Už čtyři roky krouží kolem Marsu americká sonda MAVEN, která je určena ke studiu složení atmosféry rudé planety. Nyní začala upravovat svou oběžnou dráhu, takže se k planetě více přiblíží. Nejvyšší bod se během tohoto manévru sníží z výšky 6 200 na 4 500 kilometrů nad terénem. Důvod možná leckoho překvapí – sonda se chystá na přílet vozítka Mars rover 2020, do jehož startu stále zbývá necelý rok a půl. MAVEN by totiž měl u této mise fungovat jako záloha pro přenos dat mezi Zemí a povrchem Marsu. „MAVEN zatím udělal skvělou práci a naučil nás hodně věcí o tom, jak Mars ztratil svou atmosféru i o mnoha dalších věcech, které souvisí s lepším pochopením evoluce marsovského klimatu,“ popisuje Jim Watzin, ředitel Programu pro výzkum Marsu v rámci NASA a dodává: „Nyní jej chceme využít k dalšímu úkolu – aby pomohl komunikovat s připravovaným vozítkem a jeho nástupci.“
Jak už bylo uvedeno výše, změna oběžné dráhy nebude radikální, ale i přesto ten rozdíl necelých 2 000 kilometrů výrazně pomůže. „Funguje to podobně jako Váš mobilní telefon,“ přidává trefné přirovnání Bruce Jakosky, hlavní vědecký pracovník mise MAVEN a dodává: „Čím blíž jste k vysílači, tím lepší máte signál.“
Silnější signál ale není jedinou výhodou nové oběžné dráhy. Snížení nejvyššího bodu o 1 800 kilometrů také znamená zkrácení oběžné doby. Zatímco na dřívější dráze sonda stihla za jeden pozemský den oběhnout rudou planetu 5,3×, nově to bude 6,8×. Díky tomu bude MAVEN moci s roverem komunikovat častěji. Změna dráhy ale neznamená, že by se z MAVENu stala retranslační družice bez vědeckých ambicí. „Plánujeme hloubkovou vědeckou misi, která půjde do daleké budoucnosti,“ předznamenává Jakosky.
Sonda byla navržena, aby fungovala po dobu dvou let. I dnes je však v perfektním stavu – problémy nejsou ani s palivem, které by mělo vystačit minimálně do roku 2030. NASA tedy chce využívat služeb této sondy, jak dlouho to jen půjde – ať už z hlediska vědy nebo retranslačních kapacit. MAVEN nese na své palubě ultra-vysokofrekvenční transceiver, který se podobá těm, které mají i jiné oběžnice Marsu. Však už také tahle sonda párkrát přiložila ruku k dílu, když se přes ni přenesly údaje na rover Curiosity a opačným směrem.
Sestup samotný bude využívat metody zvané aerobraking a má trvat několik měsíců. Jeho princip je jednoduchý – abychom snížili výšku nejvyššího bodu dráhy, musíme na opačné straně (tedy v bodě nejnižším) snížit rychlost. Samozřejmě by se daly použít motory, ale tím by sonda přišla o palivo. Při aerobrakingu se využívá odporu marsovské atmosféry – sonda nejprve v nejvyšším bodě krátce zažehne své motory, čímž dosáhne snížení nejnižšího bodu dráhy, který bude v horních vrstvách marsovské atmosféry. Při každém průletu nejnižším bodem bude okolní prostředí klást sondě odpor (jako když za jízdy v autě vystrčíte ruku z okénka, jen to bude mnohem slabší) a o trochu ji zpomalí. Nejvyšší bod dráhy tak bude postupně klesat.
Celý proces budou bedlivě sledovat navigační odborníci z Jet Propulsion Laboratory v kalifornské Pasadeně a specialisté firmy Lockheed Martin v coloradském Littletonu. Očekává se, že sonda bude muset nejnižším bodem v atmosféře proletět zhruba 360×, aby se dráha snížila na potřebnou úroveň, což zabere zhruba 2,5 měsíce. Po dosažení potřebné výšky bude stačit v nejvyšším bodě provést zážeh ve směru letu, zrychlit a tím vytáhnout nejnižší bod z atmosféry. Touto mimořádně efektivní (byť časově náročnou) metodou může sonda výrazně upravit svou dráhu aniž by spálila mnoho pohonných látek.
Operátoři už ale mají k dispozici dostatek zkušeností s provozem sondy v menších výškách. MAVEN v minulých letech provedl celkem devět vědeckých „zanoření“ nejnižšího bodu dráhy do horních vrstev atmosféry. Při nich se sonda dostala do stejné výšky, jaká bude použita i při aerobrakingu. Právě při zanořeních sonda sbírala ty nejcennější informace o tom, jak sluneční vítr v historii obral Mars o jeho atmosféru, čímž změnil dříve teplou a vlhkou planetu v mrazivou poušť, kterou známe dnes. To ale není jediný objev, který MAVEN učinil. Podařilo se mu objevit dva nové druhy polárních září a nebo odhalit přítomnost kovových iontů v horních vrstvách atmosféry, které vypovídají mnoho informací o tělískách, která bombardují Mars a mohou ovlivňovat i místní klima.
