Jak nové vozítko pomůže připravit lidi na Mars?

O letu lidí k Marsu sní lidstvo již desítky let. Zřejmě bychom se neměli ptát, zda lidé vyrazí k Marsu, správná otázka je, kdy k tomu dojde. Ať už půjde projekt čistě v režii jedné kosmické agentury, o výsledek mezinárodní spolupráce nebo o akci soukromé firmy, jisté je, že se bude jednat o mimořádně složitou misi. Čím jsou plány smělejší a jejich realizace náročnější, tím dříve musí začít příprava, aby v ostrém provozu všechno vyšlo. Možná se to nemusí zdát na první pohled, ale ta příprava probíhá už dnes. NASA příští rok vyšle k Marsu nové průzkumné vozítko a v jeho misi najdeme překvapivě velké množství technologií, které drobnými krůčky vyšlapou cestu pilotované výpravě k Rudé planetě.

Než se lidé vypraví k Marsu, je potřeba vyřešit hned několik překážek.

Než se lidé vypraví k Marsu, je potřeba vyřešit hned několik překážek.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Vozítko Mars rover 2020 má jako hlavní úkol pátrání po stopách dávného života. Půjde o první sondu v historii, která odebere vzorky z Marsu a uloží je do pouzder pro budoucí návrat na Zemi. Ale kromě tohoto hlavního úkolu bude mít i řadu menších zadání, přičemž právě u nich velmi často najdeme průnik s přípravou pilotované výpravy. Mars totiž klade kosmonautům do cesty řadu překážek. Jeho atmosféra je tvořena z drtivé většiny oxidem uhličitým, je zhruba 100× řidší než pozemská a dýchatelný kyslík bychom v ní nenašli. Mars připomíná mrazivou poušť, která navíc není chráněna před radiací ze Slunce. Jako bonus se pak čas od času objeví prašná bouře. Těmto vlivům se nejlépe naučíme vzdorovat tím, že budeme důkladně zkoumat tamní podmínky a zkoušet hledat řešení.

Mars 2020 by měl pomoci na všech výše jmenovaných frontách. Když v červenci 2020 odstartuje z Floridy, ponese do vesmíru sadu špičkových vědeckých přístrojů, které jsou v tomto období postupně skládány dohromady v kalifornské Pasadeně.

Očekávané rozložení přístrojů na vozítku

Očekávané rozložení přístrojů na vozítku
Zdroj: http://www.nasa.gov/

Přistání
Každé přistání na Marsu je složité. Je jedno, kolikrát se to předtím které agentuře povedlo, pokaždé jde o sázku do loterie. Každá mise je pečlivě připravována, inženýři mají zkušenosti, ale je to podobné jako ve sportu. Můžete mít tým nabitý hvězdami pod vedením špičkového trenéra, můžete obhajovat zlaté medaile z loňského mistrovství světa a přesto vám nikdo nemůže zaručit, že vyhrajete i letos. Každé přistání na Marsu tedy můžeme považovat za velkou výzvu a možnost naučit se něco nového.

Porovnání senzorů MEDLI z mise MSL a MEDLI 2 z mise Mars 2020

Porovnání senzorů MEDLI z mise MSL a MEDLI 2 z mise Mars 2020
Zdroj: https://ai2-s2-public.s3.amazonaws.com

V případě mise Mars 2020 jde třeba o to, jak se tepelný štít a padák chovají v atmosféře rudé planety, nebo jak dobře palubní radar zvládne sledovat sestup k povrchu. Senzory na aeroshellu (konstrukci, která během meziplanetárního přeletu a sestupu kryje vozítko), budou měřit, jak se konstrukce zahřívá během vstupu do atmosféry. Senzory se jmenují MEDLI2 (Mars Entry, Descent and Landing Instrumentation 2) a měly by pomoci inženýrům ještě vylepšit návrh přistávací sekvence pro opravdu velké náklady jako je vybavení pro posádku či obytné moduly.

Samotné přistání vozítka představuje technologickou výzvu kvůli již zmíněné řídké atmosféře. Složitost celého manévru roste s hmotností nákladu. Až jednou poletí k Marsu lidé, budou jejich přistávací moduly se zásobami či systémy podpory života mnohem větší než to, které dopraví na Mars nové vozítko.

