Když před dvěma pozemskými lety přistála na Marsu robotická laboratoř Curiosity, byl to triumf důmyslného přistávacího systému. Přistání na Marsu je přitom hodně obtížný kousek. Marsovská atmosféra je příliš hustá na použití klasických brzdících raket a zároveň příliš řídká na použití padáků. Lidem z NASA se to povedlo skvěle, i když dvě z fází přistání, manévrování během vztlakového průletu atmosférou a přistávání na raketovém jeřábu, byly použity vůbec poprvé. Jsou to machři a taky měli pořádné štěstí. Přistávání na Marsu ale nadále dráždí pozemské inženýry.
Evropská kosmická agentura ESA se při dobývání Marsu inspirovala v revoluci dronů, která právě cloumá planetou Zemí. V rámci její iniciativy StarTiger (Space Technology Advancements by Resourceful, Targeted and Innovative Groups of Experts and Researchers) běží program Dropter, v němž testují nový přistávací systém, zahrnující výsadek robotických průzkumníků Marsu transportní kvadrikoptérou, tedy droptérou. Během osmi měsíců vyvinuli plně automatizovaný prototyp droptéry jménem Skycrane, jehož hardware z velké části nezapře původ v komerčních kvadrikoptérách.
Stěžejní výzvou celého programu je vytvoření autonomního systému, který bude schopný zorientovat se a úspěšně přistát v náročném terénu Marsu, bez pomoci lidských operátorů. Mars sice není nijak zvlášť daleko, ale i tak je časová prodleva mezi zadáním příkazu na Zemi a jeho provedením na Marsu příliš dlouhá na to, abychom mohli ze Země účinně řídit stroje na Marsu v reálném čase. Proto musejí na Marsu přistávat autonomní systémy.
Droptéra ESA se nejprve dostane do oblasti výsadku pomocí navigace založené na GPS. Pak droptéra přepne na vizuální navigaci a s pomocí laserových čidel a tlakoměrů najde místo s plochým terénem pro bezpečný výsadek. Když tam dorazí, tak ve výšce 10 metrů na povrchem Marsu začne šetrně spouštět robotického průzkumníka, který nakonec ladně dosedne na Mars. Jak je vidět, i vývojářům ESA se líbil úspěch raketového jeřábu mise Curiosity. Ale nakonec proč ne, proč se neinspirovat úspěšným systémem kolegů
Vývoj prototypu Skycrane završili v severoněmeckém centru Trauen divize Airbus Defence and Space, která má v korporaci Airbus Group na starost obranné a vesmírné technologie. Vývojáři tam vytvořili model povrchu Marsu o rozměrech 40 krát 40 metrů, na němž nechyběly záludné balvany. Výsadková droptéra v pohodě zvládla testy navigačního systému, při nichž vyletěla do 17 metrů, dopravila cvičný model robotického průzkumníka do vybrané přistávací zóny a vysadila ho na zem na pětimetrovém laně. Teď už zbývá jenom postavit realistickou droptéru, která by unesla doopravdové robotické vozítko a ESA s ní může vyrazit na Mars.
Video: Dropship offers safe landings for Mars rovers. Kredit: ESA.
Literatura
Gizmag 5. 6. 2014, Wikipedia (Mars Science Laboratory).
Diskuze:
GPS?
Robert Starosta,2014-07-08 21:02:56
To navádění pomocí GPS se myslí asi při těch pokusech na zemi, že? Takto to dle popisu vypadá, že i na Marsu, ale dost bych se divil, že by tam dosah našich GPS družice ještě stačil. Anebo je tam jiný systém navádění, to by mě zajímalo jaký.
Vrtule na Marsu
Ondřej Vališ,2014-07-07 08:47:40
Na Marsu je tlak atmosféry 100 - 150x menší než na Zemi. Budou jim tam vrtule vůbec fungovat? Na Zemi, v husté atmosféře, se vrtulník nedostane moc výš jak 4km nad mořem, což je tlak cca 60kPa. Na Marsu je tlak atmosféry 0,6 - 1 kPa.
Michal Bursík,2014-07-08 18:36:07
Také jsem o tom přemýšlel a dle mého názoru jen bude stačit dostatečný počet rotorů s dostatečně dlouhými listy.
S vrtulníky na Zemi se to nejspíš moc srovnávat nedá. On by určitě šel zkonstruovat vrtulník s možností letu třeba mezi 4 a 8 km. Ale zase by nebyl schopen létat níž, protože by při vyšší hustotě vzduchu docházelo k velkému odporu vzduchu na konci listů rotoru.
Rotor
Ondi Vo,2014-07-08 23:14:51
Průměr rotoru je omezen rychlostí zvuku ve vzduchu a plánovanou maximální dopřednou rychlostí vrtulníku. List na konci rotoru musí zachovat podzvukovou rychlost.
Měl-li být konstruován vrtulník pro řidší prostředí, tak musí zvětšit aktivní plochu rotoru (rotorů), v případě marsovské atmosféry 150-krát. Toho lze docílit buď větším průměrem rotoru a odpovídajícně nižšími otáčkami, což vyžaduje buď větší počet listů a nebo listy odpovídajícně širší ... a nebo větším počtem rotorů, jako měla například létající loď Robura Dobyvatele - http://cs.wikipedia.org/wiki/Robur_Dobyvatel :-)
Re:
Vít Výmola,2014-07-09 12:34:52
Věřím, že si konstruktéři rozdíl mezi atmosférou Marsu a Země jistě uvědomují.
Ještě přípodotek ohledně diskuze o rotorech: Tyto malé drony (podle fotek i tento) nepoužívají stejný princip jako vrtulníky. Zatímco vrtulníkový rotor vyvozuje vztlak jako pohybující se křídlo, drony používají klasické nebo lopatkové vrtule. Nicméně nevím, jaký to může mít vliv na účinnost (dostup apod.).
Pavel Kohout,2014-08-03 19:41:58
Nevím, kde jste přišel na to, že vrtulníky mohou létat pouze do výšky 4 km nad mořem. Už je to pěkná řádka let, co vrtulník přistál na Mount Everestu, viz např. http://zpravy.idnes.cz/na-mount-everest-poprve-vyletl-vrtulnik-fp2-/zahranicni.aspx?c=A050525_180448_vedatech_jpl
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
