Cum Funcționează Rovers Exploration Mars

{h1}

Cea de-a doua misiune de explorare a planetei mars exploration, oportunitate, a aterizat cu succes și acum trimite fotografii uluitoare. Vedeți despre ce sunt aceste rovers-uri de înaltă tehnologie.

Pare destul de ușor: dacă putem exploda un om pe lună pentru o rundă de golf, de ce trebuie să trimitem roboți pe Marte?

Marte, la urma urmei, este planeta care seamănă cel mai mult cu Pământul - adică dacă Pământul a avut o temperatură medie de minus 81 grade F (minus 63 grade C) și a fost ostensibil lipsit de viață [sursa: Explorare pe Marte]. Totuși, modelele sale geologice seamănă cu o varietate de locuri cu care suntem familiarizați pe Pământ, de la vechile țări, inundate și erodate ale statului Washington, până la deșerturile Death Valley și permafrostul Antarcticii.

Desigur, asta nu înseamnă că o misiune personală în Marte este asemănătoare cu o vacanță în California. Rovers-urile au permis programelor spațiale să nu exploreze doar suprafața marțiană, ci și să rezolve unele dintre problemele care ar apărea dacă ar fi într-o zi să trimitem femei sau bărbați pe planetă.

Dispeceratul unui rover nu este la fel de ușor decât trimiterea unei mașini cu un copil cu un walkie-talkie înclinat pe acoperiș. Vom explora atât tehnologia, cât și instrumentele utilizate pe Row Exploration Mars (Mars Exploration Rovers), în timp ce vom analiza și modul în care comunică cu Pământul. Iar tehnologia nu dezamăgește; rover Curiosity, lansat în 2011, are instrumente care aparțin cu adevărat unui film de science-fiction. (Sugestie: lasere.)

Până în prezent, au fost mai mult de 40 de încercări de a lua contact cu Marte. Primele cinci misiuni au avut loc din 1960 până în 1962, de către fosta URSS. Toate misiunile erau flybys ale planetei, ceea ce înseamnă că navele au fost lansate pe orbita lui Marte pentru a trimite imagini înapoi. Misiunile respective au fost toate eșecurile; ori nava spațială nu a ajuns pe planetă sau nava spațială s-a despărțit în timpul călătoriei. Prima misiune de succes a fost călătoria din 1964 de către Mariner 4, o ambarcațiune din Statele Unite, care a returnat 21 de imagini ale planetei.

De atunci, Statele Unite, fosta URSS, Japonia și Agenția Spațială Europeană au lansat toate misiuni pe Marte. În paginile următoare, vom explora nu doar eroii înșiși, ci și câteva dintre descoperirile pe care le-au făcut. Să trecem la pagina următoare pentru a vedea de ce, mai exact, trimitem rovers-uri în primul rând.

De ce trimiteți Rovers?

Acești șase tipi sunt la fel de apropiați pe cât am ajuns să îi trimitem pe Marte. Echipajul format din șase persoane al misiunii Mars500 de 520 de zile a suferit simularea înfiorătoare a unui zbor spre planeta roșie.

Acești șase tipi sunt la fel de apropiați pe cât am ajuns să îi trimitem pe Marte. Echipajul format din șase persoane al misiunii Mars500 de 520 de zile a suferit simularea înfiorătoare a unui zbor spre planeta roșie.

Așadar, dacă suntem atât de avansați și de fantezie încât putem construi roboți extrem de complicați pe Marte, de ce nu putem doar să-l trimitem pe Terry Astronautul? Cel mai important motiv este probabil și cel mai evident: probabil că Terry nu ar ajunge acolo.

Adică, doar aproximativ o treime din misiunile lansate până acum au avut „succes”, ceea ce înseamnă că au făcut o călătorie pe Marte intactă. Deși este ușor să fii optimist în legătură cu aproape o treime din rovers-urile care ne-au furnizat informații valoroase, nu este la fel de ușor să înveselești un istoric ca acela când Terry Astronautul este în imagine. Puțini dintre noi se bucură de șansele de a muri la fiecare trei zile la serviciu.

