Hoe De Mars Exploration Rovers Werken

{h1}

De tweede mars exploration missie-rover, opportunity, is met succes geland en stuurt nu adembenemende foto's terug. Zie waar deze hightech rovers allemaal over gaan.

Het lijkt gemakkelijk genoeg: als we een man naar de maan kunnen schieten voor een partijtje golf, waarom moeten we dan robots naar Mars sturen?

Mars is tenslotte de planeet die het meest op aarde lijkt - dat wil zeggen, als de aarde een gemiddelde temperatuur heeft van min 81° F (min 63 graden C) en ogenschijnlijk levenloos was [bron: Mars Exploration]. Toch lijken de geologische patronen op een verscheidenheid aan plaatsen die we kennen op aarde, van de oude, met vloed besmeurde en geërodeerde landen van de staat Washington tot de woestijnen van Death Valley en de permafrost van Antarctica.

Dat betekent natuurlijk niet dat een bemande missie naar Mars verwant is aan een vakantie naar Californië. Rovers hebben ruimteprogramma's toegestaan ​​om niet alleen het oppervlak van Mars te verkennen, maar ook enkele problemen op te lossen die zouden ontstaan ​​als we op een dag vrouwen of mannen naar de planeet zouden sturen.

Het verzenden van een rover is niet zo eenvoudig als het sturen van een kinderwagen met een walkie-talkie op het dak genageld. We zullen zowel de technologie en instrumenten die worden gebruikt op de Mars Exploration Rovers verkennen, maar ook kijken hoe ze met de aarde communiceren. En de technologie stelt niet teleur; de Rover Curiosity, gelanceerd in 2011, heeft instrumenten erop die echt thuishoren in een science fiction-film. (Hint: lasers.)

Tot nu toe zijn er meer dan 40 pogingen gedaan om contact te maken met Mars. De eerste vijf missies vonden plaats van 1960 tot 1962, door de voormalige USSR. Alle missies waren flybys van de planeet, wat betekent dat schepen in de baan van Mars werden gelanceerd om beelden terug te sturen. Die missies waren allemaal mislukkingen; of het ruimtevaartuig heeft de planeet niet bereikt of het ruimtevaartuig is tijdens de reis kapot gegaan. De eerste succesvolle missie was de reis van 1964 door de Mariner 4, een ambacht uit de Verenigde Staten dat 21 afbeeldingen van de planeet retourneerde.

Vanaf dat moment hebben de Verenigde Staten, de voormalige USSR, Japan en het Europees Ruimteagentschap allemaal missies naar Mars gelanceerd. Op de volgende pagina's zullen we niet alleen de rovers zelf onderzoeken, maar ook enkele van de ontdekkingen die ze hebben gedaan. Laten we doorgaan naar de volgende pagina om te zien waarom, precies, we sturen rovers in de eerste plaats.

Waarom Rovers verzenden?

Die zes kerels staan ​​ongeveer net zo dicht als we zijn geweest om mensen naar Mars te sturen. De zespersoonsploeg van de 520-daagse Mars500-missie onderging de slopende simulatie van een vlucht naar de rode planeet.

Die zes kerels staan ​​ongeveer net zo dicht als we zijn geweest om mensen naar Mars te sturen. De zespersoonsploeg van de 520-daagse Mars500-missie onderging de slopende simulatie van een vlucht naar de rode planeet.

Dus als we zo geavanceerd en innemend zijn dat we uiterst gecompliceerde robots naar Mars kunnen bouwen, waarom kunnen we dan Terry the Astronaut niet gewoon sturen? De belangrijkste reden is waarschijnlijk ook de meest voor de hand liggende: Terry zal het daar waarschijnlijk niet halen.

Dat wil zeggen, slechts ongeveer een derde van de missies die tot dusver zijn gelanceerd, zijn "succesvol", wat betekent dat ze een reis naar Mars intact hebben gemaakt. Hoewel het gemakkelijk is om optimistisch te zijn over de bijna een derde van de rovers die ons waardevolle informatie hebben verschaft, is het niet zo eenvoudig om zo'n track record te cheerleaden als Terry the Astronaut in beeld is. Weinigen van ons genieten van de kans om elke drie dagen op het werk te sterven.

