MAVEN na tropie księżyca Phobos

Phobos okiem spektrografu IMUV satelity MAVEN. Każdy piksel odpowiada koncentracji molekuł w polu widzenia instrumentu. Niebieskie kropki to cząsteczki wodoru. źródło: CU/LASP i NASA

Phobos okiem spektrografu IMUV satelity MAVEN. Każdy piksel odpowiada koncentracji i właściwościom molekuł w polu widzenia instrumentu. Niebieskie kropki to światło odbite o długości fali ok. 122 nm, charakterystyczne dla cząsteczek wodoru, źródło: CU/LASP i NASA

NASA prowadzi badania nad pochodzeniem jednego z dwóch znanych naturalnych satelitów Marsa. Na przełomie listopada i grudnia ubiegłego roku satelita MAVEN miał okazję kilka razy zbliżyć się do księzyca na odległość około 500 km. Piloci misji wykorzystali okazje i skierowali instrumenty badawcze w stronę orbitującego Marsa „kartofla”.

Badanie z bliska umożliwiła charakterystyka orbity MAVEN, który poruszając się po elipsie wokół Marsa raz „nurkuje” w atmosferze planety na odległość ok. 170 km od powierzchni a potem oddala się od niej na ponad 6 tyś. km. To właśnie w fazie tego oddalenia MAVEN miał okazję zbliżyć się do Phobosa.

orbity MAVEN i księżyca, zródło: NASA LASP

Dane naukowe to zdjęcia księżyca zarejestrowane przy pomocy spektrografu UV. Instrument ten pierwotnie miał analizować chemiczną kompozycję i rozmieszczenie gazów w różnych warstwach atmosfery Czerwonej Planety oraz obserwować zjawisko ucieczki molekuł z najwyższych warstw gazowej otoczki Marsa.

Analiza spektralna powierzchni Phobosa ma pomóc w ustaleniu pochodzenia satelity. Księżyc był obserwowany w przeszłości wielokrotnie, mimo to wciąż pozostaje dla nas zagadką jego obecność na orbicie Marsa. Porównanie badania MAVEN ze znanymi asteroidami (np. z Pasa Kuipera) pozwoli ustalić jednorodność tych obiektów albo wykluczyć ich wspólne pochodzenie. Jeśli Phobos nie został w przeszłości przechwycony przez przyciąganie Czerwonej Planety, to skąd wziął się na jej orbicie? To zagadka, która czeka na rozwiązanie.

żródło: LASP i NASA

Charakterystyka orbity MAVEN, źródło: LASP i NASA

Dotychczasowe wizyty w okolicy księżyca ujawniły pokrytą kraterami i poprzecznymi pęknięciami nieregularną bryłę o średnicy około 22 km. Ciekawe, że powierzchnia księżyca nie jest litą skałą. Zewnętrzna warstwa to miałki materiał (regolit), który ulatując w przestrzeń pozostawia za księżycem delikatny ogon. Phobos powoli zbliża się do planety, ale bez obaw! Katastrofalne zderzenie, o ile do niego dojdzie, nastąpi nie wcześniej jak za 10 mln lat. Niektórzy naukowcy przewidują, że wcześniej księżyc rozpadnie się pod wpływem grawitacji Marsa (o czym mają świadczyć poprzeczne pęknięcia na powierzchni satelity).

Istnieje koncepcja misji załogowej na Marsa, która przewiduje wykorzystanie księżyca jako przystanku w drodze na powierzchnię Czerwonej Planety. Dobrze byłoby wiedzieć, czy astronauci nie zapadną się w ruchomych piaskach próbując zaprzyjaźnić się ze znikomą grawitacją mikroksiężyca.

na podst: phys.org, space-facts.com, spaceflight101.com

Historia poznawania Marsa (część 3)

Wczesne misje lat 60. udawały się rzadko. Ale powodzenia niektórych udowodniły, że istnieje techniczna możliwość precyzyjnego wysyłania statków w kierunku Czerwonej Planety. Pierwszą dobrze nakierowaną sondą był Mars 1 – borykała się ona jednak z wyciekiem w silnikach, i tylko dzięki żyroskopom udało się utrzymać jej panele w kierunku Słońca. Ostatnie dane wysłała 193 000 km od Marsa. Dzisiaj kolejny odcinek historii: lata 60. i 70.

W 1964 Rosjanie w ramach programu Zond dokonali kolejnej próby wysłania statku do przelotu obok Marsa. To była już 5. próba marsjańska w wykonaniu Związku Radzieckiego. Można ją sklasyfikować do częściowo udanych, bo choć po manewrze korekty trajektorii w połowie drogi na Marsa stracono z nią łączność i mimo awarii jednego ze skrzydeł paneli słonecznych zbliżyła się ona do Marsa na odległość 1500 km.