Costul, desigur, este un alt factor. Deși Curiosity, cel mai recent rover care face parte din misiunea Mars Science Laboratory a NASA, a costat o creștere de 2,47 miliarde de dolari, NASA încă nu a trebuit să țină cont de lucruri neplăcute, cum ar fi să permită cuiva să respire oxigen [sursa: Space.com]. Sau întoarce-te de pe Marte, pentru asta. Rețineți că roverii ajung să rămână pe Marte pentru totdeauna când am terminat cu ei, dar călătoria Terry Astronautului este mai mult o vacanță decât o mutare. Și asta înseamnă alimente, combustibil, eliminarea deșeurilor și o multitudine de alte costuri - de două ori.

Dincolo de logistică și costuri, sunt multe necunoscute despre modul în care sistemul uman ar putea reacționa la o atmosferă precum Marte. Deoarece Marte nu are câmp magnetic, oamenii ar primi doze năstrușnice de radiații cosmice - nu este o problemă pe Pământ, unde câmpul magnetic al planetei lucrează pentru a-l bloca. O călătorie de 1.000 de zile pe Marte are potențialul de a conduce la 40% din șansele ca astronautul să dezvolte cancer după întoarcerea pe Pământ - nu neapărat ceva pe care mulți oameni îl caută atunci când fac un interviu pentru un loc de muncă [sursa: NASA Science]. Rețineți că, de asemenea, dacă Terry Astronautul este și Terry the Woman, are un risc și mai mare: A avea sânii și organele reproducătoare feminine prezintă aproape dublul riscului de cancer [sursa: Știința NASA].

Deci, fără Terry, astronautul să se înscrie la doze masive de raze provocatoare de cancer, am rămas cu exploratori robotici. Accesați pagina următoare pentru a afla despre unele misiuni pe Marte.

Fundal de explorare pe Marte

Proiectul Viking al NASA a devenit chiar prima misiune a SUA de a debarca cu succes o navă spațială pe suprafața Marte. Această poză arată o versiune de testare a unui lander viking, în original

Proiectul Viking al NASA a devenit chiar prima misiune a SUA de a debarca cu succes o navă spațială pe suprafața Marte. Această filmare arată o versiune de testare a unui lander viking din „Mars Yard” original construit la Laboratorul de Propulsie Jet de la NASA în 1975.

Cel mai ispititor despre explorarea lui Marte este promisiunea de a găsi apă - sau dovezi anterioare ale apei. "Apa este esențială pentru că aproape peste tot pe unde găsim apă pe Pământ găsim viață", subliniază site-ul web al NASA. "Dacă Marte a avut cândva apă lichidă, sau încă o face astăzi, este convingător să ne întrebăm dacă s-ar fi putut dezvolta forme de viață microscopice pe suprafața sa."

Primele misiuni pe Marte au fost flybys; asta înseamnă că pur și simplu orbitau nave care trimiteau înapoi fotografii ale planetei. Primul a fost Mariner 3 în 1962; cu toate acestea, prima orbită de succes și fotografii au venit în 1965 de la Mariner 4. Când flybys-urile s-au încheiat în 1969, următoarea serie de misiuni a fost denumită Orbiter. NASA a proiectat aceste nave spațiale pentru o orbitare pe termen lung în jurul Martei, colectând fotografii. Mariner 9, în 1972, a fost primul care a făcut fotografii pe întreaga suprafață a lui Marte.

Misiunile de orbitare au continuat, inclusiv lansarea în 2005 a Mars Reconnaissance Orbiter. Orbitarul ar putea observa obiecte la fel de mici ca o farfurie pentru cină, în timp ce transporta, de asemenea, sunete pentru a găsi apă subterană. Poate cel mai important, este încă utilizat ca instrument de comunicare crucial pentru reluarea informațiilor la controlul misiunii.

Dar să ne rătăcim acum către predecesorii roverilor. Viking 1 și 2, care a fost lansat la mijlocul anilor '70, ambele au avut Landers care cobora la suprafața lui Marte. Au fost primii care au descoperit că Marte se auto-steriliza, ceea ce înseamnă că combinația radiațiilor ultraviolete cu solul uscat și natura oxidantă a chimiei solului împiedică formarea organismelor.

Când ne gândim la mașini mai moderne care aterizează pe Marte, începem de obicei cu misiunea Pathfinder din 1995. Pathfinder-ul era alcătuit dintr-un lander, echipat cu o parașută pentru a intra în atmosfera lui Marte și roverul Sojourner. Echipamentul a returnat mii de imagini, precum și 15 analize chimice ale datelor despre sol și vreme.

