Druhá fáze evropsko-ruského projektu ExoMars tvořená evropským roverem Rosalind Franklin a ruskou přistávací plošinou Kozáček by měla startovat už zhruba za rok. Specialistům však dělají vrásky na čele problémy s konstrukcí padáku. Minulý týden totiž proběhla jeho výšková zkouška – bohužel však nebyla úspěšná. To je samo o sobě nepříjemné, ale ještě horší je, že jde již o druhé selhání podobného rázu. O prvním neúspěchu jsme psali na začátku července. Prioritou je samozřejmě vyřešení tohoto problému, aby se termín startu v příštím roce stihl. „V době psaní této odpovědi se stále počítá se startem v červenci 2020. Odklad o dva roky by přinesl velké množství problémů, zejména organizačních a finančních,“ říká Michal Václavík z České kosmické kanceláře.
Práce na vozítku i přistávací plošině se pomalu, ale jistě blíží ke svému cíli. Po nezbytných zkouškách dojde k jejich uzavření do sestupového modulu, ke kterému se připojí ještě přeletový modul a celou sestavu vynese k Marsu raketa Proton-M startující z Bajkonuru. Při vstupu do marsovské atmosféry přijde nejprve ke slovu tepelný štít, který se postará o nejvýraznější zpomalení. Vzhledem k hustotě atmosféry na Marsu však nebude toto zpomalení dostatečné a proto jsou na palubě sestupového modulu dva padáky, z nichž každý má i svůj výtažný padák.
Zdroj: http://www.esa.int
Padáky odeberou sestavě další část rychlosti, která tak poklesne na úroveň, se kterou si poradí motory přistávací plošiny. Díky nim pak plošina i s připojeným roverem bezpečně dosedne na povrch Marsu. Celý proces od vstupu do atmosféry do dosednutí zabere pouhých šest minut a vzhledem ke vzdálenosti Země a Marsu není možné nic ovládat přímo – sonda si bude muset poradit sama.
Zdroj: http://www.esa.int
Aby se maximalizovala pravděpodobnost úspěchu, jsou všechny klíčové prvky sestavy důkladně testovány. Třeba padáky měly od začátku naplánovaných několik zkoušek na švédském středisku Esrange blízko města Kiruna. První proběhl v loňském roce a prověřil úspěšné rozložení a plnění vrchlíku největšího hlavního padáku, přičemž tehdy šlo o test v nízké výšce kolem 1,2 kilometru a o shození se postarala helikoptéra. Padák měl průměr 35 metrů, což z něj dělá největší padák určený pro marsovskou misi v dějinách.
Při zkoušce, která proběhla 28. května se zkoušela kompletní sekvence všech čtyř padáků – obou hlavních a jejich výtažných padáků. Tento test již proběhl ve výšce 29 kilometrů a o shození se postaral stratosférický balón. Ačkoliv byl uvolňovací mechanismus aktivován správně a celá testovací sekvence proběhla, tak vrchlíky obou hlavních padáků utrpěly poškození. „V harmonogramu se počítalo s opakováním zkoušek. Kiruna bude k dispozici ještě v druhé polovině srpna. A kdyby se to nestihlo, tak jsou ještě dvě časová okna pro testy, ale už ne v Kiruně, ale v USA (Mardar, Oregon), kde by vypuštění na balonu zajistila společnost NSC (Near Space Corporation). Termíny jsou v listopadu 2019 a nebo v únoru 2020,“ upřesnil na začátku července v našem článku Michal Václavík z České kosmické kanceláře.
Zdroj: http://www.esa.int
Po neúspěšné zkoušce přišla inspekce hardwaru a na základě zjištěných informací proběhly příslušné úpravy návrhu samotných padáků i jejich ukládacích vaků. Vše tedy bylo připraveno na opakování zkoušky, která byla naplánována na 5. srpna a tentokrát se testy zaměřily pouze na větší padák s průměrem 35 metrů. Podle prvotní analýzy se zdá, že úvodní fáze proběhla v pořádku, ale ještě před naplněním vrchlíku bylo pozorováno jeho poškození, které bylo podobné tomu při předchozí zkoušce.
