• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Att landa på Mars är svårt, misslyckas ofta, och kommer aldrig att vara riskfri

    Kredit:IPGP/Nicolas Sarter, CC BY-SA

    Kinas rover Zhurong, uppkallad efter den mytologiska eldguden, landade på Mars den 14 maj – första gången som Kina framgångsrikt landade en rover på den röda planeten.

    Den 19 maj, Kinas nationella rymdförvaltning utfärdade de första bilderna som rovern hade tagit på Mars.

    Efter en sommar av Mars uppskjutningar 2020, och med 2021 som kommer att bli ett framgångsrikt för landare och orbiters, det kan tyckas som att landa på Mars är rutin.

    Men för att förstå varför en första framgångsrik landning är en så stor bedrift, vi måste se tillbaka på den komplicerade historien och arvet efter att landa på jordens mindre granne.

    Sju minuter av terror

    "Mars is hard" har blivit ett meme nu, kastas runt under Mars landningar. Det är också skrämmande sant. Tre saker gör Mars-landningar svåra - planetens gravitation, Mars atmosfär och vårt avstånd från den röda planeten.

    Mars är mindre massiv än jorden, men dess atmosfär är också farligt tunn. Månen har nästan ingen atmosfär så landare kan använda retroraketer – raketmotorer som ger dragkraft i en riktning uppåt – för att bromsa nedstigningen till månens yta.

    Jordens atmosfär är tjockare än Mars och det gör att farkoster kan glida försiktigt ner till ytan. Mars atmosfär är för tunn för den sortens jordliknande mild glidning, men när ett farkost störtar mot Mars yta kan det nå hastigheter på mer än 12, 000 mph.

    Att försöka använda retroraketer skulle utsätta en landare för så mycket turbulens att farkosten kunde slitas isär. Vad mer, alla farkoster som försöker landa på Mars lider av effekterna av friktion när det susar genom atmosfären, riskerar att brinna upp.

    Rovern Mars 3 landade på Mars och fungerade i två minuter. Kredit:NASA

    Till sist, eftersom avståndet från jorden till Mars är så stort, forskare och ingenjörer på jorden kan inte skicka kommandon till ett farkost omedelbart. Istället, de måste förprogrammera en sekvens av åtgärder som farkosten kommer att utföra när den går ner genom Mars atmosfär.

    Från infart till landning tar cirka sju minuter. Här, forskare och ingenjörer har ingen kontroll över farkosten – de måste lita på att allt kommer att gå rätt och farkosten kommer att landa säkert. Om det inte gör det, en kraschlandning kan bokstavligen krossa tusentals förhoppningar och drömmar. Det är en nervkittlande upplevelse – det är därför det har kallats "sju minuter av terror".

    I dag, forskarmodell, simulera och spåra varje aspekt av ett Mars-uppdrag – men det finns vissa saker de bara kan lära sig genom att landa på den röda planeten.

    Från krascher till Curiosity

    Den första Mars-uppskjutningen var 1962, fem år efter att rymdåldern började med uppskjutningen av Sputnik. Dåvarande Sovjetunionen försökte skjuta upp en satellit i omloppsbana runt Mars, men problem med raketen som avfyrade den innebar att satelliten aldrig lämnade jordens omloppsbana och slutligen förföll i vår atmosfär.

    Första panoramavy av Viking 1 från Mars yta, 1976. Kredit:NASA

    Det var inte förrän 1971 som en konstgjord satellit landade på Mars. Sovjetunionen lanserade sin Mars 2-sond, bestående av en orbiter och en nedstigningsmodul. Medan orbiter skickade tillbaka data framgångsrikt, nedstigningsmodulen fungerade inte som planerat och kraschade på Mars yta. Samma år, Sovjetunionens Mars 3-sond skickade framgångsrikt en landare till Mars utan att den kraschade – men den fungerade bara i två minuter. Mars 6 kraschlandade, medan Mars 7 inte landade alls.

    Det var först 1976 som USA skickade något till Mars. Viking 1 och Viking 2 landade båda framgångsrikt på Mars, bli de två första operativa landarna. På 1980-talet såg Sovjetunionens två Phobos-uppdrag, båda misslyckades på grund av datorproblem.

    1990-talet var inte särskilt bra för Mars-landningar, antingen. Rysslands Mars 96 misslyckades under uppskjutningen. Lyckligt, Nasas Sojourner-rover landade 1996, bli den första framgångssagan för Martian rover. Tyvärr, Amerikas Mars Polar Lander misslyckades precis innan den landade på planeten 1999.

    2000-talet började inte mycket bättre. På juldagen 2003, Storbritanniens Beagle 2 landade på Mars, men en av dess solpaneler kunde inte öppnas och uppdraget gick förlorat. Lyckligtvis förbättrades de, med de framgångsrika landningarna av Spirit and Opportunity 2004 och Phoenix 2008.

    2010-talet började också bra, med Curiosity rover landning 2012. Tyvärr Schiaparelli, den europeisk-ryska landaren, gick förlorad 2016. Nu, fem år senare, de perfekta landningarna av Perseverance och Zhurong är en ljus start på det nya decenniet.

    Att landa på Mars är svårt, men forskare lär sig hela tiden – och precis som de bygger på sina framgångar, de lär sig också av sina misslyckanden. Nu är våra datorer bättre än någonsin, och koncept från misslyckade uppdrag hjälper forskare att bygga morgondagens framgångsrika uppdrag. Landning kanske aldrig är rutin, men vi lär oss mer och mer för varje gång.

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com