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

Curiosity zaktualizowany

Zdjęcie jest kombinacją obrazów z trzech orbiterów marsjańskich. Ukazuje krater Gale z górą Mount Sharp w centrum. Po kliknięciu widoczna jest elipsa w obrębie której miał wylądować łazik i zaznaczone jest jego dokładne położenie.

Curiosity właśnie zakończył proces aktualizacji oprogramowania. Teraz oba komputery pojazdu są już przystosowane do jazdy i manipulowania ramieniem robo tycznym. Aktualizacja pozbawiła ich natomiast zbędnych już teraz linijek kodów dotyczących lotu na Marsa i procesu lądowania.

Po wykonaniu i „odhaczeniu” tej jakże ważnej czynności przyszedł czas na kolejną fazę testów instrumentów naukowych działających na sondzie. Łazik wykona bardziej szczegółową kontrolę swojej aparatury. Przetestuje po raz pierwszy spektrometr neutronów DAN jak również spektrometr promieni X APXS, wykona także kolejne testy systemu do analiz chemicznych i mineralogicznych CheMin.

W tej fazie trwają również przygotowania do pierwszej jazdy łazika, która będzie miała miejsce za około tydzień. Jazda ta nie będzie jeszcze miała konkretnego celu naukowego. Chodzi tu bowiem jedynie o sprawdzenie systemu jezdnego i kondycji zawieszenia. Pierwsza przejażdżka polegać będzie na krótkim ruchu w przód, po którym nastąpi skręt i kilkumetrowa jazda w tył.

Obraz z MRO, w fałszywych kolorach. Ukazuje zróżnicowanie terenu, w którym wylądował łazik. Zdjęcie zorientowane północ(góra)-południe(dół)

Po jazdach testowych poznamy prawdopodobnie pierwszy cel łazika i plany trasy. Tymczasem trafiają do nas kolejne zdjęcia z instrumentu HiRISE w sondzie MRO. Ukazują one najbliższe okolice łazika. Zdjęcie jest zmodyfikowane fałszywymi kolorami by wskazać różnice w geologii. Widać na nim między innymi obszar tuż wokół łazika wzburzony przez silniki obniżające oraz wydmy na południe od strefy lądowania, widoczne także na panoramach.

W najbliższym czasie łazik stworzy kolejną panoramę, która wyceluje wyżej i pokaże w całej okazałości szczyt Mt. Sharp po środku krateru(początkowo nie było to możliwe, bo łazik miał zaprogramowane zadanie wykonania panoramy jeszcze przed lądowaniem, kiedy nie znane było jego dokładne położenie i orientacja). Dośle także zdjęcia brakujące w pierwszej panoramie wysokiej rozdzielczości.

Pierwsze naukowe cele podróży Curiosity poznamy już wkrótce, pracuje nad tym kilkuset ludzi. Wielu z nich wytacza potencjalne szlaki wspinaczki pod Mt Sharp. Po teście zawieszenia i systemów mobilnych przyjdzie czas na sprawdzenie funkcjonalności manipulatora, który już niebawem zacznie wiercić i badać pierwsze próbki.

Pozostańcie z nami na bieżąco!

na podstawie: http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/news/msl20120814.html

Jeden grosik w kieszeni Curiosity

W wiadomościach o wyposażeniu MSL kilka razy mówię o konieczności kalibrowania (kamery, spektrometru itd). Jednym z ostatnich newsów na oficialnej stronie misji jest zdjęcie i wyjaśnienie czym jest tabliczka prymocowana do boku Curiosity.

Widoczna na zdjęciu tablica służy utrwaleniu pewnych wartości (wymiarów), do jakich naukowcy będą odnosić się analizując materiały dostarczone przez aparat MAHLI.

Ciekawe że znajduje się na niej moneta o nominale 1 centa, zwrócona stroną w stronę obserwatora. Tradycyjnie geologowie fotografują skały z takim właśnie punktem odniesienia (monetą, linijką) pozwalającym oddać wielkość fotografowanej rzeczy.

 Z amerykańskiego grosza spoglądać na Mars będzie prezyden Lincoln a moneta datowana jest na 1909 rok.

Inne obszary na tablicy (kolorowe pola, kreski i kropki) służą właściwej kalibracji wymiarów oraz kolorów odbieranych przez kamery. Jeśli nie ulegną przekształceniu, wszystkie zdjęcia dostarczone przez kamery MAHLI będą oddawały rzeczywistość z dużą dokładnością. Materiały z powierzchni planety przesyłane przez poprzednie misje, które już widzieliście, były barwione tu, na Ziemi.