Nic proti úspěchu návratových Lun, ale návrat vzorků z Marsu je o dva řády komplikovanější.
Za prvé je třeba dopravit modul na Mars, což je v mnoha směrech těžší než jej dopravit na Měsíc.
Za druhé je třeba odebrat vzorky a to smysluplně.
Za třetí je třeba aby vzorků bylo dost.
Za čtvrté je třeba vzorky dostat na oběžnou dráhu planety s atmosférou (při použití velké rakety popř. i únikovou) odlišnou od pozemské.
V případě mezistupně na oběžné dráze je třeba zajistit úspěšné spojení a předání vzorků. To také není triviální, nedávno jsme tu řešili obdobné pokusy v blízkosti Země, tohle se má ale uskutečnit u jiné planety.
Za páté: Let od Marsu k Zemi vyžaduje přesnější navedení, než při letu Měsíc - Země.
Za šesté: Kontejner musí být hermeticky uzavřený po celou dobu letu, včetně přistání a to i v případě havárie.
Za sedmé: To samé platí i pro převoz a manipulaci vzorků na Zemi.
No a protože problémů je dost, nejlepším řešením je jich co nejvíc eliminovat - setkání a spojení na orbitě Marsu zrušit - přímý let na Zem. Přistání na Marsu - rozdělit na dvě výpravy - první s roverem, druhá s návratovou raketou - metoda a štít stejný jako MSL. Pokud jde o palivo - klasické vojenské N2O4-UDMH je osvědčená a splňuje všechny podmínky.
To zrejme neubrzdíš...
Návratová raketa potrebuje dosiahnuť, pre navedenie k Zemi, charakteristickú rýchlosť cca 5500-6500m/s, s Ck nie väčším ako cca 6-7, pretože návratová raketa musí bezpečne "prežiť" nie práve šetrný zostup a dosadnutie a musí mať vysokú "bezúdržbovú" spoľahlivosť.
S ohľadom na relatívne nízky ťah (nemá zmysel prekračovať cca 100kN na prvom a cca 15kN na druhom stupni) sa NOx/UMDH motor zrejme nedostane s Isp vyššie než cca 3000-3100Ns/kg.
Celý návratový modul by sa mohol zmestiť do limitu 100-120kg a samotná návratová kapsula do 20kg.
Vychádza mi, že dvojstupňová návratová zostava pre nosnosť ~120kg a Vchar 6500m/s by mohla mať hmotnosť 3000-4000kg pri Ck ~6, čiže zhruba troj až štyriapol násobok hmotnosti Couriosity.
Proti misii MSR som dosť zásadne, to som už uviedol.
Pokiaľ nie Mars biologicky mŕtvy (a to nie je jednoduché dokázať bez vzoriek), je dovoz "čohokoľvek" z Marsu priamo na Zem značné a nepredvídateľné riziko. Zachytenie na obežnej dráhe ho zmenšuje len o málo...
Takže tak. [Upraveno 16.1.2014 Alchymista]
citace:NASA SMD, HEOMD a STMD včera (23.9.2013) zveřejnily výzvu pro podávání návrhů na vědecké vybavení Mars Roveru 2020. Návrhy se budou přijímat do 23.12.2013
Lhůta byla nakonec prodloužena o 1 měsíc.
Dnes (17.1.2014) byl proces ukončen a od příštího týdne začíná vyhodnocování a selekce vítězných návrhů, které budou oznámeny v dubnu.
Scott Hubbard (dřívější ředitel NASA Ames a první ředitel NASA Mars Program) se kriticky vyjádřil k nedávnému prohlášení Lori Garver (odstoupivší zástupkyně administrátora NASA) v médiích, že by měla být mise Mars Rover 2020 zrušena jako "opakování MSL, které neposouvá výzkum a technologie dostatečně kupředu". http://www.spacenews.com/article/opinion/39296mars-2020-its-origins-science-and-technology
Plně s Hubbardem souhlasím. Garver v tomto případě silně přestřelila a nepochopila posloupnost strategických kroků v robotickém průzkumu Marsu.
Posílat další vozítko na Mars je plýtvání prostředky a nikam výzkum neposune. Viz srovnání nynějších dvou misí - nic podstatného se nestalo / zatím/ a MSL kdoví zda je k svému primárnímu cíli vůbec " doplíží".
citace:Posílat další vozítko na Mars je plýtvání prostředky a nikam výzkum neposune. Viz srovnání nynějších dvou misí - nic podstatného se nestalo / zatím/ a MSL kdoví zda je k svému primárnímu cíli vůbec " doplíží".