„Podrobnosti nemohu sdělit, ale dílčí souvislost (s květnovou neúspěšnou zkouškou – pozn. aut.) zde je, spojená se změnami, které proběhly na padákovém systému po předchozím testovacím shozu. Je tedy možné, že tyto změny nebyly provedeny dostatečně pečlivě, resp. nebyly správně vyhodnoceny dopady anomálií při předešlém testu a jejich implementace do poslední testované varianty padákového systému,“ říká Michal Václavík. Výsledkem selhání při aktuální zkoušce bylo, že testovací zátěž klesala k povrchu brzděná pouze výtažným padákem, což pochopitelně nestačilo k požadovanému zpomalení. Pokud by se stejný scénář opakoval v ostrém provozu u Marsu, výsledky by byly jednoznačné. „V případě selhání hlavního padáku by mise kompletně selhala. Přistávací modul by vysokou rychlostí dopadl na povrch Marsu a došlo by k destrukci povrchové platformy i roveru. Mise by tak byla neúspěšná,“ říká Michal Václavík z České kosmické kanceláře.
Zdroj: http://robotics.estec.esa.int
Radost z průběhu zkoušek nemá ani Francois Spoto, vedoucí evropského týmu projektu ExoMars: „Je zklamáním, že preventivní úpravy návrhu zavedené po anomáliích při květnové testu nám nepomohlo úspěšně projít druhou zkouškou. Jako vždy se však snažíme zůstat koncentrovaní a snažíme se pochopit chybu, napravit ji, abychom mohli příští rok odstartovat.“ Týmy specialistů již získaly veškerý hardware z aktuální zkoušky, který bude společně se všemi videozáznamy a uloženou telemetrií pečlivě analyzován. Tyto poznatky by měly pomoci určit příčinu selhání a najít cestu k jejímu řešení pomocí dalších úprav, kterými bude muset padákový systém projít, než přijde čas na další pokus o zkoušku.
„V první řadě je třeba podrobně vyhodnotit obrazový i datový průběh poslední zkoušky. Následně zjistit kritický okamžik či okamžiky a s tím spojenou technickou část. Poté proběhne zpětné vyšetřování i s ohledem na předešlý test a navrhnou se, pokud budou potřeba, další úpravy padákového sytému. Na dodatečné testy je ještě čas (probíhají téměř úplně nezávisle na sestavování a testování zbytku hardware mise ExoMars 2020), ale uskuteční se pravděpodobně na testovacím polygonu v USA,“ říká Michal Václavík.
Zdroj: http://www.esa.int
Pokud se všechno podaří, měl by další výškový test prvního velkého padáku proběhnout ještě před koncem letošního roku. Další kvalifikační pokus druhého hlavního padáku je plánován na začátek roku 2020. Souběžně s vyšetřováním aktuálních anomálií se specialisté zaobírají také možností vyrobit dodatečné zkušební modely padáků, které by byly určeny k pozemním simulacím, které by napodobovaly dynamickou stránku rozkládání padáku, protože příležitostí k plným výškovým testům mnoho není.
