13. prosince 2019
Vozítko Curiosity je po ukončení mise Opportunity jediným vozítkem, které momentálně brázdí povrch Rudé planety. Období samoty se mu ale postupně krátí. Příští rok vyrazí k Marsu hned čtyři mise, z nichž tři mají obsahovat rover. V dnešním článku si posvítíme na misi Mars rover 2020, který vychází právě z vozítka Curiosity. Nejedná se však o jeho přesnou kopii. Podíváme se tedy na to, co mají oba projekty společné i čím se liší. Ačkoliv obě mise spravuje kalifornská JPL, mají obě vozítka různé úkoly v celkové snaze o průzkum Marsu.
Zkouška oddělení Mars rover 2020 od nebeského jeřábu.
Zdroj: https://www.nasa.gov
V roce 2004 přistály na Marsu téměř identické rovery Spirit a Opportunity, kterým se podařilo objevit důkazy o tom, že tato planeta kdysi disponovala tekoucí vodou, ale pak se změnila v mrazivou poušť. Vědce stále trápily otázky kdy k tomu došlo a proč? NASA proto na Mars poslala vozítko nové generace – Curiosity, které od přistání v kráteru Gale v roce 2012 zjistilo, že se v této oblasti před několika miliardami let nacházelo jezero. Bylo zde prostředí, které umožňovalo vznik mikrobiálního života. Vozítko Curiosity stále pátrá po důkazech, které souvisí s pozůstatky tohoto dávného prostředí, zatímco vyjíždí na pět kilometrů vysokou horu Mount Sharp, která dominuje kráteru Gale a kterou spoluvytvářela právě voda.
Zhruba 6050 kilometrů odsud přistane vozítko Mars Rover 2020, které bude také zkoumat krajinu, kterou ovlivňovala voda – kráter Jezero, kde se dříve nacházela říční delta. Nové vozítko ale nabídne vědcům posun výzkumu na novou úroveň. Bude totiž hledat stopy současného života, takzvané biosignatury. Navíc odebere vzorky regolitu a kamenů, které budou určeny k budoucí dopravě na Zemi, kde budou analyzovány ve špičkových laboratořích.
Mars rvoer 2020 vypadá podobně jako rover Curiosity. Ale v důležitých detailech se od sebe obě vozítka liší.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Překlad: Dušan Majer
Tělo Mars roveru 2020 je zhruba o 13 centimetrů delší než tělo Curiosity a nové vozítko je i těžší – váží 1025 kg, což je oproti Curiosity o 126 kg více. Tento rozdíl je způsoben odlišnými nástroji a systémy, které oba rovery nesou. Začít můžeme třeba robotickou paží – ta se dá u Curiosity natáhnout na vzdálenost 2,2 metru a na jejím konci bychom našli 30 kg těžkou hlavici, která obsahuje vědeckou kameru, chemický analyzátor a vrtačku. Palubní vybavení dokáže odebraný materiál rozdrtit na prach, který je následně nasypán do těla vozítka, kde se nachází dvě robotické laboratoře schopné určit chemické a mineralogické složení vzorků.
Přístroj SHERLOC instalován na otočnou hlavici robotické paže
V případě nového vozítka je paže stejně dlouhá jako u Curiosity, ale hlavice na jejím konci je těžší – váží celých 45 kg. Najdeme v ní totiž větší (a tedy těžší) přístroje a větší je i vrtačka, která už dokáže odebírat jádrové vzorky. Díky této schopnosti bude možné odebrat kompletní a neporušený jádrový vrt, který nebude rozemletý, ale místo toho jej rover pomocí komplexního systému uloží do odběrného pouzdra.
Díky všem misím, které se dostanou (nejen) na Mars má veřejnost možnost kochat se krásami nevídaných krajin. Fotky a další multimédia ale mají význam i pro vědce a inženýry, kterým umožňují lépe prozkoumat tajemství planety. Curiosity je za tímto účelem vybavena 17 kamerami, které bychom našli na „hlavě“ a těle vozítka, přičemž čtyři z těchto kamer jsou barevné.
23 kamer Mars Roveru 2020. NASA/JPL-Caltech
Mars rover 2020 oproti tomu ponese 23 kamer z nichž většina bude barevná. Kromě „očí“ dostane nové vozítko také „uši“ – dvojice mikrofonů má nejen zaznamenat první zvuky Marsu během přistávání, ale těšit bychom se měli i na zvuky marsovského větru nebo na projevy laserového chemického analyzátoru. Když se ještě vrátíme ke kamerám, sluší se vyzdvihnout kamery Mastcam-Z, které technologicky vychází z kamer Mastcam na vozítku Curioisty. Oproti ní ale disponuje možností zoomovat, takže se můžeme těšit na videa s vysokým rozlišením a na panoramatické snímky.
