NASA szykuje się jednej z najważniejszych misji; wyprawa po marsjańskie próbki może pobić aż pięć rekordów

Od wielu lat NASA wysyła na Marsa łaziki badające jego powierzchnię, a także zbierające próbki skał. Aby jednak można lepiej poznać Czerwoną Planetę, należy dostarczyć je na Ziemię. Niebawem rozpocznie się więc jedna z najważniejszych misji amerykańskiej agencji kosmicznej o nazwie Mars Sample Return, zapewniająca naukowcom materiały na wiele lat badań, które pozwolą poszerzyć wiedzę o obcych planetach.

Jedna z najważniejszych misji NASA

W 1994 roku NASA uruchomiła Mars Exploration Program, długoterminowy projekt mający na celu zbadanie Marsa. W ramach wspomnianego projektu, przez lata wysłano na planetę szereg łazików, takich jak Spirit, Opportunity, Phoenix, Curiosity, InSight, a ostatnio także Perseverance, których zadaniem była eksploracja planety i poszerzenie wiedzy na jej temat.

Powiązane:Ile trwa podróż na Jowisza?

Szczególnie istotna z naukowego punktu widzenia jest ostatnia misja, podczas której łazik Perseverance zbierał próbki pyłu i skał z powierzchni planety. NASA zamierza je sprowadzić na Ziemię, dlatego zaplanowała misję Mars Sample Return, która pozwoli zrealizować ten plan.

W 2028 roku agencja kosmiczna wyśle na Czerwoną Planetę statek, który dwa lata później dotrze do celu podróży i dostarczy lądownik o nazwie Sample Retrieval Lander o wymiarach 7,7 x 2,1 m i masie około 3,3 tony. Wyląduje on na powierzchni Marsa, zabierając ze sobą pojazd Mars Ascent Vehicle oraz dwa śmigłowce Sample Recovery Helicopter. Maszyny są zmodyfikowaną wersją marsjańskiego helikoptera Ingenuity, przywiezionego przez Perseverance, a ich zadaniem jest pozbieranie pozostawionych przez łazik kapsuł z próbkami skał. Gdy znajdą się już na pokładzie, Mars Ascent Vehicle wystartuje, aby spotkać się na orbicie ze statkiem Earth Return Orbiter, dostarczonym przez Europejską Agencję Kosmiczną, który następnie zawiezie ładunek na Ziemię.

Tak wygląda lądownik Sample Retrieval Lander. Źródło: NASA/ESA/JPL-Caltech

Realizacja tej misji będzie dla NASA ogromnym wyzwaniem, a najważniejszą kwestią jest start rakiety z powierzchni obcej planety. Na Ziemi wykonuje się je ze specjalnych platform startowych. Zapewniają stabilną i płaską powierzchnię, co pozwala uniknąć przechyłu rakiety podczas startu, który mógłby skończyć się katastrofą. Ponadto chronią przed odłamkami, które mogłyby zostać uniesione w powietrze przez strumienie z potężnych silników rakiety i uszkodzić np. zbiorniki z paliwem.

Rakieta Mars Ascent Vehicle, która podejmie próbki gleby z planety. Źródło: NASA/ESA/JPL-Caltech

Problematyczne lądowanie

Analogiczny problem pojawia się także podczas lądowania. Rakieta powinna osiąść na stabilnym podłożu, tymczasem silniki rakiety mogą spowodować powstanie dużego krateru, który doprowadzi do jej przechyłu. Dlatego też dla lądownika Phoenix wybrano lokalizację na północy planety, gdzie osiadał na tafli lodu, zapewniającej mu stabilność. Jednak w przypadku chińskiego łazika Zhurong, silniki lądownika wykopały pod nim głęboką i wąską dziurę, co może stanowić poważne zagrożenie.

Zdaniem Phila Metzgera, inżyniera z University of Central Florida i eksperta ds. wyrzutni, który pracował dla NASA przez wiele lat, taka sytuacja może sprawić, że gazy wylotowe z silników, mogą zostać ponownie do niego wdmuchnięte. Poza tym jeśli krater jest dostatecznie szeroki, grunt pod lądownikiem może się zawalić, co spowoduje jego przechył lub przewrócenie, a wówczas istnieje ryzyko, że nie da się wypuścić łazika.

