Nagyszabású tűzijáték készül a Mars felett

Közel nyolc hónapja száguld a bolygóközi tér fagyos sötétjében egy figyelemre méltó szerkezet, amelyet a következő hetekben többször fénybe borít majd hajtóművének izzó lángcsóvája, végül pedig ezredmásodperc-pontossággal időzített robbanások kíséretében átsüvít a Mars légkörén, hogy hét izgalomdús perc múlva leszálljon vörös felszínére.

Az amerikai Mars Science Laboratory (MSL) küldetés Curiosity (kíváncsiság) elnevezésű bolygókutató járműve az emberi civilizáció által eddig készített legfejlettebb űrszonda. Ám ahhoz, hogy vizsgálni tudja a szerves anyagok előfordulását és a lakhatósági viszonyokat, sértetlen állapotban kell elérnie az évekig tartó kiválasztási folyamat eredményeként lehatárolt felszíni célterületét, a Gale-kráter belsejét.

A szerkezet nagy tömege miatt a NASA Sugárhajtás Laboratóriumának (JPL) mérnökei a korábbiaktól teljesen eltérő, és azoknál bonyolultabb eljárást dolgoztak ki landolásához, amiben - első hallásra kissé talán meglepő módon - különböző méretű pirotechnikai töltetek (másként piropatronok) játszanak meghatározó szerepet.

"Ezek a pirotechnikai eszközök rendkívül megbízhatóan működnek olyan hirtelen bekövetkező és nem visszafordítandó műveleteknél, mint például egy szelep nyitása vagy a fékezőernyő kiengedése" - mondta Pete Theisinger, a küldetés projektmenedzsere. Éppen ezért a több ezer éve feltalált tűzijáték-rakéták elvéhez hasonlóan működő, korszerű piropatronok napjainkban is pótolhatatlan kellékei az űrtechnológiának: mivel nincs bennük hibalehetőséget jelentő mozgó alkatrész és nagyon pontosan időzíthetők, gyakran elektromos motorok helyett is ilyeneket alkalmaznak az űreszközökön.

A Curiosity alulnézetből

A Curiosity küldetése során összesen 76 pirotechnikai töltetet használ majd, a gyufásdoboz detonációjával egyenértékű legkisebbektől egészen az egy rúd TNT robbanási energiájának megfelelő legnagyobbig. Ez utóbbit nem számítva az űrszondán elhelyezett robbanóanyag összmennyisége alig 50-60 gramm, vagyis nem több, mint amennyi egy átlagos autó kormánylégzsákjának indítószerkezetében található.

Az első tíz patron 17 perccel a leszállás előtt lép majd működésbe, egymáshoz képest 5 ezredmásodpercen belül, hogy a légköri belépőegységet leválasszák a bolygóközi szállítóegységről (amely az energiaellátást, a hőmérséklet-szabályozást és a földi irányítóközponttal történő kommunikációt biztosítja a 8,5 hónapig tartó, Föld-Mars közötti utazás során). 125 ezredmásodperc múlva további két irányított minirobbanás történik, összenyomott rugók kiengedése által mozgásképessé téve azokat a 75 kilogrammos nehezékeket, amelyek feladata a teljes szerkezet egyensúlyban tartása a légköri áthaladás során. Tizenkét perccel később újabb patronok robbannak, további kisebb nehezékeket engedve szabadon, néhány másodperc múlva pedig a legnagyobb robbanás következik az indítórakétáról történt leválasztás óta: a fékezőernyő nyitása.

A bolygóközi szállítóegység és a légköri belépőegység szerkezeti egységei

Ennek során nagyon rövid idő alatt kell kifeszíteni a bolygókutatás történetében eddig készített legnagyobb, 16 méter átmérőjű ejtőernyőt. A mérnöki csapat úgy tervezte meg ezt a műveletet, hogy az összecsukott állapotában körülbelül szemeteskuka-méretű ernyőt kilövi egy ágyúhoz hasonló szerkezet a hátsó védőburkolat fölé, ahol a légáramlás hatására magától kifeszül. Ehhez van szükség a legnagyobb piropatronra, amelynek robbanása egy rúd TNT detonációjának felel meg. Mindezek ismeretében szinte rossz érzés belegondolni, hogy a 14 kilométeres felszín feletti magasságban, hangsebességnél is gyorsabban száguldó szerkezet nagyszabású tűzijátékát senki nem hallja majd a vörös bolygó légkörében.

Azonban a robbanások sorozata ezzel egyáltalán nem ér véget. Az ereszkedés következő fázisaiban, például a hátsó védőburkolat és az ereszkedő egység szétválasztásakor vagy a járművet kábelrendszeren leengedő "égi daru" szerkezet motorjainak bekapcsolásakor további 44 pirotechnikai töltetnek kell majd működésbe lépnie tökéletes időzítéssel annak érdekében, hogy a Curiosity rover sértetlen állapotban érje el a bolygó felszínét 2012. augusztus 6-án, és megkezdhesse tudományos programjának menetrend szerinti végrehajtását.