ExoMars u celu, ciąg dalszy

Schiaparelli_separating_from_Trace_Gas_Orbiter-1-2.jpg

Po blisko 500 mln km podróży i niecały milion km przed Marsem roboty ExoMars wykonały dwa manewry: oddzielenia moduł Schiaparelli od Trace Gas Orbiter (w niedziele, 16.10) oraz wejścia TGO na orbitę Marsa (w poniedziałek, 17.10). Operacje przebiegły zgodnie z planem i obydwa roboty mogą bez przeszkód kontynuować misję.

Komunikaty radiowe potrzebują około 10 minut, żeby pokonać drogę z Ziemi do satelity i tyle samo czasu musimy czekać na potwierdzenia z robota oddalonego o miliony kilometrów. Wszystkie dane z aparatury nawigacyjnej satelity, informacje o jej „zdrowiu” i te zarejestrowane przyrządami naukowymi odbieramy na Ziemi z takim samym opóźnieniem, dlatego operacje związane z nawigacją bardzo odległych satelitów należy szczegółowo planować.

cu5lol_wyaalncb

Space Operations Centrum w Dramstadt, Niemcy na godzinę przed zaplanowanym manewrem

W związku z powyższym zdalne sterowanie „na żywo” jest niemożliwe. Jeśli chcemy wpłynąć na lot satelity po odległej orbicie, musimy przekazać mu paczkę instrukcji, które ten po otrzymaniu wykona krok po kroku, w miarę swoich możliwości. Jeśli w zaplanowanej sekwencji zabrakłoby istotnego detalu, na przykład polecenia wznowienia komunikacji z Ziemią, misje spotkałby tragiczny los – orbiter pozbawiony możliwości sterowania dołączyłby do tysięcy ciał niebieskich orbitujących Słońce. Pułapek związanych z planowaniem kosmicznych misji jest znacznie więcej…

Odłączenie modułu lądownika od satelity wiązało się ze zmianą masy obydwu robotów, pędzących z zawrotną prędkością blisko 6km/s (relatywnie do Marsa). To nie pozostało obojętne do stabilności ich lotu. Aby uniknąć ryzyka uszkodzenia, antena wysokiego zysku orbitera TGO złożyła się przed manewrem rozłączenia i na Ziemię docierał jedynie sygnał nadawany z niewielkiej anteny LGA, pozwalający określić trasę i stabilność satelity (dane telemetryczne liczone na podstawie efektu Dopplera – nauka to fajna rzecz, clrk). Szczegółowe informacje z podsystemów robota oraz odbieranie i nadawanie skomplikowanych sygnałów wymagają przepustowości, którą oferuje wyłącznie antena kierunkowa HGA (wyłączona na czas manewru ze względu na ryzyko uszkodzenia). Dlatego piloci misji na potwierdzenie musieli czekać do czasu aż TGO wykona cały zaplanowany program.

cu8cfaexgaevypa

Sygnał z HGA potwierdzający powodzenie operacji odłączenie lądownika od satelity, źródło: ESA Operations@Twitter.com

Szczęśliwie dla europejskiej i rosyjskiej agencji kosmicznej na kwadrans przed 7 wieczorem w niedzielę 16.10 radioteleskopy na Ziemi wznowiły komunikację z TGO – robot nadał potwierdzenie odłączenia modułu lądownika, co w centrum sterowania przyjęto z wielką ulgą.

Wymierzony z precyzją mistrza rzutów lotką lądownik mknie teraz w kierunku atmosfery Marsa. Obliczenie odpowiedniego kąta wejścia w gazową otoczkę planety było bardzo ważnym elementem planu. Gdyby kąt natarcia był zbyt duży, robot spłonąłby w atmosferze w wyniku przegrzania tarczy ochronnej. Jeden stopień za mało i Schiaparelli minąłby planetę mknąc bez celu w kierunku kosmicznej pustki.

Moduł lądownika nie ma możliwości ładowania baterii i tuż po odłączeniu od satelity przełączył się w tryb hibernacji, żeby zaoszczędzić ograniczony zapas energii. Kilowatogodziny zgromadzone w bateriach mają wystarczyć mu na przeprowadzenie manewru lądowania i 3-4 dni badań na powierzchni planety. Robot ma obudzić się na chwilę przed wejściem w atmosferę Marsa około godziny 16:42 w środę 19.10 czasu polskiego.