Poškozené kolo roveru Curiosity
Zdroj: http://www.unmannedspaceflight.com/
Zkušenosti z provozu roveru Curiosity a jeho jízdy marsovským terénem využije i tým kolem Mars rover 2020. Když se na hliníkových pláštích kol současného vozítka začaly objevovat praskliny a později i díry, inženýři poznali, že ostré kameny vyčnívající z povrchu Marsu vytváří na kola větší nápor, než se čekalo. Opatrnější plánování jízdy má společně se softwarovými změnami zajistit, že Curiosity bude v pohodě i při další jízdě po hoře Mount Sharp.
Ačkoliv jsou kola nového vozítka vyrobena ze stejného materiálu jako v případě Curiosity, jsou o trochu větší a užší. Jejich plášť je hlavně o zhruba milimetr tlustší. Místo šípovitého vzorku, používá Mars rover 2020 výrazně rovnější vzorek a na jednom kole je navíc dvojnásobný počet těchto výstupků (48 oproti 24). Důkladné zkoušky na simulovaném marsovském povrchu, tzv. Mars Yard, který je součástí JPL, ukázaly, že nový design kol dokáže mnohem lépe odolávat tlaku ostrých kamenů, ale přitom mu nedělá problém ani pohyb po písku.
Pro Mars rover 2020 se testovaly různé typy vzorků
Zdroj: http://www.unmannedspaceflight.com/
Vozítka po Marsu nejezdí sama. Celý tým vědců a inženýrů jim na začátku každého marsovského dne (solu) posílají pečlivě připravené seznamy příkazů. Pozemní operátoři pak čekají, až jim rover pošle výsledky splněných úkolů, načež začnou plánovat jeho další jízdu. Čím je rover samostatnější, tím víc času mají řidiči na programování nových příkazů. Když na Marsu přistál rover Curiosity, trvalo zhruba 19 hodin, než pozemní tým zanalyzoval data z uplynulého dne, vytvořil, otestoval a nakonec i odeslal nové příkazy pro vozítko. Roky zkušeností umožnily zkrátit čas potřebný k vytvoření plánu na další den na sedm hodin. Omezená autonomní navigace umožnila Curiosity udělat samostatně pár drobných a patrných pohybů.
Kráter Jezero na složeném snímku, který vznikl kombinací dat z dvou přístrojů sondy MRO – Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars a Context Camera.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Jenže Mars rover 2020 disponuje pokročilejším systémem autonomního pohybu, který umožňuje vypočítávat optimální dráhu pětkrát rychleji než to zvládne Curiosity. Autonomní řízení bude klíčové pro množství času, který bude pozemní tým nového roveru potřebovat k naplánování činností na další den. Nová mise by mohla zvládnout zkondenzovat tyto přípravy na pouhých pět hodin denně. Rychlejší tempo navíc umožní pokrytí většího území a odebrání více vzorků v průběhu primární mise. Vozítko samotné se nebude pohybovat rychleji než jeho starší sourozenec, ale díky větší samostatnosti může jet dál a nasbírat více vědeckých informací aniž by muselo čekat na povolení od pozemských inženýrů.
Princip systému Terrain-Relative Navigation
Zdroj: https://www.researchgate.net
V roce 2012 Curiosity změnila zažité pořádky spojené s přistáváním na Marsu – použila radikální změnu v podobě nebeského jeřábu. Tuto metodu použije i Mars rover 2020, ale s jednou podstatnou změnou, která se skrývá za zkratkou TRN. Jde o první písmena anglického označení Terrain Relative Navigation, což znamená, že palubní počítač bude během sestupu srovnávat záběry z palubní kamery s mapou Marsu uloženou v paměti. Cílem je navést sondu na správné místo. Takzvaný Range Trigger umožní dostat se o několik kilometrů blíže k ideálnímu místu než dojde k vystřelení padáku.