Kosten, natuurlijk, is een andere factor. Terwijl Curiosity, de meest recente rover die deel uitmaakt van NASA's Mars Science Laboratory-missie, maar liefst $ 2,47 miljard heeft gekost om te bouwen, hoefde NASA nog steeds geen rekening te houden met vervelende dingen zoals iemand zuurstof laten inademen [bron: Space.com]. Of terugkomen van Mars, trouwens. Houd in gedachten dat de rovers voor altijd op Mars blijven als we klaar zijn met hen, maar de reis van Terry the Astronaut is meer een vakantie dan een verhuizing. En dat betekent voedsel, brandstof, afvalverwerking en een overvloed aan andere kosten - twee keer.

Afgezien van logistiek en kosten zijn alle grote onbekenden over hoe het menselijk systeem zou kunnen reageren op een atmosfeer als Mars. Omdat Mars geen magnetisch veld heeft, zouden mensen enorme hoeveelheden kosmische straling ontvangen - geen probleem op aarde, waar het magnetisch veld van de planeet het blokkeert. Een 1000-daagse reis naar Mars heeft het potentieel om te resulteren in een 40 procent kans dat de astronaut kanker ontwikkelt na zijn terugkeer op aarde - niet per se iets waar veel mensen naar op zoek zijn bij een sollicitatiegesprek [bron: NASA Science]. Houd er ook rekening mee dat als Terry de astronaut ook Terry the Woman is, ze nog meer risico loopt: borsten en vrouwelijke voortplantingsorganen hebben bijna het dubbele risico op kanker [bron: NASA Science].

Dus zonder Terry, de astronaut die zich aanmeldt voor enorme doses kankerverwekkende stralen, blijven we robotverkenners achter. Ga naar de volgende pagina om meer te weten te komen over enkele van de missies naar Mars.

Mars Exploratie Achtergrond

NASA's Viking Project werd de allereerste Amerikaanse missie om met succes een ruimtevaartuig op het oppervlak van Mars te landen. Deze foto toont een testversie van een Viking-lander in het origineel

NASA's Viking Project werd de allereerste Amerikaanse missie om met succes een ruimtevaartuig op het oppervlak van Mars te landen. Deze foto toont een testversie van een Viking-lander in de originele "Mars Yard", gebouwd in NASA's Jet Propulsion Laboratory in 1975.

Het meest verleidelijke aan de verkenning van Mars is de belofte water te vinden - of bewijs uit het verleden van water. "Water is de sleutel, want bijna overal waar we water op aarde vinden, vinden we leven", wijst de NASA-website. "Als Mars ooit vloeibaar water had, of nog steeds doet, is het fascinerend om te vragen of microscopische levensvormen zich aan de oppervlakte hadden kunnen ontwikkelen."

De eerste missies naar Mars waren flybys; dat betekent dat ze gewoon in een baan rond de aarde cirkelden die foto's van de planeet terugstuurden.De eerste was Mariner 3 in 1962; echter, de eerste succesvolle baan en foto's kwamen in 1965 van Mariner 4. Toen de flybys eindigden in 1969, werd de volgende reeks missies aangeduid als orbiters. NASA ontwierp dit ruimtevaartuig voor een baan om de langere termijn rond Mars en verzamelde foto's. Mariner 9, in 1972, was de eerste die foto's maakte van het hele oppervlak van Mars.

Baanbrekende missies zijn voortgezet, inclusief de lancering in 2005 van de Mars Reconnaissance Orbiter. De orbiter kan voorwerpen zien die zo klein zijn als een bord, terwijl hij ook signaalgevers draagt ​​om ondergronds water te vinden. Misschien wel het belangrijkste, het wordt nog steeds gebruikt als een cruciaal communicatiemiddel voor het doorgeven van informatie terug naar de missiecontrole.

Maar laten we nu naar de voorgangers van de rovers gaan. Viking 1 en 2, die halverwege de jaren '70 werden gelanceerd, hadden beide landers die afdaalde naar de oppervlakte van Mars. Zij waren de eersten die ontdekten dat Mars zelfsteriliserend was, wat betekent dat de combinatie van ultraviolette straling met de droge grond en de oxiderende aard van de bodemchemie voorkomt dat organismen zich vormen.

Wanneer we denken aan modernere machines die op Mars landen, beginnen we meestal met de Pathfinder-missie van 1995. De Pathfinder bestond uit een lander, uitgerust met een parachute om de atmosfeer van Mars binnen te gaan, en de Sojourner-rover. De apparatuur leverde duizenden afbeeldingen op, evenals 15 chemische analyses van bodem- en weerdata.

In 2003 lanceerde het missie-team van Mars Exploration Rover Spirit and Opportunity, waarvan er een nog steeds de planeet oversteeg naar het einde van 2011. Laten we naar de volgende pagina crawlen om meer te weten te komen over die rovers, hun technologie en ontdekkingen.

