Mars rover Curiosity je lačen moči, narkoleptičnega in samotnega - toda ravno to je potrebno za raziskovanje osončja kot rock zvezde. Danes je rover medijski dragi. Kot vsaka človeška zvezdnica je tudi Curiosity pogosta selfieja, ima glasbeni video in parodični račun na Twitterju in je ovekovečen kot figura LEGO. Slavni robot ima celo nemirno preteklost.
Sorodne vsebine
- Curiosity Rover je pravkar dopolnil eno marsovsko leto
- Radovedna perspektiva visoke ločljivosti njegovega spusta na Mars
Leta 2008 je bilo podjetje Curiosity - tehnično imenovano Mars Science Laboratory - MSL - zelo zaskrbljeno, ker je zaostajalo za urnikom in preseglo proračun. Misija je bila NASA prvotno nameščena kot 1, 6 milijarde dolarjev vesoljsko plovilo, izstrelila pa naj bi se leta 2009. Vendar so številne tehnične ovire povzročile, da bo načrt izstrelitve zdrsnil na leto 2011, stroški pa so bili na 2, 5 milijarde dolarjev. Po besedah Roba Manninga, glavnega inženirja misije, lahko težave mlade radovednosti zasledimo do njegove najbolj znane lastnosti: sistema pristajanja z žerjavom.
Nebesni žerjav je bil kot jetpack, ki je na tetrah spustil rover na marsovsko površino. To je bil le en del v fazi misije, imenovani vstop, spust in pristanek (EDL). Inženirjem v Nasi so fazo EDL poimenovali tudi sedem minut groze, ker ko se je začela, se je vse avtomatiziralo in ekipa ni imela drugega, kot da bi jedla arašide in prekrižala prste.
Nebesni žerjav je bil povsem nov način za pristajanje vesoljskih plovil na Marsu, razvitih za namestitev enotonskega roverja Curiosity. Ker je bil tako nov in ker je pristanek na Marsu vedno izziv, sta oblikovanje in odpravljanje težav sistemov EDL postala velik del celotne zasnove misije, ki je zasenčila ostale potrebe roverja, pravi Manning v svoji novi knjigi Mars Rover Radovednost, ki jo je izdala Smithsonian Books.
Mars Rover Curiosity: Notranji račun glavnega inženirja Curiosityja
Iz prve roke je opisal preizkušnje in stiske inženiringa enega najbolj zapletenih kosov vesoljske tehnologije, Mars Rover Curiosity, ki ga je postavil njegov glavni inženir Rob Manning.
Nakup"Mislim, da je MSL-ov svetel in sijoč novi sistem EDL ... v resnici odvrnil vse nas od temeljev gradnje povsem novega in radikalno drugačnega roverja, " pravi. Manning skupaj z avtorjem uspešnice Williamom L. Simonom v knjigi pripoveduje o najvišjih in najnižjih radovednostih Curiosityja, ki pokuka v misli NASA in delavcev iz zasebnega sektorja, ki so se morali boriti, da bi to zdaj svetovno znano misijo poslali na Mars.
Na primer, osredotočenost na nebesni žerjav in drugo opremo EDL je pomenila, da je ekipa porabila manj časa za razmislek o viru energije Curiosityja. Prejšnja dva roverja, dvojčka Spirit in Opportunity, sta bila na sončni pogon. Trik je bil v tem, da so lahko nizi ustvarili približno 110 vatov, vendar je vsak rover potreboval 1500 vatov, da je bil popolnoma uporaben. Po Manningovih besedah je bila rešitev, da roverji postanejo narkoleptični - budni bi bili le nekaj ur vsakega marsovskega dne in bodo črpali energijo iz vgrajene baterije za vožnjo ali izvedbo poskusov. Potem bi se naspavali in se spet zbudili, da bi naredili več dela. "Dan v življenju roverja je nekoliko bolj podoben staremu psu kot dirkalniku, " piše Manning.
Medtem ko je bil Curiosity opremljen z jedrskim virom energije namesto sončnih panelov, je bil tudi veliko večji stroj, ki je nosil 11 zapletenih znanstvenih instrumentov in kamer. Poleg napajanja za splošne operacije bi bilo treba te instrumente segreti, da bi lahko pravilno delovali na hladnem Marsu. Približno leto pred datumom predstavitve leta 2009, ko so se pojavile podrobnosti o nekaterih znanstvenih instrumentih, je ekipa ugotovila, da je tudi baterija Curiosity premajhna za nalogo. Uporaba večje baterije brez iskanja drugih mest za obrezovanje bi roverja preveč težka za pristanek.
Od tam se pojavljajo težave, vključno s skrbmi o tem, da bi veter odpihnil vzorce kamnin, preden jih je bilo mogoče analizirati, in znaki, da bi ločevanje roverja od privezov nebesnega žerjava kratko priklopilo na ključno komunikacijsko povezavo med pristankom. Zamude pri pošiljanju dokončane strojne opreme za sestavljanje vesoljskega plovila so pomenile, da je NASA morala poklicati in sporočiti, da bodo zamudila izstrelitveno okno leta 2009.
"Ko vaš rover zgreši to okno ... stroški samodejno narastejo in to je samo za" taksi števec "ekipe, ki mora čakati dlje, da se zaposli, " pravi Manning. Srebrna obloga je bila ta, da je dodatni čas ekipi omogočil, da se loti ročic - popravi vezje, dela v večji bateriji - in se uspešno zažene 26. novembra 2011.
Inženir JPL preverja premike robotske roke na testni različici roverja Curiosity. (NASA / JPL-Caltech) 
Grafični prikaz prikazuje več korakov, ki jih je moral narediti Radovednost, da varno pristane na Marsu. (NASA / JPL-Caltech) 
Inženirji JPL praznujejo trenutke po potrditvi, da je Curiosity varno pristal na Marsu. (NASA / JPL-Caltech) 
Skalni izliv razkriva zaobljene kamne, ki so jih odtrgali iz sedimentne kamnine, znak, da je ta del Marsa nekoč tekel potok. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
Prvi vzorec kamnine v prahu je bil dostavljen v laboratorij za kemijo roverja februarja 2013. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
Eksperiment s kemijo in mineralogijo (CheMin) na roverju Curiosity je svoj prvi rentgenski vzorec tal opravil oktobra 2012. Rezultati so pokazali kemijske podpise mineralov, ki kažejo, da je marsovska umazanija zelo podobna vulkanskim tlom na Havajih. (NASA / JPL-Caltech / Ames) 
Radovednost je novembra 2013 posnela svoje levo sprednje kolo, kjer je odkrila strganje, vdolbine in celo preboje zaradi kotaljenja po ostrih skalah. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
Radovednost je bila nazadnje vrtala v osnovo Mount Sharp septembra, da bi zbrala vzorce za analizo. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) Podjetje Curiosity od svojega hvalevrednega pristanka avgusta 2012 pošilja nazaj veliko količino podatkov, od posnetkov Marsa in njegovih luč do visoke ločljivosti do prvih jasnih znakov, da je pitna voda, ki je sposobna podpirati življenje, nekoč tekla na površju planeta. Nekaj več kot leto dni misije je rover dosegel svoj glavni cilj, bazo marsovske gore z imenom Mount Sharp. Sloji izpostavljene usedline bi lahko znanstvenikom povedali več o navidezni življenjski preteklosti Marsa in morda celo ohranili sledi primitivnega življenja.
"Vsi smo bili popolnoma zlomljeni, ko je prva vrtalna luknja razkrila kraj na Marsu, ki je bil naseljen pred več milijardami let, " pravi Manning. "To, kar imamo tukaj, je kraj, ki ne samo da bi lahko podpiral življenje, ampak bi lahko, če bomo še naprej iskali, kraj, ki je kemično hranil te zapise. To je tisto, kar nas je vodilo k temu, da smo se usmerili na hrib. "
Cestno potovanje ni minilo brez krčev, glavni med njimi pa je nepričakovana obraba koles Curiosityja. Ko so bila kolesa zasnovana, je bila glavna skrb, da se bo v pesek zataknil preveč težak rover - usoda, ki je konec leta 2010 za roverja Spirit naredila konec, zato je ekipa Curiosityja s šestimi velikimi kolesi delovala kot naprave za flotacijo, pravi Manning. Vsako široko, dunebuggy-esque kolo je bilo votlo iz bloka lahkega aluminija.
Kar ekipa ni vedela, je, da bi se rover moral voziti čez skodrane vetrove, vgrajene v glino, ki deluje kot postelja z nohti. Te ostre skale so začele raztrgati kolesa, Manning pa predvideva, da bo kovinski drog nekega dne lahko vdrl v notranje kabli roverja, kar je ogrozilo misijo. Do takrat pa moramo "pot natančno izbrati, " pravi Manning. "Razmišljamo tudi o spremembah programske opreme, ki bi zmanjšale škodo z zagotavljanjem, da se kolesa pospešijo, ko se kolo vzpenja čez skalo. To zmanjšuje obrabo. "
Zametki kažejo, kako lahko vsaka misija na Marsu nadgradi zmogljivosti naslednje, v knjigi poudarja Manning, ko opisuje izkušnje, pridobljene iz vesoljskih plovil, ki so se vrnila v vikinge v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Nekaj izkušenj Curiosityja že dobro uporablja pri načrtovanju naslednjega roverja Mars, ki naj bi bil predstavljen leta 2020, in v sistem za pristajanje ljudi na Marsu z napihljivim diskom in padalom naslednje generacije.
Manning dodaja, da Curiosity in njegov Marsovski sorodnik inženirjem omogočajo razvoj tehnologij, kot je programska oprema za avtonomno vožnjo, ki bo verjetno ključnega pomena za bodoče roverje, ki se bodo podali v še bolj oddaljene kraje, kot sta ledena luna Jupiter in Saturn. "Če se odpravite na zunanje planete ali na lune, kot so Evropa, Ganymede in Enceladus - v vseh primerih potrebujete vozilo, ki ima pametne avtonomije, " pravi Rob Manning, trenutno Mars inženirski direktor za NASA-in laboratorij za reaktivni pogon. "Ne plešemo ga kot avtomobil na daljinsko upravljanje. Povemo mu, kam bi radi šli, njegova naloga pa je, da ugotovi, kako priti. "
Toda Manning bolj kot tehnična razkritja meni, da je zgodba o radovednosti pomembna za človeštvo na veliko bolj osnovni, skoraj eksistencialni ravni. "Mislim, da je sporočilo, da čeprav je bil MSL velik NASA-jev proračun (vsaj velik po današnjih standardih), ga ne gradijo abstraktni inženirji in znanstveniki, ki delajo v brezkončnih ustanovah, " pravi Manning. "Namesto tega ga gradi kup ljudi. Ljudje so prav tako človeški, enako zmotni in enako inteligentni kot večina ljudi, ki jih poznate. … To je navsezadnje človeško prizadevanje in imamo srečo, da smo del tega. ”