Princip systému Terrain-Relative Navigation

Princip systému Terrain-Relative Navigation
Zdroj: https://www.researchgate.net

Mars 2020 bude disponovat i pokročilým navigačním systémem, který má znamenat významný krok vstříc bezpečnému přistávání. Systém označovaný jako Terrain Relative Navigation je založen na vyhodnocování snímků z kamery během sestupu, aby počítač určil, kde se sestava nachází. V paměti počítače bude uložena mapa přistávací oblasti a algoritmy pak budou hledat shodné terénní útvary. Pokud by náhodou pouzdro s roverem klesalo do oblasti s nebezpečným terénem, bude disponovat možností změnit dráhu sestupu směrem k bezpečnější oblasti.

Právě díky této novince mohl celý tým specialistů vybrat jako přistávací lokalitu kráter Jezero. O této oblasti se spekulovalo už u dřívějších misí, ale vždy byla vyřazena z důvodu přílišného rizika. Autonomní navigační systém tohoto druhu by mohl být klíčem k bezpečnému přistání pilotované výpravy. Stejně tak by mohl posloužit i pro přistání nejrůznějšího vybavení ještě před pilotovanou výpravou. Systém totiž dokáže zvýšit přesnost přistání, takže by lidé nepřistáli tak daleko od landeru se zásobami.

Schéma fungování přístroje MOXIE.

Schéma fungování přístroje MOXIE.
Zdroj: https://ars.els-cdn.com

Kyslík
Aby mohli lidé na Marsu přežít, museli by mít zajištěnou pravidelnou dodávku kyslíku ze Země v dostatečném množství. Vědecký přístroj a technologický demonstrátor MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) vypadá na první pohled jako relativně malá krabice. Ale jeho úkol bude větší, než se zdá. MOXIE má prozkoumat možnost konverze oxidu uhličitého, který tvoří 96 % objemu atmosféry Marsu, na kyslík. Jedná se jen o malý demonstrátor, ale pokud se osvědčí, mohly by se budoucí systémy zvětšit tak, aby pokrývaly požadovaný odběr. Nejde přitom jen o to, aby měla posádka co dýchat. Kyslík se dá po zkapalnění natankovat do startovního modulu, který by pak mohl astronauty dopravit na Zemi. Raketové motory totiž kromě paliva potřebují i okysličovadlo a kyslík je k tomu velmi vhodný.

Instalace přístroje MOXIE do těla vozítka Mars rover 2020.

Instalace přístroje MOXIE do těla vozítka Mars rover 2020.
Zdroj: https://www.jpl.nasa.gov

Následovníci MOXIE by mohli především ušetřit značný objem v kosmické lodi, která poveze lidi na Mars. Více místa tedy zbude na jiné zásoby, ale navíc by tím klesly i náklady a celková náročnost celé mise.

Přístroj RIMFAX nahlédne pod povrch Marsu.

Přístroj RIMFAX nahlédne pod povrch Marsu.
Zdroj: https://mars.nasa.gov

Voda
Družice, které obíhají kolem Marsu pravidelně prozkoumávají podpovrchové vrstvy planety pomocí palubního radaru. Podobný přístroj najdeme i na vozítku Mars 2020 – jmenuje se RIMFAX (Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment) a bude to první zařízení svého druhu na Marsu v celé historii. Vědcům by se měl díky němu odkrýt pohled na podpovrchovou geologii dna kdysi dávno vyschlého jezera. Nástupce tohoto radaru by mohl v budoucnu pomoci hledat podpovrchový led. Pokud by se k němu pak astronauti dostali, měli by zajištěnou vodu. V kráteru Jezero se sice takové zásobárny nenachází, jinde na Marsu však ano.

Skafandry
Prach a radiace by měly být v každé předpovědi počasí na Marsu. Velejemný prach je ve vzduchu prakticky pořád – ulpívá na všech površích včetně fotovoltaických panelů. A protože Mars nemá magnetické pole, je jeho povrch spalován nabitými částicemi od Slunce. Jelikož se okno pro nejvhodnější přelet mezi Zemí a Marsem otevírá jednou za 26 měsíců, tak by pilotovaná výprava dostala poměrně vysokou dávku.

Vzorky materiálů skafandrů, které poletí k Marsu.

