InSight се зарежда за кацане на Марс. Космическият кораб ще направи своя подход и кацане чрез изпитан и верен метод, но въпреки че НАСА е извадила този каскад преди, десетки неща трябва да вървят точно както трябва по време на влизане, слизане и кацане (EDL), за да може InSight да пристигне безопасно на повърхност на Червената планета.
В 14:47 ч. EST в понеделник, 26 ноември, кацателят InSight ще удари върха на марсианската атмосфера, на около 125 километра над повърхността, пътувайки със скорост 5, 5 километра в секунда (12 000 мили / ч). Аблативният термозащитен силициев диоксид на плавателния съд ще се повиши до температура над 1500 градуса по Целзий - достатъчно гореща за стопяване на стомана. Около три минути и половина след навлизането в атмосферата космическият кораб все още ще нахлува към земята със свръхзвукови скорости. Парашут ще се разгърне, за да намали максимално скоростта си, топлинният щит ще се изтръгне, а космическият кораб ще започне да търси земята с радари. Около шест минути след като удари атмосферата, кацателят ще се отдели от задната си черупка - все още пътуваща около 180 мили / ч - и ще изстреля ретро ракетите си, за да я донесе останалата част от пътя у дома, докосвайки се приблизително минута по-късно.
Ако всичко върви както трябва - докато инженерите наблюдават контролните екрани по време на „седемте минути на терора“, неспособни да управляват далечния кораб в реално време - InSight ще отиде да почива в Elysium Planitia в понеделник след Деня на благодарността и ще се подготви да започне изучаването на сеизмологията и вътрешна топлина на Марс. НАСА може да се успокои с факта, че подобни кацания са успели в миналото, но когато се опитвате да кацате плавателен съд на милиони километри, е невъзможно да се подготвите за всеки случай.
(Емили Лакдавала за Планетарното общество) Винаги, когато Марс се приземява, феновете на Космоса получават обилна статистика. Преди кацането на Curiosity „повече от половината от всички мисии на Марс са се провалили.“ Преди старта на ExoMars в Европа „повече мисии са се провалили, отколкото не: 28 флопа в сравнение с 19 успеха.“ След като орбитата на ExoMars успя, но нейният кацател не направи ( поне, не изцяло): „От около дузината роботизирани кацачи и роувър мисии, изстреляни до Марс, само седем са успели.“
Статистиката е драматична, но историята, която разказват, е малко датирана. В последната част на 20-ти век имаше зрелищна грешка - Марс 96, Марс Наблюдател, Марс Климат Орбитър и Марс Полярният ландър все още са загуби. Но макар че Русия никога не е постигнала пълен успех на Марс, НАСА, Европейската космическа агенция (ESA) и Индийската организация за космически изследвания (ISRO) са почти приковани орбитални вложки на Марс след Y2K. Китай, Индия и Япония имат своите втори мисии, свързани с Марс, в работата си, а Обединените арабски емирства планират първата си, да не говорим за амбициите на няколко частни образувания.
Вмъкването на орбита на Марс стана относително рутинно през 21 век, но кацанията на Марс все още са едни от най-трудните мисии в дълбоки космически пространства, правени някога. Двамата успешни орбитали на ESA включват малки десанти, за които никога не се чува след натискане, макар че Schiaparelli на земеделския стопанин на ExoMars връща данни почти до повърхността.
Три неща затрудняват приземяването на Марс много по-трудно от кацането на Луната - или приземяването на Земята по този въпрос. Първо, за разлика от Луната, Марс е твърде далеч, за да може всеки приземен човек да бъде в примката по време на опит за кацане. Времето, необходимо за сигнал за пътуване от Марс до Земята и обратно, никога не е по-малко от девет минути и обикновено е много по-дълго, така че по времето, когато можем да чуем и реагираме на сигнал, че космическият ни кораб е ударил върха на атмосферата, крайният резултат, по един или друг начин, вече е настъпил.
Вторият проблем е атмосферата на Марс. Има и твърде много, и твърде малко. На Земята, когато астронавтите и пробните капсули се завръщат от космоса, можем да защитим космически кораби зад топлинните екрани и да използваме триенето на навлизането в атмосферата, за да забавим хиперзвуковия кораб до дозвукови скорости. След като пламтящата част свърши, можем просто да изскочим парашут, за да намалим скоростта и да стигнем до леко (или поне оцеляващо) натискане по суша или вода.
Атмосферата на Марс е достатъчно плътна, за да генерира огнено влизане, което изисква топлинен щит, но е твърде тънък, за да може един парашут да забави навлизането на космически кораб до безопасна скорост за кацане. Когато Curiosity достигна върха на атмосферата на Марс през 2012 г., той пътуваше със скорост 5, 8 километра в секунда (13 000 mph). Когато топлинният щит направи всичко възможно, космическият кораб все още нахлуваше към земята с 400 метра в секунда (895 мили / ч). Парашутът на Curiosity можеше и да го забави, но само до 80 метра в секунда (179 mph). Удрянето на земята с тази скорост не е оцеляемо дори за робот.
