Voimme elää Marsin etsinnän kultakaudella. Kun Marsin ympärillä on useita kiertäjiä ja kaksi punaisen planeetan pinnalla toimivaa roveria, tietomme Marsista kasvaa ennennäkemättömällä nopeudella. Mutta se ei ole aina ollut näin. Laskeutumisen laskeminen Marsiin ja turvallisesti pinnalle on vaikea haaste, ja monet Marsiin lähetetyt laskeuttajat ovat epäonnistuneet.
Yhteinen ESA: n / Roscosmos Mars Express -operaation ja sen Chiaparelli-laskimen on määrä olla Marsissa vain 15 päivässä. Nyt on hyvä aika katsoa haasteita, jotka liittyvät maan laskeutumiseen Marsiin, ja myös katsoa taaksepäin moniin epäonnistuneisiin yrityksiin.
NASA: lla on toistaiseksi bragging-oikeudet ainoana organisaationa, joka on onnistuneesti laskeutunut koettimet Marsiin. Ja he ovat tehneet sen useita kertoja. Mutta he eivät olleet ensimmäisiä, jotka yrittivät. Neuvostoliitto yritti ensin.
Neuvostoliitto lähetti useita koettimia Marsille 1960-luvulta alkaen. He yrittivät ensimmäisen yrityksen vuonna 1962, mutta operaatio epäonnistui. Tämä epäonnistuminen kuvaa ensimmäistä haastetta saada veneet laskeutumaan Marsiin: rocketry. Meillä on paljon parempi rocketry kuin 1960-luvulla, mutta epäonnistuksia tapahtuu silti.
Sitten vuonna 1971 neuvostoliitot lähettivät parin koettimen Marsiin nimeltään Mars 2 ja Mars 3. He olivat molemmat kiertäjät, joilla oli irrotettavat laskutelineet, jotka oli tarkoitettu Marsin pintaan. Mars 2: n ja Mars 3: n kohtalo tarjoaa muita havainnollistavia esimerkkejä Marsiin pääsyn haasteista.
Mars 2 erottui kiertoradaltaan onnistuneesti, mutta kaatui pintaan ja tuhoutui. Kaatumisen todennäköisesti aiheutti sen laskeutumiskulma, joka oli liian jyrkkä. Tämä keskeytti laskujakson, mikä tarkoitti laskuvarjon käyttöönottoa. Joten Mars 2: lla on kyseenalainen ero sillä, että se on ensimmäinen ihmisen luoma esine, joka pääsi Marsiin.
Mars 3 oli täsmälleen sama kuin Mars 2. Neuvostoliitot halusivat tehdä silloinkin pareittain virkamatkoja varten. Mars 3 erottui kiertoradaltaan ja suuntasi Marsin pintaan. Aerodynaamisen murtumisen, rakettien ja laskuvarjojen yhdistelmän kautta siitä tuli ensimmäinen vene, joka laski pehmeästi Marsille. Joten se oli menestys, eräänlainen.
Mutta vain 14,5 sekunnin tiedonsiirron jälkeen se meni hiljaiseksi eikä sitä koskaan kuultu uudestaan. Syy oli todennäköisesti voimakas pölymyrsky. Kummallisessa tapahtumassa NASAn Mariner 9 -kehittäjä saavutti Marsin vain päiviä ennen Marsia 2 ja 3, tultuaan ensimmäiseksi avaruusalukseksi, joka kiertää toista planeettaa. Se otti kuvia planeetan piilottavista pölymyrskyistä, joiden yläpuolella vain vulkaaninen Olympus-Mons oli nähtävissä. Nämä kuvat selittivät Mars 3: n epäonnistumisen.
Vuonna 1973 neuvostoliitot yrittivät uudestaan. He lähettivät Marsiin neljä alusta, joista kaksi oli laskeutuvia, nimeltään Mars 6 ja Mars 7. Mars 6 epäonnistui törmäyksessä, mutta Mars 7: n kohtalo oli ehkä hieman traagisempi. Se ohitti Marsin kokonaan, noin 1300 km, ja on helicentrisellä kiertoradalla tähän päivään. Nykypäivänä oletamme vain, että avaruusaluksemme menee minne haluamme, mutta Mars 7 osoittaa meille, että kaikki voi mennä pieleen. Loppujen lopuksi Mars on liikkuva kohde.
