Ένα από τα μεγαλύτερα βήματα στην εξερεύνηση του ηλιακού μας συστήματος, το Mars Science Laboratory (MSL) ή αλλιώς ‘Curiosity’ εκτοξεύτηκε σήμερα με έναν πύραυλο Atlas V 541 και είναι ήδη στο δρόμο για τον Άρη. Το όχημα (rover) Curiosity έχει μέγεθος και βάρος ανάλογο ενός μικρού αυτοκινήτου και θα είναι το μεγαλύτερο σκάφος που έχει ποτέ προσεδαφιστεί στον Άρη. Για πρώτη φορά θα χρησιμοποιηθεί μία ιδιαίτερα περίπλοκη διαδικασία που όχι μόνο θα επιτρέψει την προσεδάφιση με ασφάλεια αλλά και με ακρίβεια σε ένα ειδικά επιλεγμένο σημείο με μεγάλο γεωλογικό ενδιαφέρον. Διαβάστε παρακάτω για περισσότερα .---



Η αποστολή έχει στοιχίσει περίπου 2.5δις δολάρια και ήταν προγραμματισμένη για να εκτοξευθεί το 2009 αλλά διάφορες καθυστερήσεις δεν το επέτρεψαν. Το βέλτιστο χρονικά σημείο όπου η Γη και ο Άρης βρίσκονται στην θέση που καθιστά το ταξίδι το μικρότερο δυνατόν συμβαίνει κάθε 2 χρόνια, οπότε 2 χρόνια μετά το 2009 σήμερα έγινε η εκτόξευση. Η βασική αποστολή θα διαρκέσει ένα Αρειανό έτος (98 γήινες εβδομάδες) και αν τότε το rover είναι ακόμα επιχειρησιακό θα συνεχίσει και μετέπειτα την αποστολή του. Η προσεδάφιση είναι προγραμματισμένη για τον Αύγουστο του 2012.



Το σύστημα αποτελείται από το όχημα (rover) το στάδιο καθόδου και τα δύο τμήματα του αεροδυναμικού κελύφους, το πίσω κέλυφος και την θερμική ασπίδα. Η τελευταία είναι η μεγαλύτερη που έχει χρησιμοποιηθεί ποτέ για ατμοσφαιρική επανείσοδο κάψουλας. Είναι μεγαλύτερη σε διάμετρο από τα διαστημόπλοια Apollo και είναι καλυμμένη από ειδικά πλακίδια PICA (phenolic impregnated carbon ablator) που μπορούν να αντέξουν τη θερμοκρασία των 2.100C που θα αναπτυχθεί.



Το Curiosity είναι μία μεγαλύτερη έκδοση του βασικού σχεδίου που χρησιμοποιήθηκε στα προηγούμενα 3 rover, τα μικρότερα Sojourner, Spirit και Opportunity. Έχει έξι τροχούς, ο καθένας με ενδοπλύμνιο ηλεκτροκινητήρα χωρίς ψήκτρες (brushless) εκ των οποίων οι τέσσερις (οι δύο εμπρός και οι δύο πίσω) μπορούν να στρίψουν αυτόνομα. Η ανάρτηση αποτελείται από το δημοφιλές στη NASA σύστημα με αρθρωτούς βραχίονες (rocker-bogie) όπως και στα προηγούμενα rover. Το σύστημα αυτό επιτρέπει στο όχημα να είναι όσο το δυνατόν παράλληλο με το έδαφος ενώ του δίνει την απαιτούμενη ευστάθεια κατά την (ιδιαίτερα αργή ούτως ή άλλως) κίνηση του.



Αντί για ηλιακές κυψέλες το MSL χρησιμοποιεί μία θερμοηλεκτρική γεννήτρια ραδιοϊσοτόπων (multi-mission radioisotope thermoelectric generator - MMRTG) που μετατρέπει την θερμότητα που εκπέμπει μία μικρή παλέτα από ραδιενεργό διοξείδιο του Πλουτώνιου -238 σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω ενός συστήματος θερμοδίοδων στερεάς κατάστασης. Είναι πολύ πιο απλό και συμπαγές σύστημα σε σχέση με έναν πυρηνικό αντιδραστήρα (ζυγίζει μόλις 4.8kg) και φυσικά πολύ πιο ασφαλές. Το προσωπικό που εργαζόταν σε αυτό κατά την προετοιμασία του δέχθηκε πρακτικά αμελητέα ποσότητα ραδιενέργειας. Η NASA το αποκαλεί «πυρηνική μπαταρία» και εκτός από ηλεκτρισμό παρέχει την απαραίτητη για τα ηλεκτρονικά και τα όργανα θερμότητα στο εσωτερικό του οχήματος. Εκτός από την γεννήτρια υπάρχουν και μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται για την παροχή ισχυρότερης ηλεκτρικής ισχύος από την μέγιστη της γεννήτριας όταν αυτό απαιτηθεί.



Οι κύριοι σκοποί της αποστολής είναι η αξιολόγηση της βιωσιμότητας του Άρη, δηλαδή της ικανότητάς του να φιλοξενεί ζωή, η διατήρησή της και η μελέτη του περιβάλλοντός του σε παρελθόν και παρόν. Το Curiosity είναι εφοδιασμένο με το πιο εξελιγμένο πακέτο από επιστημονικά όργανα και κάμερες που έχει σταλεί ποτέ στον Άρη.

