SPIRIT na Marsu
Spirit krátce po přistání vyslala na Zemi signál, že je funkční, řídící středisko v americké Pasadeně propuklo v jásot a šéf NASA Sean O´Keefe otevřel šampaňské. Spiritu se podařilo otevřít solární panely a odeslala první snímky na Zemi. Ze sondy později vyjel rover.
Podrobnosti >> Mars Exploration Rover Mission - JPL-NASA
Další info. >> Garant vědeckého programu - Cornell University
Technické podrobnosti Mars Excursion Rover - MER - Zdroj: SPACE 40
Rotací 2 obr/min stabilizovaná sonda o průměru 2.65 m a výšce 1.58 m sestává z válcové služební přeletové části a přistávacího modulu tvaru dvojitého kužele. Přeletová část (prázdná 183 kg) je vybavena na spodní straně panelem fotovoltaických baterií, dodávajících přes 600 W elektrické energie v blízkosti Země a přibližně 300 W u Marsu a dobíjejících 2 lithiumsulfonylové akumulátorové baterie. Je vybavena dvěma bloky o 4 manévrovacích motorech na jednosložkové KPL (hydrazin), které jsou uloženy ve dvou kulových titanových nádrží (celkem 52 kg). Pro zjišťování orientace je vybavena detektorem Slunce a skenerem hvězd. Na spodní straně přeletové části jsou umístěny také 2 antény pro spojení se Zemí (1 s malým ziskem, 1 se středním ziskem) a radiátor systému tepelné regulace. Uvnitř krytu přistávacího modulu, tvořeného kuželovitým tepelným štítem (90 kg) a zadním kuželovým krytem (198 kg), k němuž je připojen padák o průměru 15 m, je umístěna vlastní přistávací část tvaru pravidelného čtyřstěnu (365 kg). Ke každé z stěn čtyřstěnu je připojeno 6 nafukovacích airbagů (pracovní tlak 6.9 kPa), sloužících ke zmírnění nárazu při dopadu na povrch planety. Na trojúhelníkové podstavě čtyřstěnu je ukotveno vozítko MER [=Mars Exploration Rover]; boční strany jsou výklopné, rozevírané servomotory, které slouží i k případnému uvedení modulu do horizontální polohy. Vlastní vozítko o celkové hmotnosti 174 kg má rozměry 1.49×2.29×1.58 m. Je vybaveno šestikolovým podvozkem se samostatně řízeným předním a zadním párem kol. Pojezdový systém s 6 výkyvně zavěšenými koly o průměru 0.25 m se samostatnými elektromotory umožňuje jízdu maximální rychlostí 50 mm/s (praktická maximální rychlost 10 mm/s) a toleruje náklon až 45° v kterémkoli směru (řídicí počítač však povoluje maximální náklon 30°). Na horní podstavě jsou umístěny 3 panely fotovoltaických baterií (2 výklopné) o ploše 1.3 m2 s maximálním příkonem 140 W (denní průměrná dodávka elektrické energie 900 Wh/sol bezprostředně po přistání, přibližně nejvýše 600 Wh/sol po 90 dnech pobytu na planetě v důsledku pokrytí článků prachem). Na horní podstavě je umístěn též stěžeň PMA [Pancam Mast Assembly], na jehož vrcholu je umístěn pár navigačních kamer NavCam [=Navigation Camera] se zorným úhlem 45°; další 2 dvojice kamer HazCam [=Hazard Avoidance Camera] se zorným polem 120° umístěné na spodní straně vozítka, na jeho přídi a na jeho zádi, slouží k detekci překážek v cestě do vzdálenosti 4 m. Kromě toho se dá k navigaci využít i experimentální panoramatické kamery. Elektronika a 2 lithiumsulfonylové akumulátorové baterie jsou umístěny v aerogelem tepelně izolované části WEB [=Warm Electronics Box] trupu vozítka vyrobeného z kompozitního materiálu. Teplota uvnitř WEB je udržována kombinací odpadního tepla z elektroniky, elektrického topení a 8 radioizotopových topných elementů (8×2.7 g PuO2, tepelný výkon 8×1 W).