În 2003, echipa de misiune Mars Exploration Rover a lansat Spirit și Oportunitate, una dintre care încă traversa planeta la sfârșitul anului 2011. Să trecem la pagina următoare pentru a afla mai multe despre acei rovers, tehnologia și descoperirile lor.

Spirit și Oportunitate

Se pare că spiritul și oportunitatea nu sunt doar cuvinte pe care le folosim pentru a ne simți mai bine atunci când suntem deprimați. În 2003, NASA a lansat rover-urile numite vesele Spirit și Oportunitate, care au pornit într-o misiune de o mobilitate și o distanță mult mai mari decât Pathfinder.

Atât rovers-urile au câteva caracteristici de remarcat. Ambele pot genera energie electrică din panouri solare și o pot păstra în baterii interne. Doar în cazul în care sunt mici bărbați verzi în apropiere, roversii pot lua imagini color de înaltă rezoluție sau pot scoate la iveală camere de mărire pentru oamenii de știință din Terra pentru a cerceta obiectele. Spectrometre multiple pe brațul rover-urilor folosesc tot felul de trucuri pentru a determina compoziția rocilor, inclusiv urmărirea câtă căldură dă un obiect și arde particule alfa asupra sa. Spirit și Oportunitate au fost, de asemenea, echipate cu un burghiu instalat (Rock Abrasion Tool) pentru a se plia pe suprafața planetei.

Corpul roverului se numește cutie electronică caldă (WEB). O punte de echipament se află deasupra roverului, unde se află catarg (sau ochi de periscop) și camerele de locuit se află. Pereții pictați în aur ai corpului roverului sunt proiectați să reziste la temperaturi minus140 grade F (minus 96 grade C). În WEB-ul roverului se află baterii cu ioni de litiu, radiouri și elemente electronice precum spectrometre, toate necesitând căldură pentru a funcționa. Creierul rover-ului este un computer comparabil cu un laptop performant, puternic, dar cu funcții speciale de memorie care nu se vor distruge cu radiații și opriri. De asemenea, calculatoarele verifică continuu temperaturile pentru a asigura un rover „sănătos”.

Ceea ce a găsit spiritul și oportunitatea a fost un credit pentru tehnologia care le-a permis să exploreze Marte. În câteva luni de la aterizare, Oportunitatea a descoperit dovezi de apă sărată, ceea ce lasă deschisă posibilitatea existenței vieții (și a indicațiilor fosile) la un moment dat pe planetă. Spirit s-a dat peste roci care arăta spre o Marte anterioară, neliniștită, marcată de impacturi, vulcanism exploziv și apă subterană [sursa: NASA Mars].

Vom învăța despre unele caracteristici și explorări ale unor rover-uri mai recente, dar mai întâi să trecem încet spre pagina următoare și să analizăm unele dintre echipamentele și științele pe care le are Spirit și Oportunitate.

Ține Rovin '

În primul rând, trebuie menționat faptul că, deși Spirit nu a transmis niciun mesaj din 2010, Oportunitatea continua să lucreze în orele de lucru de pe Marte și trimite informații înapoi pe Pământ în 2011. De fapt, ca orice pământ, cercetașii Oportunității se ridică. pentru iarnă pentru a obține cea mai mare energie solară stocată în bateriile sale.

Ce se întâmplă în și în Rover

Această diagramă arată toate dispozitivele și gadgeturile cu care Spirit și Oportunitate au fost echipate.

Această diagramă arată toate dispozitivele și gadgeturile cu care Spirit și Oportunitate au fost echipate.

Doar spunând că Spirit și Oportunitate au camere de luat vederi și unele echipamente radio fanteziste nu le taie. Cu 384 de lire sterline (170 de kilograme) fiecare - și un total de 850 de milioane de dolari pentru a construi - mai bine credeți că echipamentul nu este doar MacBook-ul dvs. de încredere, suprasolicitat la un radio AM / FM.

În primul rând, a camera panoramica este montat pe fiecare rover pentru a oferi un context geologic mai mare. Amplasată pe catarg la aproximativ 1,5 metri de pământ, aparatul foto nu doar prinde imagini color, ci poartă 14 filtre diferite care pot identifica țintele de rocă și sol pentru aspecte mai apropiate.

