|
ExoMars
Az ExoMars egy marskutató űrszonda, amelyet az Európai Űrügynökség (ESA) az Aurora-program keretében indított – az eredetileg tervezett 2009, majd 2013 helyett – 2016-ban[1] a Marsra. A program 2016-os része két küldetésből áll, ezek: egy leszállóegység (Schiaparelli), és egy keringő egység (TGO). A Schiaparelli a légkörbe való belépés, és a felszínre való leszállás technikáját teszteli és a felszínen vizsgálja a környezetet, például elsőként az elektromos teret méri, aminek a marsi por viselkedésében lehet szerepe. A program második része 2018-ban indul. A programhoz a NASA adja a szondán lévő két rádiókommunikációs berendezést. A kutatás főbb céljai között szerepel:
A technológiai kutatási célok a következők:
A 2016-os küldetés főbb fázisai
Tervezett leszállásA szonda a leszállást teljesen automatikusan végezte volna (a távolról való vezérlésre, parancsadásra nincs mód, mivel a Föld-Mars távolságot a rádiójelek ebben az időszakban mintegy 9,5 perc alatt teszik meg). A légkörbe való belépéskor hővédőpajzs védi a leszállóegységet a túlhevüléstől, ami a légkörben való súrlódás hatására lefékeződik. Nagyjából 3,5 perc múlva még szuperszonikus sebesség mellett kinyílik a speciális ejtőernyő, ami tovább lassítja a modult. Ezután az alsó hővédőpajzs leválik, és egy felszín felé néző radar működni kezd, ami az egység magasságát méri. Mintegy 1,1 km magasságban az ejtőernyő és a felső takarólemez leválik és begyújt a hajtómű, hogy tovább fékezze a szondát. A leszállóegység ennek segítségével 250 km/h sebességről fékez le. A hajtómű 2 méterrel a felszín fölött kikapcsol és a Schiaparelli a felszínre esik. A becsapódás erejét a modul alján elhelyezett összezúzható szerkezet tompítja.[2] Tervezett tevékenység a Mars felszínénA Schiaparelli elsősorban a légkörbe való belépés és a leszállás folyamatának tesztelésére lett kifejlesztve, melynek során adatokat mér és továbbít a TGO felé. Nem rendelkezett napelemmel, vagy radioizotópos generátorral az energiaellátáshoz. Így a működését legfeljebb néhány napig biztosították volna a magával vitt akkumulátorok.[2] Tényleges leszállásA Schiaparelli biztonságos landolását hővédőpajzs, két hatalmas ejtőernyő, valamint több fékezőrakéta tette volna lehetővé. Szoftverhiba miatt a fékezőrakéták csak 3-4 másodpercig működtek, holott legalább 30 másodpercig kellett volna működniük, hogy kellő mértékben lefékezzék a szondát, mivel annak a puha leszállás végrehajtásához alkalmas mechanikus védelme csak egészen kis magasságban (mintegy 2 m) volt hatásos. A leszállóegység a számítások szerint 2-4 kilométeres magasságból, fékezés nélkül 300 km/h sebességgel csapódott a felszínbe, ahol a megmaradt üzemanyaga felrobbant, így a szonda lényegében megsemmisült.[3] A projektet irányító vezetők kissé ellentmondó szóbeli nyilatkozatai szerint a szoftverhiba vagy az volt, hogy a hővédőpajzs és az ejtőernyő túl korán vált le, vagy az, hogy a magasságmérő és a fékező hajtómű vezérlője nem kommunikált megfelelően egymással, vagy a heves rázkódás téves adatokat küldött a leszállóegység vezérlőjébe. A szoftver a téves adatok kiszűrésére nem volt felkészítve. A Trace Gas Orbiter (TGO) feladataiA Trace Gas Orbiter (TGO) nevű keringőegység az ESA és a Roszkozmosz együttműködésével valósult meg. A Marshoz 2016. október 19-én érkezett. A keringőegység nevéből adódóan nem száll le a Marsra, hanem körülötte kering és közben méréseket végez. Kezdeti, ellipszis alakú pályája elnyújtott alakú, legkisebb távolsága a Mars felszínétől 230–310 km, a legnagyobb távolsága 98 000 km. A keringési idő 4,2 nap. 2016. november 20–28. között négy fedélzeti műszere tesztelését és kalibrálását végezte el. A méréseket spektrális elemzéssel hajtja végre. A tesztidőszak alatt szén-dioxid