Do jeho startu chybí ještě 4 roky, neznáme ani jeho jméno – známe jej pouze pod označením Mars rover 2020, které odkazuje na rok jeho startu. Přesto se na něj už nyní těší všichni fanoušci kosmonautiky. Rover, který má navázat na odkaz vozítka Curiosity se v minulých dnech opět o krok přiblížil k očekávané realizaci. Jet Propulsion Laboratory, která za celý projekt zodpovídá, totiž v minulých dnech přidělila hned dva kontrakty na vývoj a stavbu dvou zajímavých technologických součástí vozítka, které může být prvním krokem pro návrat vzorků z Marsu na Zemi.
Už v roce 2012, kdy vozítko Curiosity úspěšně přistálo na Marsu, se opatrně začalo hovořit o jeho nástupci, který by navázal na technologie vyvinuté právě pro Curiosity. V minulých letech NASA postupně své rovery zvětšovala – od Sojourneru velikosti mikrovlnné trouby přes středně velké MERy (Spirit a Opportunity) až po Curiosity, která se s 900 kilogramy vyrovná menšímu autu. NASA svým nejnovějším roverem dosáhla úrovně, která už není potřeba příliš vylepšovat. Vozítko, které se v roce 2020 vydá k Marsu proto bude Curiosity silně připomínat – nejen vzhledově, ale i způsobem přistání. Díky tomuto principu bude možné v příštích letech snížit náklady na vývoj nových misí, jelikož už máme „základní formu“. Stejně tak se sníží i riziko, protože se bude používat osvědčený hardware.
Zdroj: http://blogs.esa.int/
Pokud by tento článek četl někdo, kdo si ke kosmonautice teprve hledá cestu, dovolíme si stručně připomenout, jak vlastně Curiosity na Marsu přistála. Celkem inženýři naplánovali šest konfigurací sestavy, která vždy plnila konkrétní úkol tvořící naprosto přesný řetězec událostí. Naprosto přesně muselo vyjít 76 pyrotechnických separací, ke slovu se dostal největší nadzvukový padák, který kdy vznikl, programátoři stvořili řídící kód o půl milionu řádků a tohle vše zajistilo, ež máme na Marsu zatím nejdokonalejší vědeckou laboratoř.
V případě Mars roveru 2020 bude přistávací fáze velmi podobná – budou ji tvořit čtyři základní fáze – řízený vstup do atmosféry, sestup na padáku, motoricky řízený sestup a klesání na lanech v rámci systému skycrane. Ovšem nebylo by správné myslet si, že vývojáři udělají jen Ctrl+C a Ctrl+V. Základní koncept sice zůstane zachován, ovšem bude doplněn o nové informace, které se podařilo získat právě při přistání vozítka Curiosity. Největší změny se dotknou supersonické aerodynamické fáze, ale také tvaru zadní ochranné skořápky (backshell). Změny se dočká i simulační model šíření tepla blízko povrchu.
Ale zpět k aktuálně schváleným kontraktům. Společnost Space Systems Loral (SSL) postaví mechanismus, který se bude starat o zaostřování kamery v přístroji SHERLOC a firma Sierra Nevada Corporation se zajistí stavbu speciální brzdy, s pomocí které se vozítko spustí na povrch. Všechny tyto změny umožní ještě zpřesnit přistávací oblast, do které by měl nový rover dosednout. Kupříkladu Curiosity měla původně přistávat v elipse s rozměry 25 x 20 kilometrů, ale postupně se podařilo lokalitu zúžit na 20 x 7 kilometrů. Možná se Vám to zdá hodně, ale pokud Vám řekneme, že vozítka MER přistávala v roce 2004 do elipsy s rozměry 150 x 20 km, hned bude všem jasné, jak výrazné pokroky se v posledních letech podařily.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com
Speciální týmy vývojářů navrhly, že by se na přistání Roveru 2020 mohl podílet i systém TRN (Terrain Relative Navigation), který by snímkoval terén pod sestavou a pomáhal tak s orientací sestupu. V závěrečné fázi přistání přijde ke slovu systém vyvinutý společností Sierra Nevada Corporation (SNC) označovaný jako DBM (Descent Brake Mechanism). DBM bude mít za úkol kontrolovat rychlost spouštění lan, které budou držet vozítko při režimu skycrane.
