Jednou z největších kosmonautických výzev je doprava vzorků z Marsu na Zemi. Analytické možnosti, které mají pozemské laboratoře, se nedají srovnat se sebelépe vybaveným vozítkem. Kosmické agentury proto již několik let chystají projekt, který by měl přistát na Marsu, odebrat vzorky a dopravit je na naši planetu. Za poslední roky vzniklo hned několik scénářů, které počítaly s různým počtem jednotlivých dílů celého řetězce a s různými daty startů. Nyní začínají plány nabírat konkrétní rozměry a díky tomu je jasně vidět, že se realizace pomalu, ale jistě blíží.
Už delší dobu víme, že prvním dílkem řetězce bude nástupce vozítka Curiosity. Ten se zatím schovává za spíše technologickým označením Mars rover 2020, který napovídá termín startu. Tohle vozítko má přistát na Marsu a pátrat po stopách dávného života. Bude velmi podobné roveru Curiosity, ale jeho vědecké systémy budou mnohem vyspělejší a přístroje zvládnou detailnější měření.
Zdroj: https://lh3.googleusercontent.com
Překlad: Autor
Největší pozornost si ale v rámci tématu tohoto článku zaslouží odběrný mechanismus. Robotické rameno s vrtačkou bude jednak odebírat vzorky pro vlastní analýzu, ale kromě toho bude možné materiál uložit do hermeticky těsných pouzder. Rover pak s pomocí svého ramene vyjme pouzdro a uloží jej na povrch Marsu. První fáze dopravy vzorků na Zemi – tedy jejich odběr – bude dokončena. Otázkou ale je, jak na tuto fázi nejlépe navázat.
Podle Michala Václavíka z České kosmické kanceláře se v tomto směru začíná vyjasňovat a americká NASA se svou evropskou kolegyní ESA vyřadili většinu scénářů a pracují už jen se dvojicí možností. „Jeden scénář počítá se starty v letech 2024 a 2028/2029 a druhý trošku víc hektický se vším v roce 2026,“ vysvětluje Michal Václavík a dodává: „V obou případech by mělo dojít k návratu vzorků do roku 2030.“
Zdroj: http://robotics.estec.esa.int/
Překlad: Autor
Stejně jako bylo v rámci programu Apollo vhodnější rozdělit celý komplex na více dílů, aby nemusela celá sestava přistávat na Měsíci, u Marsu nás čeká něco podobného. Zde je dokonce dělení na jednotlivé díly ještě významnější, protože Mars má silnější gravitaci a atmosféru – byť slabou. Bylo by tedy neekonomické s sebou na povrch Marsu tahat palivo a techniku, které budou potřeba pro odlet k Zemi. Oba scénáře tedy počítají s tím, že se využije několika jednoúčelových sond.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/
Pokud se zaměříme na možnost vynést všechny části v roce 2026, nabízí se otázka, zda se nejedná o už dříve zvažovanou možnost využití rakety SLS. Dlouhodobí čtenáři našeho portálu si možná vzpomenou na téměř čtyři roky starý článek věnovaný možnostem, jak by bylo možné využít novou americkou superraketu k rozvoji nepilotované kosmonautiky. V článku se mimo jiné píše o tom, že při využití SLS by bylo možné všechny díly vynést najednou. Zda je tato možnost stále ve hře, nevíme. Bude nejlepší počkat na další měsíce, kdy se bude scénář mise upřesňovat a snad se dočkáme bližších informací.
„Podle prvního scénáře by v roce 2024 měl letět orbiter (NeMO) s ERC a v roce 2028 nebo 2029 SRL+SFR. A nebo druhý scénář se startem zbytku MSR v roce 2026, tzn. orbiter s ERV, SRL+SFR,“ jmenuje Michal Václavík a dodává: „O konečné variantě by mělo být jasno do konce roku 2017.“ Pojďme se nyní podívat na kloub jednotlivým zkratkám.