Earth Return Orbiter to statek, który dostarczy próbki na ziemię. Źródło: NASA/ESA/JPL-Caltech

Niestety trudno jest przewidzieć takie niespodzianki, gdyż inżynierowie nie znają dokładnego składu powierzchni planety w różnych jej rejonach. Lądowanie na lodzie też nie jest zbyt bezpieczne, ponieważ może on topnieć w zależności od pory roku i zapaść się nawet po kilku miesiącach od lądowania.

Niezwykły system startowy

Inżynierowie NASA wzięli to pod uwagę, dlatego zdecydowano, że rakieta nie zostanie wystrzelona bezpośrednio z powierzchni planety, ponieważ za platformę startową posłuży Mars Ascent Vehicle. To wiązało się z kilkoma innymi wyzwaniami, gdyż rakieta nie może być skierowana bezpośrednio w górę, ponieważ nie zmieściłaby się w lądowniku. Zastosowanie mechanizmu umożliwiającego ustawienie jej w pozycji pionowej również nie wchodził w grę, ze względu na dużą masę.

Sample Recovery Helicopter pozbiera próbki skał. Źródło: NASA/ESA/JPL-Caltech

Zdecydowano więc, że rakieta będzie spoczywała na boku. Nadal jednak gazy wylotowe mogłyby oddziaływać na powierzchnię planety, co stwarzałoby ryzyko uszkodzenia jej przez uniesione odłamki skał. Wymusiło to na inżynierach zaprojektowanie nietypowego systemu startowego o nazwie VECTOR, którego nigdy wcześniej nie stosowano.

Lądownik wykorzysta sprężony gaz do zasilenia kilku tłoków, które następnie wyrzucą w powietrze rakietę o masie około 480 kg. Gdy znajdzie się już na określonej wysokości, wówczas odpali własny silnik, by dotrzeć na orbitę.

Niestety konstrukcja lądownika oraz zamontowane na nim systemy, znacznie zwiększyły jego ciężar. Poprzednie łaziki wykorzystywały system poduszek powietrznych, amortyzujących uderzenie o powierzchnię planety lub napędzany rakietami specjalny dźwig, który opuszczał je za pomocą lin. W przypadku Mars Sample Return uznano, że dźwig będzie odpowiednim rozwiązaniem, lecz należało zwiększyć jego skalę, dlatego zamiast 8 silników, umieszczono ich aż 12. Dodatkowo przechylono je na zewnątrz, by uniknąć powstawania kraterów.

Jeżeli misja zakończy się sukcesem, zapewni to NASA pięć niezwykle ważnych osiągnięć. Będą to: największy lądownik kiedykolwiek wysłany na Marsa, pierwszy start z innej planety, pierwszy pojazd marsjański do przewozu dwóch helikopterów, niezwykle precyzyjne lądowanie oraz interakcje z wieloma pojazdami

Więcej informacji na temat samej misji oraz szczegółowe dane techniczne wykorzystanych w niej pojazdów, znajdziecie bezpośrednio na stronie NASA.

Czytaj więcej:Ta mapa pokazuje, jak będzie wyglądać świat za 250 milionów lat

Marek Pluta

Marek Pluta

Od lat związany z serwisami internetowymi zajmującymi się tematyką gier oraz nowoczesnych technologii. Przez wiele lat współpracował m.in. z portalami Onet i Wirtualna Polska, a także innymi serwisami oraz czasopismami, gdzie zajmował się m.in. pisaniem newsów i recenzowaniem popularnych gier, jak również testowaniem najnowszych akcesoriów komputerowych. Wolne chwile lubi spędzać na rowerze, zaś podczas złej pogody rozrywkę zapewnia mu dobra książka z gatunku sci-fi. Do jego ulubionych gatunków należą strzelanki oraz produkcje MMO.