Vzorky materiálů skafandrů, které poletí k Marsu.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Aby mohli inženýři navrhnout skafandry, které lépe ochrání astronauty před okolním prostředím, rozhodla se NASA poslat na Mars pět vzorků materiálu pro výrobu skafandrů. Tyto vzorky budou součástí vědeckého přístroje SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals). Kousek materiálu pro helmu a čtyři druhy látek jsou připojeny ke kalibračnímu terčíku pro tento přístroj. Vědci budou SHERLOCem a kamerou sledovat, jak materiály degradují ultrafialovým zářením. Ještě nikdy v historii neletěly na Mars vzorky materiálů pro skafandry, takže odborníci z Johnsonova střediska získají cenná data pro další zkoušky.

Přístroj MEDA

Přístroj MEDA
Zdroj: http://outer-space.org

Úkryt
Lidé budou na Marsu potřebovat mnohem víc než jen dobré skafandry – potřebují místo, kde by mohli žít. Vozítko Mars 2020 bude sbírat údaje, které pomohou inženýrům vybudovat lepší ubytování pro budoucí astronauty. Podobně jako rover Curiosity nebo lander InSight, i nové vozítko bude vybaveno meteostanicí. Přístroje MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) se má zaměřit kromě jiného na sledování chování prachu a množství radiace v průběhu různých částí roku.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.jpl.nasa.gov/images/mars2020/20180921/PIA22109-16.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia23302-nasa.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/mars_2020_rover.jpg
https://ai2-s2-public.s3.amazonaws.com/…/4-Figure2-1.png
https://www.researchgate.net/…enable-access-to-more-high-priority-science-field.png
https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S009457651630203X-gr3.jpg
https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/images/largesize/PIA23154_hires.jpg
https://mars.nasa.gov/…/39325_Mars-rimfax-artist-concept-2020rover.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia23303-16.jpg
http://outer-space.org/wp-content/uploads/2014/07/2014-07-31_121233.png

Jak nové vozítko pomůže připravit lidi na Mars?, 5.0 out of 5 based on 14 ratings
Pin It
(Visited 2 780 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (14 votes cast)
(Visited 2 780 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


23 komentářů ke článku “Jak nové vozítko pomůže připravit lidi na Mars?”

  1. TomášH napsal:

    Výborný článok. Díky za info.

  2. Alois napsal:

    Extrémní obtížnost přistání na Marsu se tu už jednou řešila v celkem vypjaté atmosféře s jednoznačným výsledkem, že je to extrémně obtížný a v případě úspěchu špičkový výkon.
    Dovolil bych si jako milovník historie prezentovat výkony jaké předvedli jednotlivé agentury, které vyslali pouzdra k přistání na Marsu.
    1. USA – NASA :
    9 pokusů z toho 8 úspěšných, přistání se zdařilo hned při prvním pokusu.
    2.Sověti/Rusové – Roskosmos :
    4 pokusy z toho 3 neúspěšné, přistání se údajně zdařilo při druhém pokusu
    3. Evropa – ESA :
    2 pokusy z toho 1 neúspěšný, Přistání se téměř zdařilo při prvním pokusu.
    POZN.: V případě Sovětů sonda po přistání údajně vysílala 14,5 vteřiny.
    V případě Evropy sonda prokazatelně rozložila dva panely, třetí se zasekl, neuvolnil anténu a sonda nemohla vysílat.
    V okně 2020 se zapojí čtvrtá, čínská agentura, se svým prvním pokusem.

  3. Jan Brezina napsal:

    Hodně se řeší radiace na Marsu. Ta je způsobená jednak absencí magnetického pole a dále tenkou atmosférou. Podle 2 roky starého výzkumu [https://phys.org/news/2017-03-nasa-magnetic-shield-mars-atmosphere.html] by bylo nutné umístit jedenu magnetickou rezonanci (jednotky Tesla) do libračního bodu L1. To vypada poměrně náročně a chrání jenom proti slunečnímu větru, nicméně pokud bychom umístili pár silných ledničkových permanentních magnetů na dráhy asi jako GPS tak dosáhneme téhož bez složité technologie a navíc bude stínění ze všech stran tedy i vůči vysoko energetickým částicím, které létají odevšad.