Zdroj: http://spaceflightnow.com/
NeMO (Next Mars Orbiter) – Původně se se startem této oběžnice kolem Rudé planety počítalo na rok 2022, přičemž družice měla zajišťovat především vysokou datovou propustnost. Plány představené v roce 2015 (viz náš článek) hovořily o možném využití laserové komunikace. Počítá se s iontovým pohonem (viz náš článek) a kvalitní snímkovací optikou, aby bylo možné nahradit stárnoucí MRO. Nyní se již zdá, že start této sondy sklouzne na rok 2024.
ERC (Earth Re-entry Capsule) – Pouzdro vybavené tepelným štítem, ve kterém se odebrané vzorky materiálů z Marsu vrátí na Zemi.
SRL (Sample Return Lander) – Přistávací platforma pro dosednutí na Mars, která sem dopraví sběrný rover SFR i raketu MAV, která dopraví vzorky na oběžnou dráhu. Lander bude disponovat i robotickým ramenem pro přesun pouzdra se vzorky do rakety.
SFR (Sampe Fetching Rover) – Vozítko, jehož úkolem bude dojet k odloženému pouzdru se vzorky a dopravit jej k části, která jej dostane na oběžnou dráhu Marsu. Dříve se zvažovaly dva scénáře roveru – solární, nebo radioizotopový zdroj energie. Vozítko by mělo mít dojezdové vzdálenosti minimálně v řádu kilometrů a mají být srovnatelné se schopnostmi roverů Curiosity a 2020.
ERV (Earth Return Vehicle) – Součást orbiteru, který by na nízké oběžné dráze Marsu čekal na raketu MAV se vzorky. Po jejich přeložení do návratového pouzdra s tepelným štítem (ERC) by vyrazila pomocí vlastních motorů k Zemi.
Zdroje informací:
https://solarsystem.nasa.gov/
https://marsnext.jpl.nasa.gov/
http://freerepublic.com/
https://solarsystem.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
http://www.bisbos.com/images_probes/mars_sample_return_1024.jpg
https://lh3.googleusercontent.com/…n4Gu9VpLtnK5XJyXjVn2VzQ=s2200
https://www.freedomsphoenix.com/Uploads/Graphics/376-1015143109-ebola-leve4lab.jpg
http://spaceflightnow.com/wp-content/uploads/2015/03/mars_sep.png
Proč musí mít ten rover schopnosti Couriosity? MR 2020 někde odloží pouzdro, poblíž přistane návratová raketa… jaký je problém s vyzvednutím pouzdra?
Jde hlavně o možnosti dojezdu, aby bylo možné dojet k odloženému pouzdru i na delší vzdálenost, pokud by lander dosedl dále.
Kdyz se podaří přistát poblíž, tak bude samozřejmě stačit menší rover a přistávací elipsa se opravdu neustále zmenšuje. Ale bylo by těžké fiasko, kdyby něco selhalo a k přistání SRL došlo mimo dosah roveru. Navíc nutno počítat s relativně velkou zátěží v podobě vzorků. A také budeme mít na Marsu po odletu MAV další funkční rover, tak proč ho pořádně nevybavit? 🙂
Možná jsem pesimista, ale nevěřím tomu. Už jsme několikrát slyšeli rok 2020,2030 a pokaždé se nakonec projekty posouvají dále a dále do budoucnosti (politika, finance, rušení projektů) Byl bych rád kdybych se nějakého většího Marsovského projektu dožil, ale bohužel tomu pomalu přestávám věřit.
Právě tyto pokroky v upřesňování architektury jsou velmi slibné.
Musím říct, že souhlasím s Radkem. Nakonec přijdou s tím, že proč posílat další rover a orbitery, když podle plánu by tam pár let na to měli přistát lidi ;). Samozřejmě fandím realizaci.
Jak jsem už psal výše, jsou tu dva hlavní důvody, proč má robotický odběr vzorků význam předtím, než na Marsu přistanou lidé. 😉
SpaceX s Dragonem teda definitivně padá? To byla dřív také možnost, pokud se nepletu…
A k čemu by při této misi měl být určen ? S dragony se počítá pro jinou práci – pro stacionární aparatury, které lze nechat zabudovat do vnitřku lodi (viz sondy Viking apod.).
I kdyby ho šlo využít, tak přistání roverů ala curiosity vyzkoušené je, kdežto dragona zkouška u marsu teprve čeká – mise se připravují mnoho let dopředu (včetně hmotnosti, povoleného přetížení, rozměrů nákladu) a každý nevyzkoušený hardware je riziko navíc. Těch sond které se ani nedostaly na povrch marsu či orbitu marsu je docela dost.
SpaceX má před sebou světlou budoucnost, není kam spěchat a pokoušet přízeň zákazníků při příliš agresivním porušování bezpečnostních zásad.
Možnost využití Red Dragonu nebyla nikdy oficiálně rozpracována kosmickou agenturou. Vždy šlo jen o spekulace, jak by se Dragon dal využít. Agentury zřejmě daly přednost tradičnějšímu pojetí.
Tenhle článek se nijak netýká Red Dragonu, současně ale není pravda, že by se s Red Dragonem pro robotický odběr vzorků z Marsu nepočítalo. Původně měl RD startovat už v roce 2018 (první z více misí), ale nyní je odložen minimálně na 2020 a už se proslýchá, že bude odložen více, ale zas na druhou stranu se nyní zdá, že SpaceX uvažuje o možnosti vypustit hned dva RD v jednom okne (na začátku a na konci). Každopádně tyto první mise nepovedou hned k odběru vzorků a jejich návratu na Zemi, návrh využití RD pro MSR původně pocházel od někoho jiného, než SpaceX (nevím jméno, dá se dohledat). SpaceX sama od sebe o to asi neusiluje, ale určitě by se na tu práci rádi nechali najmout, a pokud se RD povede, bylo by dost iracionální použít cokoliv jiného: RD má mít větší nosnost na pvorchu Marsu, než cokoliv jiného tam dosud přistálo, výrazně menší přistávací elipsu, díky absenci padáků, a jak známe SpaceX, bude to laciné. Každopádně Dragon sám se z Marsu nikdy nevrátí, v případě využití pro MSR by se uvnitř nacházela menší navratová raketa.
TO J. Hadač v minulém článku :
Atˇ hledám jak hledám článek na WIKI o urychlení posledních stupňů u Jupitera nemohu najít. Byl bych velice vděčen za radu. Děkuji a omlouvám se že to dávám k tomuto článku.
Stačí psát komentáře ke správným článkům, pak se nemusíte omlouvat. Díky za pochopení.
Pokud bych dotaz napsal pod “ správný“ článek, bylo nepravděpodobné, že by si jej pan Hadač přečetl. Proto jsem jej napsal sem, jedná se aplikaci počtu pravděpodobnosti. Omlouvám se proto, že sem nepatří a tuto “ chybu“ dělám vědomě, neb mi na odpovědi enormně záleží.
Pokud se nepletu, tak daný člověk se o odpovědi na váš komentář dozví i když jde o starší článek. Už několikrát se nám stalo, že kdosi napsal komentář ke starému článku (několik měsíců) a v blízké době dostal odpověď od jiného čtenáře. Mnoho lidí si totiž zaškrtlo, že chce dostávat upozornění na nové komentáře.
Tak to je jiná – už to tam píši. Mea culpa.
V pořádku. 😉
Odkaz na zminovany clanek vam tam pridal Marian, ja od vcerejsiho rana nebyl na netu, cestoval sem na dovolenou a dostal se na net ted z hotelu. Taktez se omlouvam za OT.
Já tomu nerozumím. Uniká mi smysl robotické výpravy na Mars, která si klade za cíl pátrání po stopách dávno mrtvého života vrtáním do hornin, když lidstvo ve stejných dekádách plánuje pilotované výpravy. Přivést pak zpět nějaký ten šutr nebude problém…
Pilotovaného letu k Marsu se nedočkáme před rokem 2030, to je téměř jisté. Než lidé jednou na Marsu přistanou, je nutné znát podmínky na této planetě. Jsou k tomu hned dva důvody.