Kromě pravidelných schůzí fóra výměn zkušeností mezi experty ESA a NASA se příští měsíc bude konat seminář specialistů na marsovské padáky, aby se podělili o své znalosti. „Dostat se k Marsu a hlavně na něm přistát je velmi složité,“ přiznává Francois Spoto a dodává: „Zavázali jsme se, že vypustíme systém, který bezpečně dopraví naše vybavení na povrch Marsu, aby mohlo plnit svou jedinečnou vědeckou misi.“
Zdroj: http://www.esa.int/
Startovní okno bude otevřené mezi 25. červencem a 13. srpnem 2020, pokud dojde ke startu, sestava dorazí k Marsu v březnu 2021. V případě úspěšného přistání z přistávací plošiny sjede rover Rosalind Franklin, aby prozkoumal povrch Marsu a hledal geologicky zajímavá místa k odběru hloubkových vzorků, které by mohly určit, zda na Marsu někdy existoval život. Vozítko samotné je již prakticky hotové a momentálně bychom jej našli ve Velké Británii, ve Stevenage, kde má svůj závod firma Airbus Defence and Space. Již brzy by měly začít environmentální zkoušky v areálu Airbusu ve francouzském Toulouse. Souběžně probíhá příprava sestupového modulu a přistávací plošiny, na které čekají závěrečné zkoušky ve firmě Thales Alenia Space ve francouzském Cannes. Pokud se nic nepokazí, bude rover do sestavy integrován na začátku roku 2020.
Zdroj: http://www.esa.int
Zdroje informací:
http://www.esa.int/
http://www.esa.int/
http://www.esa.int/
Zdroje obrázků:
https://mars.nasa.gov/mer/mission/images/parachute2_medium.jpg
http://www.esa.int/…/17431680-1-eng-GB/ExoMars_drop_test_vehicle.jpg
http://www.esa.int/…/ExoMars_2020_parachute_deployment_sequence.jpg
http://www.esa.int/…/ExoMars_parachute_inflation.jpg
http://robotics.estec.esa.int/…/Presentations/Plenary%20Session/0935_Baglioni.pdf
http://www.esa.int/v…/Heat_sterilisation_of_ExoMars_parachute.jpg
http://www.esa.int/…/How_big_is_the_ExoMars_2020_mission.jpg
http://www.esa.int/…/ExoMars_descent_module_components.jpg
Chápu, že se ESA rozhodla vydat vlastní cestou, ale zkušenosti s takto těžkým nákladem na Mars pouze pomocí padáků nemá ani NASA. Podle mého názoru byla tahle cesta docela riskantní, navíc když tu byla možnost objednat si u NASA sky crane. Nepředpokládám, že by ESA byla odmítnuta. Ale ještě není konec, věřím, že se příští rok poletí.
Sky crane je zařízení pro měkké dosednutí. Stejnou funkci jen trochu jinak plní ruský modul Kozáček. Ten na rozdíl od Sky crane může po dosednutí plnit funkci stacionární vědecké stanice. Curiosity ale byla moc velká, aby se dala zabalit tak pečlivě jako Rosalind a motorické přistání odhaleného roveru na plošině neslo riziko poškození zvířeným prachem a kontaminace zplodinami motorů. Navíc by se po dosednutí špatně rozkládala. Proto použili Sky Crane. Nicméně oba systémy předpokládají předchozí zpomalení pomocí velkých padáků. Pravda, Curiosity stačil s asi polovičním průměrem, ale kdyby selhal, rozbila by se o povrch úplně stejně jako sestava ExoMars.
Neviem odkial cerpate, ale Curiosity bol podstatne tazsi ako ExoMars. Taktiez postup pristatia nie je iba na padakoch. Co sa vstupu do atmosfery, brzdenia je postup pre Curiosity aj ExoMars prakticky zhodny. Rozdiel je v tom, ze ExoMars pouzije 2 padaky, Curiosity mal len jeden. Rozdiel je tiez v zaverecnej faze, kedy ExoMars pristane na platforme a Curiosity „posadil“ na povrch SkyCrane. Stale sa vsak jedna o aerodynamicke brzdenie stitom, dalej brzdenie padakom a na zaver motoricke pristatie.