Satelita TGO pozbawiony ciężkiego lądownika mógł skorgować prędkość i tor lotu odpalając dwukrotnie niewielkie silniki odrzutowe. Pierwszy raz na niecałą minutę w celu poprawienia kierunku i drugi raz na ponad dwie godziny, żeby zwolnić o 1550 m/s. Teraz robot może zostać przechwycony przez grawitację Marsa. Gdyby oddzielenie lądownika od orbitera nie powiodło się, masa połączonych robotów byłaby zbyt duża dla hamującej siły silników odrzutowych i satelicie nie udałoby się wejść na orbitę dookoła Marsa. W takim wypadku piloci ExoMars musieliby czekać aż dwa lata (!) aż robot wykona pełną orbitę dookoła Słońca, tracąc przy tym prędkość wystarczająco, by przy następnym spotkaniu dać się przechwycić przez przyciąganie Czerwonej Planety.

tgoedm-arrival-512x384

Klatka z symulacji lotu TGO i lądownika Schiaparelli u celu podróży, źródło: ESA

W następnym poście postaram się streścić przebieg lądowania lądownika Schiaparelli na powierzchni planety. Do usłyszenia!

na podst. spaceflight101.com

Misja ExoMars wystartowała

pobranePierwsza z dwóch misji na Marsa realizowanych wspólnym wysiłkiem ESA i Roskosmos właśnie rozpoczęła 7-miesięczną podróż w kierunku Czerwonej Planety. Po dotarciu na orbitę europejski satelita rozpocznie badania marsjańskiej atmosfery.

Misja ExoMars wystartowała 14. marca o godzinie 10:31 (czasu środkowoeuropejskiego) z kosmodromu Bajkonur. Badawcze combo, satelitę Trace Gas Orbiter oraz moduł lądownika Schiaparelli, wyniosła na orbitę rosyjska rakieta Proton-M.

Ucieczka z ziemskiej grawitacji na okołosłoneczną orbitę transferową trwała do godziny 21:13 CET. Kilka minut później centrum kontroli w Darmstadt w Niemczech potwierdziło powodzenie startu i dobry stan ładunku. Satelita rozłożył panele słoneczne i jest w drodze na Marsa.

Start rakiety Proton M

Start rakiety Proton M z ładunkiem ExoMars

Podróż do celu potrwa do połowy października b.r. Po rozdzieleniu niecały 1 mln. km od planety moduł lądownika skieruje się na powierzchnię a satelita pozostanie na jej orbicie.

Misja naukowa TGO rozpocznie się 7 miesięcy po osiągnięciu Czerwonej Planety. Przez ten czas będzie on starał się ustabilizować swoją orbitę.

Lądownik Schiaparelli to test oraz demonstracja europejskiej technologii lądowania. Po udanym zejściu na powierzchnię moduł wykona kilka badań, m.in. nad powstawaniem burz pyłowych. Próba lądowania na Marsie to rozgrzewka przed następnym etapem ExoMars, który przewiduje wysłanie na powierzchnię łazika.

TGO będzie prowadził badania z wysokości 400km, poszukując rzadkich gazów w atmosferze planety. Wyposażenie satelity umożliwi odnalezienie wodnego lodu ukrytego pod powierzchnią planety, odkrycie źródła metanu oraz umożliwi komunikację z łazikiem ExoMars 2018.

Więcej informacji o ExoMars niebawem.

MAVEN na tropie księżyca Phobos

Phobos okiem spektrografu IMUV satelity MAVEN. Każdy piksel odpowiada koncentracji molekuł w polu widzenia instrumentu. Niebieskie kropki to cząsteczki wodoru. źródło: CU/LASP i NASA

Phobos okiem spektrografu IMUV satelity MAVEN. Każdy piksel odpowiada koncentracji i właściwościom molekuł w polu widzenia instrumentu. Niebieskie kropki to światło odbite o długości fali ok. 122 nm, charakterystyczne dla cząsteczek wodoru, źródło: CU/LASP i NASA

NASA prowadzi badania nad pochodzeniem jednego z dwóch znanych naturalnych satelitów Marsa. Na przełomie listopada i grudnia ubiegłego roku satelita MAVEN miał okazję kilka razy zbliżyć się do księzyca na odległość około 500 km. Piloci misji wykorzystali okazje i skierowali instrumenty badawcze w stronę orbitującego Marsa „kartofla”.

Badanie z bliska umożliwiła charakterystyka orbity MAVEN, który poruszając się po elipsie wokół Marsa raz „nurkuje” w atmosferze planety na odległość ok. 170 km od powierzchni a potem oddala się od niej na ponad 6 tyś. km. To właśnie w fazie tego oddalenia MAVEN miał okazję zbliżyć się do Phobosa.

orbity MAVEN i księżyca, zródło: NASA LASP

Dane naukowe to zdjęcia księżyca zarejestrowane przy pomocy spektrografu UV. Instrument ten pierwotnie miał analizować chemiczną kompozycję i rozmieszczenie gazów w różnych warstwach atmosfery Czerwonej Planety oraz obserwować zjawisko ucieczki molekuł z najwyższych warstw gazowej otoczki Marsa.