1970-luvulla NASA oli raikas heidän Apollo-ohjelmansa menestyksestä ja suunnitteli sivustojaan Marsiin. He kehittivät Viking-ohjelman, jossa nähtiin kaksi laskua, Viking 1 ja Viking 2, lähetettiin Marsille. Molemmat niistä olivat koettimen / laskeutumisen kokoonpanoja, ja molemmat laskeutuneet laskeutuivat onnistuneesti Marsin pinnalle. Viikingit lähettivät takaisin kauniita kuvia Marsista, jotka aiheuttivat jännitystä ympäri maailmaa.
Vuonna 1997 NASAn marsilainen polku pääsi Marsille ja laskeutui onnistuneesti. Pathfinder itsessään oli paikallaan, mutta se toi mukanaan pienen ajurin, nimeltään Sojourner. Sojourner tutki välitöntä laskualuetta Pathfinderin ympärillä. Sojournerista tuli ensimmäinen rover, joka toimi toisella planeetalla.
Pathfinder pystyi lähettämään takaisin yli 16 000 kuvaa Marsista tieteellisten tietojensa kanssa. Se oli myös todiste konseptin tehtävästä sellaisille tekniikoille kuin automaattinen esteiden välttäminen ja turvatyynyjen välittämä kosketus. Pathfinder auttoi luomaan perustan Mars Exploration Rover -operaatiolle. Se tarkoittaa henkeä ja mahdollisuuksia.
Mutta Pathfinderin jälkeen ja ennen Henkeä ja Mahdollisuuksia, tuli marssilaisten purkamisyritysten epäonnistumisten aika. Näyttää siltä, että kaikki osallistuivat epäonnistumiseen Venäjän, Japanin, Yhdysvaltojen ja Euroopan avaruusjärjestön kanssa. Rakettivika, tekninen virhe ja muut päätevirheet kaikki osaltaan aiheuttivat vian.
Japanin Nozomi-kiertoradalla polttoaine loppuu ennen kuin se koskaan pääsi Marsiin. NASA: n Mars Polar Lander epäonnistui laskeutumisyrityksessään. NASA: n Deep Space 2, osa Polar Lander -operaatiota, epäonnistui laskuvarjottomalla laskeutumisella, eikä sitä koskaan kuultu. ESA: n Beagle 2 -laskulaite päästi sen pintaan, mutta kahta sen aurinkopaneeleista ei pystytty ottamaan käyttöön, mikä päätti tehtävänsä. Venäläinen liittyi jälleen epäonnistumiseen Phobos-Grunt-operaatiollaan, joka tosiasiallisesti oli Marsin kuun Phobosin suuntaan, kerätä näytteen ja lähettää sen takaisin Maahan.
Yhdessä surullisen häiriössä insinöörit sekoittivat englanninkielisten yksiköiden käytön metrisiin yksiköihin, mikä aiheutti NASA: n Mars Climate Orbiterin palamisen tullessa sisään. Nämä epäonnistumiset osoittavat meille, että epäonnistuminen ei ole harvinaista. Marsin pinnalle pääsy on vaikeaa ja haastavaa.
Tämän epäonnistumiskauden jälkeen NASA: n Henki- ja Mahdollisuus-roverit olivat molemmat ennennäkemätön menestys. He laskeutuivat Marsin pinnalle tammikuussa 2004. Molemmat ylittivät suunnitelmansa kolmeksi kuukaudeksi, ja mahdollisuus on edelleen vahva.
Joten mihin se jättää meidät nyt? NASA on ainoa, joka on onnistuneesti laskeutunut roveriin Marsiin ja saanut roverin suorittamaan tehtävänsä. Mutta ESA ja Venäjä ovat päättäneet päästä sinne.