Kolejne misje nadeszły w 1969. Po dwa próbniki przygotowali zarówno Rosjanie jak i Amerykanie. W lutym wypuszczono w kosmos sondę Mariner 6. Była to sonda, którą objęła zasadnicza rewolucja techniczna – możliwość przeprogramowania próbnika już w trakcie misji dzięki otwarciu ogromnej anteny do bezpośredniej komunikacji ze statkami w głębokiej przestrzeni kosmicznej na pustyni Mojave (Goldstone Deep Space Communication Complex). Mariner 6 przeleciał 3500 km od planety. Druga identyczna misja została zapoczątkowana miesiąc później. Próbnik Mariner 7 zbliżył się do Marsa na tę samą odległość co jego poprzednik. Oba statki wykonały kompleksowe badania składu atmosfery Marsa, potwierdzili brak w niej azotu i warstwy ozonowej, która mogłaby chronić potencjalne organizmy przed promieniowaniem ultrafioletowym, zmierzyły również ciśnienie, temperatury i wykonały 200 bardzo dokładnych zdjęć powierzchni. (więcej informacji w jęz. angielskim tutaj: http://history.nasa.gov/mariner.html)

Amerykański statek przeleciał w pobliżu Marsa 31 lipca 1969 roku.

Amerykański statek przeleciał w pobliżu Marsa 31 lipca 1969 roku.

Jeżeli chodzi o dwie wspomniane próby rosyjskie: obie zakończyły się porażką. 5 – tonowe orbitery Mars 1969A i 1969B zostały stracone na skutek wybuchów nowo-zaprojektowanej rakiety Proton.

Kolejne okno startowe otworzyło się w roku 1971. Wtedy też Amerykanie po raz pierwszy spróbowali wysłać orbitera marsjańskiego. Sztuka ta dotychczas się nie udała nie z winy samego satelity, ale z winy rakiety (misje Mars 1969A i 1969B), tym razem zdarzyło się tak samo. Mariner 8 spadł do Atlantyku na skutek awarii nosiciela. Nie warty dłuższego wywodu jest start pierwszego potencjalnego lądownika – Kosmos 419. Statek ten nie odczepił się od rakiety i po dwóch dniach orbitowania wpadł w ziemską atmosferę.

Ale już dwa majowe, bliźniacze statki Mars 2 i Mars 3 z częściowym powodzeniem zrealizowały swoje cele. Sondy te składały się z lądownika i orbitera. O ile przy lądowaniu Mars 2 lądownik roztrzaskał się o powierzchnię (awaria rakiet hamujących), a lądownik misji Mars 3 działał przez 15 sekund i wysłał jedno zdjęcie (powodem była prawdopodobnie burza piaskowa) to już orbitery obu misji działały bez zarzutu. Okrążały Marsa długo, wykonały łącznie 60 dobrych zdjęć, wykryły obecność tlenu i wodoru w górnych partiach atmosfery, stwierdziły zmienność temperatur w zakresie od -110 do 13 stopni Celsjusza, dały też informacje o marsjańskim polu grawitacyjnym i magnetycznym.

Zdjęcie przedstawia model lądownika Mars 3. Był on pierwszym ludzkim obiektem, któremu udało się miękko wylądować na powierzchni Marsa, choć działał tylko 15 sekund.

Zdjęcie przedstawia model lądownika Mars 3. Był on pierwszym ludzkim obiektem, któremu udało się miękko wylądować na powierzchni Marsa, choć działał tylko 15 sekund.

Gdy na Marsie panowała potężna burza piaskowa z wiatrami dochodzącymi do prędkości 180 km/h, na jej orbitę po udanym starcie i tylko jednej korekcie kursu dotarł Mariner 9. Stał się on pierwszym amerykańskim orbiterem innej niż Ziemia planety. Mariner 9 był ogromnym sukcesem amerykańskiej inżynierii. Z uwagi na panującą burze piaskową, został przeprogramowany, by mógł rozpocząć badania po jej ustąpieniu. Przesłał łącznie prawie 7 500 zdjęć. Odkrył systemy kanionów, suche koryta rzek, wulkany i zrobił pierwsze wysokiej rozdzielczości zdjęcia księżyców Marsa.