A spectrometru de emisie termică în miniatură identifică mineralele din sit cu puțin ajutor din lungimile de undă în infraroșu. Este folosit pentru a găsi modele distinctive care ar putea arăta mișcarea apei. Pe brațul rover este un Spectrometru Moessbauer, care este plasat direct pe eșantioane pentru a găsi minerale portabile de fier, un alt instrument care ajută la determinarea modului în care apa a afectat solul și roca.

Pentru a determina compoziția rocilor, an Spectrometru cu raze X cu particule alfa este utilizat - același tip găsit în laboratoarele de geologie, care îi ajută pe oamenii de știință să determine originile și modificările probelor. Instrumentul de imagistică microscopică poate investiga cu atenție formarea și variațiile rocilor.

Marte spre pământ, mă poți citi?

Dar cum să ajungem să aflăm de fapt aceste descoperiri uimitoare pe care le fac Duhul și Oportunitatea? Ei bine, nu este tocmai configurarea radioului de șuncă al strănepotului tău. În timp ce există, de asemenea, un radio UHF cu putere redusă și cu viteză mică, cu o rată redusă a datelor, este utilizat în principal ca rezervă și în stadiul de aterizare.

În general, orbiterii comunică doar aproximativ trei ore de informații direct pe Pământ. Restul este de fapt interceptat și trimis la orbitarea Mars Odyssey și Mars Global Surveyor, care transmit pe Pământ - și invers. Orbitrul se deplasează de la orizont la orizont în aproximativ 16 minute; 10 din acele minute pot fi utilizate pentru comunicarea cu roversii [sursa: NASA]. Dacă ar fi să ghicim, pot fi trimise pe Pământ aproximativ 10 megabyte de date zilnice. Acest lucru este deosebit de util, deoarece orbitorii sunt în contact mai strâns cu ambii rover și au o fereastră mult mai lungă pentru a comunica cu Pământul decât oricare dintre rover.

Călătorii folosesc fiecare două antene pentru comunicare: a antena cu câștig mare care se poate orienta pentru a transmite informații către o antenă de pe Pământ și antena cu câștig redus care poate primi și trimite informații din fiecare direcție la o rată mai mică decât antena cu câștig mare. Toate aceste comunicări au loc pe Rețeaua spațială profundă (DSN), o rețea internațională de antene cu facilități de comunicare în deșertul Mojave din California, Madrid, Spania și Canberra, Australia.

Aduceți-vă pe pagina următoare pentru a afla ce face un rover într-o zi obișnuită.

Curios puternic

Roverul Curiosity care găzduiește laboratorul de științe Marte este aproximativ de două ori mai mare decât dimensiunea spiritului și a oportunității. La aproximativ 10 metri lungime și 7 metri înălțime, roverul cântărește aproximativ 2.000 de kilograme (900 de kilograme) și este proiectat cu o suspensie "balansoară" care echilibrează vehiculul pe un teren stâncos marțian.

O zi în viața unui rover

O hartă a călătoriilor Oportunității pe Sol 2756, sau la 2.756 de zile de la aterizarea pe Marte.

O hartă a călătoriilor Oportunității pe Sol 2756, sau la 2.756 de zile de la aterizarea pe Marte.

În timp ce roverii nu pun cu brio un ceas în fiecare dimineață, ei trimit imagini, împreună cu datele despre instrument și stare, înapoi șefilor lor de pe Pământ.

Extrapolând din date, oamenii de știință trimit rover comenzi în timpul ferestrei de trei ore de comunicare directă cu antena cu câștig mare. Roverul este apoi pe cont propriu timp de 20 de ore, efectuând comenzi și trimitând date de imagine către cei doi sateliți aerieni. Comandanții roverului îi pot spune să se deplaseze spre o piatră nouă, să macină o piatră, să analizeze o piatră, să facă fotografii sau să strângă alte date cu alte instrumente.

Roverul și oamenii de știință repetă acest model timp de 90 de zile. În acel moment, puterea roverului va începe să scadă. De asemenea, Marte și Pământ vor fi din ce în ce mai departe, ceea ce va face comunicarea mai dificilă. În cele din urmă, roverul nu va avea suficientă putere pentru a comunica, va fi prea departe sau va trece la o defecțiune mecanică, iar misiunea se va termina

Misiunea noastră este însă departe de a se termina. Haideți să facem o excursie la următoarea pagină unde vom afla totul despre cea mai nouă completare a aventurii de explorare pe Marte.