Nové vozítko vyrazí k Marsu až v létě příštího roku, ale už teď je jasné, že tímto projektem výzkum rudé planety neskončí. V rámci programu Artemis by se měli lidé vrátit v roce 2024 na Měsíc, kde se připraví na budoucí cestu k Marsu. Na tuto složitou cestu už odborníky připravuje vozítko Curiosity – díky němu víme, jaké je na Marsu prostředí – od radiace až po počasí. Nové vozítko bude studovat také počasí, ale kromě toho ponese i vzorky materiálů pro skafandry, takže vědci budou moci studovat, jak probíhá jejich degradace. Přístroj MOXIE pro výrobu kyslíku vyzkouší technologii, s jejíž pomocí si budou astronauti moci připravit vlastní pohonné látky z marsovské atmosféry. Podpovrchový radar podobný tomu na vozítku, zase jednou astronautům pomůže objevit podpovrchové zásoby vodního ledu.
Obě vozítka dělí několik let vývoje – i přesto, že Mars rover 2020 vychází z roveru Curiosity, je na něm vidět technický pokrok.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
http://www.imagehosting.cz/images/mr2020anim.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia23466-1041.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia23516-16.jpg
https://pbs.twimg.com/media/D_t33EQUIAACsvC.jpg:large
https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/images/largesize/PIA22103_hires.jpg
http://www.unmannedspaceflight.com/index.php?act=attach&type=post&id=41053
http://www.unmannedspaceflight.com/index.php?act=attach&type=post&id=37495
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/jezerocrater.jpg
https://www.researchgate.net/…access-to-more-high-priority-science-field.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia23517-16.jpg
Rubrika 
Štítky: 
Nahrávání ...
Ještě jednou k těm nešťastným hliníkovým kolům. Tato kola tam původně neměla být. Vyvíjela se úplně jiná kola, s plášti ze spirálovitě stočených drátů. Podobná roverům misa Apollo, ale dokonalejší. Materiálem měla být úplně nová slitina titanu s niklem. A pak najednou ticho a nic. Nepodařilo se mi dohledat žádný oficiální důvod, proč to nepoužili. Jen dohady. Pravděpodobně buď strach z nevyzkoušeného, nového materiálu, časové důvody, hmotnost, cena, nebo kombinace více faktorů. Co se mi nelíbí je fakt, že ta lepší kola, co tam měla být, tak nějak „zmizela“ z řady míst, kde by člověk tuto informaci čekal (včetně vikipedie). Jako by tam někdo uklízel.
Poměrně zajímavá informace o kolech Curiosity – tloušťka „pláště“ je 0,75 mm! A hmotnost 3 lb. Toto a další informace najdete zde:
https://www.reddit.com/r/space/comments/2oqccm/why_were_curiositys_wheels_made_of_aluminum/
V okně 2020 to bude opravdu flotila. A věřím, že všechny čtyři agentury (nebo vlastně pět) udělají vše pro realizaci. Kdyby nebyly limitovány oknem, tak bychom určitě opakovaně četli o posouvání dál a o sklouzávání do 2021…. Takhle to je buď teď a nebo za dva roky.
Skoro by to stálo za anketu. Kolik jich odletí, a kolik doletí.
Tipuju 3/2. 🙂
Fakt se těším, až na ty 2 x 7 minut hrůzy při startu a přistání
Nemá na tom Mars Roveru být také zespoda přimontovaný a dálkově ovládaný vrtulník?
https://en.wikipedia.org/wiki/JPL_Mars_Helicopter_Scout
Ano, má, psali jsme o tom zde. Tady je ještě fotka z jeho instalace.
Americká vozítka historicky prezentují vývoj v této oblasti.
Při pohledu do historie bych rozdělil marťanské rovery do tří kategorií dle váhy.
1. kolem 10 kg : Rusko 4,5 kg – Mars č. 2,3,6 a 7 -1971,3 – neúspěchy
USA 10,5 kg – Sojourner – 1996 –
Čína pod 100 kg – HX-1 – 2020 – poletí červenec-srpen
2. kolem 200 kg : USA 185 kg – MER – 2003 –
ESA 240 kg – Mars 2020 – poletí červenec na ruském landeru.
3. kolem 1 tuny : USA 900 kg – Curiosity – 2011 – dosud pracuje
: USA 1025 kg – Mars 2020 – poletí červenec
Ruské landery v sedmdesátých letech m.s. byly vybaveny roverem na lyžinovitém podvozku na 15 m dlouhém kabelu, americký SOU 1996 operoval 8 m od landeru. U čínského roveru jsem nenašel nikde váhu, jen údaj že má být “ malý “ a do první kategorie jsem jej mj. zařadil dle operací čínských roverů na Měsíci kde se pohybují v desítkách, max. stovkách metrů od landeru.
