NASA zet zich schrap voor '7 minuten terreur' als Rover en raketkraan nabij Mars

geplaatst op 16 februari 2021

NASA's meest ambitieuze - en moeilijke - Mars-rover-missie tot nu toe is bijna aan het einde van zijn interplanetaire reis, maar het is nog maar het begin van de opwinding. Op dinsdag (16 februari) bevestigden ingenieurs van het Jet Propulsion Laboratory (JPL) van NASA dat het goed gaat met Perseverance en bereid is om een landing te proberen op donderdag (12 februari 55 uur PST). .

NASA's vijfde Mars-rover, Perseverance, zal een beproefde, maar angstaanjagende landingsmethode proberen om het oppervlak van Martain veilig te bereiken. In een proces dat binnenkomen, dalen en landen (EDL) heet, zal de rover door de atmosfeer van Mars vliegen met een snelheid van 12,500 mph (20,000 km / u) en vertragen tot iets minder dan 2 mph (3 km / u) in ongeveer zeven minuten - een proces dat de bijnaam heeft verdiend " zeven minuten terreur. "

Deze illustratie toont de gebeurtenissen die plaatsvinden in de laatste minuten van de bijna zeven maanden durende reis die NASA's Perseverance-rover naar Mars maakt. Honderden kritieke gebeurtenissen moeten perfect en precies op tijd worden uitgevoerd voordat de rover veilig op Mars kan landen op 18 februari 2021. (Credit: NASA / JPL-Caltech)

Van interplanetair ruimtevaartuig naar Marsrover in zeven minuten

De afgelopen zeven maanden heeft Perseverance 300,000 miljoen mijl (480 miljoen kilometer) afgelegd als een interplanetair ruimtevaartuig. Wanneer het op 18 februari zijn eindbestemming Mars bereikt, zal het ruimtevaartuig enkele lagen moeten afwerpen om zich voor te bereiden om op het oppervlak van Mars te landen. Misschien wel het meest uitdagende deel van de zeven minuten van terreur is dat Doorzettingsvermogen elk aspect autonoom zal leiden - ingenieurs op aarde zullen niet kunnen ingrijpen vanwege de vertraging in de communicatie die wordt veroorzaakt door de afstand tussen de aarde en Mars.

Deze illustratie toont vijf belangrijke componenten van het ruimtevaartuig Mars 2020. Van boven naar beneden: cruisetrap, backshell, afdalingstrap, Perseverance rover en hitteschild. De verschillende componenten spelen een cruciale rol tijdens de cruise van het voertuig naar Mars en zijn dramatische Entry, Descent en Landing. (Krediet: NASA / JPL-Caltech)

Tijdens de eerste fase van de landing, bekend als entry, zal Perseverance met een nekbreeksnelheid van 12,500 mph (20,000 km / u) de relatief dunne atmosfeer van Mars inslaan. Om ongeveer 12:38 uur PST (3:38 uur EST), 10 minuten voorafgaand aan het betreden van de atmosfeer van Mars, zal de Cruise Stage, die op betrouwbare wijze Volharding op zijn reis van de aarde via zonne-energie heeft voortgestuwd, zich scheiden. Dit zal de officiële overgang van ruimtevaartuig naar rover in gang zetten.

Om de rover en zijn kritieke hardware te beschermen, is Perseverance ondergebracht in een beschermende omhulling - een zogenaamde aeroshell - en is uitgerust met een robuust hitteschild. Kleine stuwraketten aan de kruin van de aeroshell helpen zichzelf te heroriënteren en zorgen ervoor dat het hitteschild in de juiste richting wijst wanneer het de atmosfeer binnenkomt. De aeroshell en het hitteschild absorberen en buigen het grootste deel van de warmte-energie - tot ongeveer 2,370 graden Fahrenheit (ongeveer 1,300 graden Celsius) - veroorzaakt door de wrijving van het binnenkomen van de atmosfeer van Mars met zo'n hoge snelheid.

Eenmaal door piekverhitting en vertraging, zal Perseverance een nieuwe technologie gebruiken genaamd Range Trigger om de exacte locatie en afstand tot het oppervlak te bepalen. Het ruimtevaartuig zal deze technologie gebruiken om autonoom de optimale tijd te bepalen om zijn supersonische parachute - de grootste die ooit naar Mars is gestuurd - in te zetten en het hitteschild te scheiden. Dit zal naar verwachting plaatsvinden om 12:52 uur PST (3:52 uur EST). Zodra het hitteschild is gescheiden, wordt de aangedreven afdaling - en de Perseverance rover zelf - blootgesteld aan de omgeving van Mars.

In deze illustratie krijgt NASA's Perseverance-rover voor het eerst een blik op het oppervlak van Mars, nadat het zijn hitteschild iets minder dan zes minuten na het binnenkomen in de atmosfeer van Mars heeft laten vallen. (Krediet: NASA / JPL-Caltech)

Hoewel in het verleden een vergelijkbare afdalingsmethode is gebruikt bij de landing van NASA's Curiosity-rover in 2012, heeft de manier van doen van Perseverance een grote upgrade gekregen.

Zodra het hitteschild is verspreid, gebruikt Perseverance een radar en camera's om een nieuwe landingstechnologie te gebruiken, genaamd Terrain-Relative Navigation. In wezen zal Perseverance continu foto's maken om het oppervlak van Mars in kaart te brengen terwijl het daalt om de exacte locatie te bepalen. Het ruimtevaartuig zal actief beslissen en richten op de best mogelijke veilige landingsplaats die autonoom kan worden veranderd tot op 2,000 meter. Dan worden de aeroshell en de parachute overboord gegooid en is het tijd van de aangedreven afdalingsmodule om te schitteren.

Raketten gebruiken om te landen in plaats van te lanceren

Slechts twee minuten na het dumpen van het hitteschild, om 12:54 uur PST (3:54 uur EST) en slechts 1.3 mijl (2.1 kilometer) boven het oppervlak, zal de aangedreven afdalingstrap acht smoorbare retrorockets afvuren om de afdaling van het ruimtevaartuig nog meer te vertragen en stuur het naar het gekozen landingsdoel. Tijdens de fase van de aangedreven afdaling vertraagt het ruimtevaartuig van ongeveer 190 mph (306 km / u) tot slechts 1.7 mph (2.7 km / u).

Een illustratie van NASA's Perseverance rover die veilig op Mars landt. (Krediet: NASA? JPL-Caltech)

Zodra het ruimtevaartuig heeft vastgesteld dat het zich op 65 meter (20 voet) van het oppervlak bevindt door gebruik te maken van de Terrain-Relative Navigation, start de fase van de aangedreven afdaling de manoeuvre van de luchtkraan. In deze fase zal de Perseverance rover subtiel naar het oppervlak van Mars worden verlaagd met een systeem van nylon koorden.

Om 12:55 uur PST (3:55 uur EST) zal de NASA Mars 2.4-missie van $ 2020 miljard officieel landen op het oppervlak van Mars in de Jezero krater Eenmaal veilig beneden, zal de luchtkraan de koorden doorsnijden en wegvliegen voor een noodlanding op een veilige afstand van de rover.

Tijdens de landingspoging zal NASA's Mars Reconnaissance Orbiter boven haar hoofd hangen en voortdurend telemetrie naar de aarde sturen via NASA's Deep Space Network. De telemetrie zal de ingenieurs bij NASA JPL aangeven of de landingsprocedure succesvol was en zal een landing bevestigen om 12:55 uur PST (3:55 uur EST).

NASA's Mars 2020 Perseverance rover en NASA's Ingenuity Mars Helicopter (getoond in het concept van een kunstenaar). (Krediet: NASA / JPL-Caltech)

Dit zal de eerste keer zijn dat een NASA Mars-rover als het ware met open ogen zal landen. NASA hoopt dat de eerste beelden - en geluiden - van de Mars-landing binnen ongeveer een uur na bevestigde landing beschikbaar zullen zijn voor het publiek.

Beginnend rond 11:15 uur PST (19:15 UTC) op donderdag 18 februari, zal NASA live verslag doen van de landingspoging van Perseverance. Het bureau zal de berichtgeving op NASA TV en zijn website verspreiden, evenals een aantal andere platforms, waaronder YouTube, Twitter, Facebook, LinkedIn, Twitch, Daily Motion, Theta.TV en de NASA-app. Je kunt het invoer-, afdalings- en landingsproces in zijn geheel bekijken in de onderstaande video van NASA's JPL.