zebrane przez Perseverance mają trafić na Ziemię. Jeśli misja się uda, otworzy ona nowy rozdział w robotycznej eksploracji kosmosu.

Źródło: WikiPedia.org

Zgodnie z założeniami Mars Sample Return najpierw na Czerwoną Planetę zostanie wysłana misja Sample Retrieval Lander. Wyląduje ona w pobliżu miejsca lądowania misji Mars 2020 – czyli łazika Perseverance – i umieści tam specjalną platformę, z której wyjedzie zbudowany przez ESA niewielki łazik, Sample Fetch Rover. Łazik pozbiera próbki przygotowane przez Perseverance i wróci z nimi do platformy. Tam załaduje je do kontenera wielkości piłki do koszykówki znajdującego się na pokładzie Mars Ascent Vehicle (MAV). MAV będzie pierwszym w historii pojazdem, który wystartuje z powierzchni Marsa. Jego zadaniem będzie dostarczenie kontenera na orbitę Marsa.

W tym czasie na orbicie Czerwonej Planety krążył będzie Earth Return Orbiter autorstwa ESA. Ma on przechwycić orbitujący kontener, zdekontaminować go i umieścić w kapsule lądującej. Earth Return Orbiter wróci następnie w okolice Ziemi i uwolni kapsułę, która trafi na naszą planetę.

Skoordynowanie i przeprowadzenie tak złożonej misji to poważne wyzwanie inżynieryjne. Dość wspomnieć, że wszystko musi odbyć się automatycznie i musi udać się za pierwszym razem. Odległość pomiędzy Marsem a Ziemią jest tak duża, że sygnał w obie strony biegnie kilkanaście minut. Jeśli więc w krytycznych momentach misji pojawią się nieprzewidziane problemy, ludzie nie będą mogli im zaradzić.

Największe wyzwanie będzie stanowiło przeprowadzenie startu MAV z powierzchni Marsa. Za opracowanie odpowiednich technologi odpowiedzialna jest firma Northrop Grumman. Tworzymy napęd na paliwo stałe, który wyniesie MAV na orbitę. To kluczowy element powrotu próbek na Ziemię, mówi Mike Lara, dyrektor firmy ds. strategii i rozwoju biznesowego. Anita Sengupta, inżynier na Wydziale Inżynierii Kosmicznej University of Southern California mówi, że głównym problemem jest tutaj uwzględnienie różnic w grawitacji i oddziaływaniu atmosfery Marsa i Ziemi.

Grawitacja na Ziemi jest trzykrotnie większa. A ciśnienie na powierzchni Marsa jest około 100-krotnie niższe niż na Ziemi. Patrząc tylko na te czynniki, wyniesienie z Marsa tej samej masy co z Ziemi wymaga znacznie mniejszej rakiety. Jednak prawdziwym wyzwaniem jest fakt, że na miejscu nie będzie ludzi. Wszystko trzeba zrobić automatycznie. To musi zadziałać za pierwszym razem, stwierdza uczona.

Nawet na Ziemi, gdy mamy pełną kontrolę, start rakiety jest poważnym wyzwaniem, a niewielkie problemy techniczne czy zła pogoda niejednokrotnie powodują, że start przerywany jest dosłownie w ostatnich sekundach, przypomina Lara. Inżynierowie pracujący nad napędem dla MAV muszą też pamiętać, że na Marsie panują bardzo niskie temperatury. Sample Fetch Rover będzie zbierał pozostawione przez Perseverance próbki przez około 18 miesięcy. W tym czasie MAV będzie czekał na powierzchni Czerwonej Planety. Inżynierowie muszą więc zaprojektować taki system utrzymywania odpowiedniej temperatury układu napędowego, by MAV mógł bez przeszkód wystartować po kilkunastu miesiącach postoju w temperaturach minus kilkudziesięciu stopni Celsjusza.

Na szczęście dysponujemy odpowiednimi modelami i mocami obliczeniowymi, dzięki którym inżynierowie będą mogli sprawdzić np. jak zachowuje się paliwo w takich warunkach. Ponadto wiele systemów zostanie zdublowanych, więc gdy jeden zawiedzie, można będzie uruchomić drugi.

Bardzo pomocne będzie też to, czego dowiedzieliśmy się podczas misji Apollo, kiedy to startowano z powierzchni Księżyca, oraz z innych misji. Każda misja uczy nas czegoś, co wykorzystujemy w kolejnych misjach. Tak naprawdę jest to kwestia dobrego rozumienia fizyki, mówi Sengupta.

 

 

ŹródłoESA

 

5 1 vote
Article Rating