Postavit kosmickou sondu není jen tak. Konstruktéři bojují s termíny, zatímco se snaží postavit všechny systémy co nejlépe, jak umí. Přesto už historie mnohokrát ukázala, že se stavba vesmírných průzkumníků neobejde bez nečekaných zádrhelů, komplikací a problémů. Nevyhnul se jim ani společný program Evropské kosmické agentury a Ruska určený k průzkumu čtvrté planety naší soustavy – ExoMars 2016. V tomto článku se podíváme na nepříjemnosti, které se objevily v minulých měsících. O to větší klobouk musíme smeknout před týmy, které sondu připravují ke startu. Momentálně totiž vypuštění první části programu ExoMars nestojí nic v cestě.
Nebudeme se věnovat genezi celého programu ExoMars, který se začal připravovat už na konci minulého století a který zažil mnoho kotrmelců a změn. Zaměříme se pouze na nedávné události. Původně se měla sonda TGO a zkušební přistávací modul EDM (Schiaparelli) vydat k Marsu už letos v lednu. Vloni v srpnu se ale při zkouškách modulu EDM objevil problém. Nádrže modulu obsahují hydrazin, který slouží jako palivo. Aby se toto palivo dostalo jednoduše k tryskám, používá se helium, které celý palivový systém natlakuje.
Zdroj: http://exploration.esa.int/
Při předletových zkouškách se kontroluje těsnost palivového systému a místo helia používá voda, kterou se rozvody napustí a následně se kontroluje, zda někde neuniká. Pokud ano, je to problém – a přesně k tomu došlo v září na modulu EDM. Objevil se únik na rozvodech helia. Konkrétně šlo o místa, kde jsou připojeny dva senzory, které měří tlak helia. Technici proto museli závadu opravit, což není tak snadné, jak se může na první pohled zdát. Modul už byl zkompletovaný, což znamená, že na něm bylo i několik vrstev tenkých fólií, u kterých se nepočítalo s tím, že by se někdy odstraňovaly. Kompletní oprava proto zabrala téměř celý měsíc.
Jelikož by výměna vadných senzorů byla časově náročná, bylo rozhodnuto, že budou nahrazeny záslepkami. Funkčně to ničemu nebude vadit, protože v rozvodech jsou i další tlaková čidla – údaje o tlaku tedy budou k dispozici. Kvůli tomuto zpoždění ale bylo jasné, že se lednové startovací okno nestihne a start se tedy musel přesunout na aktuálně platný březen. Jenže jak se říká – všechno zlé je k něčemu dobré, ale o tom si řekneme až v dalších odstavcích. Jeden problém byl nyní úspěšně vyřešen, ale další teprve na své východisko čekaly.
Zdroj: http://www.aviospace.com/
Každá technologie, která přistává na Marsu, musí splňovat přísná opatření, která mají minimalizovat možnost kontaminace planety pozemskými mikroorganismy. Jedním z opatření, které najdeme na modulu EDM je HEPA filtr, který má zabránit průniku mikročástic mimo vnitřní prostory. Nás, jakožto občany České republiky může těšit, že mechanické části tohoto HEPA filtru vyrobila brněnská společnost Frentech Aerospace. Při zkouškách se ale ukázalo, že použitý HEPA filtr špatně vyrovnává rozdíl tlaků mezi vnějším a vnitřním prostředím, což je během přistávací fáze velký problém. Navíc vyšlo najevo, že u HEPA filtru kondenzuje vlhkost, která zde následně namrzá. Ani to není ideální stav a bylo proto potřeba použít filtr jiný. Nutno poznamenat, že v obou případech se jednalo o problém samotného návrhu filtru a nikoliv českého výrobce.
Již zmíněný odklad startu z ledna na březen ale některé věci usnadnil. Už několik týdnů před problémem s rozvody helia dělala pozemním technikům vrásky na čele kamera CaSSIS. Ta je umístěna na hlavní sondě TGO, která bude obíhat kolem Marsu a má pořizovat fotky s rozlišením 4,5 m/pixel. Technické komplikace oddalovaly její dokončení a hrozilo, že se kamera bude s družicí TGO spojovat až na Bajkonuru. To je sice technologicky možné, ale takový postup je náročnější a také svým způsobem riskantnější. Odklad na březen tedy pomohl tento problém vyřešit a švýcarská kamera CaSSIS mohla být k sondě TGO připojena v první polovině listopadu ještě v montážní hale v Cannes.
Zdroj: Přednáška Michala Václavíka: Novinky z přípravy misí ExoMars 2016 a 2018
Na první pohled tedy přesunu nic nebránilo. Jenže se objevil problém rázu administrativního. Existují technologie, které se kvůli momentálním nařízením do Ruska nesmí vyvážet – a kamera CaSSIS bohužel některé body splňovala. Ke slovu proto musela přijít diplomacie na nejvyšších místech, aby se problém mohl vyřešit, což se nakonec podařilo. Kamera se totiž dočasně ze seznamu „zakázaných“ technologií vyřadila a po přesunu se do něj opět zařadila – na první pohled úsměvné, ale rychlé a účinné řešení.