Rosalind Franklin ca 320 kg
Pristavaci modul ca 900 kg
Ak pridame kryt + padak dostaneme sa niekam na 1500 kg
Curiosity ca 900 kg
Skycrane ca 1400 kg
Dokopy to mame ca 2300 kg
Ale já přece neuvádím, že by Curiosity měla být lehčí než Rosalind. Jen si myslím, že nebylo potřeba vynalézat kolo a mohl se objednat prověřený sky crane, který se stejně chystá na příští rok. Vyrobit dva by se jistě zvládlo.
Jenže to by se s tím muselo počítat asi už od začátku co se rover ExoMars dělá aby na to konstrukce roveru byla stavěná, určitě nejde jen tak posadit rover pod skycrane. Nezačal se ExoMars stavět ještě než letěla Curiosity a byl skycrane vyzkoušen ??
Prve sondy, ktore pristali na Marse pristavali motoricky. Neskor NASA vsadila na airbagy (Pathfinder, Opportunity, Spirit). To sa ale ukazalo ako priliz tazke riesenie. Airbagy a system ich plnenia ale bol privelmi tazky vzhladom na hmotnost roveru.
Povodne mal aj Curiosity pristavat na platforme, ale po prepoctoch sa ukazalo, ze pre 900 kg rover by bola potreba niekolkotonova platforma a na to uz raketa nemala nosnost. Preto vsadili na riskantny sposoby pristatia, tada SkyCrane.
ESA teda v skutocnosti vsadila na bezpecnejsiu a daleko viac preverenu metodu pristatia ako je SkyCrane.
Na nebeském jeřábu není nic riskantnějšího než na Landeru. V obou případech eliminují brzdící trysky pádovou rychlost na nulu. Je úplně jedno jestli se v konečné fázi dotknou povrchu patky landeru a přijde povel k vypnutí motorků, nebo kola roveru a přijde povel k useknutí lana. Navíc je jednodušší useknout lano než vypínat motory a poté vyklápět rampu
Pozrite si rozhovor s veducim projektu Curiosity. Najvacsie obavy celého projektu boli:
– priliz tvrde pristatie – pristavacie nohy znesu tvrdsi naraz ako podvozok
– zasiahnutie roveru spalinami motorov – poskodenie
– zamotanie lan, alebo neoddelenie lana – prevratenie roveru
No a najvacsia obava.
– je ovela jednoduchsie manevrovat s „pevnym“ telesom ako s dvomi telesami spojenymi lanami, kde pohonny system je umiestneny na tom lahsom telese.
Kvôli tomuto som pisal o hmotnosti Curiosity vs ExoMars.
Citujem:
„Chápu, že se ESA rozhodla vydat vlastní cestou, ale zkušenosti s takto těžkým nákladem na Mars pouze pomocí padáků nemá ani NASA.“
Exomars se mohl inspirovat Vikingem a nědělat věci složitější než nezbytně jsou.
A v com konkretne myslite ? Viking mal rovnaky sposob, tepelny stit, padak, motoricke pristatie.
ExoMars pouziva druhy padak pravdepodobne kvôli rychlosti. Snazia sa brzdit viac padakom a menej motoricky. Padaky su lahsie ako palivo.
Viking měl jeden padák (úspěšně přistál 2x),Exomars má čtyři a má problémy se dvěma (opakovaně).
Viete kolko padakov roztrhli pri vyvoji toho pre Viking ? Myslite si, ze padak fungoval na prvy raz ? Ja nie.
Nepoznam ziadnu planetarnu misiu, alebo lod, ktora pouziva padaky a pri vyvoji by nemali problemy. Neviem preco ludia zvyknu porovnavat testovacie kusy a finalnu verziu produktu ?
Zajímavé info k tématu: mrkněte na příspěvky v diskusi dole pod článkem od Davida Shepparda – podílel se na testování padáků pro Viking – https://spacenews.com/esa-confirms-second-exomars-parachute-test-failure/
Doplnil bych … a MERem, pro rover by stačilo jednoduché přistávání systémem MER.