kimutatását is elvégezték az Atmospheric Chemistry Suite nevű műszerrel. A TGO fő feladata a ritka légköri gázok részletes felmérése, melyek az atmoszféra térfogatának kevesebb mint 1%-át alkotják. Ezek között van a metán, a vízpára, a nitrogén-dioxid és az acetilén. A metán a Marson a Napból érkező UV-sugárzás hatására mintegy 400 év alatt elbomlik, így ha mégis kimutatható a légkörben, az aktív metán-keletkezési folyamatra utal. A metán azért vált érdekessé a kutatók számára, mert a Földön elsősorban biológiai tevékenység révén jön létre, és csak kisebb mértékben geológiai folyamatok eredménye (mint amilyen például néhány hidrotermikus reakció). Kiegészítő mérésként egy FREND nevű neutrondetektor a neutronok áramlását méri a bolygó felszíne felől. Ezt a nagyenergiájú kozmikus sugarak becsapódásai okozzák, és a kisugárzás módja és sebessége alapján ki lehet mutatni víz jelenlétét jég formájában a felszínen, illetve a felszín alatt.[4] 2019. június 15-én az űrszonda pályájának inklinációját úgy módosítják, hogy a Rosalind Franklin rover tervezett 2021-es leszállása után képes legyen a rover rádiójeleit fogadni. Az űrhajó jellemzői
Második ExoMars küldetésA következő ExoMars küldetéshez előzetesen több lehetséges leszállási helyszínt választottak ki, a küldetés tudományos céljai alapján. Az indítás tervezett dátuma 2022 augusztus és október között lehetséges. A felszínen közlekedő rover vizsgálja a hely geológiáját, valamint múltbeli és jelenlegi élet nyomai után kutat. A leszállási helynek geológiailag változatosnak kell lennie, továbbá meglehetősen réginek (több mint 3,6 milliárd évesnek), és rendelkeznie kell azzal a lehetőséggel, hogy valamikor élhető volt. Az „élhető” ebben a vonatkozásban azt jelenti, hogy a valamikor jelen lévő víz nyomai sokféle módon és helyen kimutathatók legyenek hosszabb időszakokban (több százmillió évig). A marsi légkör állapotának bizonytalanságai miatt a leszállási hely nem határozható meg előre tűéles pontossággal. Az ExoMars leszállóegység nagyjából 20 000 km/h sebességgel lép be a légkörbe. Egy hővédőpajzs védi a túlhevüléstől, miközben a légköri súrlódás fékezi és melegíti a szondát. Ezzel nagyjából a helyi hangsebesség kétszeresére csökken a sebessége. Ekkor először egy kisebb, szuperszonikus sebességre tervezett ejtőernyő nyílik ki, majd fél perc múlva ez az ernyő leválik, és egy sokkal nagyobb felületű ejtőernyő fékezi a szondát hangsebesség alatti sebességre. Radar méri a szonda magasságát és a sebességét a felszínhez képest. Előre betáplált program szerint zajlik le a leszállás utolsó fázisa, ami rakétás fékezésből áll, majd a szonda földet ér a lábain. A fenti bizonytalan tényezőket figyelembe véve a valószínű leszállási terület ellipszis alakúnak adódik, 104 km × 19 km-es méretekkel. A légköri fékezés időigénye miatt a leszállási területnek a bolygófelszín alacsony helyén kell lennie, ez a számítások szerint -2 km alatti magasságot jelent. A területen nem lehet olyan felszíni formáció, ami a leszállást veszélyeztetné, például túl sok kráter, meredek lejtő vagy nagy méretű szikla. A 2020-as lehetséges leszállási helyszínek kiválasztásával az ESA erre a célra alakult csoportja 2013 óta foglalkozik. Eleinte nyolc helyszínt választottak ki, amit további tudományos szempontok alapján, szélesebb tudományos közösséget bevonva előbb négyre (2014), majd 2017-ben kettőre szűkítettek. A tényleges helyszín kiválasztását az ESA és a Roszkozmosz a fellövés előtt egy évvel véglegesíti.[5][6] A két lehetséges leszállási helyszín az Oxia Planum és a Mawrth Vallis,[7] amik mindössze néhány száz kilométerre vannak egymástól. Kapcsolódó szócikkekJegyzetek
Források |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Portal di Ensiklopedia Dunia