Zdroj: https://pbs.twimg.com
Na úplném konci loňského roku už byly na Bajkonuru všechny součásti mise ExoMars. První let z turínského letiště na Bajkonur proběhl 19. prosince a obnášel materiál, který měl zajistit technickou podporu na kosmodromu. Druhý let 21. prosince přetransportoval modul EDM a 23. prosince se na cestu vydala i samotná sonda TGO. Bajkonurský kosmodrom sice disponuje několika montážními halami, ale žádná z nich nesplňuje přísné předpisy planetární ochrany pro přípravu technologií, které mají přistát na Marsu.
Drtivá většina postupů sice nepotřebuje ultrasterilní prostředí, ale při některých operacích, když se třeba otevírá interiér přistávacího modulu kvůli přístupu k bateriím, je taková ochrana nezbytná. Pro tento případ s sebou zástupci ESA přivezli skládací stan, který se rozvinul v jednom z bajkonurských cleanroomů a který splňuje požadavky na sterilnost. V něm se udělaly operace, které vyžadují čisté prostředí a zbytek už mohl probíhat v běžné montážní hale.
Zdroj: Přednáška Michala Václavíka: Novinky z přípravy misí ExoMars 2016 a 2018
Při kontrolách systémů odborníci zjistili, že ruský neutronový detektor FREND určený k hledání vodíku ve formě vody a hydratovaných materiálů ve vnějších vrstvách povrchu Marsu, má problém. Jeden ze čtyř kanálů, na kterých pracuje, totiž nefungoval.
Zdroj: Přednáška Michala Václavíka: Novinky z přípravy misí ExoMars 2016 a 2018
V tuhle chvíli se ukázalo, jak důležité je, že v Rusku stále fungují desítky let osvědčené postupy. V pionýrských dobách kosmonautiky totiž byla spolehlivost techniky prachmizerná a Rusové proto začali stavět dva letové exempláře vědeckých přístrojů, někdy dokonce i dvě identické družice.
Tento trend přežil až do dnešní doby, kdy už je spolehlivost výrazně lepší. Technici proto měli k dispozici náhradní exemplář přístroje FREND. Podali proto návrh na výměnu poškozeného kusu z již dokončené družice, což jim nakonec příslušné orgány povolily 8. ledna a hned o den později se FREND vyměnil za druhý exemplář.
Zdroj: Přednáška Michala Václavíka: Novinky z přípravy misí ExoMars 2016 a 2018
Všechny v článku popsané problémy se podařilo vyřešit a momentálně všechno směřuje k závěrečným předstartovním přípravám. V současné době už jsou EDM i TGO naplněny palivem a definitivně spojeny dohromady. 29. února dojde ke spojení sestavy s horním stupněm Briz-M, 2. – 3. března se uzavře aerodynamický kryt a konečně 6. – 7. března se špička s nákladem připojí ke zbytku nosné rakety Proton, takže budu moci začít důkladné testy. Pokud půjde všechno podle plánu, mělo by se startovat 14. března o půl desáté dopoledne našeho času. Celý start bychom Vám samozřejmě rádi zprostředkovali prostřednictvím živého, česky komentovaného přenosu.
Velká část informací obsažených v tomto článku pochází z přednášky Michala Václavíka z České kosmické kanceláře. Tato přednáška proběhla 24.2. v rámci únorového setkání Kosmo klubu v Praze. Tímto děkujeme Michalu Václavíkovi za prezentované informace i za pomoc při korekcích tohoto článku.
Zdroje informací:
Přednáška Michala Václavíka: Novinky z přípravy misí ExoMars 2016 a 2018
http://exploration.esa.int/
http://exploration.esa.int/
Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/CcDkz4CW0AA-w1C.jpg:large
http://exploration.esa.int/…/ExoMars2016_EDM_interior_annotated_20151028_1280.jpg
http://www.aviospace.com/images/article_img/image-exomars-hepa1.png
Přednáška Michala Václavíka: Novinky z přípravy misí ExoMars 2016 a 2018
https://pbs.twimg.com/media/CXAP82tWwAA-w6B.jpg
Těch problémů je tedy celý seznam, na kterém najdu, co neznám. Třeba firma Frentech Aerospace. Je to skvělé, že české firmy mohou přispět ke kosmickému výzkumu. Navíc planetárnímu. Opravdu by mě nenapadlo, že tohle může být česká společnost.
Netěsnost rozvodů na EDM, problémy s filtrem, kamerou i sankcemi, k tomu nutnost ještě čistší čistoty, takže vlastní stan a nakonec detektor FREND, který nakonec letí možná jen kvůli tomu, že měl dvojče. I když myslím, že kdyby se to nedokázalo vyřešit, tak by se letělo bez tohoto přístroje a mise by stále smysl měla. Na rozdíl od absence seismometru na InSight.
No hlavně, že jsme ready a na 14. březen se těším.
Pokud by FREND neměl záložní ku, letěl by s původním exemplářem – nefungoval jen jeden kanál ze čtyř, což by sice byla škoda, ale vědecká data by z toho získat šla.