Firma SNC není v tomto oboru žádným nováčkem – systém DBM sestavila i pro rover Curiosity a vše pracovalo bez problémů. Svým způsobem je to paradox. Firma SNC spolupracuje s NASA již od roku 1992 a účastí na roveru 2020 se dočká již 13. podílu na misích určených k obíhání Marsu, nebo k přistání na jeho povrchu. Přesto pokud se řekne SNC, tak mnoho fanoušků kosmonautiky ihned jako první zmíní miniraketoplán Dream Chaser, který byl vybrán v druhém kole zásobování Mezinárodní vesmírné stanice. Firma SNC je ale kromě toho také velmi aktivním tvůrcem družic a v minulých letech poskytla hardware třeba pro kolečka roverů, pohyblivých částí kamer, nebo systémů pro tepelnou kontrolu baterií pro mise zkoumající Mars.
Firma SSL (Space Systems Loral) , konkrétně její podsekce MDA US Systems. sestaví mechanismus, který bude zodpovídat za zaostřování kamery přístroje SHERLOC. Měření z tohoto přístroje poslouží k rozhodnutí, které vzorky si zaslouží být umístěny do speciálního pouzdra, které by mohlo fungovat jako první krok k návratu vzorků marsovských hornin na Zemi.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/
Ačkoliv mise označovaná jako MSR (Mars Sample Return) zatím není schválená, spousta odborníků k ní vzhlíží jako ke svatému grálu kosmonautiky. Ačkoliv rover Curiosity obsahuje úžasné přístroje určené ke zkoumání složení hornin, nemůže se vyrovnat nejmodernějším analyzátorům, které jsou dostupné v pozemských laboratořích.
Čistě logicky je asi každému jasné, že je jednodušší dopravit třeba jen několik desítek gramů vzorků z Marsu na Zemi,kde je budou zkoumat specializované přístroje, než dopravovat tyto rozměrné analyzátory na Mars.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com
Aktuální dvojice kontraktů pro firmy SNC a SSL navazuje na únorové kontrakty, které se týkaly stavby komplexu SHA (Sample Handling Assembly). Robotická paže SHA bude připojená k přední části vozítka Rover 2020 a bude mít za kol prozkoumat konkrétní oblast a zjistit, zda byla obyvatelná. Stejně tak bude SHA zodpovídat za manipulaci, uchovávání, uložení a ponechání odebraných vzorků na povrchu Marsu.
Společnost SSL po přidělení kontraktu pro vývoj zařízení k Roveru 02020 zároveň upozornila, že je připravena podpořit i další projekt Jet Propulsion Laboratory, který se týká výzkumu metalického asteroidu Psyché, který je čistě teoreticky zaháčkován hned ve dvou mimořádně atraktivních projektech. Jednak na asteroid Psyché cílí jeden z dosud neschválených projektů programu Discovery, ale také není vyloučeno, že by se mohl stát cílem robotické mise ARRM (Asteroid Redirect Mission), která by odebrala vzorek z blízkozemního asteroidu a dopravila jej na oběžnou dráhu Měsíce, kde by jej mohla prozkoumat pilotovaná výprava v rámci mise EM-2.
Zdroje informací:
https://www.nasaspaceflight.com/
https://en.wikipedia.org/
https://en.wikipedia.org/
Zdroje obrázků:
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2016/05/Z2FSGS-630×251.jpg
http://blogs.esa.int/mex/files/2012/07/esa_mex_nasa_msl_edl_tracking.png
https://www.nasaspaceflight.com/…Green_Joint_PSD_HEO_TAGGED.pdf-350×313.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2012/11/Z84.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/…/2016/05/2016-05-02-230800-350×248.jpg
To vypadá, že Rover 2020 už je hotová věc. A pokud nabere vzorky a kontejner někde na Marsu odloží a odjede, tak to bude výrazný impuls i pro Mars Sample Return. Jinak by to bylo k ničemu. Evoluce amerických roverů byla docela rychlá. Od Sojourneru, přes MERy až po MSL uplynulo pouhých 15 let. A každý byl o něčem jiném.
Jaké množství vzorků se plánuje nabrat do kontejneru? Když jsem vidět animaci, tak to vypadá na pár kilogramů.
Vzorků bude několik, každý o váze několika gramů, maximálně desítek gramů. Celkem by tak v pouzdru mohlo být pár set gramů prachu, ale více než kilogramů to asi nebude.
Děkuji za upřesnění. Vycházel jsem z tady toho videa, kde to vypadá, že těch otvorů v kontejneru, které bude možnou zaplnit, je tolik, že to vydá na větší množství vzorků.
https://www.youtube.com/watch?v=cf47bvULtEQ
Koľko vlastne stála MLS ? a koľko jeden MER?
