Jaren van testen, ontwikkelings- en ingebouwde fouttoleranties culmineerden om 10:02 uur EST op 26 november, 2011, toen het Mars Science Laboratory (MSL) werd gelanceerd vanaf Cape Canaveral Air Force Station aan boord van een Atlas V-raket. Het landde met succes op Mars om 1:32 uur EDT, 6 aug. 2012.
Voordat Curiosity in zijn shell wordt geladen, ingenieurs onderwierpen de rover aan een rigoureuze reeks tests waarbij zowel interne fouten als externe problemen werden gesimuleerd, straffen waaronder centrifuges, valtesten, trekproeven, rijtesten, belasting testen, stresstests en tests van kortsluitingen [bron:JPL].
In de tussentijd, NASA moest beslissen waar de nieuwe rover zou gaan verkennen, hoe het daar zou komen en hoe het ruimteagentschap het veilig zou kunnen landen - makkelijker gezegd dan gedaan.
De aarde en Mars draaien met verschillende snelheden om de zon -- 686,98 aardse dagen voor Mars versus 365,26 voor de aarde -- wat betekent dat hun relatieve afstand enorm varieert. Mars bereiken met zo min mogelijk brandstof betekende lanceren wanneer de rode planeet het dichtst bij ons passeerde [bron:NASA]. Dit was geen onbelangrijke overweging:Mars zwaait meer dan zeven keer zo ver van de aarde naar het verste uiterste (249,3 miljoen mijl, of 401,3 miljoen kilometer) dan bij de dichtstbijzijnde nadering (34,6 miljoen mijl, of 55,7 miljoen kilometer) [bron:Williams].
Als een quarterback die een pass gooit, het lanceersysteem was niet gericht op waar Mars was, maar voor waar het zou zijn als het vaartuig arriveerde. NASA gooide die pas, en de rover-football bereikte zijn ronde en rode ontvanger meer dan 250 dagen later, en landde op zondag, 6 aug. 2012 (Eastern Daylight Time).
NASA heeft MSL niet van het aardoppervlak "gegooid", echter; het bureau lanceerde het vanuit een planetaire baan. Hier is hoe:zodra het hefvoertuig de ruimte bereikte vanuit Cape Canaveral, zijn neuskegel, of stroomlijnkap, opende als een schelp en viel weg, samen met de eerste trap van de raket, die afsneed en naar de Atlantische Oceaan stortte. De tweede fase, een Centaur-motor, toen ingestapt, het vaartuig in een parkeerbaan plaatsen. Toen alles goed was uitgelijnd, de raket begon een tweede brand, het vaartuig naar Mars voortstuwen.
Ongeveer 44 minuten na de lancering, MSL scheidde zich van zijn raket en begon te communiceren met de aarde. Terwijl het zijn weg vervolgde, het maakte af en toe geplande koerscorrecties.
Zodra het de atmosfeer van Mars raakte, het plezier begon echt.
De Gale-krater Curiosity begon zijn reis door Gale te verkennen, een inslagkrater genesteld tussen de zuidelijke hooglanden van Mars en de noordelijke laaglanden. Het meten van 96 mijl (154 kilometer) over, Gale strekt zich uit over een gebied gelijk aan Connecticut en Rhode Island samen.
" " Door zijn grootte, Curiosity kon geen landing met airbag uitvoeren. In plaats daarvan, het Mars Science Laboratory gebruikte het luchtkraan-aanraaksysteem dat hier wordt geïllustreerd, die in staat is om een veel grotere rover op het oppervlak van Mars te brengen. Afbeelding met dank aan NASA/JPL-Caltech
binnen Mars, stijgt hoger uit dan de Mount Rainier-torens boven Seattle, staat een sedimentberg van 5 kilometer hoog. Samengesteld uit lagen van mineralen en bodems - inclusief klei en sulfaten, die wijzen op een waterige geschiedenis - deze lagen zullen een onschatbare kaart van de geologische geschiedenis van Mars opleveren [bronnen:Siceloff; Zubritski].
Verleden water zou zijn gestroomd naar en verzameld in de laaglanden van Gale, waardoor het een waarschijnlijke opslagplaats is voor de overblijfselen van stromen, zwembaden en meren, en daarom een ideale plek om bewijs te vinden van de bewoonbaarheid van Mars in het verleden.
Zoals Walt Whitman's "geruisloze geduldige spin, "Nieuwsgierigheid zal op een dag weldra geïsoleerd op een voorgebergte staan, het terugsturen van gegevens waaruit de missiecontrollers zullen beslissen "hoe de lege uitgestrekte omgeving te verkennen." Zijn spinachtige gelijkenis eindigt niet met poëtische vrijgevigheid of zelfs zijn spichtige, gelede benen, echter; het strekt zich uit tot de spinachtige manier waarop de rover op het oppervlak van Mars landde.
Voordat we dat ontrafelen, echter, laten we eens kijken naar de door een raket ondersteunde sprong die het vaartuig maakte toen het Mars voor het eerst bereikte.
Toen het ruimtevaartuig met Curiosity 125 kilometer boven de grond in de atmosfeer van Mars zwaaide, het stuurde en remde door een reeks S-bochten zoals die worden gebruikt door de spaceshuttles. Tijdens de minuten voor de landing, ongeveer 11 kilometer hoger, het vaartuig knalde een parachute om zijn 900 mph (1, 448 km/u) afdaling. Vervolgens wierp het zijn hitteschild uit de onderkant van de kegel, het creëren van een uitgang voor Curiosity.
de rover, met zijn bovenste trap op zijn rug geklemd als een schildpad, viel van de kegel. Een paar momenten later, de op de rand gemonteerde retro-raketten van de bovenste trap komen tot leven, het stabiliseren van het paar in een zwevende positie ongeveer 20 meter boven het oppervlak; vanaf hier, het bovenste podium fungeerde als een luchtkraan, het verlagen van nieuwsgierigheid als een spin op zijde. Toen de rover eenmaal veilig op de grond was, zijn ketting was doorgesneden, en Curiosity gingen op reis [bronnen:NASA; JPL].
Kort voor de landing, de Mars Descent Imager maakte high-definition kleurenvideo van de landingszone. Deze beelden hielpen bij de landing en boden een vogelvlucht van het verkenningsgebied voor onderzoekers en missiespecialisten thuis. Nog een reeks instrumenten, de Mars Science Laboratory-invoer, Afdalings- en landingsinstrumentsuite , zal de atmosferische omstandigheden en de prestaties van ruimtevaartuigen meten. NASA zal deze gegevens gebruiken bij het plannen en ontwerpen van toekomstige missies.
Het nieuwe landingssysteem was ingewikkelder, maar ook nauwkeuriger gecontroleerd, dan ooit tevoren, waardoor missieplanners het lang gewenste doelwit van Gale Crater in de roos kunnen zien. Landen binnen het 20 kilometer lange doelgebied van Curiosity binnen de krater zou onmogelijk zijn geweest voor Spirit en Opportunity, die vijf keer zoveel ruimte nodig hadden als ze naar beneden stuiterden in hun noppenfolie uit het ruimtetijdperk. Dit succes opende een hele reeks begeerlijke sites, inclusief kraters met steile wanden die voorheen verboden terrein waren vanwege hun lastige terrein.
Curiosity zal ook de basis leggen voor toekomstige missies, net zoals eerdere Mars-uitstapjes de expeditie van de nieuwe rover mogelijk maakten. Dergelijke missies kunnen bestaan uit het opscheppen van stenen en ze naar huis vliegen, of het uitvoeren van verdergaande oppervlakte-onderzoeken, op zoek naar bewijs van het microbiële leven op Mars en de belangrijkste chemische ingrediënten [bron:NASA].
Nu we veilig en wel geland zijn, laten we eens kijken wat voor soort apparatuur standaard wordt geleverd met het Mars Science Laboratory-pakket.
Niet-standaard apparatuur " " Een blik op alle instrumenten die Curiosity inpakt © HowStuffWorks.com 2012
Of je nu inpakt voor een vakantie van twee weken of je bevoorraadt voor een wetenschappelijke expeditie in een vijandige woestijn op miljoenen kilometers afstand, het basisprobleem blijft hetzelfde:
Wat mee te brengen, wat mee te brengen ....
In tegenstelling tot een aardse toerist, die naar de winkel op de hoek kan komen om een vergeten tandenborstel te vervangen, Nieuwsgierigheid staat volledig op zichzelf. Als er geen reparatieploeg aanwezig is, geen reserveonderdelen in de kofferbak en elk signaal van de aarde duurt ongeveer 14 minuten (vanaf augustus 2012) om u te bereiken, zelfredzaamheid is alles wat je hebt.
Nieuwsgierigheid is niet op Mars om te zien, echter. Het is belast met het verzamelen van gesteente- en grondmonsters en deze in instrumenten aan boord te plaatsen voor analyse. Met dit in gedachten, de rover is uitgerust met een 7-voet (2,1-meter) cameramast en een 7-voet, robotarm met drie gewrichten en meer hulpstukken dan een industriële stofzuiger. Dit Systeem voor monsterverwerving/monstervoorbereiding en behandeling zal scheppen, stof, oefening, poeder, verzamelen, soort, zeef en lever monsters aan een verscheidenheid aan analytische activa [bronnen:JPL; NASA; Webster]:
een geminiaturiseerde Gaschromatograaf en massaspectrometer zal chemische verbindingen in monsters scheiden en analyseren.
EEN afstembaar laserspectrometer zal op zoek gaan naar organische (koolstofbevattende) verbindingen en de verhouding van de belangrijkste isotopen bepalen - beide essentieel voor het ontsluiten van het atmosferische en aquatische verleden van Mars.
CheMin, een Röntgendiffractie en fluorescentie instrument , zal de bulksamenstelling van monsters meten en hun samenstellende mineralen detecteren.
Gelegen op de rover-arm, de Mars Handlens Imager zal rotsen fotograferen, bodem -- en, indien aanwezig, ijs -- in extreme close-up. Deze uber-camera kan details zien die dunner zijn dan een mensenhaar of scherpstellen op objecten op meer dan een armlengte afstand.
De Alpha Particle X-ray Spectrometer voor Mars Science Laboratory , bevindt zich ook op de arm, zal de relatieve hoeveelheden van verschillende elementen in Mars-gesteenten en -bodems achterhalen.
De nek van nieuwsgierigheid, of mast, is ook uitgedost in instrumentatie:
De Mars Science Laboratory-mastcamera (MSLMC) , bevestigd op ooghoogte, zal de rover helpen navigeren en zijn omgeving opnemen in stereo- en kleurenfoto's met hoge resolutie of high-definition video. De MSLMC kan materialen bekijken die door de arm zijn verzameld of behandeld.
Stereo gevaar vermijdende camera's die zich verder in de mast bevinden, zal de navigatie van de rover helpen.
Een ander op de mast gemonteerd instrument, ChemCam , verdampt dunne lagen materiaal tot op 9 meter afstand met behulp van laserpulsen, analyseer ze vervolgens met zijn spectrometer. De telescoop kan beelden vastleggen van het doelgebied van de straal.
Naast deze instrumenten voor monsteranalyse, de rover pakt ook wetenschappelijke gadgets in die de lokale omstandigheden zullen onderzoeken, die relevant kunnen zijn voor toekomstige menselijke missies of het begrijpen van het vermogen van de planeet om leven te ondersteunen:
De Stralingsbeoordelingsdetector zal de oppervlaktestralingsniveaus controleren.
De Rover Milieubewakingsstation meet de atmosferische druk, temperatuur, vochtigheid en wind, evenals niveaus van ultraviolette straling.
De Dynamisch albedo van neutronen instrument kan waterstof detecteren - een potentiële indicator van ijs of water dat vastzit in mineralen - tot 1 meter onder het oppervlak.
Dat is een indrukwekkend scala aan luxe afspraken, maar het zal NASA niet veel goeds doen tenzij Curiosity het onder de motorkap heeft. Laten we eens kijken naar de kracht van deze puppy.
Ruimte Truckin'
De "monstertruck van de wetenschap" is geen nitroverbranding, vuurspuwende grappige auto, of een gewone oude gasslurper met interne verbranding. Evenmin heeft het de zonnepanelen die sap produceerden voor zijn voorlopers. Nee, op deze missie, NASA ging nucleair.
Nieuwsgierigheid haalt kracht uit plutoniumoxide. Terwijl de radio-isotoop vervalt, het geeft warmte af, die de rover omzet in elektriciteit met behulp van thermokoppels. Dit Multi-missie radio-isotoop thermo-elektrische generator (MMRTG) zorgt ervoor dat de batterij van de rover wordt aangevuld met 110 watt elektrisch vermogen.
Het systeem heeft meer kracht dan de zonne-aanpak en heeft geen bewegende delen om te breken, maar kan deze generator beter presteren dan de goede oude galliumarsenidepanelen? Ten slotte, Spirit werkte tot het voorjaar van 2010, en diehard Opportunity draait nog steeds zijn kilometerteller, na 21 mijl (34 kilometer) te hebben afgelegd op 328 voet (100 meter, ongeveer een American football veldlengte) per dag. Deze uitzonderlijke voertuigen hebben hun missiemandaten van 90 dagen ver overschreden, deels vanwege gratis, hernieuwbaar, zonne-energie.
We zullen, vernietig de kernbom nog niet. De 14-jarige levensverwachting van het radio-isotoopsysteem zou langer kunnen duren dan de rover zelf, en zal nooit het slachtoffer worden van de grillen van het weer op Mars, stof of winter [bron:JPL]. Daarnaast, de extra kracht is de afweging waard:Curiosity zal meer terrein bestrijken dan zijn voorgangers, reizen met ongeveer twee keer hun snelheid. In het enige Marsjaar (ongeveer 687 aardse dagen) van zijn oorspronkelijke missie, het zal 12 mijl (19 kilometer) binnen de Gale Crater halen, met een wetenschappelijke lading die 10-15 keer zwaarder is dan Spirit of Opportunity. Stroom blijft altijd beschikbaar, net als overtollige warmte die Curiosity zal gebruiken om zijn vitale instrumenten warm te houden [bron:NASA].
Het helpen van Curiosity om die paardenkracht effectief te gebruiken, is de oude en verbeterde rover van NASA rocker-draaistel chassis (zie zijbalk), een samenstel van scharnierende titanium buizen bevestigd aan zes aluminium wielen die zo dun zijn dat ze buigen als rubber. Alle vier de hoekwielen kunnen 90 graden draaien, waardoor de rover op zijn plaats kan draaien. Ingenieurs hebben de ophanging van Curiosity enigszins versterkt om te passen bij zijn nieuwe rol als landingsgestel, en om een zwaarder voertuig te huisvesten dat meer ruig terrein moet oversteken [bronnen:Harrington; JPL].
Kort na de landing, dat chassis zal de rover naar zijn eerste bestemming brengen:een rots met de bijnaam 'het hek'. NASA richtte zich op deze rots omdat eerdere Mars-observaties onthulden dat het bevat: waterige afzettingen -- mineralen gevormd in water. Vanaf daar, Nieuwsgierigheid zal zich wagen in canyons, rotsachtige berghellingen en heuvelland dat doet denken aan Sedona, De rode rotsen van Arizona, die zich ook in een waterige omgeving heeft gevormd. Dan, zijn eerste Marsjaar zal zijn gekomen en gegaan.
Vanaf daar, de rover duikt in rotsachtiger en ruiger terrein. Het verkennen van dit gebied zal enkele jaren vergen, maar, eenmaal over, de camera's van de rover worden getrakteerd op een panorama van het pad dat Curiosity heeft afgelegd [bron:NASA].
Onderweg, het Mars Science Laboratory gaat onderzoeken of er voorwaarden zijn, of ooit hebben bestaan, dat microbieel leven op Mars zou kunnen ondersteunen, en of er aanwijzingen voor dergelijk leven bewaard blijven in de rotsen en bodem van Mars.
Benieuwd naar meer info over Mars en hoe er te komen? Ga door naar de links op de volgende pagina.
De Rocker-Bogie Boogie doen Curiosity heeft hetzelfde rocker-bogie-ophangingssysteem dat eerdere Mars-rovers Sojourner droeg, Geest en kansen over heuvel en Marsdal. Het systeem, die geen assen of veren gebruikt, blijft stabiel omdat elk wiel onafhankelijk op en neer kan bewegen. Dankzij de zwaartekracht van Mars en slimme Earthling-techniek, de rover houdt alle zes de wielen passief op de grond en constant onder belasting, zelfs bij het opruimen van obstakels die de 30 inch (75 centimeter) naderen. Dit krachtenevenwicht zorgt voor vitale tractie, vooral in zachte, zanderige omgevingen. De flexibele ophanging kan ook een deel van de helling van hellingen "absorberen", daardoor houdt de rover meer niveau [bronnen:Harrington; JPL].
Veel meer informatie gerelateerde artikelen Uit elkaar geplaatst:Mars Quiz
Ontploffing! De grote, Bad Space Launch System Quiz
Hoe Mars werkt
Hoe de Mars-verkenningsrovers werken
Hoe Mars Odyssey werkt
Hoe Terraforming Mars werkt
Hoe het Space Launch-systeem werkt
Hoe Robonauts zal werken
Hoe robots werken
Mars uitgelegd
Hoe werkt de landing op Mars?
Meer geweldige links Nieuwsgierigheid Rover Twitter-pagina
Nieuwsgierigheid Rover Facebook-pagina
JPL Mars Science Laboratory (Curiosity) startpagina
Startpagina NASA Mars-missies
NASA Mars Science Laboratory (Curiosity) startpagina
bronnen Bruin, Dwayne en Guy Webster. "NASA lanceert meest capabele en robuuste rover naar Mars." NASA-hoofdkwartier en Jet Propulsion Laboratory. 26 november, 2011. (7 december, 2011) http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/news/msl20111126.html
Caponitische, Alice. "Space Radio-isotope Power Systems:multi-missie radio-isotopen thermo-elektrische generator." Amerikaanse ministerie van Energie. September 2006. (9 dec. 2011) http://www.ne.doe.gov/pdfFiles/MMRTG.pdf
Clavin, Whitney. "Mars Science Laboratory lancering mijlpalen." NASA Jet Propulsion Laboratory. 23 november 2011 (6 december, 2011) http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/news/milestones.html
Harrington, Brian D. en Chris Voorhees. "De uitdagingen bij het ontwerpen van de Rocker-Bogie-ophanging voor de Mars Exploration Rover." Proceedings van het 37e Aerospace Mechanisms Symposium, Johnson Space Center, 19-21 mei, 2004. (5 december, 2011) http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/38435/1/04-0705.pdf
Klüger, Jeffrey. "Een kosmische SUV schiet naar Mars." Tijd. 28 november, 2011. (5 december, 2011) http://www.time.com/time/health/article/0, 8599, 2100299, 00.html#ixzz1geOwhmx0
Nasa. "SAM Instrument bij NASA Goddard Space Flight Center." 22 november 2011. (8 december, 2011) http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/multimedia/pia15100.html
NASA Jet Propulsion Laboratory. "Arm." (8 december, 2011) http://mars.jpl.nasa.gov/msl/mission/rover/arm/
NASA Jet Propulsion Laboratory. "Nieuwsgierigheid opbouwen:Mars Rover Power." 19 okt. 2011. (9 dec. 2011) http://mars.jpl.nasa.gov/multimedia/videos/movies/msl20111019/msl20111019.pdf
NASA Jet Propulsion Laboratory. "Nieuwsgierigheid bouwen:Rover Rocks Rocker-Bogie." (Video) 16 september 2011. (6 december, 2011) http://www.jpl.nasa.gov/video/index.cfm?id=932
NASA Jet Propulsion Laboratory. "De uitdagingen om naar Mars te gaan:een rover klaar maken voor lancering." 17 november 2011. (5 december, 2011) http://mars.jpl.nasa.gov/multimedia/videos/movies/MSLChallenges_20111117/MSLChallenges_20111117.pdf
NASA Jet Propulsion Laboratory. "Vergelijking:aarde versus Mars." (6 december, 2011) http://solarsystem.jpl.nasa.gov/planets/compchart.cfm?Object1=Earth
NASA Jet Propulsion Laboratory. "Launch." (8 december, 2011) http://Mars.jpl.nasa.gov/msl/mission/timeline/launch/
NASA Jet Propulsion Laboratory." Mars Science Laboratory." NASA-feiten. (6 december, 2011) http://www.nasa.gov/pdf/482645main_MSL%20Fact%20Sheet.pdf
NASA Jet Propulsion Laboratory. "Mars Science Laboratory Landing Site:Gale Crater." 22 juli 2011. (7 december, 2011) http://mars.jpl.nasa.gov/multimedia/videos/movies/msl20110722/msl20110722.pdf
NASA Jet Propulsion Laboratory. "Mars Science Laboratory Mission Animation." (Video). 4 april, 2011. (5 december, 2011) http://Mars.jpl.nasa.gov/msl/multimedia/videos/movies/msl20110722/MSLanimation20110721-640.mov
NASA Jet Propulsion Laboratory. "Stroom." (9 dec. 2011) http://mars.jpl.nasa.gov/msl/mission/technology/technologiesofbroadbenefit/power/
NASA Jet Propulsion Laboratory. "Sky Kraan." (5 december, 2011) http://mars.jpl.nasa.gov/msl/mission/technology/insituexploration/edl/skycrane/
NASA planetair datasysteem. "Mars." 10 mei 2005. (6 december, 2011) http://pds.nasa.gov/planets/special/mars.htm
Siceloff, Steven. "Mars Rover goed uitgerust voor studies." NASA's John F. Kennedy Space Center. 22 november 2011. (9 dec. 2011) http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/launch/mslprelaunchfeature.html
Webster, Vent. "Cursus uitstekend, Aanpassing uitgesteld." NASA Jet Propulsion Laboratory. 1 december 2011. (8 december, 2011) http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/news/msl20111201.html
Webster, Guy en Dwayne Brown. "NASA klaar voor lancering in november van Mars Rover in autoformaat." NASA Jet Propulsion Laboratory. 19 november, 2011. (9 dec. 2011) http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2011-347
Willems, David R. "Mars-informatieblad." NASA National Space Science Data Center. 17 november 2010. (7 december, 2011) http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html
Zubritski, Elisabeth. "De landingsplaatsspecialist." NASA Goddard Space Flight Center. 18 okt. 2011. (7 december, 2011) http://mars.jpl.nasa.gov/msl/news/whatsnew/index.cfm?FuseAction=ShowNews&NewsID=1164