Statek


Na zdjęciu: stopień rejsowy (u samej góry), osłona górna z łazikiem wewnątrz i spód osłony aerodynamicznej (czarny).

Statek zabezpiecza cenny ładunek, jakim jest łazik, podczas podróży pomiędzy Ziemią a Marsem. Jest on czymś innym niż rakieta nośna, która wynosi go wraz z łazikiem poza ziemską atmosferę i orbitę.

Podobnie do łazików misji Mars Exploration Rovers, które wylądowały na Czerwonej Planecie na początku 2004 roku, łazik Curiosity będzie umieszczony w szczelnie zamkniętym stopniu rejsowym oraz w osłonach aerodynamicznej i termicznej. W odróżnieniu od wspomnianych bliźniaczych łazików, łazik Mars Science Laboratory wysunie koła przed samym lądowaniem tak, jak samolot wysuwa podwozie.

Na wyposażeniu statku znajdują się urządzenia, które pomogą łazikowi bezpiecznie wejść w atmosferę Marsa i wylądować.

Statek misji Mars Science Laboratory składa się z:

  • Stopnia rejsowego służącego do podróży pomiędzy Ziemią a Marsem,
  • Systemu odpowiedzialnego za wejście w atmosferę, opadanie i lądowanie: z osłoną aerodynamiczną i specjalnym lądownikiem,
  • Łazika.

Projekt statku dla misji Mars Science Laboratory jest w dużej mierze oparty na budowie lądowników Viking wysłanych na Marsa w latach siedemdziesiątych. Natomiast łazik w znacznym stopniu przypomina pojazdy wykorzystane podczas misji Mars Exploration Rovers, które wylądowały na Marsie na początku 2004 roku. System odpowiedzialny za wejście w atmosferę, opadanie i lądowanie jest zupełnie nowy.

Ile waży statek?

Całkowita przewidywana masa misji Mars Science Laboratory wraz z rakietami, które wyniosą ją w przestrzeń kosmiczną, wyniesie około 3 400 kilogramów. Masy poszczególnych głównych elementów przedstawia poniższa tabela:

 Masa
Masa łączna
Łazik850 kg850 kg
Lądownik (bez paliwa)
829 kg1 679 kg
Paliwo dla lądownika390 kg2 069 kg
Osłona termiczna382 kg2 451 kg
Stopień rejsowy (z paliwem)600 kg3 051 kg
Osłona górna349 kg3 400 kg

 

 

 

 

 

Konfiguracja stopnia rejsowego

Stopień rejsowy służy wyprawie w czasie dryfu przez kosmos i wprowadza statek w atmosferę Marsa.

Wykorzystany przez misję Mars Science Laboratory stopień rejsowy, o wadze około 400 kilogramów, będzie podobny do stopni użytych przez misje Pathfinder oraz Mars Exploration Rovers. Podczas wystrzelenia na orbitę stopień rejsowy będzie w stałym kontakcie z rakietą, która wyniesie statek w przestrzeń kosmiczną. Natomiast podczas zbliżania się do atmosfery Marsa, nawiaże stałą łączność z łądownikiem.

W drodze na Marsa, stopień rejsowy wykona pięć lub sześć manewrów poprawiających trajektorię lotu, umożliwiając tym samym precyzyjne lądowanie na wcześniej wyznaczonym terenie. W tym czasie komputer nawigacyjny znajdujący się na pokładzie łazika będzie stale sprawdzał stan statku oraz, korzystając z dwóch anten wykorzystujących pasmo X, przekaże zebrane informacje stopniowi rejsowemu, który prześle je do kontrolerów misji, znajdujących się na Ziemi.

Kluczowym zadaniem stopnia rejsowego będzie utrzymanie właściwej temperatury wszystkich podzespołów statku. W pompach i chłodnicach Systemu Odprowadzania Ciepła (Heat Rejection System) krążyć będą płyny, które odprowadzą do przestrzeni kosmicznej ciepło wytwarzane przez źródła zasilania (ogniwa słoneczne i silniki). Zaś gdy będzie trzeba, powłoki izolacyjne utrzymają wrażliwą aparaturę badawczą we właściwej temperaturze, pomimo że w otaczającej statek przestrzeni będzie ona bliska zera absolutnego. Do włączania lub wyłączania ogrzewania i chłodzenia, wedle potrzeb, posłużą termostaty.

Do nawigowania Mars Science Laboratory wykorzysta gwiazdy. Pokładowy skaner gwiazd utrzyma stopień rejsowy na właściwym kursie kontrolując jego położenie względem gwiazd Drogi Mlecznej.

Budowa stopnia rejsowego

Stopień rejsowy będzie składał się z: aluminiowego szkieletu, żeber podpierających, paneli słonecznych, chłodnicy i modułu cumowniczego, łączącego statek z rakietą nośną. Konstrukcja ta zmieści się w okrągłej owiewce o średnicy około 4 metrów. Po dotarciu na Marsa moduł rozłączający w odpowiednim momencie odłączy stopień rejsowy od osłony aerodynamicznej, która osłoni łazika przed (spowodowanym przez tarcie) ciepłem, występującym podczas wchodzenia w atmosferę Marsa.

Stopień rejsowy będzie miał osobny system napędowy składający się z ośmiu małych silników rakietowych, napędzanych hydrazyną, zmagazynowaną w dwóch tytanowych zbiornikach. Ponadto, będzie też korzystał z osobnego systemu zasilania – paneli i baterii słonecznych, nieprzerwanie dostarczających energii. Pojazd będzie utrzymywać prędkość dzięki obracaniu się wokół własnej osi z prędkością 2 obrotów na minutę.

Konfiguracja do wejścia w atmosferę, zniżania i lądowania

Mars Science Laboratory skorzysta z zupełnie nowego systemu lądowania. Podczas wchodzenia w atmosferę i opadania na powierzchnię Marsa, lądownik będzie utrzymywał kurs za pomocą małych rakiet.

Tak, jak w przypadku lądownika Viking, sondy kosmicznej Pathfinder i misji Mars Exploration Rovers, podczas misji Mars Science Laboratory do zmniejszenia prędkości posłuży ogromny spadochron. W trakcie wytracania prędkości, w miarę potrzeb, uruchamiane będą rakiety korygujące trajektorię lądowania. Na odpowiedniej wysokości z lądownika wysuną się liny i kabel, za pomocą których łazik zostanie łagodnie opuszczony na powierzchnię planety. Będzie to przypominało pracę dźwigu opuszczającego ładunek, z tą różnicą, że „kosmiczny dźwig” przenoszący Curiosity będzie znajdował się w całości w powietrzu.