Curiosity stála zhruba dvě a půl miliardy dolarů, oba MERy (jejich vývoj, stavba, starty i provoz při 90denní primární misi) stály 890 milionů dolarů.
„Čistě logicky je asi každému jasné, že je jednodušší dopravit třeba jen několik desítek gramů vzorků z Marsu na Zemi“
No mně to tedy logicky jasné není. Samotná doprava vzorků z Marsu je extrémní výkon, který bude vyžadovat maximální úsilí na hraně současných technologických možností a zároveň velmi finančně náročný projekt. Ani z Měsíce nebo z asteroidu to nebyla žádná brnkačka, Mars je obtížností ještě o třídu jinde.
A nevidím za tím bohužel ani žádný velký vědecký přínos. Pár gramů náhodně vybraného materiálu z povrchu z několika ne moc vzdálených míst. Už při odběru budeme velmi detailně znát chemické složení materiálu, jeho strukturu,atd… Máte aspoň jeden příklad „rozměrného analyzátoru“ na Zemi, který by mohl přinést při zkoumání vzorku nějaké užitečné informace navíc? Aspoň jeden.
A nebylo jednodušší a užitečnější ten zázračný přístroj odlehčit a poslat na Mars místo návratové rakety? Mohl by léta analyzovat všechno, co mu nějaký rover doveze.
Ono poslať tam niečo nieje problém len tu nastáva tá situácia že kým sa ten prístroj dostane k Marsu na zemi už môže byť 2x výkonnejší ktorý sa neustále zdokonaľuje a preto je mať lepšie na zemi aspoň nejaké vzorky než čakať kým sa tam dostane niečo novšie lepšie alebo prípadne celá kolónia ktorá bude ten prístroj zdokonaľovať priamo na Marse 😉
O tomhle měl moc pěknou přednášku Michal Václavík z České kosmické kanceláře v Pardubicích na setkání Kosmos News Party. Pokusím se jeho slova prezentovat nejlépe, jak si pamatuju. – I přes pokroky v miniaturizaci se stále nedaří vytvořit dostatečně kompaktní verzi těch nejdokonalejších laboratorních analyzátorů, aby je bylo možné dopravit na Mars. Takové vybavený by mělo mnoho metrů krychlových. Navíc se technika stále vyvíjí. Je jednodušší za pět let vyměnit vybavení laboratoře za modernější přístroje, než stále posílat spousty tun vybavení na Mars.
Pořád mi není jasné, o jakých užasnych přístrojích se to bavíme. S trochou despektu, nejde přeci o žádnou velkou vědu, ale o určení pár šutrů. Jejich chemické a radioizotopove složení a struktura, to je všechno co chceme vědět. Fakt mě nenapadá žádný konkrétní duvod vozit to na analýzu na Zem na úkor plosneho výzkumu přímo na Marsu.
Já nevím, jak to říct, abych neurazil, ale myslím si, že když v tom mají jasno odborníci, kteří jsou v oboru zběhlí mnohem více než my, tak si není na místě pochybovat o tom, že to mají špatně vymyšlené 🙂
A ještě bych jen doplnil, že na velkou část vzorků z Apolla se stále ještě vůbec nesáhlo, protože se čeká na vyvinutí ještě přesnějších analyzátorů. Zkrátka u prvních várek se udělala určitá analýza s přístroji, které byly v dané době dostupné a zbytek čeká na nové technologie.
To jste mě fakt pobavil. Pochybnosti nejsou na místě, oni to mají vymyšlené dobře… To myslíte vážně? 🙂
Pokud vědec nedokáže v několika větách srozumitelně vysvětlit, k čemu ten projekt za miliardy slouží, tak si ty peníze nezaslouží.
Stačilo by napsat něco ve smyslu:
„Přítomnost života na Marsu vody nebo ložisek methanu (pro zpáteční let na Zem) lze odhalit z přítomnosti metamorfovaných šloudových a blabolových brekcií. Ty lze ovšem ve vzorcích detekovat jedině rentgeno-neutronovým megaskenovacím spektroudělátorem. A jak známo, nejlehčí existující má 23 tun a jeho miniaturizace je nemožná. “
Máte nějaký věrohodný odkaz ohledně těch vzorků z Apolla? Já měl pocit, že na nich výzkum probíhá neustále, i když ty podstatné informace byly známé docela brzy po návratu.
Napsal jsem Michalu Václavíkovi a požádal jej, zda by Vám nemohl napsat odpověď, protože jistě bude lepší, pokud dostanete informace z první ruky.
