Perseverance

marsautó

A Perseverance (magyarul: kitartás, becenevén Percy) marsautó, amelyet a NASA Jet Propulsion Laboratory-ja fejlesztett ki a Mars felszínének tanulmányozására. A küldetés elsődleges, legfontosabb célja az élet nyomainak vizsgálata a Marson.

Perseverance
PIA23499-Mars2020Rover-FirstTestDrive-20191217a.jpg
Űrügynökség NASA
Gyártó Jet Propulsion Laboratory
Küldetés típusa Marsautó
Összköltség 2,725 milliárd USD (tervezett)
Küldetés
Célégitest Mars (bolygó)
Indítás dátuma 2020.július 30.
Indítás helye SLC–41
Hordozórakéta Atlas V
Megérkezés 2021. február 18.
Az űrszonda
Tömeg 1025 kg
A Wikimédia Commons tartalmaz Perseverance témájú médiaállományokat.

2018 novemberében a Jezero-krátert választották leszállási helynek. A kiválasztás fontos szempontja volt, hogy itt feltehetően üledékes kőzetek találhatók, amelyek vizsgálatával kimutatható, hogy valamikor volt-e élet a Marson.[1] 2020. július 30-án indították egy Atlas V hordozórakétával. Az űrszonda leszállását a Marsra 2021. február 18-ra tervezték[2][3], ami sikeresen megvalósult.[4]

Műszaki adatokSzerkesztés

A Perseverance rover tervezésébe besegített a Curiosity mérnök csapata, mivel a hasonló funkciók miatt a két rover eléggé hasonlít egymásra.[5][6] A Perseverance kerekeit robusztusabbra tervezték, a Curiosity tapasztalatai alapján, aminek kerekei sérüléseket szenvedtek.[7] A kerekek vastagabbak és átmérőjük nagyobb (52,5 cm - ami a Curiosity esetében 50 cm volt), szélességük kisebb, anyaguk dur-alumínium.[8][9] A kerekeken „stopli” van a jobb tapadás érdekében. Küllői részben titánból vannak.[10] A nagyobb műszerezettség miatt a Perseverance tömege 17%-kal nagyobb, mint elődje, a Curiosity tömege volt[9] (899 kg helyett 1050 kg).

A rover rendelkezik egy 2,1 méter hosszú, öt ponton hajló robotkarral. Ez egy toronyhoz van erősítve, és a marsi talajról származó geológiai minták begyűjtésére szolgál.[11]

A rover számára egy 45 kg tömegű RTG generátor biztosítja a villamos teljesítményt, ami 4,8 kg plutónium-oxidot visz magával, amely a tervek szerint 110 watt elektromos teljesítményt tud leadni (ez egy év alatt pár százalékkal csökken). [12][12] Két lítiumion-akkumulátor is tartozik a berendezéshez, amelyeket a generátor tölt, ezek az egyszerre jelentkező csúcs-energiaigények kielégítésére szolgálnak. Az RTG tervezett működési élettartama 14 év.[12] Azért esett RTG-re a választás, mert a napelemek kevésbé kiszámíthatóan működnek: éjszaka nem termelnek áramot, működésüket visszaveti egy-egy homokvihar (ami a Marson esetleg hónapokig is eltart), továbbá télen kevesebb energiát adnak le.[12]

A rover BAE RAD750 sugárzástűrő egykártyás számítógépet visz a fedélzetén. Ez 128 megabájt DRAM-ot tartalmaz, a processzor sebessége 133 MHz. A repülést irányító szoftver 4 gigabájt nem-felejtő NAND memóriát használ, ez egy külön áramköri lapon helyezkedik el.[13]

A Mars 2020 küldetés része egy Ingenuitynek nevezett „Mars helikopter” kísérlet. A helikopter lényegében egy drón, amelyet saját napelem lát el árammal. Össztömege mindössze 1,8 kg. Feladata a stabil repülés megvalósíthatóságának vizsgálata. Tudományos műszereket nem visz magával, mindössze kamerákat, amikkel jó esetben fel tudja deríteni a rover tervezett haladási útvonalát. Működését 30 marsi napra tervezték.[14][15][16][17]

KüldetésSzerkesztés

A leszállás folyamata teljesen automatikusan zajlott le.

A szonda nagyjából 100 km magasságban lépett be a Mars ritka légkörébe. Ekkor nagyjából 20 000 km/h sebességgel haladt. A szondának 1 m/s sebességre kellett lelassulnia, amikor eléri a felszínt, hogy ne sérüljön meg. A lassítás nagy részét a hőpajzs végezte, ami eközben akár 1000 °C-ra is felhevülhetett. Amikor ereszkedés és fékezés közben a sebesség 1200 km/h-ra csökkent, kinyílt a szuperszonikus ejtőernyő. Ez a 21,5 m átmérőjű ejtőernyő mindössze egy percig működött. 2 km magasságban, 100 m/s sebesség mellett a Perseverance rover és az „égi daru” levált a szonda többi részéről. A darun nyolc hajtómű működött, amik a pozicionálást végezték. Erről műanyag köteleken lógatták le a később majd a felszínen önállóan mozgó rovert. Amikor a rover elérte a talajt, a daru leválasztódott, és arrébb repült, majd a földbe csapódott. A leszállás idején a Mars-Föld aktuális távolsága miatt a kommunikáció 11,7 percet vett igénybe egy irányba, azaz a jelek ennyi idő alatt értek le a Földre.

