Wikipedia, déi fräi Enzyklopedie

Mars Science Laboratory

De Mars Science Laboratory (kuerz MSL) ass eng NASA-Missioun, déi de Mars erfuersche soll, fir erauszefannen ob a wéi wäit en als Biosphär kéint benotzt ginn. Dofir gouf um Mars e Rover mam Numm Curiosity (engl. fir Virwëtz) ausgesat, dee praktesch autonom schaffe kann. En ass mat zéng Instrumenter ekipéiert, fir ë. a. Gestengs, Atmosphär a Stralung z'analyséieren. Nieft Spektrographe kommen och Kameraen a meteorologesch Instrumenter zum Asaz. D'Donnéeë ginn op d'Äerd gefunkt. De Curiosity huet eng Mass vu knapps 900 kg an d'Gréisst vun engem klengen Auto; et ass dee bis ewell gréissten Objet, deen d'Mënschen op der Marsuewerfläch ausgesat hunn.

Mars Science Laboratory
Den MSL-Logo
De "Curiosity" bei de leschten Tester virum Fluch
Eegenopnam vum Rover

D'Technik gouf op Basis vun den Erfarunge mat de béide Mars-Roveren entwéckelt an huet an alle Beräicher däitlech méi Leeschtung. Zousätzlech gouf et nach e puer Innovatiounen, besonnesch am Beräich vum Landesystem (preziist, geziilt Opsetzen amplaz vun enger ongeneeër Airbag-Opschlaglandung). Donieft krut de Curiosity bei der Energieversuergung Radionuklidbatterien amplaz vu wiederofhängege Solarzellen.

De 26. November 2011 um 15:02 UTC war d'Sond u Bord vun enger Atlas V(541) vun der Cape Canaveral Air Force Station aus gestart,[1] d'Landung war de 6. August 2012 ëm 05:31 UTC.

De 27. Mee 2009 gouf den offiziellen Numm vum Rover bekanntgemaach: "Curiosity". En ëffentleche Concours fir den Numm war ausgeschriwwe ginn, deen d'Clara Ma, e Meedchen aus dem sechste Schouljoer, mat dësem Nummvirschlag gewonnen hat. Den 22. Juni 2011 huet de Mars Science Laboratory no verschiddenen Tester d'Wierkshale vum JPL a Kalifornien verlooss a gouf op de Kennedy Space Center geflunn, wou déi lescht Virbereedunge fir de Start an d'Integratioun mat der Atlas V Drorakéit gemaach goufen.

Den 22. Juli 2011 gouf no fënnef Joer Sich bekannt, datt d'Landeplaz um Mars de Krater Gale soll sinn.

D'Ziler vun der Missioun

änneren

D'Haaptzil vum "Curiosity" ass et, z'ënnersichen, ob de Mars aktuell an der Lag ass, resp. an der Vergaangenheet war, Liewen opzehuelen. Doraus leede sech aacht konkreet wëssenschaftlech Aufgaben of:

  • d'Erfaassung vun der Zesummesetzung an d'Unheefung vu kuelestoffhaltegen organesche Verbindungen
  • d'quantitativ Miessung vun de Grondbausteng vum Liewen (Waasserstoff, Stéckstoff, Sauerstoff, Kuelestoff, Phosphor an Schwiefel)
  • d'Sich no Strukturen, déi op biologesch Prozesser hindeiten
  • d'Analys vun der Marsuewerfläch no hirer mineralogescher, cheemescher an Isotopen-Zesummesetzung
  • d'Erfuersche vun de Prozesser, déi de Buedem an d'Fielse geschaf a beaflosst hunn
  • d'Feststelle vun der aktueller Verdeelung an dem Zoustand vum Waasser a Kuelendioxid
  • d'Analys vun der Atmosphären-Evolutioun iwwer en Zäitraum vu 4 Milliarde Joer
  • d'Erfaassung vum Stralungsniveau a -spektrum op der Marsuewerfläch
  • d'Demonstratioun vu Laangstreckefortbeweegung (5–20 km) um Mars
  • d'Prezisiounslandung an engem Zilkrees vun 20 km Duerchmiesser
  • d'Validéierung vun der Méiglechkeet, e schwéieren a grousse Rover um Mars ze landen (wichteg fir eng spéider Mars-Sample-Return-Missioun)