Lato roku 1973 należało do Związku Radzieckiego. Pierwszy, Mars 4 doleciał do Marsa, ale nie wszedł na orbitę z powodu awarii silników. Mars 5 był misją przygotowawczą pod Mars 6 i 7. Wykonał serię zdjęć dla następnych misji. W sierpniu wysłana została misja Mars 6. Statek zgodnie z planem wszedł na orbitę marsjańską i wypuścił lądownik. Ten jednak zdołał jedynie wysłać trochę danych z fazy wejścia w atmosferę. Mars 7 to kolejne niepowodzenie – z powodu błędu w chipie komputerowym statek 4 godziny za wcześnie wypuścił swój lądownik. Oba elementy zostały na orbitach heliocentrycznych.

Po roku 1973 nastąpiła przerwa w misjach marsjańskich. Trwała aż do 1978 roku. Warto było jednak czekać, gdyż na przełomie dekad doczekaliśmy się przełomowej misji lądowników Viking – najdroższej i skończonej ogromnym sukcesem. O tym napiszemy w kolejnym odcinku.

źródła:

Skała Matijevic zaskakuje

Okazuje się, że badana przed kilkoma tygodniami skała Matijevic, którą łazik dotknął jako pierwszą ma bardziej zróżnicowany skład niż się wcześniej wydawało.

Ten piramidalny, wielkości futbolowej piłki kamień, został poddany działaniu dwóch instrumentów: spektrometru promieniowania X (APXS) i spektrometru laserowego ChemCam. Ten pierwszy wykonał podczas misji MSL swoje pierwsze badanie, choć podobne wersje spektrometrów były już na wyposażenia łazików MER. Zaskakujące wyniki pomiarów podkreślają kluczową rolę badań składu chemicznego skał w kontekście poznania procesów jakim podlegała planeta w przeszłości.

Ale przejdźmy do rzeczy. Analizowana skała bardzo przypomina swoim składem niezwykłe, acz dobrze znane skały wulkanicznego pochodzenia znajdujące się na powierzchni naszej planety. Na Ziemi skały tego typu znajdują się na obszarach wulkanicznych, a formują się w procesie krystalizacji magmy w warunkach bardzo wysokiego ciśnienia w płaszczu pod ziemską skorupą.

„Jake [Matijevic] jest nietypową marsjańską skałą” – powiedział specjalista od przyrządu APXS, Ralf Gellert z Uniwersytetu w Ontario. Zawiera dużo elementów wspólnych dla minerałów, a mało w niej jest magnezu i żelaza.”

Jake Matijevic – skała badana za pomocą dwóch instrumentów: APXS i ChemCam. Czerwone kropki to miejsce gdzie ChemCam wycelował swój laser. Fioletowe okręgi zaznaczają obszar działania spektrometru APXS.

Przyrząd ChemCam, dla którego był to już trzydziesty badany obiekt, przestrzelił go czternaście razy. Niezależnie na jakie minerały trafiał swoim laserem, to wszystkie charakteryzowały się nietypowością.

Praca zarówno ChemCama jak i przyrządu APXS dała możliwość porównania wyników i skalibrowania spektrometru, co jest kolejnym osiągnięciem, jakie możemy zapisać na koncie pojazdu. Możliwość porównywania zgodności pomiarów to niewątpliwe zwiększenie wiarygodności prowadzonych badań.

Bogactwo informacji na temat skał z dwóch pomiarów, niedługo wzbogaci się o możliwość ich analizowania w urządzeniach wewnątrz pojazdu. Wykonane zostało już pierwsze pobranie gruntu i oczyszczenie komór instrumentu CHIMRA. Okazało się, że pobrany materiał nadał się idealnie do tego procesu, a ziarna były optymalnej wielkości, co jest zasługą naukowców wnikliwie analizujących piasek, na którym stoi w tej chwili łazik.

Już niebawem nastąpi kolejne pobranie materiału. Misja dopiero się rozkręca, a pośredni cel misji: obszar Glenelg już wkrótce przywita Curiosity.

 (na podstawie:http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/news/msl20121011.html)

Nie samym Curiosity Mars żyje – nowa misja InSight

Niedługo po lądowaniu łazika MSL, została oficjalnie wybrana kolejna misja na Czerwoną Planetę. InSight – nieruchomy lądownik, który zbada wnętrze planety pod kątem sejsmologicznym już w 2016 roku.

Artystyczna koncepcja misji InSight

Co zbada InSight?

Misja polegać będzie na posadzeniu na powierzchni stacjonarnego lądownika z czterema instrumentami do badania wnętrza planety. InSight pozwoli zrozumieć procesy dzięki którym 4 miliardy lat temu powstały skaliste planety wewnętrznego Układu Słonecznego (w tym również Ziemia).

Przy użyciu skomplikowanych urządzeń geofizycznych InSight zbada sejsmologię Marsa, transfer ciepła wewnątrz planety. Pozwoli także dokładniej poznać skład jego jądra.

Zaletą misji jest jej innowacyjność. Dotąd wszystkie lądowniki (w tym Curiosity) badały tylko zewnętrzną powierzchnię Marsa, zaś ta misja sięgnie głębiej w jego przeszłość, aż do samego początku kiedy Mars i pozostałe trzy planety krążące najbliżej Słońca powstawały i formowały się.

Cele naukowe misji:

By poznać ewolucję planet wewnętrznych Układu Słonecznego, lądownik InSight zrealizuje 6 podstawowych celów naukowych.

-określenie wielkości, składu i stanu skupienia jądra planety

-określenie grubości i struktury marsjańskiej skorupy

-ustalenie składu i struktury płaszcza planety

– zbadanie stanu termicznego wnętrza Marsa

– pomiar wielkości aktywności sejsmicznej

– zbadanie powstawania kraterów na powierzchni

Co jeszcze przed nami?

Jesteśmy pewni, że ciągłość badań Marsa jest zapewniona. W 2013 roku zapowiedziany został start amerykańskiego orbitera MAVEN, w całości dedykowanego badaniom atmosfery Czerwonej Planety. Oprócz tego przed nami wiele innych misji marsjańskich, które są już w fazie realizacji. Nie zabraknie więc nam (przynajmniej w tej dekadzie) marsjańskich wrażeń.

na podstawie:http://insight.jpl.nasa.gov/

Pierwsze zdjęcie z Marsa

Przedstawiamy Wam jedno z pierwszych surowych zdjęć z kamer HazCam (kamery Hazard  Avoidance zamontowane nisko przy kołach łazika, używane głównie przy nawigowaniu robotem i monitorowaniu jego zdrowia – przyp. clrk), zrobione tuż po wylądowaniu łazika Curiosity na Czerwonej Planecie.

Obrazek

Źródło: NASA – zdjęcie jest zmodyfikowane: zwiększony kontrast i jasność.

Wkrótce pojawi się podsumowanie dzisiejszych wydarzeń.

Więcej zdjęć na: http://mars.jpl.nasa.gov/msl/multimedia/raw/

EDL – 7 minut strachu

EDL to amerykański skrót od Entry, Descent and Landing (Wejście, zniżanie i lądowanie), którym oznaczona jest najważniejsza i krytyczna dla powodzenia całej misji operacja.

Wszystko rozpocznie się na wysokości 130 km, gdzie sięgają najwyższe warstwy marsjańskiej atmosfery, a skończy się gdy łazik cały i zdrowy stanie na pewnym gruncie.

Technologia wykorzystywana przy przyziemieniu stanowi w dużej części spuściznę po wcześniejszych programach, jednak różnią ją zasadniczo dwa aspekty.

Po pierwsze, zamiast popularnej wśród wcześniejszych łazików poduszki powietrznej, masa Curiosity wymusiła zastosowanie innowacyjnego modułu z własnym napędem, który wyhamuje w ostatecznej fazie i tuż nad ziemią wypuści na trzech linach łazik. Drugą istotną zmianą jest niesamowita precyzja lądowania. Łazik wyląduje w planowanym obszarze o promieniu 20 km, a nie tak jak robił to Pathfinder czy łaziki MER w obrębie 150 km!

Z całego procesu można wydzielić trzy zasadnicze etapy:

1. Wejście w atmosferę

Niezwykłą precyzję lądowania zawdzięczamy systemowi kontrolowanego wejścia. Silniki zamontowane w lądowniku i sterowane przez komputer pokładowy będą na bieżąco korygowały orientację statku tak by wyhamował on w atmosferze i przyziemił w dokładnie w ustalonej strefie. Co więcej, technika ta zmniejsza znacząco prawdopodobieństwo wylądowania na niepewnym gruncie, jak choćby skały czy strome stoki, bo kamera na bieżąco wysyłać będzie obraz powierzchni do komputera pokładowego, a ten analizując go, wysyłał będzie polecenia wszelkich korekt. Warto też nadmienić, że całe wejście będzie obserwowane  przez sondy Mars Odyssey oraz Marz Express.

2. Lot spadochronowy

Kiedy statek na wysokości 11 km będzie spadał z prędkością 400 m/s otworzy się spadochron, który wytraci większość szybkości. Tuż po otwarciu spadochronu odrzucony zostanie spód kapsuły, chroniący przed wysokimi temperaturami w pierwszym etapie. Większy od swoich poprzedników łazik wymaga by spadochron miał powierzchnie o 10% większą niż ten wykorzystywany podczas misji MER. Po znaczącym spadochronowym spowolnieniu, od kapsuły odseparuje się ostatni stopień – lądownik.