Geest en kans

Geest en kans, zo blijkt, zijn niet alleen woorden die we gebruiken om onszelf beter te laten voelen als we depressief zijn. In 2003 lanceerde NASA de opgewekte Spirit en Opportunity rovers, die een missie van veel grotere mobiliteit en afstand begonnen dan Pathfinder.

Beide rovers delen een paar opmerkelijke functies. Ze kunnen zowel stroom opwekken uit zonnepanelen en deze opslaan in interne batterijen. Voor het geval er groene mannetjes in de buurt zijn, kunnen de rovers kleurenafbeeldingen in hoge resolutie of vergrote camera's nemen voor wetenschappers met de grondwet om objecten te onderzoeken. Meerdere spectrometers op de arm van de rovers gebruiken allerlei trucs om de samenstelling van stenen te bepalen, inclusief het bijhouden van de hoeveelheid warmte die een voorwerp afgeeft en het afvuren van alfadeeltjes. Spirit en Opportunity waren ook uitgerust met een geïnstalleerde boor (Rock Abrasion Tool) om in het oppervlak van de planeet te vervelen.

Het lichaam van de rover wordt de warme elektronische doos (WEB). Een uitrustingsdek staat bovenop de rover, waar de mast (of periscoopoog) en camera's. De goud geschilderde muren van het lichaam van de rover zijn ontworpen om minus140 graden F (minus 96 graden C) temperaturen te weerstaan. In het web van de rover bevinden zich lithium-ion-batterijen, radio's en elektronische dingen zoals spectrometers, die allemaal warmte nodig hebben om te functioneren. Het brein van de rover is een computer die vergelijkbaar is met een high-end, krachtige laptop, maar met speciale geheugenfuncties die niet zullen vernietigen met straling en shut-offs. De computers controleren ook voortdurend de temperatuur om te zorgen voor een "gezonde" rover.

Wat Spirit en Opportunity vonden, was een aanwinst voor de technologie waarmee ze Mars konden verkennen. Binnen een paar maanden na de landing ontdekte de Gelegenheid bewijzen van zout water, wat de mogelijkheid openlaat dat leven (en fossiele indicaties) ooit op de planeet kunnen hebben bestaan. Spirit strompelde over rotsen die naar een eerdere, onhandelbare Mars wezen die werd gemarkeerd door inslagen, explosief vulkanisme en ondergronds water [bron: NASA Mars].

We gaan enkele functies en verkenningen van recentere rovers leren, maar laten we eerst langzaam naar de volgende pagina gaan en naar enkele van de apparatuur en wetenschap kijken die Spirit en Opportunity hebben.

Blijf Rovin '

Allereerst moet worden opgemerkt dat terwijl Spirit sinds 2010 geen berichten heeft doorgegeven, Opportunity nog steeds op werkuren van Mars klokselde en informatie terugstuurde naar de aarde in 2011. In feite, zoals elke aardeling, scout de gelegenheid om gaten te maken voor de winter om de meeste zonne-energie opgeslagen in zijn batterijen te krijgen.

Wat gaat er in en op de Rover

Dit diagram toont alle gadgets en gadgets waarmee Spirit en Opportunity zijn uitgerust.

Dit diagram toont alle gadgets en gadgets waarmee Spirit en Opportunity zijn uitgerust.

Gewoon zeggen dat Spirit and Opportunity camera's en een of andere mooie radioapparatuur heeft, snijdt er echt niets aan. Met elk een gewicht van 384 ponden (170 kilogram) en een totaal van $ 850 miljoen om te bouwen, kun je maar beter geloven dat de apparatuur niet alleen je vertrouwde MacBook is, maar ook een AM / FM-radio is.

Allereerst, a panoramische camera is op elke rover gemonteerd om een ​​grotere geologische context te bieden. De camera ligt op de mast op ongeveer 1,5 meter van de grond en maakt niet alleen kleurenfoto's, maar heeft ook 14 verschillende filters waarmee u rots- en gronddoelen kunt identificeren voor een beter uitzicht.

EEN miniatuur thermische emissiespectrometer identificeert mineralen op de site met een beetje hulp van infrarode golflengten. Het wordt gebruikt om onderscheidende patronen te vinden die waterbewegingen kunnen vertonen. Op de rover arm is een Moessbauer-spectrometer, die rechtstreeks op monsters wordt geplaatst om ijzerhoudende mineralen te vinden, een ander hulpmiddel om te bepalen hoe water de bodem en de rotsen heeft beïnvloed.