Techneschen Iwwerbléck "Mars Science Laboratory"

änneren

Opbau

änneren

Follgend Explosiounszeechnung illustréiert den Opbau vum Mars Science Laboratory a bitt e kuerzen Iwwerbléck iwwer d'Funktioune vun den eenzele Komponenten.

Marschfluch-
Modul
 
 Dee Modul steiert de Mars Science Laboratory wärend dem Fluch vun der Äerd op de Mars. Ausserdeem enthält en Deeler fir d'Kommunikatioun a fir d'Reegelung vun der Temperatur. Virum Antrëtt an d'Marsatmosphär gëtt de Modul vun der Kapsel ofgetrennt.
Kapsel
 
 An der Kapsel ass d'Ofstigstuf. D'Kapsel huet déi, an de Rover virun den Aflëss vum oppene Weltraum an de Belaaschtunge wärend dem Antrëtt an d'Marsatmosphär geschützt. Am ieweschten Deel war e Behälter fir de Fallschierm, deen den Ofstig vun der Kapsel bremse sollt. Un der Fallschiermhalterung waren ausserdeem verschidden Antenne fir d'Kommunikatioun ubruecht.
Ofstigstuf
 
Nodeem d'Hëtzschëld an d'Kapsel hir Aufgab erfëllt haten, sinn s'ofgetrennt ginn an hunn d'Ofstigstuf fräi ginn. Déi huet fir eng mëll a prezis Landung vum Rover op der Marsobuewerfläch gesuergt, wat duerch den Asaz vun engem Radar a vun individuelle Steierdreifwierker erreecht gouf. An der Stuf waren och wichteg Komponente fir d'Kommunikatioun wärend dem Marschfluch dran.
Rover "Curiosity"
 
 De Rover "Curiosity" ass d'Kärstéck vun der Missioun an dréit all wëssenschaftlech Instrumenter a wichteg Kommunikatiounssystemer. Wärend dem Transport war d'Gefier zesummegeklappt, fir Plaz ze spueren.
Hëtzschëld
 
 D'Hëtzschëld huet déi aner Komponente virun den extreem héijen Temperature beim Antrëtt an d'Marsatmosphär geschützt.



De ganze System
 
 Zesummegesat ergëtt sech déi 3,4 Tonne schwéier, fluchbereet Konstruktioun wéi um Bild gewisen. D'Ofstigstuf an de Rover sinn an der Kapsel, op där nees de Marschfluch-Modul montéiert ass.

Kommunikatiounssystem

änneren

Dëst Bild weist en Iwwerbléck iwwer de Kommunikatiounssystem vum Mars Science Laboratory. D'Graphik ass eng sensitiv Graphik, ee Klick op de Baudeel féiert op den entspriechenden Artikel. Eng Kuerzinformatioun gëtt ageblent, wann d'Maus eng kuerz Zäit iwwer dem Objet ass.