[ytx="85gHCJN2W0M "]85gHCJN2W0M [/ytx]

Το Curiosity θα χρησιμοποιήσει ένα ιδιαίτερα καινοτόμο σύστημα προσέγγισης και προσεδάφισης. Εκτός από το ότι είναι η μεγαλύτερη κάψουλα που έχει χρησιμοποιηθεί ποτέ σε τέτοια αποστολή, η κάψουλα του MSL έχει την δυνατότητα ελεγχόμενης πτήσης. Κατά την είσοδό στην ατμόσφαιρα του Άρη απορρίπτεται ένας κύλινδρος από βολφράμιο μεταβάλλοντας έτσι το κέντρο μάζας του σκάφους. Αυτό δημιουργεί μία γωνία προσβολής που σε συνδυασμό με τον ακριβή έλεγχο της εκτροπής (yaw) από το σύστημα πυραύλων αντίδρασης (reaction control system - RCS) μπορεί να μεταβάλει την στάση του σκάφους και με τον τρόπο αυτό να ρυθμίσει την πορεία του με ακρίβεια. Στην πράξη η κάψουλα ανεμοπορεί όπως ένα αεροσκάφος με πτέρυγες, χρησιμοποιώντας την θερμική ασπίδα σαν αερόφρενο.

Μόλις επιβραδύνει σε ταχύτητα 2 mach αναπτύσσει το αλεξίπτωτο επιβράδυνσης (το μεγαλύτερο που έχει χρησιμοποιηθεί ποτέ, ανάλογης τεχνολογίας με αυτό των προηγούμενων αποστολών) και απορρίπτει την θερμική ασπίδα. Χωρίς αυτήν μπορεί να λειτουργήσει πλέον το ραντάρ και τα συστήματα προσεδάφισης και αργότερα σε χαμηλότερο υψόμετρο απορρίπτεται και το αλεξίπτωτο ενώ τον έλεγχο αναλαμβάνει το στάδιο καθόδου. Αυτό χρησιμοποιεί 4 ζεύγη πυραυλοκινητήρων ελεγχόμενης ώσης (απογόνους αυτών που χρησιμοποιήθηκαν στις αποστολές Viking) και είναι ικανό να τοποθετήσει με ακρίβεια το σκάφος πάνω από το επιθυμητό σημείο. Χάρη και σε εικόνες υψηλής ακριβείας από τον Mars Reconnaissance Orbiter μπορούν να αποφευχθούν επικίνδυνα σημεία και βράχοι. Σε πολύ χαμηλό πλέον ύψος, το rover κρεμιέται με ένα σύστημα από καλώδια και κατεβαίνει με μηχανικά ελεγχόμενο τρόπο με συγκεκριμένη ταχύτητα. Το σύστημα ανάρτησής του απορροφά τον σχετικά μικρό κραδασμό της προσεδάφισης και πλέον το στάδιο καθόδου αποδεσμεύεται και θα συντριβεί σε ασφαλή απόσταση.



Το καινοτόμο αυτό σύστημα ονομάζεται Sky Crane και λύνει το πρόβλημα της προσεδάφισης οχήματος με ανασχετικούς πυραύλους. Τα 3 προηγούμενα rover προσεδαφίστηκαν με σύστημα αερόσακων το οποίο όμως δεν μπορούσε να εφαρμοστεί στο πολύ μεγαλύτερο Curiosity. Η τοποθέτηση των ανασχετικών πυραύλων στο κάτω μέρος (όπως σε άλλες αποστολές όπως στα στατικά Viking) θα περιέπλεκε ιδιαίτερα την ανάπτυξη του οχήματος. Το sky crane αν και θεωρήθηκε αρχικά ριψοκίνδυνο μετά από εκτεταμένες μελέτες και δοκιμές υιοθετήθηκε από το JPL σαν η καλύτερη λύση.

Η προσεδάφιση θα γίνει στον κρατήρα Gale, ένα σημείο όπου θα ήταν αδύνατη η ασφαλής προσεδάφιση με αερόσακους αλλά προσβάσιμο με την πιο ακριβή αυτή μέθοδο. Η περιοχή αυτή θεωρείται ιδιαίτερου γεωλογικού ενδιαφέροντος και το Curiosity θα εξερευνήσει μεγάλο μέρος της.

Επιστήμονες και μηχανικοί από το JPL δεν δείχνουν να ανησυχούν για την πολύπλοκη διαδικασία της προσεδάφισης μιας και έχει μελετηθεί και δοκιμαστεί εξονυχιστικά. Σε μία τόσο μεγάλη αποστολή φυσικά πάντα υπάρχει ο κίνδυνος ένα μικρό bug ή κάποια απροσεξία να θέσει τα πάντα σε κίνδυνο αλλά όλοι ελπίζουν πως το MSL θα συνεχίσει από τον Αύγουστο του 2012 την επιτυχία των προηγούμενων rover.

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα στην επίσημη σελίδα της αποστολής MSL στη NASA και στα επίσημα έγγραφα της αποστολής MSL Curiosity.