1) Pokud by se zjistilo, že na Marsu přežívají mikroorganismy ve formě odolných spor, mohlo by být pro lidi nebezpečné tam přistávat.
2) Jakmile na Marsu přistanou lidé, zničí se původní podmínky včetně biologických stop. Už nebude možné rozlišit, co je původní a co ne. Před příletem lidské posádky tedy musíme zmapovat současné podmínky co nejlépe.
I přes důvody, které uvádíte mne tato mise nepřijde ospravedlnitelná. Nevidím velký pokrok v technologii vozítka oproti předešlým průzkumníkům. Vzorky budou pouze z jedné lokace na povrchu planety, jejich počet bude omezen, atd. Co budou moci vědci z jistotou říci – zda v daných vzorcích objeví něco škodlivého, či nikoli. Těžko toto aplikovat na celou planetu. Navíc podle teorie k nám Mars posílá šutry od nepaměti. Dokonce tak mohl vzniknout život na Zemi.
Lidský průzkumník naopak udělá za týden práci jako všechna vozítka co jsme kdy na Mars poslali dohromady a ještě na sobě otestuje prostředí planety. Vzhledem k 2 leté „karanténě“ by toho na sobě otestoval opravdu hodně.
Přijde mi, že jiní, např. Spacex spíš řeší výrobu paliva z marsovské atmosféry a další „praktické“ věci, něž cokoliv jiného. Cítím, že doba vozítek na Marsu skončila a je třeba posunout se dál. Proto mi tato mise přijde redundantní.
Kromě dvou výše uvedených důvodů je potřeba si uvědomit i další věc. Pilotovaná výprava je velmi náročná – finančně i technologicky. I když bych zavřel oči nad oběma důvody, tak robotický odběr nám ty vzorky přinese o několik let dříve. Navíc je potřeba počítat s tím, že lidé opravdu mohou kontaminovat odebrané vzorky. I nepilotovaná sonda dokáže samozřejmě nese určité množství mikroorganismů, ale stále je to o o mnoho řádů méně než v případě výpravy pilotované.
ERC nebude mít padáky.
Prečo ako pristane motoricky?
Počítá se s tvrdým přistáním a návratové pouzdro se pouze zpomalí průletem zemskou atmosférou. Konstrukčně je to mnohem bezpečnější a spolehlivější při zachování požadavků planetární ochrany.
Predem diky Vam a Kosmonautixu za informace ktere poskytujete.
S tim tvrdym pristanim navratoveho pouzdra – mysli se do vody nebo na pevninu? Urcite bude spousta „tanecku“ ohledne rizika zavleceni neceho biologickeho z Marsu na Zemi v pripade destrukce navr. pouzdra atd. Proto me tato varianta prekvapila. I kdyz logicky – pouzdro dimenzobane tak aby prezilo „hit“ s rodnou hroudou bude bezpochyby mnohem konstr. jednodussi (a lehci ?) nez pouzdro s padakovym systemem se vsemi starostmi o zamrznuti atd.
Kdyby byl supersichr, tak vzorky, apon prvotni vyzkum, zpracuji v laboratori na obezne draze (jo ja vim :-)) aby nam tu nepristal nejaky ten kmen Andromeda nebo tak neco 🙂
Pri vsem tom hledani zivota na Marsu me prijde zajimave to, ze kdyby se tam „neco“ naslo, tak to zrejme znamena konec mnoha planu do budoucna ohledne navratove expedice s lidskou posadkou atd.
To uz by pak asi skutecne bylo pouze ala SpaceX – „poletme na Mars dozit, na Zemi uz nas nevemou“ 🙂
Ale jo. Když se ERC předem připraví na drtivý dopad, mělo by to vyjít. I když jde o novinku a je to divná představa. Genesis takové štěstí na pancíř neměla. Ale tam by si asi nikdo nedovolil odstranit padák, když vezla křišťálový lustr.
Přistávat se bude na pevnině do oblasti WTR. Vyhodnocení vzorků na stanici na oběžné dráze naráží na několik problémů. Návratový modul by musel mít schopnost a kapacitu se k takové stanici dostat a přiblížit bezpečně do bezprostřední blízkosti, aby mohl být zachycen staniční manipulátorem. To samozřejmě vyžaduje dost paliva. Aktuální řešení počítá s přímým vstupem do atmosféry. Návrat vzorků na zemi je důležitý proto, aby tyto vzorky mohli být opakovaně v průběhu let a desetiletí zkoumány nejmodernějšími laboratorními přístroji. Ty se na kosmické stanici, ale nikdy nacházet nebudou. Pokud by přece jenom byl důvod je na kosmické stanici zkoumat, pak je nutné zajistit znovuuzavření bioochranného pouzdra a jeho bezpečnou dopravu za zemi. No tady jsme už zase zpátky jak to udělal nejbezpečněji a to je tvrdé přistání 🙂
Díky za upozornění, opraveno.
Je uvedeno, že rover SFR přistane podobně jako Curiosity (takže Sky Crane?), dojede pro vzorky a dopraví je do MAV.
Přitom ale SRL má být přistávací platforma, která na Mars dopraví rover SFR + MAV. Takže SRL bude něco jako obří Sky Crane? Nebo se během sestupu rozdělí a MAV a rover SFR přistanou samostatně?
Mám pocit, že jsem to tam pokazil – respektive vycházel jsem ze starých údajů. Momentálně to vypadá, že by měl SFR přistávat na SRL.
Přesně tak, oba aktuální scénáře s tím takto počítají.
Díky za opravu, teď už je to jasné. A taky za celý článek. Zdá se, že MSR se pomalu začíná vynořovat z idejí k vážným přípravám 🙂
No, snad se taky dočkám. Mimochodem, myslím, že do tohoto „souboje“ bude mít chuť promluvit už i Čína.
Cina asi chtit bude, ale myslim si, ze to jeste nema zvladnute, myslim motoricky navrat, zatim to umi jen amici (apollo) a rusi (luny). Myslim tim z povrchu, kde je vubec nejaka gravitace, co by stala za rec. Ale u Ciny zavisi vse na smerovani jejich programu, rekl bych, ze se ted hlavne smeruji na svou orbitalni modularni stanici a na pruzkum Mesice.
Pilotovaný start z jiného tělesa (Apollo), podobně jako automatický start s přímým letem k Zemi (Luna) je přece jen něco jiného. Myslím, že právě Čína se při Chang’e 5 dostane nejblíže tomu, co se připravuje na Mars Sample Return.
Přesně tak. Něco takového jsem totiž někde zachytil.
Zajímal by mě nějaký článek, který by pěkně popsal, co vše by se se vzorky dělalo v pozemských laboratořích a co nelze dělat přímo na Marsu.
Jak se realizace návratové mise neustále odkládá, začínám se přiklánět spíš k tomu, že efektivnější by bylo poslat laboratoř na Mars. Pochopitelně výrazně větší než dosavadní.
Bavíme se o přístrojích, které jsou velké jako menší místnost. A takových skříní je potřeba několik. To se na Mars prostě dostat nedá. Není to sice o výzkumu vzorků z Marsu, ale nedávno jsme psali o tom, jak se bude zkoumat regolit z asteroidů – https://kosmonautix.cz/2017/06/spickova-technika-pro-vyzkum-vzorku-z-asteroidu/
Díky, odkazovaný článek jsem četl. Nechci nijak zpochybňovat, jak je laboratoř důležitá. Proto bych si rád udělal z nějakěho popisu lepší představu (nemusí být na kosmonautixu).
Jenom pro diskuzi: V článku jsou zmiňované elektronové mikroskopy. Skenovací nepředstavují problém. V základním provedení jsou velké jako menší lednička a nepotřebují ani nějakou zvláštní podporu (v práci máme dva, zapojují se jednoduše do zásuvky :). S transmisními je to horší. Jsou velké, ovšem ne až tak, aby bylo nemožné je dostat na Mars. Problém by mohla být příprava vzorku, která pro TEM není triviální, a vyskonapěťový zdroj. Otázkou může být, jestli je třeba zrovna transmisní mikroskopie nutná.
Tohle byl jen příklad. Těch výzkumných metod je určitě mnohem více, ale přiznám se, že nevím o žádném článku, který by to nějak podrobněji rozebíral. Věřím, že se dočkáme časem.
No to bude samozřejmě záležet na konkrétním stavu aktuální laboratorní techniky (v tom je mimo jiné ta síla návratu vzorků). Počítá se klasicky s nedestruktivními (3D rentgenová mikrotomografie, snímkování povrchu s zvětšením a spektroskopie), minimálně invazivními (mikroskopie včetně fluorescenční, IR, VIS, UV a FUV spektroskopie, SEM) a destruktivními metodami (SEM, TEM, rengnenová nanotomografie, XRD, XANES, GC-MS, GC-IRMS, FTICR-MS, LC-MS, TOF-SIMS, Nano-SIMS, průtoková cytometrie, sekvenování biopolymerů) a analýzou jak pevných, kapalných i plynných vzorků (u posledních dvou nelze provést nedestruktivní analýzy).
Docela důležitá otázka je, proč ty marsovské šutry vlastně chceme tak dopodrobna zkoumat. Ono na analýzu co to je za šutr a jestli na něm je/byl život bohatě stačí přístroje Curiosity nebo jeho nástupců.
Osobně mě přijde užitečnější posílat v každém dalším okně vylepšený „sériový“ rover. Nebo dva. Na různá místa s různou výbavou. Třeba i s vrtací soupravou.
Desítky let trvající pozemské výzkumy pár šutrů z jedné oblasti povrchu jsou celkem k ničemu. Už minimálně jednu zkušenost máme…
Na dokonalý průzkum rozhodně rovery nestačí. Abychom skutečně dopodrobna pochopili historii Marsu a jeho vývoj, potřebujeme všechny metody, které Michal Václavík popsal. Jedině tak získáme komplexní obraz. Hledání života (nebo jeho stop) je jen jedním z mnoha aspektů. Rovery jistě udělají mnoho práce, ale vždy je to jen část skutečnosti. Použiju malé přirovnání – je to podobné, jako když chceme vědět, co je za dlouhým a vysokým plotem, ale je v něm jen několik malých otvorů. Můžeme se skrz ně pokusit podívat, ale mnoho toho neuvidíme. Ano, dokážeme si z toho udělat jakousi základní představu o tom, jestli je za plotem supermarket, průmyslový podnik, nebo farma, ale teprve když plot zboříme, uvidíme scenérii celou. Budeme tak moci zjistit, jakou akci zrovna supermarket má, jaké metody výroby se používají v onom průmyslovém podniku, nebo kolik zemědělské techniky je na farmě. 😉
Nemoze sa stat, ze za tu dobu, kedy bude puzdro odlozene na jednom mieste ho zafuka piesok? Alebo sa s tym rata a „taxi“ rover bude vybaveny na to, aby ho z piesku vydoloval?
Vybere se místo, kde to nehrozí. Ono to riziko je stejně jen velmi malé. 😉
Počítá se i s tím, že fetch rover bude schopen vyzvednout vzorky přímo z SCR. K tomu můře dojít např. při selhání SCR (vyhodnotí se, zda jsou do té doby odebrané vzorky natolik hodnotné, aby se pro ně letělo) nebo v případě kdy nebude z technických nebo bezpečnostních důvodů možné, aby SCR pouzdro se vzorky umístil na povrch.
Už jsou nějaké bližší návrhy na MAV?
Zeptal jsem se Michala Václavíka a jeho odpověď je: „Nejsou, je to nejméně rozpracováný element MSR“.