Analiza spektralna powierzchni Phobosa ma pomóc w ustaleniu pochodzenia satelity. Księżyc był obserwowany w przeszłości wielokrotnie, mimo to wciąż pozostaje dla nas zagadką jego obecność na orbicie Marsa. Porównanie badania MAVEN ze znanymi asteroidami (np. z Pasa Kuipera) pozwoli ustalić jednorodność tych obiektów albo wykluczyć ich wspólne pochodzenie. Jeśli Phobos nie został w przeszłości przechwycony przez przyciąganie Czerwonej Planety, to skąd wziął się na jej orbicie? To zagadka, która czeka na rozwiązanie.

żródło: LASP i NASA

Charakterystyka orbity MAVEN, źródło: LASP i NASA

Dotychczasowe wizyty w okolicy księżyca ujawniły pokrytą kraterami i poprzecznymi pęknięciami nieregularną bryłę o średnicy około 22 km. Ciekawe, że powierzchnia księżyca nie jest litą skałą. Zewnętrzna warstwa to miałki materiał (regolit), który ulatując w przestrzeń pozostawia za księżycem delikatny ogon. Phobos powoli zbliża się do planety, ale bez obaw! Katastrofalne zderzenie, o ile do niego dojdzie, nastąpi nie wcześniej jak za 10 mln lat. Niektórzy naukowcy przewidują, że wcześniej księżyc rozpadnie się pod wpływem grawitacji Marsa (o czym mają świadczyć poprzeczne pęknięcia na powierzchni satelity).

Istnieje koncepcja misji załogowej na Marsa, która przewiduje wykorzystanie księżyca jako przystanku w drodze na powierzchnię Czerwonej Planety. Dobrze byłoby wiedzieć, czy astronauci nie zapadną się w ruchomych piaskach próbując zaprzyjaźnić się ze znikomą grawitacją mikroksiężyca.

na podst: phys.org, space-facts.com, spaceflight101.com

MAVEN coraz bliżej Marsa

Credits: Lockheed Martin

Credits: Lockheed Martin

Wysłana 18 listopada 2013 na szczycie rakiety Atlas V sonda MAVEN mknie w stronę Czerwonej Planety z szybkością ponad 30 km/s i już 21. września 2014 roku wejdzie na orbitę wokół Marsa. To kolejna po łaziku Curiosity duża misja badawcza amerykańskiej agencji kosmicznej NASA.

Czytaj dalej

Co o morzu szumią rdzawoczerwone skały – marsjański ocean cd.

znaleziono na drfutureshow.com

znaleziono na drfutureshow.com

Naukowcy badający Marsa od dawna podejrzewają, że w przeszłości część planety pokrywał ocean. Coraz więcej wskazuje na to, że taki zbiornik (proponuje się nazwę Oceanus Borealis – Ocean Północny) w rzeczywistości istniał, a jego wody zalewały większą część północnej półkuli Marsa, mniej więcej trzecią część planety – miliardy lat temu.

Przeprowadzone niedawno badanie zespołu geologów z Uniwersytetu w Teksasie pod kierownictwem L. Moscardelli potwierdza możliwość istnienie takiego zbiornika. Badanie zostało streszczone w ostatnim wydaniu oficjalnego pisma Amerykańskiego Stowarzyszenia Geologicznego. Czytaj dalej

Aktualności Curiosity: Listopad

MSL NewsW mijającym miesiącu łazik Curiosity kontynuował swoją podróż w kierunku stoku Aeolis Mons. Jak pamiętacie, ostatnie dnie października zespół pilotów poświęcił badaniom w Przystanku 2. 4. listopada łazik złożył swoje mechaniczne ramie na kadłubie kończąc tym samym prace w Cumberland. Czytaj dalej

Curiosity – następny przystanek: Cooperstown

MSL NewsNa początku bieżącego tygodnia Curiosity po raz pierwszy samodzielnie decydowała o trasie przejazdu nieustannie przez dwa dni. Piloci zdecydowali się nie ingerować w działanie autopilota mając nadzieje na przyspieszenie podróży w kierunku zbocza Góry Sharpa.

We wtorek Curiosity znajdowała się około 80 metrów od drugiego planowanego przystanku (od czasu opuszczenia Yellowknife Bay), który ochrzczono Cooperstown. Naukowców interesują znajdujące się w tym miejscu odsłonięte warstwy skalne widziane z orbity.

W Cooperstown mamy nadzieję dowiedzieć się, jak nasze wnioski naukowe z Yellowknife Bay mają się do geologii całego krateru wyjaśnia Kevin Lewis z Uniwersytetu w Princeton. Podobnie jak w przypadku badań skał Darwin w Waypoint 1, Curiosity użyje narzędzi do pobieżnej analizy składu skał, bez wykonywania czasochłonnej analizy laboratoryjnej. Zespół planuje spędzić w Cooperstown jeden dzień.

Poniedziałkowy przejazd zakończył się na niewielkim wzniesieniu, skąd rozciągał się doskonały widok na teren przed łazikiem. Mozaikę zdjęć uchwyconych okiem Mastcam 100 możecie zobaczyć w tym poście (dzięki użytkownikowi jvdriel z forum unmannedspaceflight.com).

Sol_438_MAST_LDwudniowy kurs autopilota odsłonił pewną niedoskonałość w oprogramowaniu łazika MSL. Problem ma zostać wyeliminowany w 3 update, który trafi na Marsa w przyszłym tygodniu. Dzięki łatce robot będzie zachowywał w pamięci dane niezbędne do wznawiania autonawigacji każdego kolejnego dnia, poprawiona zostanie również funkcjonalność ramienia w sytuacji, gdy Curiosity zaparkuje na wzniesieniu. Obydwie funkcje mają mieć kluczowe znaczenie w zbliżających się badaniach stoku Aeolis Mons.

na podst. nasa.gov

Przystanek 1 na drodze do Aeolis Mons

MSL NewsŁazik Curiosity, który od sierpnia 2013 roku bada wnętrze krateru Gale’a w okolicach marsjańskiego równika od kilku soli znajduje się w Waypoint 1 – pierwszym przystanku na drodze do zbocza góry Sharpa (tak MSL nieformalnie ochrzcił szczyt we wnętrzu krateru).

Łazik zatrzymał się w lokalizacji 9. września, co według czasu misji oznacza sol 390. Pierwszym obiektem badań Curiosity została skała Darwin. Na podstawie obserwacji z satelity stwierdzono, że jest ona odsłoniętym kawałkiem skorupy planety. Jej badanie dostarczy danych o roli, jaką w historii planety odgrywała woda. Łazik wykonał wiele zdjęć skały i kilka pomiarów APXS i ChemCam pozwalających pobieżnie oszacować chemiczną kompozycję.

Skała Darwin. Źródło: NASA/JPL

Skała Darwin. Źródło: NASA/JPL

Następnym celem w Waypoint 1 były mineralne żyły w pobliżu Darwin a także 5 kolejnych obiektów, którymi łazik zajmuje się w mijającym właśnie weekendzie. W czasie mijających marsjańskich nocy łazik testuje kamery, które w przyszłości zostaną wykorzystane do obserwacji zbliżającej się do Marsa komety i innych ciał niebieskich potencjalnie odwiedzających naszego sąsiada. W trakcie testów piloci z JPL za cel wybrali najbliższą nam galaktykę Andromedę i gwiazdę Syriusz. Na razie dostępne są tylko miniatury zdjęć i na efekty marsjańskich nocnych fotografii musimy jeszcze poczekać.

W ramach newsa podzielę się jeszcze ostatnimi doniesieniami MSL dotyczącymi metanu na Marsie. Jak dotąd łazik nie stwierdził obecności tego gazu w badanych próbkach powietrza.

Żyły mineralne w Waypoint 1. Źródło: NASA/JPL

Żyły mineralne w Waypoint 1. Źródło: NASA/JPL

Badania przy pomocy instrumentu SAM przeprowadzono 6 razy od października 2012 roku. Zdaniem naukowców pomiary wskazują, że koncentracja gazu w atmosferze (o ile wogóle tam jest) jest co najmniej 6-cio krotnie niższa niż przypuszczano. Więcej informacji powinny przynieść misje MAVEN i indyjski orbiter, planowane na późną jesień tego roku.

Metan jest dobrym wskaźnikiem aktywności biologicznej – na Ziemi produkuje go wiele gatunków zwierząt, w tym wszystkie ssaki wskutek procesów trawienia. Jego nieobecność wcale nie przekreśla szans na znalezienie żywych organizmów poza Ziemią. Znamy mikroorganizmy, które nie mają żadnego związku z tym prostym związkiem chemicznym.

Pozostańcie z nami po więcej informacji z Czerwonej Planety!