3. Kontrolowane zniżanie i lądowanie

Jak nigdy przedtem, MSL będzie zwalniany ciągiem silników do samego końca. „Thrustery” lądownika będą stopniowo wytracały prędkość umożliwiając bezpieczne zniżanie. Gdy prędkość modułu będzie bliska zeru, łazik zostanie wypuszczony i opuszczany na trzech linach. Kiedy ten będzie zbliżał się do powierzchni, rozłoży swoje zawieszenie, będąc prawie natychmiast gotowy do jazdy. Wówczas gdy komputer pokładowy wyczuje przyziemienie, liny i elektryczna pępowina zostaną odcięte, a wiszący w powietrzu moduł odleci i rozbije się daleko od łazika.

(rafal.grm)

Indyjski program badań Marsa

Zaskoczeniem dla agencji kosmicznych była informacja Indyjskiej Organizacji Badań Kosmicznych (ISRO)  o przyspieszeniu planów wysłania satelity naukowego na orbitę Marsa. Zakładano, iż miał się  tam znaleźć dopiero w 2018 roku. Dodatkowy budżet przyznany przez parlament republiki pozwoli wystartować nawet w listopadzie 2013 roku. Taka informacja ukazała się w ostatnich dniach marca. Jeśli tak się stanie Indie zyskają znaczącą pozycję w wyścigu na Czerwoną Planetę.

O misji satelity wiadomo tylko, że będzie badał atmosferę Marsa, okrążając planetę po orbicie 500 x 80 tyś. km. Nie wiadomo, które z 10 proponowanych urządzeń badawczych znajdą się na wyposażeniu urządzenia. Przewiduje się, że ich masa nie przekroczy 30 kg. O szczegółach dowiemy się najprawdopodobniej w czerwcu, obiecuje szef misji S.C Chakravarthy.

ISRO rozpoczęło badania kosmosu już w 1975 roku, umieszczając na orbicie pierwszego satelitę wyniesionego przez rakietę ZSRR Cosmos-3. Dość szybko, bo już w 1980 roku wystartowała pierwsza rakieta produkcji Indyjskiej SLV-3. W ten sposób Indie dołączyły do grona mocarstw dysponujących zaawansowaną technologią kosmiczną. W tej chwili kraj może pochwalić się sukcesami na polu badań Księżyca  – obecnie trwa misja próbnika Chandrayaan-1, planowane jest wysyłanie kolejnej wersji.

Robert Zurbin, przewodniczący The Mars Society bardzo przychylnie wypowiada się o planach ISRO, podkreślając długotrwałe korzyści dla indyjskiego społeczeństwa płynące z eksploracji kosmosu. „Hindusi staną się wkrótce międzyplanetarnym narodem, a w przyszłości, być może  międzygalaktycznym” mówi.

Koszt przedsięwziecia wyniesie 3 mld rupli (67 mln dolarów). Satelita zostanie wyniesiony w kosmos przez indyjską rakietę PSLV-XL.

źródło: Indian Times

Jeden grosik w kieszeni Curiosity

W wiadomościach o wyposażeniu MSL kilka razy mówię o konieczności kalibrowania (kamery, spektrometru itd). Jednym z ostatnich newsów na oficialnej stronie misji jest zdjęcie i wyjaśnienie czym jest tabliczka prymocowana do boku Curiosity.

Widoczna na zdjęciu tablica służy utrwaleniu pewnych wartości (wymiarów), do jakich naukowcy będą odnosić się analizując materiały dostarczone przez aparat MAHLI.

Ciekawe że znajduje się na niej moneta o nominale 1 centa, zwrócona stroną w stronę obserwatora. Tradycyjnie geologowie fotografują skały z takim właśnie punktem odniesienia (monetą, linijką) pozwalającym oddać wielkość fotografowanej rzeczy.

 Z amerykańskiego grosza spoglądać na Mars będzie prezyden Lincoln a moneta datowana jest na 1909 rok.

Inne obszary na tablicy (kolorowe pola, kreski i kropki) służą właściwej kalibracji wymiarów oraz kolorów odbieranych przez kamery. Jeśli nie ulegną przekształceniu, wszystkie zdjęcia dostarczone przez kamery MAHLI będą oddawały rzeczywistość z dużą dokładnością. Materiały z powierzchni planety przesyłane przez poprzednie misje, które już widzieliście, były barwione tu, na Ziemi.