Om de samenstelling van gesteenten te bepalen, een Alpha Particle X-ray Spectrometer wordt gebruikt - hetzelfde type als gevonden in geologie labs, waarmee wetenschappers de oorsprong en veranderingen in de monsters kunnen bepalen.Het microscopische beeldvormingsinstrument kan rotsformatie en variaties zorgvuldig onderzoeken.

Mars naar aarde, kan je mij lezen?

Maar hoe komen we in godsnaam daadwerkelijk te weten komen over deze verbazingwekkende ontdekkingen die Spirit en Opportunity maken? Nou, het is niet echt de opstelling van je ham van ham van je oudoom. Hoewel er ook een UHF-radio met laag vermogen en lage snelheid is met een magere gegevenssnelheid, wordt deze voornamelijk gebruikt als back-up en tijdens het landen.

Over het algemeen communiceren de orbiters slechts ongeveer drie uur aan informatie rechtstreeks naar de aarde. De rest wordt daadwerkelijk onderschept en verzonden naar de in een baan rond Mars Odyssey en Mars Global Surveyor, die naar de aarde zenden - en omgekeerd. De orbiter beweegt in ongeveer 16 minuten van horizon naar horizon; 10 van die minuten kunnen worden gebruikt voor communicatie met de rovers [bron: NASA]. Als we raden, kan er ongeveer 10 megabytes aan dagelijkse gegevens naar de aarde worden verzonden. Dit is met name handig omdat orbiters in nauwer contact staan ​​met beide rovers en een veel langer venster hebben om met Earth te communiceren dan beide rover.

De rovers gebruiken elk twee antennes voor communicatie: a high-gain antenne die zichzelf kan sturen om informatie naar een antenne op de aarde te zenden, en een antenne met lage versterking die informatie uit elke richting kan ontvangen en verzenden met een lagere snelheid dan de high-gain antenne. Al deze communicatie vindt plaats op de Deep Space Network (DSN), een internationaal netwerk van antennes met communicatiefaciliteiten in de Mojave-woestijn van Californië, Madrid, Spanje en Canberra, Australië.

Richt je op de volgende pagina om meer te weten te komen over wat een rover doet op een normale dag.

Merkwaardig sterk

De Curiosity Rover met het Mars Science Laboratory is ongeveer twee keer zo groot als Spirit and Opportunity. De rover is ongeveer 10 voet (3 meter) lang en 7 voet (2 meter) hoog en weegt ongeveer 2000 pond (900 kilogram). Hij is ontworpen met een "rocker" -ophanging die het voertuig op een rotsachtig Marsterrein balanceert.

Een dag uit het leven van een rover

Een kaart van de reizen van Opportunity op Sol 2756, of 2.756 dagen nadat deze op Mars is geland.

Een kaart van de reizen van Opportunity op Sol 2756, of 2.756 dagen nadat deze op Mars is geland.

Hoewel de rovers niet elke ochtend een klok slaan, sturen ze beelden, samen met instrument- en statusgegevens, terug naar hun Earth-bazen.

Extrapolerend van de data sturen de wetenschappers commando's naar de rover tijdens het drie uur durende venster van directe communicatie met de high-gain antenne. De rover staat dan 20 uur alleen, voert opdrachten uit en verzendt beeldgegevens naar de twee satellieten boven het hoofd. De commandanten van de rover kunnen het vertellen om naar een nieuwe rots te gaan, een rots te malen, een rots te analyseren, foto's te nemen of andere gegevens te verzamelen met andere instrumenten.

De rover en de wetenschappers herhalen dit patroon gedurende misschien 90 dagen. Op dat moment neemt de kracht van de rover af. Ook zullen Mars en Aarde steeds verder uit elkaar raken, waardoor de communicatie moeilijker wordt. Uiteindelijk zal de rover niet genoeg kracht hebben om te communiceren, te ver weg zijn of in een mechanische storing belanden, en de missie zal voorbij zijn

Onze missie is echter nog lang niet voorbij. Laten we een reis maken naar de volgende pagina waar we alles te weten komen over de nieuwste toevoeging aan het Mars-ontdekkingsavontuur.

Mars Science Laboratory en de Curiosity Rover

Hier geïllustreerd is een van de nieuwste leden van de bemanning die Mars opzoekt: Curiosity.

Hier geïllustreerd is een van de nieuwste leden van de bemanning die Mars opzoekt: Curiosity.