Jojo, až na ten objev jezerních sedimentů, sedimentů řek a jejich datování nic moc důležitého
A neřekl bych, že by se Curiosity nedoplazila až nahoru, zatím jí v tom celkem nic nebrání
Prostor, nebo chcete-li objem, vyhrazený pro nové přístroje je, podobně jako u MSL, rozdělen do tří oblastí (otočná hlava na robotické paži, kamerový sloupek a tělo roveru), viz str. 20 - 23.
Pro vědecké vybavení bude k dispozici objemově 51500 cm^3, hmotnostně 28 kg (včetně rezerv).
Toto video je sice rok staré, ale odkaz tu zatím chyběl:
Simulace činnosti vrtacího nástroje od Honeybee Robotics na sample cache roveru 2020.
Zajímavé jsou tam dva nové konstrukční prvky:
1) vrtačka je jeden univerzálni pohonný systém, na který se upínají různé nástroje (kartáč, bruska, více typů vrtacích bitů), které jsou uschovány v těle roveru
2) vzorek horniny se do sample cache uloží spolu s vrtacím nástrojem, který ho vyvrtal. Tzn. rover si poveze minimálně tolik vtracích bitů, kolik bude v cache pevných vzorků (třeba 21).
Zvolené vědecké přístrojové vybavení Mars Roveru 2020:
MastCam-Z - zoomovatelné pokročilé stereoskopické kamery
SuperCam - Podobné jako ChemCan na MSL, navíc dokáže detekovat organické sloučeniny a má barevnou kameru
PIXL - Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry
SHERLOC - Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals
MOXIE - Mars Oxygen ISRU Experiment
MEDA - Mars Environmental Dynamics Analyzer
RIMFAX - Radar Imager for Mars' Subsurface Exploration
Celková cena 7 přístrojů cca 130 mil USD.
A co hlavně: je oficiálně potvrzeno, že tento rover BUDE obsahovat sample cache - schránku na vzorky, kterou vyzvedne pozdější mise a dopraví na Zemi. Je potvrzeno, že tato mise bude součástí Mars Sample Return.
Data z přístroje MELDI, umístěného na tepelném štítu MSL, poskytly důležité údaje o přesnosti odhadu vlastností atmosféry a průběhu hyper-/supersonické fáze řízeného sestupu sondy na povrch. Tato měření umožní u MR2020 následující:
- redukci tloušťky ablativní vrstvy tepelného štítu o 40-50% - cca 100 kg úspora hmotnosti
- přesnější navedení a sledování vytýčené trajektorie letu při průchodu atmosférou
- zapojení dalších dvou metod do EDL fáze letu - Terrain Relative Navigation a Multi-Point Divert
To vše umožní zmenšení přistávací elipsy a další zpřesnění přistání oproti MSL. MR2020 se tak bude moci pokusit o přistání ještě blíž k vědecky hodnotným lokalitám bez nutnosti dlouhého přejezdu z bodu přistání k cíli expedice.
Probíhá testování různých verzí nových kol pro rover 2020. Nejprve proběhly dlouhodobé zátěžové testy s náhradním kusem z MSL série, načež byly testy zopakovány s kolem stejného designu, ale vyrobeným 3D tiskem. Cílem bylo ověřit, že lze 3D tisk použít jako mnohem efektivnější metodu pro výrobu testovacích prototypů, než konvenční obrábění.
Pak přišly na řadu první kusy se skutečně novým designem. Další varianty budou následovat.
Přes 100 planetárních vědců se po třídenním workshopu v Kalifornské Monrovii shodlo na 8 kandidátech na místo přistání roveru 2020. Zůžili tak výběr z předchozího kola, kde bylo 21 lokalit. Cílem tohoto výběrového kola bylo vytipovat místa, která by pravděpodobně umožnila zachovat pozůstatky po dávném životě pokud by tam byl.
Na čelních příčkách výběru je Jezero Crater a Columbia Hills (ano, tam co je MER Spirit).
Nové informace uvádějí, že se EDL tým bude snažit dosáhnout zmenšení přistávací elipsy na polovinu, tedy na 13 x 7 km.