Az Ingenuity „Mars helikopter” repüléseiSzerkesztés

Az első felszállás:

A napelemek energiájával működő helikopter első ízben 2021. április 19-én 8:34-kor (UTC) - (12:33 helyi marsi idő szerint) - emelkedett a levegőbe, amikorra az Ingenuity csapata optimális energia- és repülési feltételeket határozott meg. A magasságmérő adatai szerint az Ingenuity felemelkedett az előírt maximális 3 méteres magasságra, és 30 másodpercig stabilan lebegett. Ezután leereszkedett, és összesen 39,1 másodpercnyi repülés után ismét földet ért a Mars felszínén.[18]

A második felszállás:

Az Ingenuity 2021. április 22-én 10:33-kor UTC, azaz helyi marsi idő szerint 12:33-kor szállt fel újra. Míg az első repülés 3 méteres magasságot ért el a felszín fölött, az Ingenuity ezúttal 5 méteres magasságba emelkedett. Miután a helikopter rövid ideig lebegett, a repülésvezérlő rendszere egy enyhe (5 fokos) billenést hajtott végre, így az ellenkező irányban forgó rotorok tolóerejének egy része 2 méterig oldalirányba mozgatta a szerkezetet.

A helikopter megállt, egy helyben lebegett egy darabig, majd körbefordult, hogy a kamerát különböző irányokba irányítsa - nyilatkozta Håvard Grip, az Ingenuity vezető pilótája a JPL-nél. Aztán visszament a reptér közepére, hogy leszálljon.

A Perseverance rover 64,3 méterről készített képeket a repülési kísérletről, ami 51,9 másodpercig tartott[19]

Jezero-kráter, a leszállási helyszínSzerkesztés

A Jezero-kráter tökéletes hely az ősi mikrobiális élet jeleinek felkutatására. Több milliárd évvel ezelőtt a most csontszáraz, 45 km széles medence egy aktívan működő folyó deltájának és vízzel teli tavának adott otthont. Az a kőzet és regolit (tört kőzet és por), amelyet a Perseverance mintatároló rendszere gyűjt össze a Jezerónál, segíthet megválaszolni az alapvető kérdéseket a Földön kívüli élet létezésével kapcsolatban.

 
A Perseverance leszállóhelye, a Jezero-kráter

A NASA-nál tervezési szakaszban lévő két jövőbeni küldetésnek - az ESA-val (Európai Űrügynökség) együttműködve - az lesz a feladata, hogy visszahozza a mintákat a Földre, ahol a tudósok alapos elemzésnek vetik alá őket, olyan felszereléssel, ami túl nagy volna egy űrszonda számára.[20]

JegyzetekSzerkesztés

  1. Mandelbaum, Ryan F.: NASA's Mars 2020 Rover Will Land in Jezero Crater. (Hozzáférés: 2018. november 20.)
  2. mars.nasa.gov: Launch Windows (angol nyelven). mars.nasa.gov . (Hozzáférés: 2020. július 28.)
  3. Photos: NASA Prepares to Launch the Mars Rover Perseverance - The Atlantic”, The Atlantic (Hozzáférés ideje: 2020. július 30.) (en nyelvű) 
  4. Telex, 2021.02.18.
  5. Harwood, William. „NASA announces plans for new US$1.5 billion Mars rover”, 2012. december 4. (Hozzáférés ideje: 2012. december 5.) „Using spare parts and mission plans developed for NASA's Curiosity Mars rover, Ronnie Pickering says it can launch the rover in 2020 and stay within current budget guidelines.” 
  6. Wall, Mike. „NASA to Launch New Mars Rover in 2020”, Space.com, 2012. december 4. (Hozzáférés ideje: 2012. december 5.) 
  7. Curiosity wheel damage: The problem and solutions. Planetary.org/Blogs . The Planetary Society, 2014. augusztus 19. (Hozzáférés: 2014. augusztus 22.)
  8. Mars 2020 rover receives upgraded eyesight for tricky skycrane landing. NASASpaceFlight.com. (Hozzáférés: 2016. október 11.)
  9. a b Mars 2020 – Body: New Wheels for Mars 2020. NASA/JPL. (Hozzáférés: 2018. július 6.)
  10. Mars 2020 Rover – Wheels. NASA. (Hozzáférés: 2018. július 9.)
  11. Mars 2020 Rover's 7-Foot-Long Robotic Arm Installed. mars.nasa.gov , 2019. június 28. (Hozzáférés: 2019. július 1.) „The main arm includes five electrical motors and five joints (known as the shoulder azimuth joint, shoulder elevation joint, elbow joint, wrist joint and turret joint). Measuring 7 feet (2.1 meters) long, the arm will allow the rover to work as a human geologist would: by holding and using science tools with its turret, which is essentially its "hand".”
  12. a b c d Mars 2020 Rover Tech Specs. JPL/NASA. (Hozzáférés: 2018. július 6.)
  13. Prototyping an Onboard Scheduler for the Mars 2020 Rover
  14. Mars Helicopter to Fly on NASA's Next Red Planet Rover Mission. NASA. (Hozzáférés: 2018. május 11.)
  15. Mars mission readies tiny chopper for Red Planet flight. BBC News , 2019. augusztus 29.
  16. Chang, Kenneth. „A Helicopter on Mars? NASA Wants to Try”, The New York Times (Hozzáférés ideje: 2018. május 12.) 
  17. Gush, Loren: NASA is sending a helicopter to Mars to get a bird's-eye view of the planet – The Mars Helicopter is happening, y'all. The Verge, 2018. május 11. (Hozzáférés: 2018. május 11.)
  18. NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Succeeds in Historic First Flight - 2021-04-19
  19. NASA Sciense Mars: NASA's Ingenuity Mars Helicopter Logs Second Successful Flight - 2021-04-22
  20. NASA’s Perseverance Rover 22 Days From Mars Landing, 2021-01-27

ForrásokSzerkesztés