Vozítko nese soubor vědeckých přístrojů Athena, který tvoří:
- přístroje umístěné na otočné části stěžně PMA [Pancam Mast Assembly]:
- panoramatická stereoskopická kamera Pancam [=Panoramatic Camera], tvořená dvojicí vysokorozlišujících kamer (ohnisková dálka 38 mm, světelnost f/20, zorné pole 16.8°×16.8°, úhlové rozlišení 0.28 mrad/pixel, expoziční časy 0 až 30 s), vybavených detekčním prvkem CCD [=Charge Coupled Device] (pracovní pole 1024×1024 bodů, spektrální obor citlivosti 400 až 1100 nm) a osmipolohovým karuselem s filtry (každá kamera jinou kombinací filtrů), vzdálenost kamer 300 mm a sbíhavost optických os 1° umožňuje pořizování stereoskopických záběrů ve vzdálenostech od 5 do 100 m, výška nad terénem 1.3 m, nastavitelnost v azimutu 360°, v elevaci ą90°;
- infračervený spektrometr Mini-TES [=Mini-Thermal Emission Spectrometer] s Michelsonovým interferometrem, sloužící k pořizování emisních spekter objektů na okolním terénu i atmosféry (spektrální obor 5 až 29 mm, volitelné zorné pole 20 nebo 8 mrad) k orientačnímu mineralogickému rozboru (přítomnost silikátů, uhličitanů, krystalické vody a organických látek), připojený k periskopu zajišťujícímu zaměření 360° v azimutu a -50° až +30° v elevaci;
- na předním výklopném nastavitelném rameni IDD [Instrument Deployment Device]:
- televizní mikroskop MI [=Microscopic Imager] k pořizování detailních snímků částic prachu v půdě a struktury kamenů kamerou s prvky CCD [=Charge Coupled Device] (ohnisková délka 20 mm, světelnost f/15, zorné pole 31×31 mm, rozlišení 30 mm);
- Mössbauerův spektrometr pro stanovení chemického složení minerálů (zejména obsahu železa 57Fe) mössbauerovskou gamaspektroskopií (jako zdroj záření slouží 2 vibračně modulované zářiče radioaktivního izotopu 57Co; Německo);
- alfa rentgenovský spektrometr APXS [=Alpha Particle X-Ray Spectrometer] pro studium chemického složení na základě rozptylu částic alfa (stanovení O a C) a indukované emise rentgenového záření (stanovení Mg, Al, Si, K, Ca, Fe, Na, P, C, Cl, Ti, Cr a Mn) do hloubky maximálně 0.1 mm s detekčním limitem 0.5 až 1 % (jako zdroj záření slouží 6 zářičů s izotopem 244Cm s celkovou aktivitou 30 mCi; Německo);
- bruska RAT [=Rock Abrasion Tool] s diamantovým brusným povrchem pro odstranění prachu resp. odbroušení zvětralého povrchu zkoumaných balvanů na plošce o průměru 45 mm a do hloubky až 2 mm. Kromě toho je vozítko vybaveno 2 pomocnými zařízeními pro experimenty, a to:
- 3 soubory magnetů pro zachycení magnetických minerálů z povrchového prachu (Dánsko);
- kalibrační barevná tabulka pro nastavování barevné škály panoramatické kamery.
Vozítko na povrchu Marsu a sonda během přeletu meziplanetárním prostorem jsou řízeny palubním počítačem typu Rad 6000 (výkon 20 Mips, 128 Mbyte RAM, 256 Mbyte flash memory) umístěným ve WEB, který zpracovává data z vědeckých přístrojů a autonomně řídí pohyb vozítka s využitím prvků umělé inteligence. Naměřená data a telemetrické údaje jsou předávány komunikačním systémem, pracujícím v pásmu UHF (rychlost přenosu 128 kbit/s) přes družice Marsu Mars Global Surveyor (1996-062A) a Mars Odyssey (2001-013A), pokusně též přes Mars Express (2003-022A). Část naměřených dat je vysílána na Zemi přímo v pásmu X (8 GHz, rychlost přenosu do 11 kbit/s). Antény komunikačního systému jsou umístěny na horní podstavě vozítka (pro pásmo UHF tyčová anténa, pro pásmo X tyčová anténa s malým ziskem a otočná parabolická anténa s velkým ziskem). Na palubě vozítka je též disk DVD se jmény více než 4 mil. osob, které o to požádaly.