Druhou novinkou je zvažování nové taktiky sběru vzorků. Původně měly být vzorky ukládány do schránky/ cache v těle roveru, která pak měla být na závěr po naplnění vyložena na povrch a tam čekat na vyzvednutí další misí pro návrat vzorků na Zem. Nově se uvažuje o tom, že by byly jednotlivé vzorky, hermeticky uzavřené ve válcových tubách a izolovány od teplotních výkyvů okolního prostředí, odkládány jednotlivě na "uložiště", ke kterému by se rover po každém odběru nového vzorku vrátil. Tato taktika poskytuje alespoň částečný úspěch v průběhu mise, zatímco původní taktika s jednou keší je až do závěru sběru vzorků nejistý úspěch - buď vše, nebo nic.
Mně osobně by se nejvíc líbila Hellas Planitia - nejhlubší místo na Marsu, tudíž nejhustší atmosféra a jediné místo s možností tekuté vody (pod trojným bodem). Severní okraj pánve, resp. skoro stejně hluboký kráter Terby u jejího severního okraje, jsou i ve slušné jižní šířce cca -28 stupňů a tedy s relativně příznivými teplotami. Ale když nebude Hellas, tak jezerní kráter v Isidis Planitia je jasně nejlepší volba z těch osmi vybraných.
Využiji tohoto tématu, ono je to stejně k věci: Nemáte někdo odkaz na nějaký pěkný článek, kde by bylo popsáno, jakým způsobem by byly dovezené vzorky na Zemi zpracovány, jak zkoumány a co všechno se tím dá zjistit?
Zajímá mě to i proto, že už delší čas mám dojem, že jednodušší, efektivnější a možná i levnější by bylo vyslání laboratoře přímo na Mars. Chápu, že něco takového dříve nebylo možné, ale s pokrokem technologií a dostupností nosičů (Falcon Heavy, doufejme) se to už stává realitou.
Není tedy návratová mise už přežitek?
citace:Zajímá mě to i proto, že už delší čas mám dojem, že jednodušší, efektivnější a možná i levnější by bylo vyslání laboratoře přímo na Mars. Není tedy návratová mise už přežitek?
Ne, není. Zkoumání vzorků v pozemních laboratořích bude vždy nesrovnatelně podrobnější a kvalitnější, než v kompaktních laboratorních přístrojích robotického automatu přímo na Marsu.
Velmi důležitá je také možnost zkoumat vzorky v oddělených laboratořích (pokud to bude umožněno s ohledem na bezpečnost), pro validaci měření z jednoho pracoviště. Dále možnost vzorky zkoumat postupně, nebo opakovaně v různých dobách v budoucnu, kdy se vědcům budou nabízet lepší přístroje, nové možnosti měření, pozorování, experimentování, o kterých se jim dnes ani nesní.
Musíte si uvědomit, že sběr vzorků bude probíhat někdy v letech 2021-22. Pak bude nejdříve za rok následovat mise Mars Sample Return Lander (včetně MAV) a dále Mars Sample Return Orbiter. Vzorky by se na Zemi mohly dostat nejdříve v druhé polovině 20' let. V té době budou pozemní laboratoře disponovat mnohem lepšími přístroji a v širším měřítku, než by měla kompaktní pojízdná laboratoř s omezenými zdroji v roce 2020, která by se vlastně musela začít konstruovat a stavět už dnes. Už jen tento rozdíl 10-15 let ve vývoji laboratorních metod a techniky je jasný důvod pro studium vzorků na Zemi.
Dobrým příkladem jsou vzorky z Měsíce. Těch byla zatím, po 45 letech, prostudována jen zhruba polovina. Nové lunární sondy (LRO, LCROSS, GRAIL, LADEE, atd) přinesly v posledních letech mnoho nových informací, že se vědci znovu vrací ke studiu vzorků, dovezených astronauty z programu Apollo a jsou to pro ně vysloveně poklady k nezaplacení.
citace:Nicméně kdyby poměrně slušně vybavená laboratoř s vědci(nikoli hloupoučkými automaty) létala na oběžné dráze Marsu...
Dobrý pokus ... to by ale stálo řádově jiné kačky než MSR (8 - 10 mld USD).
Za 10 mld k Marsu a zpět žádnou posádku s rozsáhlou vědeckou laboratoří nedostaneš.
Musíte si uvědomit, že sběr vzorků bude probíhat někdy v letech 2021-22. Pak bude nejdříve za rok následovat mise Mars Sample Return Lander (včetně MAV) a dále Mars Sample Return Orbiter. Vzorky by se na Zemi mohly dostat nejdříve v druhé polovině 20' let.
Tváří v tvář téhle časové perspektivě nezbývá než doufat, že SpaceX na Mars pošle pilotovanou výpravu dřív a ze všech těch současných harmonogramů výzkumu budou jen cáry papíru.