Laboratorul de Știință Mars și Roverul Curiosity

Ilustrat aici este unul dintre cei mai noi membri ai echipajului care călărește Marte: Curiosity.

Ilustrat aici este unul dintre cei mai noi membri ai echipajului care călărește Marte: Curiosity.

În noiembrie 2011, NASA a lansat Laboratorul de Știință Mars, care este conceput pentru a studia solul și roca pentru compuși sau condiții organice care ne-ar putea ajuta să înțelegem dacă Marte este sau poate vreodată să susțină „locuința” vieții pe planetă.. Laboratorul de știință Mars este de fapt o funcție a rover Curiosity, care găzduiește instrumentele științifice care vor colecta și analiza probe.

În 2004, NASA a selectat câteva propuneri diferite pentru investigații și echipamente pentru a fi incluse în laborator. Alături de Statele Unite și Canada, Spania și Rusia au, de asemenea, instrumente în misiune. Spania studiază Stația de monitorizare a mediului Rover, conceput pentru a analiza atmosfera și razele ultraviolete. Rusia a furnizat Instrumentul dinamic Albedo of Neutrons, care măsoară hidrogenul sub suprafața planetei, indicând apă sau gheață.

O suită de instrumente numită Analiza probelor la Marte va analiza probe. (Denumirea creativă nu este, în general, o prioritate pentru misiunile științifice.) După ce brațul roverului scoate probele, un cromatograf de gaze, un spectrometru de masă și un spectrometru cu laser vor măsura compușii conținând carbon și raporturile izotopilor, care indică istoria apei pe Marte. Un spectrometru cu raze X cu particule Alpha va măsura cantitatea de elemente diferite.

De asemenea, veți găsi următoarele instrumente la îndemână la laborator:

  • Un Raze X indicator de difracție și fluorescență pentru detectarea mineralelor din probe
  • A Imagini cu lentile de mână de pe Marte care pot face imagini cu mostre mai mici decât lățimea unui păr uman, care sunt utile pentru detalii și pentru a obține fotografii greu accesibile
  • A Mast Camera va realiza imagini color, panoramice din împrejurimi, precum și înregistrează imagini cu mostre. (Un separat Cameră descendentă va captura videoclip de înaltă definiție chiar înainte de aterizare.)
  • A Detector de evaluare a radiațiilor va măsura radiația, astfel încât să putem vedea dacă Terry Astronautul poate vizita vreodată în siguranță Marte - sau dacă poate exista vreo altă viață acolo.

Dar să fim sinceri: cea mai tare parte a laboratorului de știință Marte este probabil ChemCam, care „folosește impulsuri cu laser pentru a vaporiza straturi subțiri de material din roci marțiene sau ținte de sol până la 7 metri (23 de picioare) distanță” [sursa: Mars Science Lab Fact]. Acesta va determina ce atomi răspund la fascicul, în timp ce un telescop arată ceea ce laserul luminează. Aceștia îi vor ajuta pe oamenii de știință să stabilească exact ce le-ar plăcea ca roverul să călătorească sau să ridice. Dincolo de asta, este doar supercool să ai lasere pe roboți.

Dacă încă rătăciți pe țară sperând să aflați mai multe despre cel mai apropiat vecin planetar, navigați la pagina următoare pentru a afla multe mai multe informații despre modul în care funcționează roversii Marte.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Ce Se Întâmplă Dacă Pământul A Fost De Două Ori La Fel De Mare?
Ce Se Întâmplă Dacă Pământul A Fost De Două Ori La Fel De Mare?

Studiul Dezvăluie De Ce Învățăm Din Greșeli
Studiul Dezvăluie De Ce Învățăm Din Greșeli

Picioare De Porc Și Gecko Feet Inspire Materiale Medicale
Picioare De Porc Și Gecko Feet Inspire Materiale Medicale

Shine On: Fotografii Cu Exemplare Minerale Strălucitoare
Shine On: Fotografii Cu Exemplare Minerale Strălucitoare

Ingineria Cutremurului: O Clădire Poate Rezista La Cutremurul Din Northridge În 1994?
Ingineria Cutremurului: O Clădire Poate Rezista La Cutremurul Din Northridge În 1994?


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com