Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vozítko Curiosity je po ukončení mise Opportunity jediným vozítkem, které momentálně brázdí povrch Rudé planety. Období samoty se mu ale postupně krátí. Příští rok vyrazí k Marsu hned čtyři mise, z nichž tři mají obsahovat rover. V dnešním článku si posvítíme na misi Mars rover 2020, který vychází právě z vozítka Curiosity. Nejedná se však o jeho přesnou kopii. Podíváme se tedy na to, co mají oba projekty společné i čím se liší. Ačkoliv obě mise spravuje kalifornská JPL, mají obě vozítka různé úkoly v celkové snaze o průzkum Marsu.
V roce 2004 přistály na Marsu téměř identické rovery Spirit a Opportunity, kterým se podařilo objevit důkazy o tom, že tato planeta kdysi disponovala tekoucí vodou, ale pak se změnila v mrazivou poušť. Vědce stále trápily otázky kdy k tomu došlo a proč? NASA proto na Mars poslala vozítko nové generace – Curiosity, které od přistání v kráteru Gale v roce 2012 zjistilo, že se v této oblasti před několika miliardami let nacházelo jezero. Bylo zde prostředí, které umožňovalo vznik mikrobiálního života. Vozítko Curiosity stále pátrá po důkazech, které souvisí s pozůstatky tohoto dávného prostředí, zatímco vyjíždí na pět kilometrů vysokou horu Mount Sharp, která dominuje kráteru Gale a kterou spoluvytvářela právě voda.
Zhruba 6050 kilometrů odsud přistane vozítko Mars Rover 2020, které bude také zkoumat krajinu, kterou ovlivňovala voda – kráter Jezero, kde se dříve nacházela říční delta. Nové vozítko ale nabídne vědcům posun výzkumu na novou úroveň. Bude totiž hledat stopy současného života, takzvané biosignatury. Navíc odebere vzorky regolitu a kamenů, které budou určeny k budoucí dopravě na Zemi, kde budou analyzovány ve špičkových laboratořích.
Tělo Mars roveru 2020 je zhruba o 13 centimetrů delší než tělo Curiosity a nové vozítko je i těžší – váží 1025 kg, což je oproti Curiosity o 126 kg více. Tento rozdíl je způsoben odlišnými nástroji a systémy, které oba rovery nesou. Začít můžeme třeba robotickou paží – ta se dá u Curiosity natáhnout na vzdálenost 2,2 metru a na jejím konci bychom našli 30 kg těžkou hlavici, která obsahuje vědeckou kameru, chemický analyzátor a vrtačku. Palubní vybavení dokáže odebraný materiál rozdrtit na prach, který je následně nasypán do těla vozítka, kde se nachází dvě robotické laboratoře schopné určit chemické a mineralogické složení vzorků.
V případě nového vozítka je paže stejně dlouhá jako u Curiosity, ale hlavice na jejím konci je těžší – váží celých 45 kg. Najdeme v ní totiž větší (a tedy těžší) přístroje a větší je i vrtačka, která už dokáže odebírat jádrové vzorky. Díky této schopnosti bude možné odebrat kompletní a neporušený jádrový vrt, který nebude rozemletý, ale místo toho jej rover pomocí komplexního systému uloží do odběrného pouzdra.
Díky všem misím, které se dostanou (nejen) na Mars má veřejnost možnost kochat se krásami nevídaných krajin. Fotky a další multimédia ale mají význam i pro vědce a inženýry, kterým umožňují lépe prozkoumat tajemství planety. Curiosity je za tímto účelem vybavena 17 kamerami, které bychom našli na „hlavě“ a těle vozítka, přičemž čtyři z těchto kamer jsou barevné.
Mars rover 2020 oproti tomu ponese 23 kamer z nichž většina bude barevná. Kromě „očí“ dostane nové vozítko také „uši“ – dvojice mikrofonů má nejen zaznamenat první zvuky Marsu během přistávání, ale těšit bychom se měli i na zvuky marsovského větru nebo na projevy laserového chemického analyzátoru. Když se ještě vrátíme ke kamerám, sluší se vyzdvihnout kamery Mastcam-Z, které technologicky vychází z kamer Mastcam na vozítku Curioisty. Oproti ní ale disponuje možností zoomovat, takže se můžeme těšit na videa s vysokým rozlišením a na panoramatické snímky.
