Astronautika: misije

Novi marsovski rover nije snimio jednu od najspektakularnijih slika koje smo videli kako se 'Perseverance' spušta i sleće na Mars. Govorimo, naravno, o ovoj spektakularnoj slici na kojoj se vidi kako se kapsula misije 'Mars 2020' sa roverom unutar nje spušta prema površini dok visi s najvećeg padobrana ikad otvorenog na Marsu:

1
'Mars 2020'
 tokom spuštanja snimljen kamerom HiRISE orbitera MRO. U bekgraundu se vidi krater Jezero, nazvan prema jednom selu od 1000 stanovnika u Republici Srpskoj. Iako je selo sa većinskim srpskim stanovništvom, veliki broj medija pominju da se radi o bosanskom selu. I u Srbiji postoji selo s tim imenom.

Fotografiju je snimila 18. februara 2021. kamera HiRISE Nasine sonde MRO (Mars Reconnaissance Orbiter). Ono što iznenađuje jeste to da je ova sonda već četvrti put pokušala da snimi spuštanje na površinu Crvene planete. I u tri od ovih pokušaja uspela je. Kako je to izvela? Da vidimo. MRO je lansiran 2005. godine kao svojevrsna poboljšana verzija MGS-a (Mars Global Surveyor). Njen glavni instrument je kamera HiRISEHigh Resolution Imaging Science Experiment), teleskop opremljen primarnim ogledalom prečnika pola metra, koji je pretvorio MRO u pravi špijunski satelit sposoban da postigne rezoluciju do 30 santimetara po pikselu. MRO se nalazi na gotovo kružnoj heliosinhronoj orbiti oko Marsa, na visini od oko 300 kilometara i sa brzinom od oko 3,2 kilometara u sekundi. Obzirom na ove karakteristike, ne čudi da HiRISE može da prepozna tako mali objekat poput sonde koji putuje kroz atmosferu Crvene planete, ali je očito da su tehničke poteškoće uključene u ovaj zadatak ogromne.

2
Nasina sonda MRO
. 2007. okrenuo se i slikao Zemlju i Mesec, a 2010. NASA je otvorila konkurs u kome je i običan svet mogao da sugeriše šta bi oni voleli da se slika na Marsu.

3
Kamera HiRISE
. Ima 65 kg, a prema projektu Lunarne i planetne laboratorije univerziteta Arizone napravila ju je korporacija 'BallAerospace & Technologies'. Nešto razmišlja,gde smo mi... zamisli da naš tehnološki faks iz Niša projektuje nešto što leti 15 godina oko Marsa. Mi se još uvek vrtimo oko mita i lažiranih doktorata.

Prvi put je pokušano snimanje sonde koja se spušta kroz atmosferu Marsa 2008. godine, kada je sonda 'Phoenix' trebala da sleti na Crvenu planetu. Nekoliko nedelja pre sletanja, inženjer Wayne Sidney iz 'Lockheed Martin Space Systemsa' shvatio je da relativni položaj 'Phoenixa', gledano sa MRO-a tokom ulaska u atmosferu, nije previše zakrivljen, što bi omogućilo orbiteru da gotovo kontinuirano bude usmeren prema mestu gde bi trebalo da se nalazi kosmička letilica. HiRISE je dizajniran tako da senzor kamere kreira sliku istom brzinom kojom tlo prolazi ispod letilice na orbiti – dizajn poznat kao pushbroom skeniranje – što pojednostavljuje operacije kartografisanja. Ali ako je ono što želite da slikate neki objekat koji se ne nalazi u nadiru sonde – tj. u vertikali – morate čitavu letilicu da rotirate na takav način da je brzina skeniranja pejzaža analogna fotografiranju po vertikali. Tim MRO-a je smatrao da to neće predstavljati problem, iako će 'Phoenix' gledano sa orbitera biti gotovo na horizontu. Međutim, bilo je potrebno izračunati da slika ima odgovarajući šum signala za vreme izlaganja i udaljenost do cilja, što je u ovom slučaju iznosilo 792 kilometara u pravoj liniji. Drugim rečima, cilj je bio sprečiti da slika bude preeksponirana ili pretamna. Nakon mnogih proračuna utvrđeno je da je to moguće i NASA je odobrila plan u poslednjem trenutku. 25. maja 2008. 'Phoenix' je ušao u atmosferu Marsa. MRO je morao da se iskrene za više od 60° kako bi se usmerio prema ciljanom području.

4
Sletanje 'Phoenixa' na Mars, kako ga je snimio HiRISE. Iako izgleda kao da će sleteti u krater Heimdal (Ø10 km), sonda je sletela 20-ak km dalje. Slika je nastala odmah po otvaranju padobrana, dok je sonda bila na visini od oko 13 km. MRO se nalazio na visini od 310 km, kružio je oko Marsa brzinom od 3,4 km/s.

Brzina i položaj MRO-a bili su vrlo precizno poznati, ali trajektorija 'Phoenixa' ne toliko. Zato se NASA nije previše nadala. Bilo je vrlo verovatno da 'Phoenix' neće biti uhvaćen u kadru. Ali jete. MRO je uspeo da uhvati padobran 'Phoenixa' prečnika 10 metara na visini od oko 3 kilometra, samo 3 minute pre sletanja. Kao da to nije bilo dovoljno, na slici je bio zabeležen toplotni štit i, u pozadini, fotogenični krater Heimdall promera 10 kilometara, dajući slici gotovo nerealan karakter.