Panorama z sol 395, autor: jmknap z www.unmannedspaceflight.com

Panorama z sol 395, autor: jmknap z http://www.unmannedspaceflight.com

Start satelity ISRO w listopadzie tego roku

Dwie migawki z wykładu przeprowadzonego przez prof. Udipi Ramachandra Rao w ogólnych zarysach tłumaczą koncepcje misji marsjańskiego orbitera ISRO. Obie dołączam do posta. Wykład skierowany do studentów Politechniki Kalinga w Indiach dotyczył istniejących problemów w eksploracji kosmosu.

Na pierwszym obrazku możecie zobaczyć plan lotu indyjskiego robota. Od chwili startu wspomaganego potężną rakietą PSLV-XL w listopadzie tego roku orbiter ma spędzić 299 dni pokonując dystans między planetami i w sierpniu 2014 roku wstąpić na eliptyczną orbitę dookoła naszego rdzawego sąsiada.mars-orbiterKolejna grafika pokazuje wyposażenie indyjskiego satelity. Zadaniem misji będzie eksploracja Marsa pod kątem obecności życia lub szans na jego pojawienie się. Misja ma m.in. wyjaśnić zagadkę metanu w atmosferze Marsa. Całkowity bagaż naukowy satelity ma ważyć ok. 15kg.

żródło: ISRO

żródło: ISRO

W trakcie wykładu prof. Ramachandra podkreślał zasługi indyjskiego programu kosmicznego w zdobywaniu przestrzeni pozaziemskiej. Indyjska misja Chandrayaan-1 jako pierwsza dostarczyła dowodów na istnienie wody na Księżycu w 2008 roku.

Pomimo silnej krytyki Indie nie zamierzają porzucić swoich kosmicznych ambicji. Zdaniem kierujących Indyjską Agencją Badań Kosmicznych jest wiele nierozwiązanych problemów z którymi borykają się naukowcy i astronauci. Indie oferują 16 i pół tysiąca ekspertów skłonnych szukać rozwiązań.

na podst. astrowatch.net oraz indianexpress.com

Pierwsze kroki Autonav – sol. 376

MSL NewsW ostatnich solach piloci przetestowali system autopilota Curiosity­­. Dla przypomnienia, program Autonav został załadowany do komputera Curiosity wraz z ostatnim update oprogramowania w maju tego roku. Dzięki niemu robot zyskał więcej niezależności w zakresie pokonywania zadanej z Ziemi trasy a misja zaoszczędzi trochę czasu. Więcej o programie możecie dowiedzieć się z klipu tutaj.

W trakcie sol 376 piloci skierowali łazika na trasę, której część kryła się za niewielkim wgłębieniem w terenie. Zespół z Pasadeny nie wiedział, co czeka na robota za niewielkim stokiem więc nadarzyła się doskonała okazja przetestować nowe oprogramowanie. W ten sposób około 10. z 43. metrowej jazdy tego dnia Curiosity pokonała według własnego uznania.

Curiosity wykonuje serię zdjęć stereo a jej komputer przetwarza je tworząc przestrzenny obraz przeszkód i nienadającego się do jazdy terenu. Następnie analizuje wszystkie potencjalne ścieżki prowadzące do zadanego punktu i wybiera najlepszą tłumaczy Mark Maimore, inżynier odpowiedzialny za mobilność łazika w JPL.

Od czasu opuszczenia Gleneleg Curiosity pokonała prawie półtora kilometra. Dystans dzielący robota z docelowym „wejściem” na zbocze Aeolis Mons to 7,18 km. Te wyliczenia powstały na podstawie zdjęć satelitarnych z kamery HiRISE. Faktyczny dystans będzie zależał od działań Curiosity i zostanie obliczony na podstawie danych z powierzchni Marsa.

Na swojej drodze do celu łazik MSL ma zaplanowane kilka punktów, w których możliwy będzie dłuższy postój. Te punkty na zdjęciach z HiRISE wyglądają na interesujące pod kątem geologii i leżą blisko optymalnej trasy do Góry Sharpa. Zatrzymamy się przy każdym na kilka soli aby przeprowadzić badania, nie wykluczone, że zdecydujemy się wiercić w jednym jeśli okaże się naprawdę interesujący powiedział John Grotzinger, kierujący badaniami geologicznymi w MSL. Jak wiecie wiercenie oznacza dłuższy, nawet kilku miesięczny postój.

Pierwszy taki punkt znajduje się niecałe pół kilometra od łazika. Naukowcy podejrzewają, że znajdą tam odsłoniętą skałę macierzystą.

na podst. jpl.nasa.gov

PS. Dodałem niedawno link do strony New York Times, na którym można prześledzić wędrówkę łazika sol po solu wraz ze zdjęciami i krótkim opisem po angielsku. Polecam!