Hlavní je, že by se kvůli tomu nemuselo čekat dva roky. Proč jsou vlastně technici červení a žlutí jako v TV soutěži? Jde o zdůraznění, kdo má jaké úkoly? Něco jako bezpečnostní opatření?
Odpověď jsem neznal, ale zeptal jsem se přímo Michala Václavíka. Jeho odpověď je zde: „V oranžových kombinézách je „plnící tým“ tj. ti pak pracují v kompletních ochranných oděvech a je vidět na jiných fotkách. Žlutý je „podpůrný tým“.“
Díky.
Perfektní článek.
Ovšem to, že se v Rusku vždy staví dva exampláře opravdu nebylo dáno „prachmizernou“ kvalitou. To by totiž radši snad stavěli tři nebo i víc, aby se jim razantně zvedla „pravděpodobnost aspoň jednoho funkčního kusu“. Je to přece dáno tím, že když se pak „tam nahoře“ něco stane, je možné si problém zkusit reprodukovat na tom druhém kusu dole a poučit se pro příští konstrukce.
Ten administrativní „fígl“ s tou kamerou je taky sranda. Ale možná toho Rusové a taky výrobci kamer využili a touto časovou skulinkou „protlačili“ dalších 30 jiných špičkových kamer 🙂 Byznys je byznys …
Ono je to s těmi dvěma exempláři myšleno možná trochu jinak. Jde o to, že v případě meziplanetárních sond se startovalo obvykle dublovaně s odstupem několika dní, takže se zvyšovala pravděpodobnost, že se alespoň jeden exemplář ujme a ten druhý se buď stane další záhadným anomymním Kosmosem na oběžné dráze Země a nebo se na orbitu ani nedostane a pak se utají zcela. To byla běžná praxe.
Ale je fakt, že v případě jednotlivých přístrojů jde asi o trochu něco jiného.
Zdvojené sondy běžně používali i Američané (Viking, Pioneer, Voyager, Spirit + Opportunity…). Ono to má spoustu výhod, kde riziko havárie je jen jedna položka. Samozřejmě je to dražší, ale zase ne tak drahé jako dvě úplně odlišné sondy.
On ani nebyl důvod nějak modifikovat jednotlivé kusy. Zkoumaly stejná prostředí a měly identické úkoly. A je potřeba připomenout, že všechny uspěly na výbornou, tudíž otázka toho, jestli šlo o pojistku proti selhání jednoho, je čistě akademická.
Když jsme u těch několika exemplářů – koneckonců i Mark Watney by byl v háji, kdyby na Zemi neexistoval druhý Pathfinder 🙂
Díky za pochvalu článku.
Docela rád bych prostudoval vytapetovanou stěnu za zkompletovanou sondou 🙂
Jsou tam plakáty k misím ILS
Tady: http://www.ilslaunch.com/category/photo-galleries/posters
„Objevil se únik na rozvodech helia. Konkrétně šlo o místa, kde jsou připojeny dva senzory, které měří tlak helia. Technici proto museli závadu opravit, což není tak snadné, jak se může na první pohled zdát. Modul už byl zkompletovaný, což znamená, že na něm bylo i několik vrstev tenkých fólií, u kterých se nepočítalo s tím, že by se někdy odstraňovaly“
Zdravím, docela by mě zajmalo co to je za techniky, když si otestují palivové rozvody až když už k ním není přístup. To je to nenapadlo, nebo se únik při dřívějších kontrolách neukázal? Blbej dotaz ale nevadí 😀
Dřívější kontroly na žádnou závadu neukazovaly. Jinak zkoušky mají svůj pevně dané pořadí – provádí se jich několik, každá se zaměřuje na něco jiného a některé (hlavně ty komplexní, což tato byla) není možné provést dříve – třeba z důvodu připojení na ostatní systémy a podobně.
Hmm, dosť ma prekvapuje, že na EDM nie je okrem zostupovej (DECA) žiadna iná kamera. Takže takto sa ani v prípade úspešného pristátia žiadnych marťanských panorám nedkočkáme 🙁 Podľa mňa dosť veľká chyba nielen z hľadiska PR…
On je na EDM trochu problém s hmotností. Tam se šetřil každý gram. Mnoho prostoru tam není. Buďme rádi alespoň za DECA. EDM je zkrátka technologický demonstrátor, který má úkoly nastavené trochu jinak.
Jak moc se na misi demonstrátoru EDM podílí Rusko? Mělo by jít o sbírání zkušeností pro lander, který má za dva roky dopravit na povrch Marsu evropský rover a tento lander je snad zcela v ruské režii.
Data která se nasbírají Rusové určitě využijí. Vždyť je to společný program – data jsou tedy přístupná oběma stranám.
To ano, spíš jsem ale měl na mysli přímou účast ruského týmu u přistávacího manévru.
Podle Michala Václavíka je ruský podíl v tomto případě naprosto minimální.
Děkuji za informaci. Jen mi takový přístup připadal logický. Ale asi to tedy není potřeba.