Apollo: Odkaz zkusím dohledat. Neřekl jsem, že se na nich nepracuje, jen říkám, že se části z nich nedotkla lidská ruka, protože se čeká na dokonalejší analyzátory. Ten výzkum samozřejmě postupně pokračuje dále.
Ve vztahu k MSR nejde o žádný konkrétní přístroj, který by lidstvo nebylo schopno upravit tak, aby byl dopravitelný na povrch Marsu. Nevýhodou tohoto přístupu je, že je potřeba najít konsensus mezi vědeckými požadavky a inženýrskými možnostmi. Už jsme to někde psal v diskuzi, že toto je jeden z kritických okamžiků návrhu vědeckých přístrojů. Navíc požadavky na vědecký přístroj jsou, dle typu mise, definovány 5-20 let před dosažením cílového místa. U misí do vnější části sluneční soustavy to může být ještě déle. A když si tuto dobu promítneme do jakékoli oblasti lidské činnosti, tak za ni proběhne významný pokrok, někdy i zásadního významu měnící pohled na danou oblast. Teď mě neberte za slovo, ale budu v jistém slova smyslu hrubý až brutální a také budu paušalizovat. Pokud bych dnes vyslal sondu k Marsu, tak na jeho povrch dorazí na konci roku 2016 a ponese na své palubě vědecké přístroje na úrovni let 2008-2010. Jeden dva roky probíhá sběr dat v rámci primární mise a dalších 2-5 let jejich vědecké vyhodnocování a publikování. To jsme v např. v roce 2022 a jako vědci publikujeme data získána 15 let starou vědeckou aparaturou, která navíc ani v té době nebyla vrcholem toho, co byl člověk schopen postavit, právě proto, že bylo nutné přijmout kompromisy, aby bylo možné tuto aparaturu dopravit na Mars. Výhoda mise MSR spočívá v tom, že sama o sobě rezignuje na nejmodernější přístroje. Ponese základní analytickou laboratoř a tím to hasne. Veškerý výzkum proběhne na Zemi a zde je to kouzlo. Mise má dopravit cca 500 g vzorků marsovského regolitu a atmosféry z několika nízkých desítek lokalit. Rover má být relativně mobilní a schopen najezdit desítky kilometrů a odebrat tak vzorky starých hornin, sedimentů, mladých lávových výlevů či „mimozemských hornin“. Tyto budou následně dopraveny na Zemi při respektování nejvyšší třídy planetární ochrany a stejně tak s nimi bude nakládáno i na Zemi. Od okamžiku kdy tyto vzorky budou na Zemi je možné je každý rok analyzovat nejmodernější aparaturou na světě. A tento postup je možné opakovat téměř do nekonečna. Ve výsledku to vyjde mnohem levněji, než se snažit posílat state-of-the-art vědeckou aparaturu na povrch Marsu každé dva roky.
„No mně to tedy logicky jasné není. Samotná doprava vzorků z Marsu je extrémní výkon, který bude vyžadovat maximální úsilí na hraně současných technologických možností a zároveň velmi finančně náročný projekt.“
No a já bych to viděl přesně naopak. Dopravit kilový nebo dvoukilový kontejner z Marsu na Zemi by mělo být dnes úplně v pohodě. Provést ho přeletovou fází (korekce dráhy!) zvládne nějaký servisní modul o velikosti skoro cubesatu, není zapotřebí půltunová sonda. Samozřejmě takový systém bude mít asi více komponent, takže je to nutné správně vyinženýrovat, ale rozhodně bych si nemyslel, že to je počin srovnatelný třeba s přistáním lidí na Měsíci. A na ten dvoukilový kontejner postačí dvaceti-třicetikilová raketa, protože Mars (málo atmosféry i gravitace). No a náklad jsme na Mars dopravili už tunový, tak proč by měl být problém s třicetikilovou raketkou?
Jako možná největší výzva při návratové misi z Marsu mi připadá automatické spojení vzletového stupně s orbitální částí na oběžné dráze Marsu. To jediné je z dnešního pohledu země zcela neoraná.
Je-li to spojení zapotřebí. Já jsem také uvažoval o tom, že by malá raketa dopravila kontejner pouze na nízkou marťanskou dráhu, kde by se s ní spojilo třeba plavidlo s elektrickým pohonem a dotáhlo ho k Zemi, ale dnes si už nejsem jistý, jestli by to bylo zapotřebí a jestli by nestačila přímá injekce kontejneru na dráhu k Zemi. Přeci jen, jak říkám, může to být i jen několik kilo…no dobře, asi víc – přeci jen to potřebuje ještě pouzdro s tepelným štítem a padáčkem, tak to možná nebude až tak jednoduché. Ale s Red Dragonem by nejspíš bylo možné použít raketu pro přímý přelet z marsovského povrchu k Zemi.