 Dës Kolonn behandelt d'Kommunikatiounssystemer am X-Band (7–8,5 GHz).Dës Kolonn behandelt d'Kommunikatiounssystemer am UHF-Band (~ 0,4 GHz)."Medium Gain Antenna". Eng Hornantenn mat mëttlerer Richtwierkung an Datequote (1–10 kBit/s). Primär Antenn zu der Kommunikatioun wärend dem Marschfluch."Parachute UHF Antenna"„. Besteet aus aacht Patchantennen, wouduerch den Antennegewënn zwar kleng, awer verhältnesméisseg stabil ass. Garantéiert eng robust Dateverbindung mat mëttlerer Datequot (mind. 8 kBit/s) wärend der éischter Phas vun der Landung."Parachute Low Gain Antenna". Eng Antenn mat kuerzer Richtwierkung a mëttlerer bis niddreger Datequote (bis 10 kBit/s). Ergänzt d'MGA wärend der fréier Marschfluchphas, duerno nëmmen nach als Noutfallreserv."Tilted Low Gain Antenna". Deckt déi doudeg Wénkele vun der PLGA of, soss baugläich.Dëse Welleleeder ass net steif, mä flexibel gebaut, fir och bei Beweegunge vun der Fallschiermhalterung seng Aufgab z'erfëllen.Dëse Welleleeder ass flexibel gebaut, fir och bei Beweegunge vun der Fallschiermhalterung seng Aufgab z'erfëllen.Dëse Welleleeder leet nëmmen zirkular polariséiert Signaler, déi rietsdréien.Dëse Welleleeder leet nëmmen zirkular polariséiert Signaler, déi lénks dréien.Dëse Polarisator trennt Signaler aus de Sendesystemer a lénks- a rietsdréiend zirkular polariséiert Signaler. Beim Empfang mëscht de Baudeel dann nees béid Polarisatiounen.Dëse Polarisator trennt Signaler aus de Sendesystemer a lénks- a rietsdréiend zirkular polariséiert Signaler. Beim Empfang mëscht de Baudeel dann nees béid Polarisatiounen."Descent Low Gain Antenna". Fungéiert bis zu der Oftrennung vun der Ofstigstuf vun der Kapsel als normalen Huelleeder, duerno als einfach Antenn mat kuerzer Richtwierkung an Datequot. Wéckelt d'X-Band-Kommunikatioun wärend der leschter Landephas of.Dësen Diplexer leet entweeder empfange Signaler iwwer e Koaxialkabel op den SDST weider oder leet deem seng verstäerkt Signaler an de Welleleeder.Dësen Diplexer leet entweeder empfange Signaler iwwer e Koaxialkabel op den SDST weider oder leet deem seng verstäerkt Signaler an de Welleleeder."Small Deep Space Transponder". Zentraalt Kommunikatiounselement vun der Ofstigstuf. Et beaarbecht d'Kommandoen a mécht d'Signaler déi iwwerdro solle ginn."Small Deep Space Transponder".Dat zentralt Kommunikatiounselement vun der Curiosity. Et beaarbecht d'Kommandoen a mécht d'Signaler déi iwwerdro solle ginn."Traveling Wave Tube Amplifier". Verstäerkt d'Signaler vum SDST déi erausginn engem Wanderfeldrouer, fir héich Datequoten z'erméiglechen.Heibäi handelt et sech ëm eng Noutfallverbindung. Wann de Sende-Empfangs-Komplex vun der Ofstigstuf sollt versoen, da kënnen d'Rover-Systemer deem seng Aarbecht iwwerhuelen (allerdéngs mat manner Leeschtung)."Solid State Power Amplifier". Verstäerkt d'Signaler vum SDST mat digitale Schaltkreesser, fir héich Datequoten z'erméiglechen."High Gain