Osana ExoMars-operaatiota Schiaparelli-laskulaite on ensisijaisesti todiste teknologiaoperaatiosta. Itse asiassa sen koko nimi on Schiaparelli EDM -laskuri, joka tarkoittaa maahantuloa, laskeutumista ja laskeutumisen esittelymoduulia.
Sillä on vähän tieteellistä kapasiteettia, mutta se on todella suunniteltu osoittamaan kyky päästä marsilaiseen ilmakehään, laskeutua turvallisesti ja lopulta laskeutua pinnalle. Itse asiassa siinä ei ole aurinkopaneeleita tai muuta virtalähdettä, ja se kuljettaa vain tarpeeksi akkuvirtaa selviytyäkseen 2–8 päivää.
Schiaparelli kohtaa samat haasteet kuin muut Marsille tarkoitetut veneet. Kun se oli käynnistetty onnistuneesti, se oli navigoida tiensä Marsiin. Se kesti noin 6 kuukautta, ja koska ExoMars on vain 15 päivän päässä saapumisesta Marsiin, näyttää siltä, että se on onnistunut saamaan tiensä. Mutta ehkä vaikein osa tulee seuraavaksi: ilmakehän pääsy.
Schiaparelli on kuin useimmat marssalaiset käsityöt. Se antaa ballistisen pääsyn marssilaiseen ilmapiiriin, ja tämä on tehtävä oikein. Ei ole tilaa virheelle. Tulokulma on tässä avain. Jos kulma on liian jyrkkä, Schiaparelli voi ylikuumentua ja palaa sisään tultaessa. Toisaalta, jos kulma on liian matala, se voi osua ilmakehään ja pomppua heti takaisin avaruuteen. Toista mahdollisuutta ei tule olemaan.
Tulo- ja laskeutumissykli on kaikki esiohjelmoitu. Se joko toimii tai ei tule. Kommenttien lähettäminen Schiaparellille kului liian kauan, kun se saapuu ja laskee Marsiin.
Jos pääsy onnistuu, lasku tulee seuraavaksi. Tarkka laskeutumispaikka on epätarkka tuulen nopeuden, turbulenssin ja muiden tekijöiden vuoksi. Kuten muutkin Marsiin lähetetyt veneet, Schiaparellin laskeutumispaikka määritellään ellipsiksi.
Laskeutumalaite kulkee yli 21 000 km / h saavuttaessaan Marsiin, ja sillä on vain 6 tai 7 minuuttia laskua. Tällä nopeudella Schiaparellin on kestettävä äärimmäistä lämmitystä 2 tai 3 minuuttia. Lämpösuoja suojaa sitä, ja sen lämpötila saavuttaa useita tuhansia celsiusasteita.
Se hidastuu nopeasti ja noin 10 km korkeudessa on hidastunut noin 1700 km / h. Siinä vaiheessa laskuvarjo siirtyy, mikä hidastaa veneet entisestään. Kun laskuvarjo on hidastanut laskeutumistaan, lämmönvaippa hävitetään.
Maapallolla laskuvarjo riittää laskevan aluksen hidastamiseen. Mutta kun Marsin ilmatila on vähemmän tiheä, tarvitaan raketteja lopulliseen laskeutumiseen. Bortissa oleva tutka tarkkailee Schiaparellin korkeutta, kun se lähestyy pintaa, ja raketit ampuvat sitä hidastamaan muutamaan metriin sekunnissa valmistautuessaan laskeutumiseen.
Viimeisinä hetkinä raketit lopettaa ampumisen ja lyhyt vapaa pudotus merkitsee Schiaparellin saapumista Marsiin. Jos kaikki sujuu tietenkin suunnitelmien mukaan.
Meillä ei ole paljon kauemmin odotettavissa. Pian tiedämme, liittyvätkö ESA ja Venäjä NASA: han ainoina virastoina, jotka purkavat menestyksekkäästi aluksen Marsille. Tai jos he lisäävät pitkän luettelon epäonnistuneista yrityksistä.