In november 2011 lanceerde NASA het Mars Science Laboratory, dat is ontworpen om bodem en gesteente te bestuderen voor organische verbindingen of omstandigheden die ons kunnen helpen begrijpen of Mars de bewoonbaarheid van het leven op aarde kan of ooit heeft kunnen ondersteunen.. Het Mars Science Laboratory is eigenlijk een functie van de Rover Curiosity, die de wetenschappelijke instrumenten bevat die monsters verzamelen en analyseren.

In 2004 heeft de NASA een aantal verschillende voorstellen voor onderzoek en apparatuur geselecteerd om in het laboratorium op te nemen. Samen met de Verenigde Staten en Canada hebben ook Spanje en Rusland instrumenten voor de missie. Spanje bestudeert de Rover Environmental Monitoring Station, ontworpen om de atmosfeer en ultraviolette stralen te onderzoeken. Rusland leverde de Dynamic Albedo of Neutrons-instrument, dat waterstof meet onder het oppervlak van de planeet, wat wijst op water of ijs.

Een reeks instrumenten genaamd Monsteranalyse op Mars zal monsters analyseren. (Creatieve naamgeving is over het algemeen geen prioriteit bij wetenschappelijke missies.) Nadat de arm van de rover de monsters opschept, meten een gaschromatograaf, een massaspectrometer en een laserspectrometer koolstofbevattende verbindingen en isotoopverhoudingen, die de geschiedenis van water aangeven. Mars. Een Alpha Particle X-ray Spectrometer meet de hoeveelheid verschillende elementen.

Je vindt ook de volgende handige instrumenten aan boord van het laboratorium:

  • Een Röntgenstraal diffractie en fluorescentie-indicator om mineralen in monsters te detecteren
  • EEN Mars-handlenscamera die afbeeldingen van minder dan de breedte van een mensenhaar kan nemen, wat handig is voor detail en om moeilijk bereikbare foto's te krijgen
  • EEN Mast camera neemt kleur, panoramische foto's van de omgeving en neemt voorbeeldafbeeldingen op. (Een aparte Descent Camera zal high-definition video opnemen vlak voor de landing.)
  • EEN Stralingsbeoordeling Detector zal straling meten, zodat we kunnen zien of Terry de Astronaut ooit veilig Mars kan bezoeken - of dat er daar ook een ander leven kan bestaan.

Maar laten we eerlijk zijn: het coolste deel van het Mars Science Laboratory is waarschijnlijk het ChemCam, die "laserpulsen gebruikt om dunne materiaallagen van Mars-rotsen of gronddoelen te verdampen tot op 7 meter (23 voet) afstand" [bron: Mars Science Lab Fact].Het bepaalt welke atomen reageren op de straal, terwijl een telescoop laat zien wat de laser verlicht. Ze zullen de wetenschappers helpen bepalen wat ze precies willen dat de rover reist naar of meeneemt. Verder dan dat, het is gewoon supercool om lasers op robots te hebben.

Als je nog steeds door het land ronddoolt in de hoop meer te weten te komen over onze dichtstbijzijnde planetaire buur, ga dan naar de volgende pagina om veel meer informatie te krijgen over hoe onverschrokken Mars-zwervers werken.


Video Supplement: Mars 2020: The Next Mission to Mars.




Onderzoek


Top 5 Manieren Om Elke Dag Earth Day Te Vieren
Top 5 Manieren Om Elke Dag Earth Day Te Vieren

Amerika'S Drukste Luchthavens Die Gevaar Lopen Door De Zeespiegelstijging
Amerika'S Drukste Luchthavens Die Gevaar Lopen Door De Zeespiegelstijging

Science Nieuws


Manhattanhenge: Feiten Over De Speciale Zonsondergangen Van Nyc
Manhattanhenge: Feiten Over De Speciale Zonsondergangen Van Nyc

Deze Microben Mogen Een Ritje Maken Met Mensen Naar Mars: Waarom Dat Belangrijk Is
Deze Microben Mogen Een Ritje Maken Met Mensen Naar Mars: Waarom Dat Belangrijk Is

Nauwelijks Daar? Chinees Bedrijf Debuteert 'S Werelds Dunste Condoom
Nauwelijks Daar? Chinees Bedrijf Debuteert 'S Werelds Dunste Condoom

Januari Arctic Sea Ice Raakt Record Laag
Januari Arctic Sea Ice Raakt Record Laag

Zeldzame Rode Vos Verschijnt Opnieuw In Yosemite Park
Zeldzame Rode Vos Verschijnt Opnieuw In Yosemite Park

WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com