Antenna". Beweeglech Patch-Antenn mat grousser Richtwierkung a mëttlerer Datequot (ettlech honnert Bit/s). Primär Antenn fir den Empfank vu Kommandoen a Sende vu Statusdaten direkt un d'Buedemstatioun. Muss ganz exakt ausgeriicht ginn."Rover Low Gain Antenna". Antenn mat wéineg Richtwierkung a ganz klenger Datequot (e puer Dose Bit/s). Gëtt nëmmen an Noutfäll (z. B. bei engem Ausfall vun der HGA) gebraucht."Descent UHF Antenna". Einfach Antenn mat staark wackelnder Richtwierkung a mëttlerer Datequot (op d'mannst. 8 kBit/s). Wéckelt d'UHF-Kommunikation wärend der leschter Landephas nom Oftrenne vun der Kapsel of."Rover UHF Antenna". Wendelantenn mat klenger Richtwierkung a ganz héijer Datequot (bis zu 2 MBit/s). Primär Antenn fir d'Iwwerdroe vu villen Date mat Hëllef vum Mars-Satellitt als Relaisstatiou.Eng Schaltung, déi dofir suergt, datt ee vu béide ELT-Transmitter mat enger vun den dräi Antenne vum UHF-Komplex verbonne gëtt.Schalt tëscht Empfank- a Sendekanal hin an hier.Schalt tëscht Empfank- a Sendekanal hin an hier."Electra Lite Transponder"-A. Primärt System vum UHF-Kommunikatiounskomplex. Empfänkt Kommandoen a mécht Signaler fir ze verschécken."Electra Lite Transponder"-B. Baugläich mat ELT-A; gëtt als Reserv matgefouert, sollt ELT-A bei Ausfall ersetzen.E starren, meeschtens rechteckege Metallschacht, deen elektromagnéitesch Welle sou reflektéiert, datt si ouni Verloscht transportéiert kënne ginn. Besonnesch geeegent fir héich Frequenzen am GHz-Beräich.En typesche Kabel fir den Transport vu Signaler mat wéineg Verloscht oder Stéierung. Kann am Géigesaz zum Huelleeder och elektromagnéitesch Wellen ënner der GHz-Grenz effizient transportéieren.Dëse Baudeel bëndelt Signaler aus engem Huelleeder an e Koaxialkabel oder ëmgekéiert.Dëst ass en einfache Schalter, fir tëscht zwéi Koaxialkabelen hin an hier schalten ze kënnen.Eng mechanesch Schaltung, déi Signaler aus engem Huelleeder an eng vun de béide méigleche Richtunge leet.Beim Antrëtt an d'Marsatmosphär kann et an den Huelledern zu staarke elektrostateschen Opluedunge kommen. Well dës den Diplexer beschiedege kënnt, léisst sech dësen iwwerbrécken. Allerdéngs ass dann nëmmen de Sendebetrib méiglech, Kommandoe kënnen net empfange ginn.Dëse Modul suergt fir d'Fluchsteierung wärend dem Marschfluch a besëtzt d'MGA-Antenn, de primären Antennenkomplex fir d'Kommunikatioun wärend dëser Phas.Dës Halterung ass ënner enger baussenzeger Ofdeckung a fixéiert d'Fallschiermer. Ausserdeem sinn e puer Antennen an dëser Struktur festgemaachAssuréiert an der leschter Phas vun der Landung dat mëllt a geneet Opsetze vun der Curiosity. Wärend dem Marschfluch geschitt do d'Veraarbechtung vun Kommandoen déi erakommen an d'Verschécke vu Statusdaten.De Rover ass dat zentraalt Element vun der Missioun an huet all wëssenschaftlech Instrumenter. Hien huet eng eegen Dateveraarbechtung am X-Band an iwwer béid Transmitter fir d'UHF-Band.

