MER 2003 - 12. část - Přílet k Marsu a přistání
Poslal:: Miroslav Káňa - Pondělí, 15.Prosinec 2003 - 15:25 CET |
|
Po sérii až tří korekčních manévrů (poslední z nich jen šest hodin před vstupem do atmosféry) nastane pro sondy MER nejtěžší fáze jejich mise - přistání na Marsu.
Vstup do atmosféry Marsu E=0s, přistání na Marsu L=0s.
1. Otočení do polohy pro vstup do atmosféry Marsu - E-70 min
2. Dokončení otáčení - E-50 min
3. Oddělení přeletového modulu od přistávací části E-15 min
4. Vstup do atmosféry E=0s, L-343s - 128km - 5,4 km/s
5. Maximální tepelné namáhání, maximální decelerace (L-221s)
6. Otevření padáku (L-102 s - 8,6 km - 430 m/s)
7. Odhození předního tepelného štítu (L-82s)
8. Oddělení landeru od zadního štítu na 20 m dlouhé lano (L-72s)
9. Dokončení rozmotávání lana (L-62s)
10. Radarovy kontakt s povrchem (L-35s - 2,4 km)
11. Pořízení prvního snímku (L-30s - 2,0 km)
12. Pořízení druhého snímku (L-26s - 1,7 km)
13. Pořízení třetího snímku (L-22s - 1,4 km)
14. Zahájení nafukování airbagů (L-8s - 284 m)
15. Zážeh motorů RAD a TIRS (L-6s - 134 m)
16. Oddělení landeru od lana (L-3s - 15 m)
17. Přistání (L=0s)
18. Několik dopadů na povrch
19. zastavení kutálení (L+10min)
20. Vyfouknutí airbagů (L+1hod)
21. Otevření landeru (L+ 1,5 až 3 hod)
22. Hotovo - EDL fáze ukončena
Časy přibližně platí pro rover Spirit, u Opportunity se budou o něco lišit.
Před vstupem sondy do atmosféry bude nutno nejprve natočit sondu tepelnými štíty do směru letu. Během přeletu jsou totiž otočeny solárními panely směrem ke Slunci, aby získávaly co nejvíce el. energie pro sondy. Od této chvíle budou až do otevření landerů zajišťovat energii palubní baterie (po pěti kusech na každém z landeru).
Patnáct minut před zahájením EDL (Entry, Descent and Landing) fáze se od přistávací části oddělí již nepotřebné přeletový modul a o něco později se rozpadne v atmosféře Marsu, zbytky pak dopadnou na povrch planety.
Sonda vstoupí do atmosféry Marsu rychlostí 5,4 km/s ve výšce 128 km nad povrchem. Do přistání bude v té době zbývat necelých šest minut. I když má Mars řidší atmosféru než Země, bude sonda během následujících čtyř minut zbržděna až na rychlost okolo 430 m/s.
V té době se otevře hlavní brzdící padák o průměru 15 metrů. Padák je vyroben ze dvou superlehkých a pevných tkanin - polyesteru a nylonu, tři "uzdy" spojující padák se zadním ochranným štítem jsou z Kevlaru. Hmotnost padáku je 16 kg. Aby se vešel do dosti malé transportní schránky na zadním ochranném štítu, musel být před startem sond po poskládání ještě pod tlakem zmenšen jeho objem.
Dvacet sekund po otevření padáku se uvolní šest západek a pružiny oddělí v této fázi letu nepotřebný přední tepelný štít od zbytku sondy. Dalších deset sekund bude trvat rozvinutí 20 metrů dlouhého lana ze zadního štítu, na jehož druhém konci bude viset lander (uvnitř s roverem). Lano je vyrobeno z materiálu Zylon (obdoby Kevlaru), uvnitř něj jsou nataženy el. vodiče pro komunikaci roveru s přístroji na zadním štítu.
Krátce po rozvinutí zylonového lana začne na landeru pracovat radarový systém, určený pro měření výšky sondy nad povrchem. K prvnímu radarovému kontaktu má dojít ve výšce 2,4 km, zhruba 35 sekund před přistáním. Na landeru je rovněž namontována kamera, která poté ve čtyřsekundových intervalech pořídí tři snímky povrchu. Palubní počítač pak jejich analyzováním stanoví horizontální rychlost sondy vzhledem k povrchu Marsu a její vektor. Tyto dvě hodnoty budou mít vliv na to, které ze tří TIRS motorků se zažehnou společně s brzdícími motory RAD.
Atmosféra Marsu má setinovou hustotu atmosféry Země, samotný padák proto nedokáže dostatečně zpomalit sondy na bezpečnou přistávací rychlost. K závěrečnému zpomalení sond před uvolněním landeru ze zylonového lana mají sloužit tři motory RAD (Rocket Assisted Descent motors). Ty se aktivují šest sekund před plánovaným dopadem sond na povrch a svým tahem (po 6,5 kN) po dobu tří sekund sníží vertikální rychlost sond téměř na nulu ve výšce okolo 15 metrů. Motorky TIRS (každý o tahu 2 kN) mají naopak eliminovat horizontální složku rychlosti pod hranici 15 m/s - zapálením jednotlivých motorků nebo kombinací dvou z nich lze dosáhnout výsledného vektoru tahu v šesti různých směrech (po šedesátistupňových krocích). V ideálním případě nebude nutno zažehnout ani jeden z TIRS motorků.
Dvě sekundy před zážehem RAD (a popř. i TIRS) motorků budou aktivovány tři plynové generátory, které během 1,5 sekundy nafouknou 24 airbagů, umístěných na landeru, na tlak 10,6 kPa. Dalších 20 sekund budou tyto generátory produkovat plyny pomaleji, aby kompenzovaly pokles tlaku v airbazích kvůli smršťování plynů vlivem nízké okolní teploty. Airbagy jsou vyrobeny ze šesti vrstev materiálu Vectran, který je až dvakrát pevnější než Kevlar a má lepší parametry při nízkých teplotách.
Tři sekundy před dopadem na povrch Marsu by měla být situace následující - rychlost klesání sondy 0 m/s, horizontální rychlost max. 15 m/s, výška zhruba 15 m. V té chvíli dojde k odříznutí zylonového lana od landeru a ten volným pádem
dopadne na povrch Marsu rychlostí okolo 50 km/h.
Po prvním kontaktu s Marsem se lander obalený airbagy může odrazit zpět až do výšky 15 metrů. Skákání a kutálení se landeru po Marsu bude trvat několik minut, zastavit se může i několik set metrů od prvního dopadu. Dvanáct minut po přistání ze začnou vypouštět a srolovávat airbagy (aby později nepřekážely při sjíždění roverů na povrch). Tato operace má trvat zhruba hodinu. Po jejím dokončení se začnou otevírat boční strany landeru, což zabere dalších 30 až devadesát minut.
Aktuální informace
Japonská sonda Nozomi se bohužel nedostane na oběžnou dráhu Marsu, ale pouze kolem něj proletí ve vzdálenosti zhruba 900 km od povrchu a zůstane na heliocentrické dráze (resp. průlet měl proběhnout v neděli 14.prosince, zatím bez dalších informací).
Od evropské sondy Mars Express se má v pátek 19.prosince oddělit přistávací modul Beagle II, který přistane na povrchu Marsu ve čtvrtek 25.prosince. Tentýž den provede sonda Mars Express motorický manévr pro přechod na oběžnou dráhu Marsu (259 x 11560 km, sklon 86°). Do přistání roveru Spirit v kráteru Gusev zbývá 20 dnů ...
|
|
| | Za obsah komentáře zodpovídá jeho autor. |
|