Doufám, že to bude někoho zajímat, pokud by to otravovalo, tak to smažte.
Ještě bych dodal, že příští rok poletí největší flotila čtyř sond k Marsu v jenom okně, pouze jednou v historii se tak stalo a to, tuším, v roce 1973 kdy letěly současně čtyři ruské, bohužel v závěru letu neúspěšné sondy.
Chybička se vloudila, již jsem to našel. Čínský rover má vážit stejně jako evropský, tj. 240 kg a tedy patří do “ kategorie“ 2 k MERům.
Ještě bych doplnil že Čína pošle HX-1 o váze 5 tun k Marsu jako nejtěžší sondu v historii. Ruské sondy Mars 2a3 měly 4,5tuny, Vikingy 3 tuny a Curiosity necelé 4 tuny.
Děkuji za parádní článek ! Doufejme že se opět podaří přistání a rover bude fungovat jak má. Přeci jen to bude jedna z nejzajímavějších misí.
Rádo se stalo. 😉 Příští rok bude zkrátka ve znamení Marsu. 🙂
Diky P. Majere za tu frekvenci článků.. je pořád co číst .. bude nějaký článek souhrný co vše nás čeká v roce 2020?
Jsem rád, že se Vám naše články líbí. Rekapitulace uplynulého roku a pohled na rok následující jsou již tradiční témata na samém konci roku, kdy se většinou nic jiného neděje a proto tuto tradici nevynecháme ani letos.
Nůže, hliník se nedstěhoval do Humpolce, ale na Mars 🙂 proto, že je lehký a pevný. Předpokládám, že tušíte, kolik stojí doprava každého kilogramu na Mars. Cíle mise jsou jiné, než testovat stonásobnou životnost kol. A tyto kola dosáhnout cíle mise jistě umožní. Stejně jako u Curiosity.
Tak kvůli kolům nemůže Curiosity přejíždět ostré kameny a kvůli těm dírám se s ní bojí i na písek. Možná kola Curiosity úplně nezabijí, ale rozhodně ji omezují. A celkový úspěch nebude zásluha těch kol, ale týmu lidí, který jejich „nedokonalost“ kompenzují.
On ten problém není tak velký, jak prezentujete. To avizované omezení není tak výrazné. Ostatně se říká, že kdyby na to přišlo, tak by Curiosity mohla jezdit i bez plášťů jen po titanových paprscích kol.
Já nic neprezentuju. Někde (nejspíš tady u Vás) jsem četl, že trasu Curiosity teď musí plánovat s ohledem na poškození kol. O tom jak je omezení velké, kolik metrů musela Curiosity najet navíc, kolik času, energie a peněz tím přišlo vniveč neříkám nic. Ani jsem nikde nečetl, že by to někdo počítal. Dokonce ani nespekuluji, že se kvůli omezení nedostala na nějaké vědecky zajímavé místo, protože to nevím.
Ale jsem rád, že Vy víte, že je to omezení mnohem menší. 🙂
Netvrdím, že to vím. Pouze se mi to z dostupných informací tak jeví.
Jestliže kola Curiosuty jsou po 20 kilometrech ujetých želvím tempem samá díra, tak proboha, proč chtějí použít zase hliník? O.K., kola budou silnější, možná tedy vydrží 50 km? O.K., už to slyším, víc vlastně pro Mars Rover nepotřebujeme, že? Jenže kdo, kdy a jak vyvine (a otestuje!) kola, která by vydržela 100x tolik? Když budou po Marsu jezdit lidi, nebo se tam bude, třeba jen roboticky, něco těžit (třeba zemina obsahující tak potřebný led), toto by byla možná jednodenní životnost!
Jak už napsal v diskusi uživatel Fantasta. Výhodou hliníku je jeho pevnost a hlavně nízká hmotnost. Až budou na Marsu lidé, tak už nebudeme tolik omezeni limitující hmotností. Tam už tuna sem, tuna tam nebude hrát roli. Ale zatím se bavíme o úsporách gramů.
Každý strojař ví, že hliník je bláto. A obrázek kol s dírami hovoří za vše.
Měl jste někdy v ruce třeba titan? Já do něj zkusil vrtat, a neuspěl jsem.
SpaceX dává titan na roštová kormidla velikosti postele a tady mají 10x tolik peněz co zahučí bůhví kam, ale na 6 koleček už nezbyde. Je mi z toho smutno. Takový krasavec a dostal bačkory.