  4. Hawk napsal:

    Jen me tak napadlo, kdyby se takto zdlouhave zkoumalo vse mozne pred pristanim lidi na Mesici, tak by se Apollo ani nezrealizovalo. Ono defacto ten pristup je znat i ted, kdy skoro 50 let na Mesic nevstoupila lidska noha.
    Co se tyce ukrytu pro kolonii, tak v jednom hyperkorektnim serialu(Dobyti Marsu) s vysponovanym patosem, kde jedinym zaporakem byl bily heterosexualni botanik, hledali misto pro kolonii v lavovych tunelech, prave z duvodu ochrany pred radiaci a meteority. Realisticky je to zbytecne resit, za 100 let budeme s pravdepodobnosti hranicici s jistotou, co se tyce pilotovane vypravy na Mars, zhruba tam kde jsme ted, akorat na Marsu mezitim vznikne solidni vrakoviste.

    • Hukot Brom napsal:

      Hezky napsáno…

    • Jiný Honza napsal:

      Já bych to neviděl tak úplně černě. Pořád je tu Elon. A i kdyby jeho nadšení a energii semlela státní byrokratická mašinerie, můžeme pořád doufat v Čínu, Japonsko nebo Indii.

      Tunely a jeskyně jsou na ochranu před radiací fajn, ale myslím že jeden bagřík, který základnu trochu zakope a zbytek zahrne regolitem udělá podobnou práci.

      Že to někdo myslí s kolonizací Marsu nebo Měsíce vážně poznáme podle toho, že tam pošle bagr. 🙂

      • frank napsal:

        byl by jste možná překvapen co všechno se dá zvládnout sklípkováním, tedy s bednou směrových náloží a s několika páry šikovných rukou s lopatou a vrtákem 🙂 Kdepak sebou tahat mnohatunový bagr 🙂

        • Jiný Honza napsal:

          S několika páry šikovných rukou lze skoro cokoli. Problém je, že k nim je na Mars třeba dovézt i zbytek těl a nějaké to zázemí. A je lepší, když to zázemí tam už je připravené předem.
          Třeba vyčištěná přistávací plocha, nainstalované FV panely, zahrabané baterie. A taky by se hodilo vykopat díru pro hub, ten tam odtáhnout a zahrnout. A na to celé by se ideálně hodil nějaký samohybný stroj s nakládací lopatou, univerzální mechanickou rukou nebo dvěma, radlicí a tak. Takže bagr. 🙂

          • frank napsal:

            no my jsme díru v zemi pro tank měli hotovou tak za 30 minut, bagr by to kopal pár hodin. Jen vědět kam ty nálože dát a jak daleko zalehnout 🙂

          • Jiný Honza napsal:

            Souhlasím, takže první poletí bagr a bedna dynamitu.

      • pbpitko napsal:

        Na Marse je 1/3 gravitácia. Podobný bager ako na Zemi by dopadol tak, že by nie bager ovládal lyžicu ale lyžica by ovládala bager. Aby to fungovalo podobne ako na Zemi musel by byť bager 3x hmotnejší, teda ak má 5t bager pracovať podobne ako na Zemi, na Marse by sme potrebovali mať cca aspoň 15t bager. Možno že by čiastočne pomohlo keby mal bager nejakú korbu do ktorej by sa naložila potrebnú hmotnosť kameňov z miestnych zdrojov.
        pb 🙂

        • Jiný Honza napsal:

          Máte úplnou pravdu. S tou zátěží bude možná trochu problém při pojíždění, protože ten bagr bude 3x hmotnější, ale i to se dá při troše opatrnosti zvládnout.

          Jsem fakt zvědavej, jestli se toho dožiju.

        • Kluzo napsal:

          Ale na druhou stranu to co bagr vytěží je také 3x lehčí (záleží na tom jak bude hornina pevná pro zaboření lžíce).

    • tycka napsal:

      ” pristanim lidi na Mesici, tak by se Apollo ani nezrealizovalo.”
      Je dost podstatný rozdíl mezi 2 roky trvající misí na Mars a asi 10 denní misí Appola. A též let ve vakuu, který byl mnohem předvídatelnější než prachové bouře na Marsu. A též v podstatě s vyloučením přítomnosti života.

  5. Tomas mik napsal:

    Skvělí článek děkuji moc.

  6. Jiný Honza napsal:

    Díky za článek.

    Obzvlášť to testování vzorků materiálu na skafandry mě dost pobavilo. I když na testování sextantu na ISS to nemá…
    🙂

  7. tycka napsal:

    A též ve vycházce trvající celkově několik hodin a vycházce trvající několik měsíců.
    A nebo snad chcete, aby se i Marsu prošli kolem modulu a letěli zpět.
    Srovnáváte nesrovnatelné !!!!!

Zanechte komentář