Jsem rád že aspoň někdo je optimista. 🙂
…hlavně doufám, že nový rover dostane odolnější kola (aktuálně jsou již v dosti hrozném stavu, a to je neustále šetří).
Moc nechápu proč taková divná konstrukce z dob Lunochodů. Možná hrála roli velmi omezená hmotnost, ale to je špatný faktor. Raději se hmotnostně mělo šetřit jinde. (Možná je to ale jen opět nějaká „malá… či větší domů“ nebo úlitba.)
PS: Našel jsem nějaké informace, že snad mají být téměř shodná, jen pár desetinek milimetru v některých částech silnější :-((
Ono to není tak snadné, jak se může zdát. Přidáním pouhého 1 mm k tloušťce pláště by se celková hmotnost roveru zvýšila o 10kg! To už je opravdu hodně. O testech kol pro nový rover jsme psali v tomto článku – https://kosmonautix.cz/2016/03/testy-kol-pro-pristi-rover/
…vždyť to říkám, špatné rozhodnutí od počátku …šetřit na hmotnosti jinde nebo jinak (zcela jiná konstrukce… nejlépe pružná).
PS: Proč se vlastně brání použití gumy? …nebo nebrání, jen jde opět o hmotnost?
PSS: Co třeba něco podobného jako bylo na měsíčních vozítkách Apollo?
S gumou je problém kvůli radiaci a relativně nízkým teplotám.
U klasické gumy je skutečně problém s degradací UV a radiací i pozbytím pevnosti a pružnosti za nízkých teplot, ale jsou i jiné podobně nazývané materiály s lepšími vlastnostmi… možná ale skutečně ještě ani ty z nějakých důvodů nevyhoví 🙁
PS: Kolo může mít pevnou kostru, ale výplň by měla být pružná, aby se neničila, nebo by mohlo být kolo ze svislých segmentů, které se mohou posouvat (v rovině kolmé na osu).
PSS: Vlastně ta vyvíjená bublina s integrovanými skafandry na zádech měla také kola… a navíc klasická. To tedy vlastně nebylo reálně použitelné…
Taky je mi záhadou, proč nepoužili pneumatiky. Na Zemi existovala terénní vozidla s pevnými koly naposled před sto lety. Dnes by něco takového vzbudilo maximálně výbuch smíchu. Samozřejmě do prostředí s nižší teplotou, vyšší radiací a nedostatkem pneuservisů by to chtělo něco speciálnějšího než univerzální barumky 🙂
Ale při dnešní úrovni materiálů a technologií by to neměl být problém. Měsíční vozítka měla taky pneumatiky a tam je prostředí ještě o něco nehostinnější.
Obávám se, že s mýlíte. Pokud máte na mysli měsíční vozítka LRV použitá u misí Apollo 15-17, ta pneumatiky neměla. Měla místo nich síť z ocelových drátů pokrytých hliníkem, „vzorek“ pak byl tvořen titanovými destičkami. Krásně je to vidět tady. Podobně to měly i Lunochody – také jejich kola byla kovová.
Fotografie LRV s obyčejnými gumovými pneumatikami pocházejí z nácviků na Zemi, kde bylo jednodušší a pro astronauty pohodlnější použít klasické gumové pneumatiky.
No já na obrázku vidím speciální pneu pro 150 kg těžké vozítko do vakua a extrémních teplot. Jsou z pozinkovane ocelové sitoviny s titanovym vzorkem, ale jsou to pneu. I ve všech článcích o roverech se mluví o hliníkových discich s pneu. Nejsou to pevná kovová kola jako měl lunochod nebo marsovska vozitka.
Je otázkou definice, co si představujeme pod pojmem „pneumatika“. Už z názvu samotného alespoň pro mě osobně vyplývá, že se jedná o zařízení, jenž tlumí nárazy a deformace pneumatickým způsobem, tj. prostřednictvím stlačeného plynu. V článcích o LRV jsou kola označována tímto způsobem, protože není k dispozici nějaké rozumné krátké označení použitého řešení. Klasické pneu to není ani náhodou, na tom se myslím shodneme.
Nicméně tím zabíháme hodně ke slovíčkaření, což předem uznávám. 😉