Zkušenosti z provozu roveru Curiosity a jeho jízdy marsovským terénem využije i tým kolem Mars rover 2020. Když se na hliníkových pláštích kol současného vozítka začaly objevovat praskliny a později i díry, inženýři poznali, že ostré kameny vyčnívající z povrchu Marsu vytváří na kola větší nápor, než se čekalo. Opatrnější plánování jízdy má společně se softwarovými změnami zajistit, že Curiosity bude v pohodě i při další jízdě po hoře Mount Sharp.
Ačkoliv jsou kola nového vozítka vyrobena ze stejného materiálu jako v případě Curiosity, jsou o trochu větší a užší. Jejich plášť je hlavně o zhruba milimetr tlustší. Místo šípovitého vzorku, používá Mars rover 2020 výrazně rovnější vzorek a na jednom kole je navíc dvojnásobný počet těchto výstupků (48 oproti 24). Důkladné zkoušky na simulovaném marsovském povrchu, tzv. Mars Yard, který je součástí JPL, ukázaly, že nový design kol dokáže mnohem lépe odolávat tlaku ostrých kamenů, ale přitom mu nedělá problém ani pohyb po písku.
Vozítka po Marsu nejezdí sama. Celý tým vědců a inženýrů jim na začátku každého marsovského dne (solu) posílají pečlivě připravené seznamy příkazů. Pozemní operátoři pak čekají, až jim rover pošle výsledky splněných úkolů, načež začnou plánovat jeho další jízdu. Čím je rover samostatnější, tím víc času mají řidiči na programování nových příkazů. Když na Marsu přistál rover Curiosity, trvalo zhruba 19 hodin, než pozemní tým zanalyzoval data z uplynulého dne, vytvořil, otestoval a nakonec i odeslal nové příkazy pro vozítko. Roky zkušeností umožnily zkrátit čas potřebný k vytvoření plánu na další den na sedm hodin. Omezená autonomní navigace umožnila Curiosity udělat samostatně pár drobných a patrných pohybů.
Jenže Mars rover 2020 disponuje pokročilejším systémem autonomního pohybu, který umožňuje vypočítávat optimální dráhu pětkrát rychleji než to zvládne Curiosity. Autonomní řízení bude klíčové pro množství času, který bude pozemní tým nového roveru potřebovat k naplánování činností na další den. Nová mise by mohla zvládnout zkondenzovat tyto přípravy na pouhých pět hodin denně. Rychlejší tempo navíc umožní pokrytí většího území a odebrání více vzorků v průběhu primární mise. Vozítko samotné se nebude pohybovat rychleji než jeho starší sourozenec, ale díky větší samostatnosti může jet dál a nasbírat více vědeckých informací aniž by muselo čekat na povolení od pozemských inženýrů.
V roce 2012 Curiosity změnila zažité pořádky spojené s přistáváním na Marsu – použila radikální změnu v podobě nebeského jeřábu. Tuto metodu použije i Mars rover 2020, ale s jednou podstatnou změnou, která se skrývá za zkratkou TRN. Jde o první písmena anglického označení Terrain Relative Navigation, což znamená, že palubní počítač bude během sestupu srovnávat záběry z palubní kamery s mapou Marsu uloženou v paměti. Cílem je navést sondu na správné místo. Takzvaný Range Trigger umožní dostat se o několik kilometrů blíže k ideálnímu místu než dojde k vystřelení padáku.
Nové vozítko vyrazí k Marsu až v létě příštího roku, ale už teď je jasné, že tímto projektem výzkum rudé planety neskončí. V rámci programu Artemis by se měli lidé vrátit v roce 2024 na Měsíc, kde se připraví na budoucí cestu k Marsu. Na tuto složitou cestu už odborníky připravuje vozítko Curiosity – díky němu víme, jaké je na Marsu prostředí – od radiace až po počasí. Nové vozítko bude studovat také počasí, ale kromě toho ponese i vzorky materiálů pro skafandry, takže vědci budou moci studovat, jak probíhá jejich degradace. Přístroj MOXIE pro výrobu kyslíku vyzkouší technologii, s jejíž pomocí si budou astronauti moci připravit vlastní pohonné látky z marsovské atmosféry. Podpovrchový radar podobný tomu na vozítku, zase jednou astronautům pomůže objevit podpovrchové zásoby vodního ledu.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
autor: Dušan Majer
Převzato z Kosmonautix.cz, upraveno
