Łazik Curiosity z polskimi mapami na pokładzie startuje na Marsa - aktualizacja

Share

Jedna z wizualizacji przedstawiająca łazik Curiosity (Credits: NASA)Dnia 25 listopada otworzyło się okno startowe dla misji Mars Science Labolatory, które potrwa do 18 grudnia 2011. Start misji  został opóźniony o dobę z powodu konieczności wymiany baterii systemu bezpieczeństwa rakiety nośnej. Jedna z ciekawszych misji kosmicznych ostatnich lat, jeśli dopiszą warunki pogodowe wystartuje dziś (26 listopada). Okno startowe dla misji, dzisiejszego dnia otwarte będzie w przedziale od 16:02 do 17:45 CET. Oznacza to, że już za niewiele ponad 14 godzin łazik Curiosity może zacząć swoją podróż w kierunku Marsa.

 Ostatnie prognozy pogody pokazują iż szanse na złą pogodę która uniemożliwiłaby start wynoszą 30 %. Jeśli start nie odbędzie się w sobotę, są duże szanse na start w niedzielę (27 listopada). Okno startowe w niedzielę otwiera się o godzinie 15:41 a zamyka 17:24 CET. Szanse na dobre warunki pogodowe, podobnie jak w sobotę również wynoszą 70 %.

 

Okna startowe dla kolejnych dni do pobrania pod LINKIEM.

Lądowanie odbędzie się między 6 a 20 sierpnia 2012. Oznacza to, że już za dwa dni łazik Curiosity może zacząć swoją podróż w kierunku Marsa. Łazik ma za zadanie badać przeszłe i teraźniejsze środowisko planety wewnątrz krateru  Gale. Misja rozpocznie się wystrzeleniem statku przy użyciu rakiety Atlas V (konfiguracja 541) z Cape Canaveral na Florydzie. Łazik ma pracować przez 1 rok marsjański (tj. 98 tygodni). MSL będzie wykorzystywał (podobnie jak w sondach Voyager 1 oraz Voyager 2) radioizotopowy generator termoelektryczny jako źródło zasilania. Głównym narzędziem w jaki wyposażony został Curiosity jest instrument CheMin, który będzie badać aktualne, i dawne środowiska przydatne do zamieszkania przez organizmy żywe.

 

Mało znanym jest fakt, iż łazik posługiwać się będzie mapami powierzchni Marsa wygenerowanymi za pomocą algorytmu RODM, którego autorem jest Polak, Jan Kotlarz. RODM jest polskim algorytmem tworzącym modele 3D powierzchni Marsa na podstawie zdjęć sondy Mars Reconnaissance Orbiter (NASA) krążącej wokół Czerwonej Planety. Algorytm powstawał jako praca dyplomowa na seminarium topologicznym prof. Mariana Turzańskiego na Wydziale Matematyczno - Przyrodniczym (Szkoła Nauk Ścisłych) UKSW. Algorytm otoczony jest opieką stowarzyszenia Mars Society Polska.

O  przybliżenie istoty i historii algorytmu RODM, poprosiliśmy samego autora. W odpowiedzi Pan Kotlarz napisał:

"RODM (Rover & Orbiter Delta Mars) jest algorytmem stereometrycznym, opartym na osiągnięciach polskich topologów z Uniwersytetu Jana Kazimierza we Lwowie, a przede wszystkim na twierdzeniu o punkcie stałym Stefana Banacha. Wykorzystując dwa zdjęcia tego samego terenu (wykonane pod różnymi kątami) za jego pomocą można uzyskać trójwymiarowy model fotografowanego terenu w sposób zupełnie inny niż w algorytmach powszechnie używanych.

Jan Kotkarz prezentuje algorytm RODM szefowi NASA AMES, Simonowi Wordenowi (Credits: Jan Kotlarz)

W roku 2009 używając zdjęć powierzchni Marsa wykonanych przez sondę Mars Reconnaissance Orbiter wykonałem za pomocą tego algorytmu modele proponowanych miejsc lądowania łazika Mars Science Laboratory. Owe bardzo dokładne mapy zostały wykorzystane najpierw w Instytucie Planetologii na Uniwersytecie w Bernie, następnie zaś na Uniwersytecie w Arizonie, który przygotowywał w ramach misji NASA m.in. ocenę bezpieczeństwa lądowania proponowanych miejsc łazika MSL. W wielu analizowanych obszarach udało się wówczas osiągnąć dokładność rzędu 30 cm.

W roku 2010 zostałem za stworzone mapy Marsa nominowany do nagrody Travelery przez National Geographic w kategorii "naukowe osiągnięcie roku", a Uniwersytet Warszawski uznał go za jedno z wiodących osiągnięć roku 2009.

Jan Kotlarz - autor algorytmu RODM (Credits: Jan Kotlarz)

Dziś, w związku z brakiem możliwości wykorzystania algorytmu w Polsce, używany jest on jedynie poza naszymi granicami w dalekich od astronomii i astronautyki dziedzinach jak genetyka, gdzie algorytm służy do analiz DNA osób chorych na raka i jest częścią stricte amerykańskiego przedsięwzięcia, a mapy Marsa są obliczane od czasu do czasu w klastrze obliczeniowym Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego. Pewne fragmenty algorytmu użyłem także przy analizie zdjęć nieba w projekcie "Pi of The Sky" na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego".


Film przedstawia symulację powierzchni Marsa wygenerowaną za pomocą algorytmu RODM. Z taka właśnie powierzchnią będą musiały się zmagać przyszłe łaziki marsjańskie. (Credits: Youtube/RobotMagma)

Wszystkich zainteresowanych algorytmem RODM, jego autor zaprasza  na wydział fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, gdzie 26 listopada będzie prezentował wspomniane mapy Marsa w symulatorze. Będzie można też sporządzić mapę krateru Victoria za pomocą słomek, butelek z wodą i plasteliny :-)

Więcej informacji na temat imprezy znajdą Państwo na stronie Uniwersytetu Warszawskiego pod LINKIEM.

Oprócz map stworzonych dzięki polskiemu algorytmowi, na pokładzie łazika Curiosity znajdą się następujące przyrządy naukowe:

  • MastCam – kamera do wielospektralnej stereofotografii oraz filmowania
  • ChemCam – urządzenie do zdalnej detekcji składu chemicznego i mikrofotografii powierzchni próbek
  • Mars Hand Lens Imager (MAHLI) – kamera mikroskopowa
  • Alpha Particle X-Ray Spectrometer (APXS) – spektrometr do badania składu chemicznego skał i gruntu.
  • CheMin – instrument do analiz mineralogicznych metodą dyfrakcji i fluorescencji rentgenowskiej.
  • Radiation Assessment Detector (RAD) – detektor szerokiego zakresu radiacji na powierzchni Marsa dla ustalenia zagrożeń przyszłej wyprawy załogowej
  • Mars Descent Imager (MARDI) – kamera do fotografowania i filmowania z wysoką rozdzielczością w fazie opadania i lądowania
  • Sample Analysis at Mars (SAM) – zintegrowany zespół przyrządów zawierający chromatograf gazowy, spektrometr masowy i laserowy do analiz minerałów i atmosfery.
  • Dynamic of Albedo Neutrons (DAN) – pulsujące źródło neutronów i detektor do wody lub lodu na powierzchni Marsa
  • Rover Environmental Monitoring Station (REMS) – stacja meteorologiczna

Diagram schematyczny łazika Curiosity (Credits: NASA)

Badanie łazika będą skupione wokół następujących celów:

  • ocena możliwości występowania potencjalnych warunków do życia w przeszłości
  • badanie możliwości utrzymania się życia organicznego na Marsie
  • wykonanie pomiarów meteorologicznych
  • poszukiwanie pierwiastków biogennych
  • badanie stopnia wilgotności z gleby i poszukiwanie wody oraz związków mineralnych z nią związanych
  • pomiary widma wysokoenergetycznego promieniowania naturalnego
  • badanie składu skał i gleby
  • charakterystyka możliwych cyklów hydrologicznych

Koszt misji to 2,5 mld. dolarów. Misja Mars Science Labolatory jest częścią programu  Mars Exploration Program, w ramach którego NASA wysłała na Marsa łaziki Spirit i Opportunity, Mars Pathfinder z łazikiem Sojourner oraz lądowniki Viking 1 i Viking 2.


Film przedstawia animację w której ukazany jest przebieg misji Mars Science Labolatory (Credits: Youtube/UnbelivableFootage)

Jedną lecz nie jedyną innowacją w misji jest system miękkiego lądowania.  Na 10 minut przed wejściem do atmosfery statek odseparuje się od modułu rejsowego. MSL wejdzie w atmosferę na wysokości ok. 130 km nad powierzchnią Marsa. Po separacji uruchomią się przewidziane na tę fazę instrumenty pomiarowe. Następnie silniczki kapsuły zorientują statek w stałym położeniu umożliwiającym bezpieczne wejście w atmosferę. Potem zostaną odrzucone ciężary stabilizujące obrót statku. Trajektoria wejścia będzie cały czas utrzymywana przez silniki manewrujące. Gdy temperatura statku podczas wchodzenia w atmosferę osiągnie wartość 2093 °C otworzą się spadochrony, otwarcie nastąpi na wysokości 11 km gdy statek będzie spadał z prędkością 400 m/s.  Po otwarciu spadochronów odrzucona zostanie osłona termiczna, która mieściła się na spodzie kapsuły.  Następnie dolna część kapsuły (tj. lądownik z łazikiem) odłączy się od modułu atmosferycznego ze spadochronem. Zaraz po tym zostaną uruchomione silniki lądujące lądownika, które zaczynając od wysokości 1 km. będą stopniowo redukowały prędkość i pozwalały na bezpieczne zniżanie. W trakcie tego zniżania od kapsuły na żurawiu (sky crane) zostanie wypuszczony statek. Gdy tylko dotknie ziemi (z prędkością 75 cm/s) kapsuła z żurawiem odseparuje się od łazika i odleci na bezpieczną odległość. Po przyziemieniu komputer pokładowy przełączy się z trybu podejścia do lądowania (EDL mode) na tryb powierzchniowy (surface mode).

Lądowanie łazika MSL - ostatnia faza z przyziemieniem (Credits: NASA)

Jeśli misja Mars Science Labolatory się powiedzie, będzie to kolejny duży krok w wykorzystywaniu nowych technologii na potrzeby eksploracji niezbadanych światów, takich jak Mars, Księżyc, czy księżyce planet naszego Układu Słonecznego.

Nie możemy zapomnieć że również Polacy mają znaczny wkład w ową eksplorację. Przyrządy zbudowane w Centrum Badań Kosmicznych PAN uczestniczą w najbardziej prestiżowych misjach kosmicznych. Wykonane w CBK PAN czujniki znajdowały się m.in. na lądowniku Huygens, który w 2005 roku osiadł na powierzchni Tytana, księżyca Saturna – było to najdalsze lądowanie w historii ludzkości. Z kolei zainstalowany na lądowniku misji Rosetta penetrator MUPUS wbije się niedługo w jądro komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko. W CBK PAN powstał także KRET, nowatorski instrument penetrujący skonstruowany z myślą o przyszłych badaniach geologicznych Księżyca. Ostatnim przyrządem zbudowanym przez polskich uczonych jest penetrator CHOMIK, który za zadanie miał się wbić w grunt księżyca Marsa, Fobosa. Jednak problemy sondy Fobos-Grunt, stawiają pod znakiem zapytania przebieg całej misji. Jest już niemal pewne że misja Fobos-Grunt zostanie wkrótce okrzyknięta fiaskiem.

Dużą nadzieję na przyszłość dają nam studenci konstruujący łaziki będące analogami łazików zdolnych do poruszania się po Marsie. W tegorocznej edycji konkursu URC, w którym studenckie drużyny z całego świata mogą przeciwstawić sobie swoje konstrukcje marsjańskich łazików, polski łazik marsjański MAGMA2 odniósł zwycięstwo. Zespół z Politechniki Białostockiej pokonał Kanadyjczyków  z York University oraz Amerykanów z Oregon State University, którzy w  budowie swojej konstrukcji korzystali z pomocy NASA. Pozostałe polskie  roboty, SCORPIO z Politechniki Wrocławskiej oraz COPERNICUS z UMK w  Toruniu, zajęły odpowiednio czwarte i szóste miejsce.

Korzystając z materiału zdjęciowego, który ekipa filmowa portalu Kosmicznapolska.pl zrealizowała podczas konferencji prasowej na temat udziału polskich drużyn w URC w maju tego roku, oraz  materiałów drużyny łazika MAGMA2 zrealizowaliśmy spot, który jest krótkim podsumowaniem udziału polskich drużyn w tegorocznej edycji zawodów URC.  Zachęcamy do oglądania w jakości HD.


Polskie Drużyny na URC 2011 (Credits: Kosmicznapolska.pl)

Start misji Mars Science Labolatory z łazikiem Curiosity pokazuje iż eksploracja innych światów zaczyna się na dobre. Jeśli będziemy umożliwiać i wspierać badania, dzięki czemu odkrycia takie jak RODM czy nowe technologie będą mogły rozwijać się także w Polsce, należy oczekiwać, iż nasza pozycja wśród krajów, które liczą się w stawce o podbój przestrzeni kosmicznej będzie rosnąć. Czego Państwu i sobie serdecznie życzymy.

źródło: NASA, Mars24.info, Wikipedia, Mars Society Polska, materiały własne

 

Na pokładzie MSL znajdą się następujące przyrządy naukowe:

- MastCam – kamera do wielospektralnej stereofotografii oraz filmowania
- ChemCam – urządzenie do zdalnej detekcji składu chemicznego i mikrofotografii powierzchni próbek
- Mars Hand Lens Imager (MAHLI) – kamera mikroskopowa
- Alpha Particle X-Ray Spectrometer (APXS) – spektrometr do badania składu chemicznego skał i gruntu.
- CheMin – instrument do analiz mineralogicznych metodą dyfrakcji i fluorescencji rentgenowskiej.
- Radiation Assessment Detector (RAD) – detektor szerokiego zakresu radiacji na powierzchni Marsa dla ustalenia zagrożeń przyszłej wyprawy załogowej
- Mars Descent Imager (MARDI) – kamera do fotografowania i filmowania z wysoką rozdzielczością w fazie opadania i lądowania
- Sample Analysis at Mars (SAM) – zintegrowany zespół przyrządów zawierający chromatograf gazowy, spektrometr masowy i laserowy do analiz minerałów i atmosfery.
- Dynamic of Albedo Neutrons (DAN) – pulsujące źródło neutronów i detektor do wody lub lodu na powierzchni Marsa
- Rover Environmental Monitoring Station (REMS) – stacja meteorologiczna

Dodaj komentarz

Kod antyspamowy Odśwież

O nas

Jesteśmy grupą ludzi, dla których astronautyka jest pasją. Wspieramy polskie dążenia w kierunku gospodarczego wykorzystania technologii kosmicznych. Jeśli interesują Cię zagadnienia związane z polskim space-techem, ta witryna jest dla Ciebie, jeśli chciałbyś nam pomóc wesprzyj nasze działania, dołącz do Nas!

Więcej informacji...

Powrót na górę