Missiounsverlaf

änneren
Video vum Start
 
Den MMRTG (lénks) gëtt eng Woch virum Start agebaut. De Curiosity ass schonn ënner der Notzlaschtverkleedung vun der Rakéit (riets).
 
De Gale-Krater (5,4° S, 137,8° O7): Dat am Ufank propopséiert Landegebitt (groussen Oval) an dat revidéiert Landegebitt vu Curiosity (klengen Oval)
Eng Iwwersiicht iwwer d'Landeplaze vun all den NASA-Sonden a -Roveren

Start

änneren

De Mars Science Laboratory gouf u Bord vun enger Atlas V(541) mat enger "Centaur"-Uewerstuf de 26. November 2011 um 15:02 UTC gestart.[1] Heibäi hat et sech ëm deen éischte Start vun dëser Atlas-Variant gehandelt. Als Startplaz hat d'Cape Canaveral AFS Launch Complex 41 gedéngt. Wärend dem Fluch mat der "Centaur" koum et zu onerwart villen Ausfäll bei der Telemetrie, wat sech awer net negativ op de Missiounsverlaf ausgewierkt hat: D'Oftrennung vum MSL war 44 Minutten nom Start exakt wéi virgesinn.[2]

Fluch op de Mars

änneren

Den 1. Dezember 2011 gouf d'JPL bekannt, datt e geplangt Bunnmanöver net den 10. Dezember, mä ronn zwou Woche méi spéit gemaach gëtt. Grond dofir war den onerwaart geneeën Aschoss vun der Centaur-Uewerstuf d'Mars-Transferbunn. Zwéin Deeg virdru gouf et Problemer am Navigatiounssystem, soudatt sech d'Sond an de Sécherheetsmodus versat hat. De Grond war e Feeler an der Software, déi fir d'Identifizéierung vu Stären an de Biller vum Stäresensor zoustänneg ass. Dofir gouf d'Lagreegelung zäitwäis nëmmen iwwer déi béid Sonnesensore gemaach, wärend d'Ingenieuren un enger Léisung vum Problem geschafft hunn. D'Sond konnt kuerz drop mat Ausnam vun dësem System nees an den normale Betribmodus zeréckversat ginn. E wéineg méi spéit hat d'RAD-Instrument ugefaange fir d'Donneeën iwwer d'Stralungsbelaaschtung wärend dem Marschfluch ze sammelen. Déi Miessunge solle virun allem beim Lande vu bemannte Missioune benotzt ginn. Den 13. Juli gouf d'Instrument nees ausgeschalt a fir de Betrib op der Marsuewerfläch konfiguréiert. Éischt Auswäertungen haten eng géintiwwer der ISS däitlech méi héich Stralebelaaschtung erginn, haaptsächlech duerch kosmesch Stralung a manner duerch Emissioune vun der Sonn.

Den 9. Februar 2012 hat de JPL bekannt ginn, datt d'Computerproblemer am Navigatiounssystem behuewe goufen. E Feeler an der Software vum Speichermanagement hat ënner bestëmmte Bedéngungen zu Feeler beim Zougrëff op de Befeelscache vum Prozesser gefouert. Doduerch goungen e puer Kommandoe verluer, wourophin d'Sond sech an de séchere Modus versat hat. Mat enger iwwerschaffter Software, déi an engem Behandlungsmodus ofgespillt gouf, konnt dee Feeler schliisslech komplett behuewe ginn.

Fir déi wëssenschaftlech Aarbecht méi séier ofzeschléissen, hat d'NASA am Juni 2012 dat ugepeilt Landegebitt vun 20 × 25 km op 7 × 20 km verklengert. Déi Ännerung, erméiglecht mat neie Simulatiounen an Ofschätzunge vun der Prezisioun vum Landesystem, eng reduzéiert Fuerzäit vum Rover bis an d'Haaptfuerschungsgebitt ëm en ettlech Méint.

E puer Deeg virun der Landung

änneren

Den 31. Juli 2012 gouf mat Hëllef vum Rover Opportunity gepréift, ob e Signal vum Curiosity och direkt vun der Äerd aus empfänke ka ginn.[3] Duerno gouf den Opportunity fir 9 Deeg am viraus programmàiert an dann „geparkt“, fir d'Funknetzwierk an d'Orbiter vu Kommunikatioun mat Opportunity méiglechst fräi ze hale fir déi zäitkritesch Kommunikatioun mat Curiosity wärend senger Landung. Nodeem Curiosity de 6. August gelant war, hat Opportunity seng Faart den 12. August fortgesat.[4]

Landung

änneren

D'Signal vun der Buedemberéierung vum Rover gouf de 6. August 2012 um 5:31:45.4 UTC empfaangen an déi erfollegräich Landung mat Antreffe vum éischte Bild um 5:35 Auer bestätegt. D'Landeplaz läit ronn 2 km vun der ugestrieftem Landeellipszentrum ewech. D'Signallafzäit hat zum Zäitpunkt vun der Landung 13:48 Minutte fir déi zu dësem Zäitpunkt gutt 248 Mio. Kilometer vum Mars zu der Äerd ausgemaach.[5]

Als Landeregioun gouf no enger fënnefjäreger Beurrdeelungsphas de Gale-Krater (aus iwwer 100 Ziler) ausgewielt. Et hat een sech fir dëse Krater entscheet, well säi Buedem ganz déif läit. Hei hu sech vill Schichte mat verschiddenem Material ofgelagert, dorënner och Tounmineralen a Sulfaten, déi ënner dem Afloss vu Waasser entstinn. Dës Schichte kéinten ënner anerem ëmfaassend Erkenntnesser iwwer d'Geschicht vum Klima a vun der Atmosphär liwweren.

Video iwwer d'Erausfuerderunge bei der Landung (englesch)[6]
Video vun der Landung vum Curiosity op der Marsuewerfläch (opgeholl vum MARDI)
 
Éischt Foto no der Landung
 

Lëscht mat de wichtegsten Etappe vun der Landephas. D'Zäitdonneeën (an UTC) bezéie sech op déi lokal Zäit um Mars.

  1. 05:00:45, 1609 km Héicht: Oftrennung vum Marschfluch-Modul
  2. 1440 km: Ofworf vun de Kontrollgewiichter zu der Ausriichtung fir den Antrëtt an d'Atmosphär
  3. 05:10:45, 127 km: Antrëtt an déi iewescht Atmosphär
  4. 29 km: Maximal Erwiermung vum Hëtzschëld
  5. 23 km: Maximal Ofbremsung vun der Kapsel
  6. 05:15:05, 11 km: Entfalung vum Fallschierm
  7. 05:15:25, 9,8 km: Oftrennung vum Hëtzschëld
  8. 7,6 km: Aktivéierung vum Landeradar
  9. 1,6 km: Oftrennung vun der Kapsel an dem Fallschierm
  10. 1,3 km: Aktivéierung vun de Bremsdreifwierker vun der Ofstigstuf
  11. 20 m: Ofseele vum Curiosity
  12. 05:17:39, 6 m: Ausklappe vum Rover-Fuerwierk
  13. 05:17:57, 0 m: Buedemkontakt vum Rover
  14. Oftrennung vun de Seeler an Ewechfluch vun der Ofstigstuf

Erfuersche vum Mars

änneren

No der Landung huet d'Primärmissioun vum Curiosity mat der Iwwerpréiwung vun den Instrumenter an dem Rover ugefaangen. D'Abetribhuele vum Gefier an den Instrumenter bis den 22. August op der Landeplaz war bis op ee Wandsensor erfollegräich. Um 400 Meter laange Wee bei dat éischt Zil de "Glenelg" konnt och d'Material getest ginn.[7]. D'Primärmissioun soll op d'mannst ee Marsjoer daueren.

Kuckt och

änneren

  Portal Astronomie

Um Spaweck

änneren
Commons: Mars Science Laboratory – Biller, Videoen oder Audiodateien

Referenzen

änneren
  1. ↑ 1,0 1,1 YouTube: Mars Science Laboratory Launch
  2. ↑ NASA TV live
  3. ↑ „Opportunity Updates - sols 3023-3029, July 25, 2012 - August 01, 2012: Opportunity Prepares for Curiosity's Arrival!“ auf nasa.gov (englesch), ofgeruff den 12. August 2012
  4. ↑ „Opportunity Updates - sols 3036-3042, August 08-14, 2012: Opportunity is on the Move Again!“ auf nasa.gov (englesch), ofgeruff den 20. August 2012
  5. ↑ Abstand Mars-Erde am 6. August 2012 um 5:31am UTC berechnet von wolframalpha.com: 1,659 AU, opgeruff den 22. August 2012. D'Ëmrechnung a Liichtminutten ergëtt ronn 13,79 resp. 13:48
  6. ↑ NASAtelevision: Challenges of Getting to Mars: Curiosity's Seven Minutes of Terror (HD)
  7. ↑ NASA Curiosity News Briefing Aug. 22 (Video 54 min)
Vun „https://lb.wikipedia.org/w/index.php?title=Mars_Science_Laboratory&oldid=2476375“