No ono to az tak uplne pravda nie je. Ten system sa tvari jednoducho, ale nie je. System pristavania pre MER mal tiez svoje vazne porodne bolesti, kedy sa im pri kazdom teste pretrhol nejaky airbag. Nakoniec vyvinuli daleko komplikovanejsi, pevnejsi a hlavne tazsi system ako povodne chceli.
Pri pristati sa vyfuknuty airbag zamotal do konstrukcie a mali problemy s otvorenim. Uz si nepamatam, ci tento problem mal Spirit, alebo Opportunity ?
Možná je to hloupá otázka, ale jaká konstrukce je výhodnější jeden velký padák, nebo víc menších? Příklad třeba Apollo (3 padáky) vs. Sojuz (1 padák). Osobně se mi zdá víc padáků bezpečnějších, ale zase je to zvýšení složitosti systému.
Docela jste to na konci trefil, je to vždy kompromis mezi více faktory.
Keď tak čítam komentáre tak sa mi rozum zastavuje nad tým ako málo z Vás vôbec chápe zmysel činnosti ESA aj NASA. Prvoradou a najdôležitejšou úlohou je pokrok technológií a výskum vecí ktoré ešte nikto nevyskúmal. Napísať že si ESA mala objednať už overenú platformu skycrane od NASA je totálne nepochopenie celej misie. ESA je svetová špička vo vývoji technológií úplne rovnocenná s NASA a keď sa rozhodli použiť padák tak ho vyvinú a aj keby zlyhal tak to zbytočné nebude. Rovnako ako pri misii Schiaparelli tu ide hlavne o vývoj a pokrok a ako povedal Elon Musk, „Failure is an option here. If things are not failing, you are not innovating enough.“ v preklade zlyhanie je tu možné, keď nezlyhávaš, neinovuješ dostatočne. Príjemný deň všetkým.
S tím, že kdyby v tomto případě padák selhal, tak to nebylo zbytečné, nesouhlasím. Rosalind není demonstrátor jako EDM. Jde o špičkové zařízení, jehož posláním je špičková věda a nikoliv zkouška přistávací technologie. Rover s landerem jsou alfa a omega celé mise a nevidím důvod, proč se je nesnažit dopravit na povrch klidně i s pomocí cizí agentury.
Protože pak můžeme rezignovat i na cokoliv dalšího, když se to dá koupit. Proč stavět vlastní rover, nebylo by levnější a celkově jednodušší si ho koupit od NASA rovnou i s vědeckými přístroji?
Takže ESA rezignovala na vývoj landeru? Lander je ruský, rover evropský, takže přistávací zařízení by klidně mohlo být americké. A ano. Pokud jde o dá se říci sériovou technologii, která funguje (a nejde o vědu), tak nevidím problém v jejím nákupu jinde. Jde dopravení jedinečného a složitě vyvinutého stroje na povrch Marsu. Způsob není podstatný.
Netvrdím, že ESA rezignovala na vývoj landeru. Psal jsem, že pokud by se postupovalo tímhle způsobem, tak bychom se do té situace za chvíli mohli dostat. Mohlo by se říct, proč vyvíjet vlastní vědecké přístroje, koupíme je od Američanů, jde přece o vědecká data, je jedno, jak je získáme. Stejně tak i zavěšení kol, Američané to umí a my jen potřebujeme, aby to jezdilo. Zdroj energie? Proč se patlat s vlastním, to samé komunikace, navigace … a tak dále. Všechno se dá kupit, když nám jde jen o to, aby. Ale Evropa se to potřebuje naučit sama.
To by byl trochu extrém. Jde mi jen o tu dopravu na pracoviště.
Já to chápu, ale princip je v zásadě podobný.