Rotací 2 obr/min stabilizovaná sonda o průměru 2.65 m a výšce 1.58 m sestává z válcové služební přeletové části a přistávacího modulu tvaru dvojitého kužele. Přeletová část (prázdná 183 kg) je vybavena na spodní straně panelem fotovoltaických baterií, dodávajících přes 600 W elektrické energie v blízkosti Země a přibližně 300 W u Marsu a dobíjejících 2 lithiumsulfonylové akumulátorové baterie. Je vybavena dvěma bloky o 4 manévrovacích motorech na jednosložkové KPL (hydrazin), které jsou uloženy ve dvou kulových titanových nádrží (celkem 52 kg). Pro zjišťování orientace je vybavena detektorem Slunce a skenerem hvězd. Na spodní straně přeletové části jsou umístěny také 2 antény pro spojení se Zemí (1 s malým ziskem, 1 se středním ziskem) a radiátor systému tepelné regulace. Uvnitř krytu přistávacího modulu, tvořeného kuželovitým tepelným štítem (90 kg) a zadním kuželovým krytem (198 kg), k němuž je připojen padák o průměru 15 m, je umístěna vlastní přistávací část tvaru pravidelného čtyřstěnu (365 kg). Ke každé z stěn čtyřstěnu je připojeno 6 nafukovacích airbagů (pracovní tlak 6.9 kPa), sloužících ke zmírnění nárazu při dopadu na povrch planety. Na trojúhelníkové podstavě čtyřstěnu je ukotveno vozítko MER [=Mars Exploration Rover]; boční strany jsou výklopné, rozevírané servomotory, které slouží i k případnému uvedení modulu do horizontální polohy. Vlastní vozítko o celkové hmotnosti 174 kg má rozměry 1.49×2.29×1.58 m. Je vybaveno šestikolovým podvozkem se samostatně řízeným předním a zadním párem kol. Pojezdový systém s 6 výkyvně zavěšenými koly o průměru 0.25 m se samostatnými elektromotory umožňuje jízdu maximální rychlostí 50 mm/s (praktická maximální rychlost 10 mm/s) a toleruje náklon až 45° v kterémkoli směru (řídicí počítač však povoluje maximální náklon 30°). Na horní podstavě jsou umístěny 3 panely fotovoltaických baterií (2 výklopné) o ploše 1.3 m2 s maximálním příkonem 140 W (denní průměrná dodávka elektrické energie 900 Wh/sol bezprostředně po přistání, přibližně nejvýše 600 Wh/sol po 90 dnech pobytu na planetě v důsledku pokrytí článků prachem). Na horní podstavě je umístěn též stěžeň PMA [Pancam Mast Assembly], na jehož vrcholu je umístěn pár navigačních kamer NavCam [=Navigation Camera] se zorným úhlem 45°; další 2 dvojice kamer HazCam [=Hazard Avoidance Camera] se zorným polem 120° umístěné na spodní straně vozítka, na jeho přídi a na jeho zádi, slouží k detekci překážek v cestě do vzdálenosti 4 m. Kromě toho se dá k navigaci využít i experimentální panoramatické kamery. Elektronika a 2 lithiumsulfonylové akumulátorové baterie jsou umístěny v aerogelem tepelně izolované části WEB [=Warm Electronics Box] trupu vozítka vyrobeného z kompozitního materiálu. Teplota uvnitř WEB je udržována kombinací odpadního tepla z elektroniky, elektrického topení a 8 radioizotopových topných elementů (8×2.7 g PuO2, tepelný výkon 8×1 W).
Vozítko nese soubor vědeckých přístrojů Athena, který tvoří:
- přístroje umístěné na otočné části stěžně PMA [Pancam Mast Assembly]:
- panoramatická stereoskopická kamera Pancam [=Panoramatic Camera], tvořená dvojicí vysokorozlišujících kamer (ohnisková dálka 38 mm, světelnost f/20, zorné pole 16.8°×16.8°, úhlové rozlišení 0.28 mrad/pixel, expoziční časy 0 až 30 s), vybavených detekčním prvkem CCD [=Charge Coupled Device] (pracovní pole 1024×1024 bodů, spektrální obor citlivosti 400 až 1100 nm) a osmipolohovým karuselem s filtry (každá kamera jinou kombinací filtrů), vzdálenost kamer 300 mm a sbíhavost optických os 1° umožňuje pořizování stereoskopických záběrů ve vzdálenostech od 5 do 100 m, výška nad terénem 1.3 m, nastavitelnost v azimutu 360°, v elevaci ą90°;
- infračervený spektrometr Mini-TES [=Mini-Thermal Emission Spectrometer] s Michelsonovým interferometrem, sloužící k pořizování emisních spekter objektů na okolním terénu i atmosféry (spektrální obor 5 až 29 mm, volitelné zorné pole 20 nebo 8 mrad) k orientačnímu mineralogickému rozboru (přítomnost silikátů, uhličitanů, krystalické vody a organických látek), připojený k periskopu zajišťujícímu zaměření 360° v azimutu a -50° až +30° v elevaci;
- na předním výklopném nastavitelném rameni IDD [Instrument Deployment Device]:
- televizní mikroskop MI [=Microscopic Imager] k pořizování detailních snímků částic prachu v půdě a struktury kamenů kamerou s prvky CCD [=Charge Coupled Device] (ohnisková délka 20 mm, světelnost f/15, zorné pole 31×31 mm, rozlišení 30 mm);
- Mössbauerův spektrometr pro stanovení chemického složení minerálů (zejména obsahu železa 57Fe) mössbauerovskou gamaspektroskopií (jako zdroj záření slouží 2 vibračně modulované zářiče radioaktivního izotopu 57Co; Německo);
- alfa rentgenovský spektrometr APXS [=Alpha Particle X-Ray Spectrometer] pro studium chemického složení na základě rozptylu částic alfa (stanovení O a C) a indukované emise rentgenového záření (stanovení Mg, Al, Si, K, Ca, Fe, Na, P, C, Cl, Ti, Cr a Mn) do hloubky maximálně 0.1 mm s detekčním limitem 0.5 až 1 % (jako zdroj záření slouží 6 zářičů s izotopem 244Cm s celkovou aktivitou 30 mCi; Německo);
- bruska RAT [=Rock Abrasion Tool] s diamantovým brusným povrchem pro odstranění prachu resp. odbroušení zvětralého povrchu zkoumaných balvanů na plošce o průměru 45 mm a do hloubky až 2 mm. Kromě toho je vozítko vybaveno 2 pomocnými zařízeními pro experimenty, a to:
- 3 soubory magnetů pro zachycení magnetických minerálů z povrchového prachu (Dánsko);
- kalibrační barevná tabulka pro nastavování barevné škály panoramatické kamery.
Vozítko na povrchu Marsu a sonda během přeletu meziplanetárním prostorem jsou řízeny palubním počítačem typu Rad 6000 (výkon 20 Mips, 128 Mbyte RAM, 256 Mbyte flash memory) umístěným ve WEB, který zpracovává data z vědeckých přístrojů a autonomně řídí pohyb vozítka s využitím prvků umělé inteligence. Naměřená data a telemetrické údaje jsou předávány komunikačním systémem, pracujícím v pásmu UHF (rychlost přenosu 128 kbit/s) přes družice Marsu Mars Global Surveyor (1996-062A) a Mars Odyssey (2001-013A), pokusně též přes Mars Express (2003-022A). Část naměřených dat je vysílána na Zemi přímo v pásmu X (8 GHz, rychlost přenosu do 11 kbit/s). Antény komunikačního systému jsou umístěny na horní podstavě vozítka (pro pásmo UHF tyčová anténa, pro pásmo X tyčová anténa s malým ziskem a otočná parabolická anténa s velkým ziskem). Na palubě vozítka je též disk DVD se jmény více než 4 mil. osob, které o to požádaly.
O autorovi
Petr Bartoš
Petr Bartoš (*1971, Sezimovo Ústí) je jihočeský popularizátor astronomie. K astronomii ho již v dětství přivedl populární seriál Okna vesmíru dokořán a od té doby se jí věnuje amatérsky. Profesně nyní pracuje jako analytik. V roce 1993 se stal členem České astronomické společnosti a od roku 1998 působí na Hvězdárně Františka Pešty v Sezimově Ústí. Zabývá se především historií astronomie, spoluzakládal Astronomickou olympiádu, cenu Littera astronomica, několik let redigoval Kosmické rozhledy.