Tady přece nejde o to, že by na kola nebyly peníze. Netuším, kde jste k takovému názoru došel. Výhodou hliníku je jeho nízká hmotnost – v tom prostě titan konkurovat nemůže. Oproti Curiosity navíc budou pláště o milimetr silnější, což by společně s novým vzorkem mělo zajistit dostatečnou ochranu.
No, mluvit o pevnosti v souvislosti s cistym hlinikem je samozrejme hloupost.
Je to opravdu blato.
Tohle bude urcite nejaka vytunena slitina hliniku, ktera ma mechanicke vlastnosti od hliniku dost vzdalene.
Nicmene titan nebo ocel je samozrejme co do pevnosti (a tim i nezbytne tloustky materialu) uplne jinde.
Osobni nazor:
V pripade tech kol mi pripada, ze proste nenasli lepsi kompromisni reseni, kdyz chteli mit minimalni hmotnost a mezi pomerne vysokymi vzorky na kolech nejakou tenkou folii pro dobrou unosnost na hlubsim lehkem pisku.
Proste za cenu horsi mechanicke odolnosti.
Navic ta kola (plaste) jsou snad monolit, dle vseho odlitek, zrejme taky z duvodu minimalizace spoju (tzn. i minimalni hmotnosti).
Vyrobu takovychto odlitku si z oceli nebo titanu fakt tezko i jen predstavit…
Kdyz tak nad tim premyslim, tak napad s tim odlitkem mi prijde taky skoro jako nesmysl, ta folie ma necely milimetr… no nevim.
Dlouhy ohnuty a svareny vykovek? To se mi taky nezda.
Nevim.
NASA 😉
Myslíte plášť kol? Nikoliv že má milimetr, ale ten plášť je o milimetr silnější než v případě Curiosity.
Jasne, mel jsem na mysli puvodni plast Curiosity, sry za zmateni.
Jeste me napadadl v souvislosti s volbou vhodneho materialu pozadavek na houzevnatost, nebo schopnost opakovane plasticke deformace –
tzn. aby tenka blana mezi vzorky odchazela pomalu a mistne a neprdla najednou jak balonek, v cele sirce.
Jenze to je zase kompromis – bud bude neco tvrde a pevne, anebo houzevnate, nebo schopne opakovanych plastickych deformaci.
Nymandi to asi nebudou, vyber materialu podle vseho nebyl trivialni.
Máte samozřejmě pravdu. Jenže uvažujete moc technicky a NASA už je dávno spíš byrokratické organizace. Schopní inženýři tam jistě pořád jsou, ale manažerský klobouk je manažerský klobouk…
Na Zemi by taková kola nedal nikdo ani k trakaři. Před lety vyvinuli úžasná kola k měsíčnímu roveru. A místo dalšího vývoje a vylepšování všechno zahodili a udělali tohle.
Díky, že aspoň Vy máte pro mně pochopení.
Jinak tu vidím tradiční tendence, že to prostě je všechno správně, když je to od NASA.
Dovoluji si ohradit se proti jakýmkoliv náznakům, že bychom někomu nadržovali. Měříme všem stejně.
Vážený pane Majere,
Pokud jde o mé „náznaky“, tak zde je řeč o příspěvcích v diskuzi, ne o Vás, chraň Bůh! Diskuze je z principu výměna názorů. Diskuze z principu nemusí, a ani nemůže „měřit všem stejně“. A byla by absolutně o ničem, kdyby zde nebyla žádná kritika.
No a já tedy občas kritizuji. Ne Vás, ale techniku. Fotbalový fanoušek si také může zanadávat na vlastní tým, když zrovna nehraje dobře. Snažím se při tom být jakž takž objektivní a nestranný. Ale pak mi tu oponují lidé, jejichž argumentace stojí na tom (jen příklad!), že nemají ponětí, jak se obtábí titan. O.K., chápu, že se to neučí na ZDŠ. Jenže to pak bohužel vyzní právě jako ne moc povedená obrana té či oné agentury. Tož jsem si maličko posteskl.
Vám přeji vše nej k Vánocům, hlavně mnoho úspěšných startů i přistání, málo kosmického smetí, na Silvestra kvalitní palivo a do nového roku vysoký specifický impuls!
Víte, zakládáme si na férovém přístupu a z Vašeho komentáře to nešlo poznat. Omlouvám se tedy za svou reakci. A i když je, jak píšete, snaha o férovou diskusi složitá, my se o to snažíme. Chceme, aby také diskuse odpovídala zaměření našeho portálu.
Krásný konec stávajícího a začátek nového roku i Vám. 😉