5
HiRISE-ov snimak 'Phoenixa' i njegovog termoštita.

2012. godine došao je red na sledeću Nasinu misiju za istraživanje Marsa, MSL(Mars Science Laboratory), s roverom 'Curiosity'. Ovog puta je MRO trebalo da bude glavni junak 'sedam minuta straha', jer je trebalo da se koristi za translaciju podataka sa sonde ka Zemlji posredstvom ultrakratkih talasa (UKT). Uz telemetriju spuštanja, MRO je imao zaduženje da šalje prve slike s površine Marsa. Ovom prilikom NASA je imala vremena da izmeni orbitu MRO-a tako da pređe iznar zone sletanja 'Curiosityja' u odgovarajuće vreme kako bi geometrija bila odgovarajuća. Može li ponovo da se pokuša s fotografijom kao u slučaju 'Phoenixa'? U principu je lako pretpostaviti da nije bilo problema, ali treba se setiti da je primarna misija MRO-a bila slanje podataka, a ne fotografisanje. Srećom, antena eksperimenta 'Electra', odgovorna za prijem UKT signala sa sonde, usmerena je u istom pravcu kao i HiRISE kamera, tako da je sonda mogla da uradi obe stvari istovremeno (uzimajući u obzir da je HiRISE-ovo vidno polje 1,14º).

6
Spuštanje MSL-a ('Curiosity') kako ga je 2012. videla kamera HiRISE.

7
Geometrija MRO-a i drugih orbitera tokom ulaska 'Curiosityja' u atmosferu.

Rečeno, ugađeno: 5. avgusta 2012. u 05:16:42 UTC, MRO je uspeo da snimi spuštanje 'Curiosityja'padobranom, samo minut pre sletanja, sa udaljenosti od oko 340 kilometara. Na slici je takođe mogao da se uoči i toplotni štit. Za razliku od 'Phoenixa''Curiosity' je u to vreme bio gotovo vertikalno ispod MRO-a, što je olakšavalo snimanje slike. U svakom slučaju, još jednom su neodređenosti u trajektoriji onemogućile garanciju da će slikanje uspeti. Proračuni napravljeni metodom Monte Carlo rezultirali su procenom da je HiRISE imala verovatnoću od 74,28% da uhvati 'Curiosity' (konkretno, imala je 54,69% šanse da ga uhvati dok pada padobranom i 19,45% šanse tokom faze motornog spuštanja). To objašnjava zašto se na poslednjoj slici 'Curiosity' vidi van sredine slike, bliže levoj ivici.

8
Detalj sa prethodne slike.

9
Primljena slika (levo) u poređenju sa predviđenom.

10
Detalji slike sa padobranom i toplotnim štitom.

Tokom sletanja sonde 'InSight' 2018. NASA je pokušala ponovno. No, 'InSight' je bio, poput 'Phoenixa', mnogo jednostavnija sonda od 'Curiosityja' i nije bilo potrebe da MRO preleće iznad njega tokom atmosferskog spuštanja kako bi prenosio telemetriju. Tokom atmosferskog ulaska, geometrija dve sonde je bila slična onoj kao u slučaju s 'Phoenixom', pa je MRO bio prisiljen da rotira za više od 60° kako bi tokom spuštanja pokušao da snimi fotografije 'InSighta', koji je bio udaljen oko 900 kilometara. MRO je pokušao, no nažalost slike su ispale prezasićene (crne) i nisu mogli da se uoče nikakvi detalji. Ovaj mali neuspeh je poslužio da nas podseti da snimanje ovih slika nikako nije trivijalan zadatak, uprkos nagomilanom iskustvu.

11
Kamera HiRISE je usmerena u istom smeru kao UKT antena 'Electra'.

Sada, 2021, MRO je sve ovo ponovio. Kao i kod 'Curiosityja', MRO je opet bio glavni orbiter zadužen za prenošenje UKT telemetrije sa 'Perseverances' na Zemlju tokom spuštanja, iako geometrija nije bila toliko povoljna da bi omogućila orbiteru da pošalje više podataka pre nego što zađe za lokalni horizont. Takođe, postojala je određena verovatnoća da se sonda sa roverom ne može da uhvati u vidno polje kamere. Ali tim MRO-a je još jednom uspeo. I tako smo, zahvaljujući ovoj veteranskoj sondi (radi već 15,5 godina!), uspeli da sa orbite udaljene skoro pola milijarde kilometara iz prve ruke pratimo dolazak čak tri naša broda na Mars. Neka tako potraje još mnogo godina[1].

12
Sletanje 'Perseverancea'.

13
HiRISE je 2009. snimio putovanje rovera 'Opportunity' na 17 km od cilja – kratera Endeavour.

14
Tragovi 'Opportunityja'. Svetle tačke su mesta gde se rover zaustavljao radi obavljana naučnih osmatranja ili se jednostavno okretao. HiRISE je čudo!

 

[1] Jes', kad ima love. MRO do sada košta malo ispod milijarde, a svake godine treba mu inekcija od preko $30 miliona.

 

 Članci o ovoj misiji:

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži