Nové sondy k Marsu
Mars Climat Orbiter
První z nich, sonda Mars Climat Orbiter, odstartovala na svou cestu k rudé planetě 11. prosince 1998 pomocí rakety Delta II. Start se uskutečnil druhý den startovacího okna. Jednodenní zpoždění bylo způsobeno výměnou palubního softwaru, který má na starosti dobíjení baterií. Šedesát sekund po startu byly odhozeny 4 raketové motory na pevné palivo, oddělen první a zažehnut druhý stupeň. Ten po 11 minutách a 22 sekundách umístil sondu na nízkou oběžnou dráhu s výškou 189 km nad povrchem Země. 41 minut po startu se oddělil a zažehl třetí stupeň. který vymanil sondu po 88 sekundách z dosahu gravitačního pole Země. Po oddělení třetího stupně a dalších 4 minutách se rozvinuly sluneční panely sondy a 2 hodiny po startu byl se sondou navázán první kontakt pomocí 34m antény sítě Deep Space Network umístěné poblíž Canberry. Do 17. prosince bylo se sondou udržováno spojení 24 hodin denně. Během této doby byly aktivovány a ověřovány jednotlivé systémy. Poté se přešlo na spojení dvanáctihodinové. 21. prosince se uskutečnil první manévr ke korekci dráhy sondy. Trval 2,8 minuty a výsledkem byla změna v rychlosti o 19,1 m/s. Taková malá změna ukazuje velkou přesnost dosaženou při startu sondy.
K Marsu dorazí sonda 23. září 1999. Pomocí korekčního manévru přejde na silně eliptickou dráhu kolem planety. Předpokládaná doba zážehu motorů sondy je asi 16 minut. Výsledkem bude dráha s oběžnou dobou mezi 19 a 40 hodinami a nejmenší vzdáleností 160 km od povrchu planety. V následujících dvou měsících bude sonda procházet fází tzv. aerobreakingu, tedy brždění o horní vrstvy atmosféry Marsu. To by mělo její dráhu snížit na elipsu s nejvzdálenějším bodem 450 km nad povrchem. Taková dráha pak bude pomocí palubních motorů upravena na kruhovou s výškou 400 km, velmi blízkou dráze polární. K tomu by mělo dojít 1. prosince a od 3. prosince bude sonda poskytovat podporu při přenosu dat z Mars Polar Landeru na Zem. Na začátku března 2000 bude zahájeno mapování Marsu, které bude trvat jeden marsovský rok, tedy 687 pozemských dní. Od 15. ledna 2002 by měla sonda dále sloužit jako podpora při přenosu dat při dalších misích k Marsu. Úplný konec její mise je naplánován na 1. prosince 2004.
Základem sondy je hranol s výškou 2,1 m a základnou 1,6 x 2 m. Sonda je vybavena slunečními panely, které mají po rozevření rozpětí 5,5 m. Celková hmotnost sondy je 629 kg, z čehož 338 kg připadá na samotnou sondu a 219 kg na pohonné hmoty. Ke komunikaci se Zemí v tzv. pásu X je vybavena vysílačem Cassini Deep Space Transponder, 15 W zesilovačem, vysoko-ziskovou anténou o průměru 1,3 m určenou pro příjem i vysílání, středně-ziskovou anténou určenou pouze pro vysílání a nízko-ziskovou určenou jenom pro příjem. Obousměrnou komunikaci s Landerem bude zajišťovat 10 W UHF systém.
Základními úkoly sondy:
- sběr a přenos vědeckých dat pořízených na místě i ze vzdáleného výzkumu Marsu
- pozorování klimatu na Marsu po dobu jednoho marsovského roku
- 2 roky vědeckých měření, 5 roků podpora přenosu dat
- charakteristika atmosférických oblaků a prachu, rozdělení vodní páry a ozónu
- sledování počasí
- sledování přenosu prachu a vody
- pozorování prachových bouří a větrné eroze
- určení klimatu v minulosti planety
- charakteristika cirkulace v atmosféře v závislosti na jejím ohřevu Sluncem během dne
Na palubě sondy se nacházejí následující vědecké přístroje:
Pressure Modulated Infrared Radiometer,
který je určený k pozorování globální distribuce a časových variací teploty, tlaku, prachu, vodních par a kondenzací v atmosféře.
Mars Color Imaging System
bude přehledně pozorovat atmosférické procesy v globálním měřítku a detailně studovat interakci atmosféry s povrchem v různých místech i časech.
Mars Polar Lander
Druhá sonda Mars Polar Lander (MPL) odstartovala v neděli 3. ledna také pomocí rakety Delta II. Zde se žádné problémy nevyskytly a tak se start mohl uskutečnit hned první den startovacího okna. Počáteční fáze letu se lehce lišila od předchozí sondy. Čtyři motory na pevné palivo byly odhozeny po 66 sekundách letu, hlavní motor prvního stupně hořel 4 minuty a 24 sekund. O 8 sekund později se první stupeň oddělil a po dalších 5,5 sekundách se zažehl druhý stupeň. Po 6 minutách a 44 sekundách hoření se sonda dostala na nízkou oběžnou dráhu 191 km nad povrchem. Dalších 23 minut letěla nad Indickým oceánem, než byl druhý stupeň krátce zažehnut podruhé. 36 minut po startu byl na 88 sekund zapálen třetí stupeň nosné rakety, který sondu poslal na meziplanetární dráhu. Po dalších 6 minutách byl třetí stupeň odhozen a rozevřeny sluneční panely a po následujících 16 minutách byl se sondou navázán kontakt. V průběhu dalších 30 dnů bude sonda sledována pozemními anténami 10-12 hodin denně. Nejbližší korekce dráhy je naplánována na 18. ledna.
K Marsu poletí sonda po tzv. dráze typu 2, což znamená oblouk větší než 180 stupňů kolem Slunce. Taková dráha ji umožní dosáhnout plánovaného místa přistání mezi 73 a 76 stupněm jižní šířky v blízkosti pólu planety. Podle scénáře vyzkoušeného sondou
Mars Pathfinder vstoupí MPL do atmosféry rychlostí 7 km/s přímo z hyperbolické dráhy 3. prosince 1999. Pro přístání je sonda vybavena tepelným štítem, padáky a motory, které by měly posloužit ke snížení rychlosti na 2,4 m/s v horizontálním a na 1 m/s ve vertikálním směru. Přistání se uskuteční v době pozdního jara na jižní polokouli a mise proběhne během léta. Těsně před samotným přistání se od sondy oddělí dvě pouzdra o velikosti basketbalového míče, ve kterých jsou uloženy mikrosondy Deep Space 2. Ty by se měly zavrtat asi do hloubky 2 metrů a asi 50 hodin pracovat na zjištění výskytu vody pod povrchem Marsu. Jako součást programu New Millenium jsou mikrosondy určeny k testování nových technologií. Předpokládaná doba trvání mise MPL je 3 měsíce, ukončena by měla být 1. března 2000.
Sonda je přibližně kuželovitého tvaru s výškou 1,06 m a největší šířkou 3,6 m. Je vybavena dvěma slunečními panely o celkové ploše 3,2 m2 pro let meziplanetárním prostorem a dvěma panely o 2,9 m2, které se rozvinou po dosednutí na povrch. Komunikace bude probíhat v tzv. pásu X pomocí pevné, středně-ziskové antény. Primárně bude sonda komunikovat s orbitery Mars Climat Orbiter a Mars Global Surveyor. Jako záložní spojení bude sloužit kloubová (ve dvou osách otočná) středně-zisková anténa, která bude schopná přímé komunikace se Zemí. Pro potřeby přistání je sonda mj. vybavena upraveným vojenským čtyřpaprskovým Dopplerovým radarem pro určování změn dráhy v závěrečné fázi letu. Celková hmotnost sondy činila na startu 576 km, z čehož připadalo 290 kg na lander, 64 km na palivo, 82 kg na
meziplanetární část a 140 kg na tepelný štít.
Vědecké cíle mise:
- sběr a přenos vědeckých dat pořízených na místě i ze vzdáleného výzkumu Marsu
- 90 dnů trvající primární mise na povrchu Marsu
- snímkování terénu v oblasti pólu během sestupu a porovnání se snímky pořízenými z oběžné dráhy
- snímkování okolí místa přistání v mnoha barvách, zjištění typu povrchu a jeho složení
- zjišťování podpovrchových ročních vrstev v půdě (s rozlišením < 1 mm)
- analýza vzorků půdy za učelem získání důkazů o existenci vody, ledu, hydrátů a minerálů
- měření větru, teploty, tlaku a vlhkosti
- detekce ledových mlh, povrchové námrazy a sněhu, formování a mizení ledového povrchu
K provedení těchto úkolů je sonda vybavena dvěma vědeckými přístroji:
- Deep Space 2 Microprobes
2 pouzdra dopadnou na povrch rychlostí 200 m/s, rozevřou se a uvolní mikrosondy, které se zavrtají 2 m pod povrch
- Mars Descent Imager
snímkování povrchu během sestupu, pokrytí oblasti od 9 km po 9 m s rozlišení od 7,5 m do 9 mm na pixel
- Light Detection and Ranging
lokalizace a charakteristiky ledových a prachových mlh pod 2-3 km; mikrofon k nahrávání zvuků
- Mars Volatiles and Climate Surveyor
jsou 4 přístoje integrované do sebe:
- Stereo Surface Imager
barevná stereo kamera, panoramatické snímky, podpora dalších přístojů, magnetické charakteristiky materiálu, snímkování
Slunce
- Robotic Arm & Robotic Arm Camera
2 m rameno s vrtákem, získání vzorků půdy, kamera pro detailní záběry povrchových a podpovrchových vrstev
- Meteorological Package
základní meteorologické údaje
- Thermal and Evolved Gas Analyzer
koncentrace ledu a těkavých látek, rozbory půdních vzorků
Doufejme, že obě sondy dorazí k Marsu bez problémů a přinesou nám v následujících letech velké množství cenných informací o této planetě.
Podklady pro tento článek byly získány na stránce http://mars.jpl.nasa.gov/msp98/
k ZA 23
na Vesmírnou Odyseu
k ZA