В безветрен свят като луната топлинните екрани не се изискват, а парашутите не ви донасят никаква полза. Но не се страхувайте, ние използвахме технологията за лунно кацане от 60-те години: вземете няколко ракети и ги насочете надолу, отменяйки скоростта на кораба.
Атмосферата обаче прави нещата малко по-трудни на Марс. С движещия се въздух като допълнителен фактор, непредсказуемите ветрове могат да добавят еднакво непредвидима хоризонтална скорост на низходящ космически кораб. Поради тази причина районите за кацане на Марс са длъжни да имат ниски регионални склонове. Силните хоризонтални ветрове плюс високи склонове могат да поставят кацане много по-далеч от земята или по-близо до него, отколкото очаква - и всяка ситуация може да доведе до катастрофа.
Илюстрация на кацателя на НАСА InSight, който ще кацне на повърхността на Марс. (НАСА / JPL-Caltech) Така марсоходът на Марс се нуждае от три технологии, за да достигне повърхността: топлинен щит, свръхзвуково разглобяем парашут и ретророкети. Мисиите на викингите до Марс в средата на 70-те години на миналия век бяха подготвени от парашути за изстрелване на ракети на суборбитални ракети, за да се провери дали те могат да се надуват, без да се раздробяват с по-висока от звука скорост. Всички успешни десанти на Марс оттогава (всички тези на НАСА) разчитат на парашути с наследство на Викинг. Наскоро НАСА работи върху нови усилия за разработване на технологии за намаляване на скоростта, способни да кацат космически кораби по-тежки от сондата на викингите - усилие, което първоначално не беше успешно, което доведе до катастрофално раздробени парашути. (По-новите тестове са работили по-добре.)
Имайки предвид всичко това, какво знаем за това, което се обърка за наскоро провалилите се кацатели на Марс? За двама от тях - Марс полярна земя и Бигъл 2 - можем само да спекулираме. Космическият кораб нямаше способност да предава данни за телеметрия в реално време, докато слизаше. Провалът на Марс полярния ландър научи НАСА на важен урок: Ако искаме да научим нещо от нашите провали, трябва да съберем колкото се може повече данни до момента на провала. Откакто Марс Полярният Ландър се е разбил на повърхността в края на 1999 г., всеки кацател на Марс, с изключение на Бигъл 2 на ESA, е предавал данни в орбитатор, който записва сурови радиосигнали за бъдещ анализ в случай на отказ.
В наши дни на Марс има много орбити, така че можем да се справим дори по-добре от това. Винаги има един орбитър, който слуша и записва всеки последен бит радио сигнал от кацател, само в случай на бедствие. И обикновено има вторичен орбитер, който не просто слуша сигнала, но го декодира и предава информацията на Земята толкова бързо, колкото ще позволи бавното пътуване на светлината. Това предаване на данни с „огъната тръба“ ни даде картината на опитите за кацане на Марс в реално време, обвързана с адреналин.
Карта на Марс, показваща местоположението на всичките седем успешни кацания на НАСА, заедно с площадката за кацане на InSight в равнинния район на Elysium Planitia. (НАСА) Когато InSight се приземи, той ще падне на Марс разузнавателен орбитър, за да запише телеметрия за бъдеща дисекция, ако опитът се провали. За да получи данни за кацането в реално време обаче, InSight е събрал два малки спътника в космически пространства: MarCO CubeSats, всеки с дължина само около три фута. Космическият апарат Mars Cube One са първият в историята междупланетен CubeSats. Ако корабът успее, светът ще получи своите репортажи в реално време за кацането на InSight, а малките космически роботи ще проправят пътя за бъдещи, по-малки, по-евтини пътувания до Марс.
Но засега всички погледи са насочени към InSight. НАСА успешно кацна на Марс седем пъти, а преди да изтече месецът, космическата агенция ще се опита да направи осем.
Емили Лакдавала е планетарен евангелист от Планетарното общество и редактор на тримесечната публикация на обществото „Планетарният доклад“. Новата й книга е „Дизайнът и инженерството на любопитството: как марсоходът изпълнява работата си“ .
Дизайнът и инженерингът на любопитството: как марсоходът изпълнява работата си
Тази книга описва най-сложната машина, изпращана някога на друга планета: Любопитството. Това е еднотонен робот с два мозъка, седемнадесет камери, шест колела, ядрена енергия и лазерен лъч на главата си. Никой човек не разбира как работят всичките му системи и инструменти. Това съществено позоваване на мисията на Curiosity обяснява инженерството зад всяка система на ровъра, от ракетния си реактивен джет до радиоизотопния термоелектричен генератор до неговата невероятно сложна система за обработка на проби.
Купува
