Намарс заводой: космическая жажда

      Комментарии к записи Намарс заводой: космическая жажда отключены

Намарс заводой: космическая жажда

Марсианские скачки

В случае если в капсуле с «Проезжим» пребывала посадочная платформа и сам мелкий робот (10,6 кг), то в капсуле «Скитальца» основное место занимает громадной (весом 180 кг) робот-исследователь, талантливый передвигаться за марсианский сутки на расстояние до 100 м («Проезжий» прошел столько за всю собственную марсианскую судьбу). «Скитальцы» должны прожить на поверхности Марса 90 местных дней (приблизительно 92 земных дней).

Посадка «Скитальцев» будет выполнена по аналогичной схеме, что и у «Проезжего»: пройдя верхние слои атмосферы, капсула, в которой находится робот, выпустит парашют, а у самой поверхности сработают двигатели торможения. От ударов о поверхность капсулу прикроет «кокон» из мешков безопасности: она подпрыгнет на 100 м вверх и будет «скакать» до 12 раз, удалившись от места первого касания приблизительно на 1 км.

Остановившись, конструкция перевернется в необходимое положение, мешки сдуются и отсоединятся, а капсула раскроется, как цветок с тремя лепестками, высвободив сложенный робот. Часть за частью он начнет разворачиваться, выдвигая мачту с камерой, антенны, колеса и солнечные батареи. После этого робот «осмотрит» собственную «посадочную площадку», передав на Землю в инфракрасном изображении и цвете 360-градусную панораму, а ученые выберут камни и целевые участки почвы для изучения.

Крутой маршрут

Запуск «Скитальцев» будет произведен различными модификациями одноразового носителя Delta II, каковые употребляются более десяти лет и принимали участие в 90 проектах NASA. Во второй половине 90-ых годов XX века на орбиту Красной планеты они доставили Mars Global Surveyor и Mars Pathfinder (с первым марсоходом на борту), в 1998-м Mars Climate Orbiter, в 1999-м Mars Polar Lander и в 2001-м Mars Odyssey.

Отличие во времени пуска разъясняется тем, что на космодроме не достаточно мощностей и персонала для совместного пуска. Ко времени второго расстояние между Марсом и Землёй изменится и потребуется более замечательная ракета. Первую капсулу понесет стандартная Delta II 7925, а вторую — Delta II 7925 «H» («Н» свидетельствует «heavy» — «тяжелая»), у которой девять съемных твердотопливных двигателей первой ступени дольше и толще и создают на четверть громадную силу тяги.

У обоих носителей шесть из твердотопливных двигателей запускаются прямо на старте вместе с главным, жидкотопливным двигателем Rocketdyne RS-27A. Остальные три — через 60 секунд, в то время, когда выгорит горючее в первых и часть керосина с окислителем главного двигателя.

На высоте приблизительно 130 км, по окончании выхода из воздуха, первая ступень отстреливается. А по окончании запуска второй ступени отсоединяется головной обтекатель ракеты, защищающий нужный груз (капсулу) и всю третью ступень от действия аэродинамических сил.

Установленный во второй ступени двигатель Aerojet AJ10−118K включается два раза: для вывода носителя на орбиту Почвы и для подготовки ухода с орбиты в направлении Марса. Сейчас вторая ступень отстреливается от третьей, и двигатель последней Star-48B придает ей за 90 секунд дополнительное, достаточное для перехода с орбиты на траекторию полета к Марсу ускорение — 66000 ньютонов (1 Н — единица силы, нужная для ускорения массы в 1 кг до скорости 1 м/с).

По окончании входа в ориентирования и обязанности марсианскую атмосферу навигации берет на себя сама капсула. Она, как платформа для гоночного автомобиля, доставляет самодвижущийся груз до места — с момента вхождения капсулы в марсианскую воздух и до посадки. Целый спуск обязан занять около шести мин..

Гусь на колесах

Роботы «Скитальцы», напоминающие крыльями «шеями-и длинными «мачтами» — солнечными батареями гусей на колесах, «анатомически» и функционально похожи на живых существ. У них имеется «кожа» — слой изоляции, «голова с глазами» — телекамеры на мачте-«шее», «ноги», «мозг» — компьютер, «тело», защищающее крайне важные органы. Отличия пребывают в том, что «ноги» заканчиваются колесами, а «мозг» находится в «тела».

«Тело», именуемое еще «теплым электронным коробкой», возможно сравнить кроме этого с автомобилем-кабриолетом: «ящик» покрыт треугольной крышей, разрешающей мачте с камерами обозревать окрестности, пребывав достаточно высоко над поверхностью планеты. Термоизоляционные стенки «коробки» сохраняют в тепло, кроме того в то время, когда ночная температура окружающей среды падает до -96 градусов Цельсия. В «коробке» находится компьютер, батареи и электронные системы.

Вторыми словами — «сердце» и «мозг» робота.

Шея с глазами

«Шея» — мачта панорамных камер, талантливая вращаться на 360 градусов около собственной оси и снабжающая угол наклона камер на 180 градусов, поддерживает на высоте 1,4 м «голову-штангу, на которой закреплены шесть телекамер. На протяжении полета мачта лежит сложенная на крышке корпуса. По окончании открытия капсулы приземления пиропатроны отстреливают удерживающие мачту задвижки.

Две из закрепленных на штанге камер полноцветные стереоскопические. Они не только воссоздают эффект трехмерного людской зрения, но и снабжают разрешение телевизионной картины длиной 4000 и высотой пикселей 24000. Любая камера имеет солнечные фильтры и набор светофильтров.

Первые предназначены для получения мультиспектральных изображений, а вторые — для навигации.

Сопоставив положение Солнца в небе и время марсианского дня, ученые смогут выяснить направление перемещения робота. Две другие, черно-белые камеры кроме этого создают трехмерную «картину», применяемую для управления передвижениями робота. Мачта делает кроме этого роль перископа, передающего через совокупность зеркал инфракрасное изображение еще с одной пары «глаз» на спектрометр, установленный сходу под мачтой, в корпуса робота.

Спектрометр нужен для определения минерального строения окружающей камней и почвы. Одна из его задач — отыскать появившиеся под действием воды минералы, глины и карбонаты.

У робота имеется еще пять «глаз». Это четыре «сторожевые» камеры, закрепленные на нижней части корпуса, по два спереди и позади. Трехмерная картина с них выводится на компьютер самого «Скитальца», разрешая заложенной программе скоро выбирать маршрут и избегать страшных столкновений. Пятый «глаз», вмонтированный прямо в «руку-манипулятор, позволяет рассматривать предметы весьма близко.

К примеру, давать оценку качеству земли: как она просядет под весом робота и не станет ли «Скиталец» буксовать.

Космический джип

Устройство подвески робота такое же, как и у предшественника «Скитальцев» «Проезжего», — совокупность «тележка-качалка» («rocker-bogie»).

Устройство «тележки» («bogie») позаимствовано на железной дороге. Так была устроена шестиколесная паровозная тележка, разрешавшая колесам вписываться в повороты пути. Rocker ом, либо «качалкой», именуется устройство дифференциала, разрешающее роботу сохранять равновесие на ходу по каменистой поверхности.

В случае если одно из колес быстро въезжает на препятствие, совокупность подвески заставляет другие опуститься, дабы распределить нагрузку на все колеса. «Тележка-качалка» разрешает механизму преодолевать препятствия в виде камней либо впаден диаметром больше колеса (25 см) с большой скоростью до 5 см/с. Но установленная программа безопасности передвижения заставляет его останавливаться через каждые 10 секунд и «осматриваться». Исходя из этого в целом он движется со скоростью 1 см/с.

Мастер на всю руку

Титановая «рука» робота — вовсе не «подай-принеси». Как каждый манипулятор, она имеет пара степеней подвижности — «плечевой», «локтевой» и «кистевой суставы», благодаря которым, как усердный геолог, робот может счищать с предметов ненужные слои, делать микрофотографии и определять состав. Не считая телекамеры «ближнего боя», «рука» оснащена целым комплектом исследовательских инструментов, закрепленных на вращающейся на 350 градусов крестообразной револьверной головке: спектрометром для определения содержания железа, рентгеновским спектрометром для химического анализа образцов и абразивным инструментом для снятия поверхностных слоев с исследуемых камней.

В «ладони» манипулятора закреплена кроме этого щетка, которой абразивный инструмент «чистит зубы» по окончании работы. На протяжении передвижений и полёта робота «рука», согнувшись в «локте», скрывается под корпусом и накрепко крепится.

Солнечные крылья

Для передвижений, связи и работы с Почвой роботу нужна энергия. Она вырабатывается «крыльями» — солнечными батареями. При полном освещении за четыре часа марсианского дня батареи производят до 140 Вт (потребность в энергии для перемещения не превышает мощность домашней лампочки — 100 Вт). Для сравнения, батареи «Проезжего» производили в марсианский полдень только 16 Вт.

Энергетическая совокупность «Скитальцев» включает кроме этого по два аккумулятора, каковые снабжают роботов энергией, в то время, когда свет Солнца недостаточен либо марсианской ночью. Со временем (приблизительно через 90 марсианских дней) аккумуляторная батареи выдохнутся, а солнечные батареи покроются пылью и смогут генерировать около 50 Вт. Помимо этого, Марс уйдет дальше от Солнца — наступит «осень».

Долгие уши

«уши» и «Голос» робота — две расположенные на крышке антенны. Первая, направляющая сигнал во всех направлениях, общается с целой совокупностью размещенных на Земле передатчиков. Вторая нацеливается на определенный премник-передатчик.

Не считая взаимосвязи, роботы смогут передавать эти через марсианские орбитальные спутники Odyssey и Global Surveyor, каковые существенно продолжительнее находятся в пределах радиовидимости с Почвы.

Антенны спутников трудятся в сравнении с антеннами робота как уоки-токи. Их, например, применяют для передачи критичной информации на протяжении посадки. Наряду с этим робот применяет установленную на нем ультракоротковолновую антенну, а для ретрансляции — антенну на одном из «лепестков» капсулы.

Именно на протяжении «примарсения» Global Surveyor будет пребывать в эргономичном для этого положении.

Ноутбук для «Скитальца»

«Мозг» робота находится в корпусе, в особом электронном модуле. Обмен информацией с сенсорами и инструментами происходит через стандартную шину.

Сам компьютер возможно сравнить с хай-эндовским ноутбуком, оснащенным особым блоком памяти, что способен противостоять высокой радиации, и совокупностью, предохраняющей программы и данные по окончании отключений энергии ночью. Оперативная память (DRAM) образовывает 128 МБ (это в тысячу раза больше, чем «оперативка» предшественника «Скитальца» — «Проезжего»).

Как и человеческий мозг, компьютер робота всегда отслеживает его «здоровье», работу совокупностей жизнеобеспечения. В электронный блок входят кроме этого «нервы», предоставляющие данные о положении робота в перемещениях и пространстве по вертикали и горизонтали.

Когда капсула с роботом входит в марсианскую воздух либо в то время, когда робот сходит с платформы по окончании приземления, компьютер проводит диагностику наличия команд для выполнения, поддерживает сообщение с Почвой, отправляя собранные на Марсе сведения и приобретая новые команды о фотографировании объектов, работе и передвижении инструментов. По запросам центра управления он передает накопившиеся сведения о «самочувствии» робота.

Об отправке на Марс пилотируемой миссии просматривайте на сайте особого проекта издания: «Отечественный Марс».

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№9, июль 2003).

Полет на Марс. План создания Новой Земли. Космические первопроходцы. Космос, Вселенная 02.12.2016


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: