Az első hét percet kell túlélni

Augusztus 6-án, hétfőn reggel jön el a "rettegés hét perce" a NASA és mindenki számára, aki szorít a legnagyobb és legfejlettebb Mars-járó sikeres landolásáért. Leszállni így még soha nem próbáltak, és idegtépő órák telhetnek el, amíg megérkeznek az első adatok.

"A küldetés messze legkockázatosabb része a landolás, amely teljesen új, korábban soha nem próbált módszer szerint zajlik majd. Ám ha beválik, akkor a jövőben nagyobb terheket is nagy pontossággal tudnak letenni az alkalmazásával" - mondja Almár Iván űrkutató-csillagász.

Mint arról már több összeállításunkban olvashattak, a légkörbe való belépéssel kezdődő eseménysorozat körülbelül hét percig tart, és az űrszonda vezérlőrendszere számos kockázatos műveletet hajt végre teljesen önállóan, a földi beavatkozás lehetősége nélkül. A küldetést irányító szakemberek csak "a rettegés hét percének" nevezik az igen összetett leszállási folyamatot.

A következőkben részletes forgatókönyvet mutatunk be a landolás lépéseiről, amelyek a NASA 11 perces animációjának első felében is láthatók. A NASA angol nyelvű tévéadása folyamatosan közvetít majd az irányítóközpontból, ez a www.nasa.gov/ntv internetcímen keresztül többféle formátumban elérhető HD minőségben. Az [origo] Tudomány rovatában is élőben követjük hétfőn reggel körülbelül 6 órától az eseményeket.

A Mars Science Laboratory leszállásának részletes forgatókönyve

Összeállításunkban a NASA által is használt "földi vételidőpont" adatok szerepelnek. Ez azt jelenti, hogy a Marsnál történő események időpontjaként az űrszonda által küldött rádiójeleknek a földi irányítóközpontba való megérkezési ideje van megadva. A valóságban azonban minden 13,8 perccel korábban zajlik majd a Marson, mivel a fénysebességgel haladó rádiójelek ennyi idő alatt teszik meg a bolygó és a Föld közötti, ekkor éppen 248 millió kilométeres távolságot.

Ideális esetben a légkörbe való belépéstől a leszállásig 6 perc és 56 másodperc telik el. Ám a különböző események időpontja kis mértékben módosulhat attól függően, hogy a műveletsorozat előző eleme mennyi ideig tartott. A nyitott fékezőernyős ereszkedés hosszúsága például 55-170 másodperc között változhat, amit elsősorban a marsi légkör pillanatnyi állapota határoz meg.

A Curiosity és az ereszkedőegység a hátsó védőburkolatban

Az események percről percre

Az alábbiakban olvasható "földi vételidőpont" adatok már magyar idő szerint átszámított értékek (KÖZEI nyári időszámítás, vagyis UTC+2 óra), a Kaliforniában működő irányítóközpont ugyanis 9 órával korábbi időzónában helyezkedik el. Minden időpont 2012. augusztus 6. (hétfő) reggelre vonatkozik.

07.14.00: a légköri belépőegység tíz pirotechnikai töltet felrobbantásával leválik a bolygóközi szállítóegységről, és bekapcsolja a fokozatosan sűrűsödő gázburok fizikai tulajdonságait mérő berendezéseit

07.15.00: fúvókáinak segítségével leállítja lassú, tengely körüli forgását, és úgy módosítja saját helyzetét, hogy hővédőpajzsával a felszín felé nézzen

07.16.00: a légköri belépőegység hátsó védőburkolatában mozgásképessé válik két darab, eddig rögzített helyzetű, 75 kilogrammos nehezék, aminek következtében a szerkezet tömegközéppontja eltolódik a hossztengelyről, s így fúvókáival könnyebben módosíthatja haladási irányát a következő percek során

07.24.04 Belépés a légkörbe: belépés a légkörbe, kb. 5900 méter/másodperces sebességgel haladva, mintegy 130 kilométeres felszín feletti magasságban, ezután fokozatosan lassuló zuhanás következik

07.25.19: a hővédő pajzs maximális hőmérsékletűre hevül, ami az előzetes számítások szerint akár 1600-2100 °C között is lehet

07.25.29: a fékeződés eléri 10-15 g közé eső csúcsértékét

07.28.09: hat darab kisebb, 25 kilogramm tömegű nehezék kiengedésének hatására a tömegközéppont visszakerül a szerkezet hossztengelyére

07.28.18 Ejtőernyő nyitása: a 405 méter/másodperces sebességgel száguldó űrszonda kb. 11 kilométeres felszín feletti magasságban kinyitja közel 16 méter átmérőjű fékezőernyőjét, így folytatódik tovább a lassulása

Az ejtőernyő tesztelése. Ez az űrkutatás történetének legnagyobb, szuperszonikus sebességnél nyíló ejtőernyője

07.28.42: a szerkezet sebessége 125 méter/másodpercre csökken, és 8 kilométerrel a felszín felett lekapcsolódik az aljáról a 4,5 méter átmérőjű hővédőpajzs

07.28.47: működni kezd a leszállóhely azonosítását segítő ereszkedési kamera, valamint a kulcsfontosságú magasság-adatokat gyűjtő radarberendezés is

07.30.07: 1600 méteres magasságban a szerkezet már csak 80 méter/másodperces sebességgel közeledik a felszín felé, s az ereszkedőegység kiválik a hátsó védőburkolatból

07.30.08 Fékezőrakéták bekapcsolása: az ereszkedőegységen bekapcsol nyolc fékezőrakéta, és önmagát irányítva elkezdi a leszállóhely végső megközelítését

07.30.39: a szerkezet már nem végez a felszínhez képest vízszintes irányú elmozdulást, csak lefelé ereszkedik 0,75 méter/másodperces állandó sebességgel

07.30.41: négy fékezőrakéta kikapcsol az ereszkedőegységen

07.30.44 Égi daru indul: kb. 20 méteres felszín feletti magasságban működni kezd az ereszkedőegység "égi daru" berendezése, s egy 7,5 méter hosszúságú kábelrendszerrel leengedi maga alá a rovert, amelyet egy adatátviteli vezeték is összekapcsol még az ereszkedőegységgel

07.30.48: a jármű speciális kialakítású, billenő-forgóvázas futóműve és kerekei végső helyzetbe állnak

07.31.00 Leszállás: a Curiosity 0,75 méter/másodperces állandó sebességgel ereszkedve eléri a felszínt

07.31.02: az "égi daru" kábelrendszere és az adatátviteli vezeték leválik a roverről, majd az ereszkedőegység elrepül

7.31.06 Égi daru lezuhanása: a járműtől több száz méterre távolodva az ereszkedőegység lezuhan a felszínre

Mindezek után a Curiosity ellenőrzi saját műszaki állapotát, majd eltávolítja veszélyérzékelő kameráinak porvédőburkolatát, és felvételeket készít. A Gale-kráterben (d. sz. 4,6°; k. h. 137,4°) ekkor marsi helyi idő szerint kb. délután 15.00 óra lesz.

A landolás fő fázisainak összefoglaló ábrája (forrás: NASA). Az ábra nagyobb méretű változata

Az első órákban még nem kell idegeskedni

Honnan tudjuk meg, hogy a Curiosity épségben landolt? Ez nem is lesz olyan egyszerű. A szonda csak az ereszkedés első felében tud közvetlen rádiókapcsolatot tartani a Földdel, ezután a Mars forgása miatt eltűnik a szemünk elől (a bolygó túloldalára kerül). Itt jön a képbe egy régi keringőegység, a 2001 Mars Odyssey, amely helyzete alapján képes lenne közvetíteni a Curiosity és a Föld között. Technikai okok miatt azonban nem biztos, hogy ez sikerül (az egyik giroszkópjával baj volt nemrég, így nem biztos, hogy a kérdéses időpont előtt egy órával pontosan végre tudja hajtani azt a manővert, amely ahhoz kell, hogy az ereszkedő leszállóegység rádióadását rögzítse). Így ha nem kapunk azonnal adatokat, attól még a Mars-járóval minden rendben lehet.

A második lehetőséget az ugyancsak a Mars körül keringő Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) űrszonda jelenti a landolás megerősítésére. Ezzel fotózni is megpróbálják az ereszkedő leszállóegységet, de a képek és adatok az MRO pályája miatt csak jó pár óra késéssel érkezhetnek meg a Földre. Ezenkívül a Mars Express európai keringőegység is veszi a leszállóegység jeleit, de ez is csak később sugározza vissza őket a Földre.

A leszállás után fél nappal a Curiosity közvetlenül is megpróbál kommunikálni a Földdel a Deep Space Network rendszeren keresztül. Ha ezután sincs információ, akkor már nyugodtan lehet aggódni.

A NASA mérnökei - számítások és szimulációk milliói alapján - 1,7% esélyt adnak annak, hogy valami nem történik megfelelően az új landolási mód során. A Curiosity nagy tömege miatt azonban nem lett volna kivitelezhető a korábban már három leszállóegységnél is sikeresen alkalmazott, légzsákburkolatos pattogással végződő eljárás. Másrészt pedig az "égi daru" módszerrel sokkal megbízhatóbban és pontosabban tervezhető a leszállás helyszíne, ami az egyik legfontosabb műszaki követelmény lesz a jövőbeli emberes küldetések során.

Ajánlat:

Ezt tudja a Marsra küldött szupertrabant (a küldetés technológiai jellemzői)

Mit keresünk a Marson? (a küldetés tudományos céljai)