Zdroje informací:
http://lasp.colorado.edu/
Zdroje obrázků:
http://lasp.colorado.edu/home/maven/files/2011/03/MAVEN_LM_cover.jpg
http://lasp.colorado.edu/home/maven/files/2019/02/MavenAerobrakingDiagram.jpeg
Dobre ráno, měl bych par otázek jako laik.Podle ilustračních obrázku je jasné, že oběžná dráha této družice má různé hodnoty co se týká nejvzdálenějšího bodů a nejbližšího bodů k planetě Mars.Ovsem je ta dráha elipticka , nebo „pravidelný kruh“, mám na mysli pomyslný bod ve středu dráhy, nemyslím teď vůči Marsu.A zároveň vím, že Mars, nemá takovou gravitaci , jako země ani tak hustou atmosféru, do jaké výšky(nejblíže Marsu)je možné posunout sondu ? Samozřejmě za nějaké použitelné rychlosti pro výzkum popřípadě přenos dat? Děkuji Michal Popper
Každá oběžná dráha každého tělesa ve vesmíru má tvar elipsy a obíhané těleso (v tomto případě Mars) se nachází v jednom z ohnisek.
Kružnica je iba špeciálny prípad elipsy.
V karteskej súradnicovej sústave (tzv. kanonicky tvar) elipsu popisuje rovnica :
(X-x0)^2 +(Y-y0)^2
——– ——– = 1
a^2 b^2
Kde x0.y0 sú súradnice stredu elipsy
a,b sú rozmery veľkej a malej poloosi elipsy.
Ak a=b tak sa jedná o kružnicu, obe polosi majú rovnakú dĺžku, teda polomer kružnice r !
A co to má společného s mou odpovědí nebo s otázkou Michala?
„do jaké výšky(nejblíže Marsu)je možné posunout sondu ?”
Do výšky kde trenie o atmosféru sondu nezničí.
Děkuji za odpověď
https://cs.wikipedia.org/wiki/Elipsa#Kanonick%C3%BD_tvar
Je to trochu jiný případ, ale třeba u sondy Mars Climate Orbiter bylo při příletu minimální periareum, kdy sonda mohla asi ještě přežít, ve výšce 80 km. Ale to byl skutečně extrém. Plánováno bylo 226 km a pro celkem normální průběh mise bylo potřeba alespoň 110 km. Místo toho MCO přímo z příletu k Marsu vlétla do atmosféry ve výšce 57 km.
Jak už tady diskutující psali, ta dráha je eliptická.
Minimální výška při jednom průletu bude hodně záležet na rychlosti, tvaru a konstrukci sondy. Bude to trochu níž než na Zemi, ale asi ne o moc. Odhadem tak kolem 100km.
No každopádně by na takové dráze nevydržela dlouho.
Super informace, člověk se na tomto webu učí každou větou.Dekuji Vám za odpovědi
Dobre rano,
tady je asi maly preklep. Predpokladam, ze zazeh bude v nejvyssim bode.
„Při aerobrakingu se využívá odporu marsovské atmosféry – sonda nejprve v nejnižším bodě krátce zažehne své motory, čímž dosáhne snížení nejnižšího bodu dráhy, který bude v horních vrstvách marsovské atmosféry.“
Díky moc, opraveno.
Chyba !
ak chceš zmenšiť najbližší bod dráhy musíš sondu pribrzdiť v najvyššom bode dráhy,
dráhu v najbližšom bode zvýšiť môžeš ak v najvyššom bode sondu urýchliš.
Poloha najvyššieho bodu sa upravuje zmenou rýchlosti v najnižšom bode dráhy.
Zdá sa to dosť nelogické,Ale tak to prikazujú zákony kozmickej mechaniky.
pb 🙂
Nejspíš jste nepochopil, že DEPHi na tento překlep upozornil autora článku. Proto je ta chybná citovaná pasáž v uvozovkách. Váš komentář je tudíž bezpředmětný.
Dovolím si mimo mísu přičinit povzbudivou zprávu z mise InS : V SOLu 81 byla upravena v rámci instalace HP3 na povrch planety podélná osa úchopové hlavice tak, aby byla prakticky totožná s těžnicí procházející bodem úchopu.
Zkuste si raději dovolit „přičinit“ povzbudivou zprávu do mísy, než mimo ni. Tuto informaci už jste nám napsal v článku o InSight, kam tématicky patří. Není proto důvod ji znovu psát sem, kde se tématicky nehodí. Děkujeme.