Jenže ESA přistávací modul od Rusů nekupovala, ale je to ruský vklad do mise (stejně jako např. nosná raketa), to je velký rozdíl.
a napadlo ta nieco take, ze ten sky crane od nasa by si musela esa kupit, zatialco kozacka zaplati rusko? a tiez by si musela esa zaplatit vynesenie americkou raketou, lebo pochybujem, ze by nasa dovolila rusom sa ku sky cranu co len priblizit
povodne exomars bol spolocny projekt esa a nasa a v jednom momente sa planovalo pouzit sky crane, ale potom z toho nasa vycuvala a ak by neprisiel na pomoc roskosmos tak exomars takmer s urcitostou skonci. rusi slubili, ze zaplatia vypustenie oboch misii a postavia pristavaciu platformu. na toto by asi esa uz peniaze nezohnala a radsej by to zabalili
O tom společném projektu NASA + ESA samozřejmě vím a je škoda, že to nevyšlo. Byla by to lepší varianta než s Ruskem. Nicméně jsem rád, že se ExoMars koná. A pokud vyjde, bude to konečně po desítkách let další ruský meziplanetární úspěch. I když pořád ještě jen napůl, protože podstata mise je na straně ESA.
V kosmonautice hlavne v te pilotovane sice dost megalomanii fandim, ale v tomto pripade me to nekdy prijde jako soutez o to ,kdo prepravi na Mars nejvetsi pojizdnou bednu.
ESA navic myslim, ze pojizdnou robotickou misi doposud neabsolvovala, tak si vzala pro zacatek dost velke sousto. Pritom mohla mit prvenstvi napr. v hromadne roboticke misi typu vypusteni 5 a vice vozitek velikosti Sojourneru(cca 60x50x30cm 10kg)a snahu o jejich AI kooperaci. V tomto smeru je vubec velky deficit. Pritom kooperace robotu by mohla do budoucnu vyznamne usnadnit pripravu zazemi pro zalozeni zakladny. Pokud by navic roboti byly ve vice pristavacich modulech, tak ztrata jednoho modulu neznamena hned nezdar mise, jako se muze stat v tomto pripade.
Já Vám nerozumím, pro mise Opportunity a Spirit selhaly padáky ve zkouškách opakovaně, až takřka nezdary ohrozili mise. Je to v podstatě běžné, protože každá mise je odlišná a musí se vyvinout nové technologie. A o to jde.
Je nutné v článku toľkokrát opakovať, že Michal Václavík je z České kosmické kanceláře? A o nielen v tomto článku ale takmer vždy, keď sa k niečomu vyjadruje. Vačšina ľudí bez tak vie, kto to je a tomu zvyšku verím, že to stačí napísať len raz.. U pána Spota ste tiež už neopakovali, odkiaľ je pri druhej citácii.
Díky za tip. Beru to už jako ustálené slovní spojení a tak mi to ani nepřišlo. Ale zkusím na to pamatovat a příště to zmíním jen jednou. Ale zvyk je železná košile.
I u Curiosity byly velké problémy při vývoji padáků a jejich trhání při testech a nakonec je vyřešili. Hodně pěkné video je tady, včetně skvělé věty: „Testing leads to failure, and failure leads to understanding“
https://www.youtube.com/watch?v=O7vf2HUMMdo
Proč se vlastně testují padáky až teď? Myslel jsem si, že má projekt za sebou nejeden odklad o 2 roky.
Jak jsem říkal v citovaném rozhovoru, jde o část téměř nezávislou na zbytku mise, je tedy jedno kdy se testuje a tedy, čím později, tím lépe s ohledem na lepší statické i dynamické znalosti brzděné sestavy.
Ja napríklad úplne nechápem takej zložitej zostupovej a padákovej sekvencií…čím viac padákov a úkonov tým je to predsa logicky zložitejšie…nedá sa kapsula spomaliť viac už pred vstupom do atmosféry aby nebolo nutné použitie niekoľkých padákov? Každý padák navyše je predsa riziko…niesom odborník no spomalenie nejakým RCS systémom by tiež nemusela byť zlá volba.
Množství paliva pro takový manévr by bylo extrémně těžké.