Hét perc terror az űrből

Hét iszonyú perce lesz augusztus 5-én a NASA szakembereinek, amíg landol a legújabb Mars-járó, a Curiosity. A küldetés legkockázatosabb része a Földtől majdnem százmillió kilométerre zajlik, mégis másodpercre pontosan várják a szakemberek a rádiójeleket a szonda eddig példátlan módon történő ereszkedéséről és landolásáról.

"Curiosity's Seven Minutes of Terror" címmel tette közzé a napokban a NASA azt a filmet, amelyen a NASA kutatói és mérnökei beszélnek az eddigi legfejlettebb Mars-járó, a Curiosity (Mars Science Laboratory, MSL) rendhagyó, hét percig tartó landolásáról. A leszállás igen összetett folyamat, amely a küldetés legkockázatosabb része. A filmen látható jelenetekhez részletes szakmai kommentárt fűzünk.

 

Film a Curiosity landolásáról (NASA)

0.28-nál: A bolygóhoz érkező szonda megfelelő irányba áll a légköri belépéshez. Fedélzeti rendszerei már korábban feléledtek, felfűtötte berendezéseit, amire a közel egy év hosszú, a hideg világűrben tett utazás után van szükség.

0.51-nél: A hővédőpajzs izzani kezd, miközben a szonda a légkör sűrűbb részei felé halad. Ekkor zajlik a fékezés fő szakasza, amikor az MSL 6 kilométer/másodperc sebességről kétszeres hangsebességre lassul. A filmen a helyzetstabilizáló fúvókák működését jelzik a balra, felfelé mutató kifúvások, a hővédőpajzsot ugyanis pontosan irányban kell tartani, különben a szonda "megbicsaklana" és megsemmisülne.

1.47-nél: A fékezés során a szonda elérkezik a maximális lassuláshoz és a legforróbb szakaszhoz, amikor 1600 Celsius-fokig melegszik fel külső rétege - miközben a belsejében csak a lassulás érezhető. Ezt követően csökken a terhelés és a forróság, és véget ér a leszállás első, egyben legveszélyesebb szakasza.

2.20-nál: A szonda szabadon zuhan a Mars egyébként igen ritka légkörében, alatta már a nappali vöröses táj látható. Leválik az ejtőernyőt fedő burkolat, majd kibomlik a fő ejtőernyő. Ez a valaha készült legnagyobb ilyen eszköz, amelyet szuperszonikus sebességnél nyitnak ki, ezért igen nagyot ránt a zuhanó szondán. Ekkor még szuperszonikus sebességgel (1700 kilométer/óra) száguld az MSL mintegy 10 kilométer magasan a felszín felett.
 
3.02-nél: Az ejtőernyőn zuhanó egységről 7 kilométer magasan leválik a feladatát már betöltött, de még mindig izzó hővédőpajzs. A sebesség ekkor közel 600 kilométer/óra. A ritka marsi légkör nem képes kizárólag az ejtőernyővel a leszálláshoz szükséges mértékben lelassítani a zuhanó szondát, amely még ekkor is lapos szögben száguld a légkörben, nem pedig függőlegesen ereszkedik, mint a Földön egy ejtőernyőnél megszoktuk.

3.04-nél: Bekapcsolódik a magasságmérő radar, amelynek segítségével a központi számítógép irányítja a következő percekben az ereszkedést, és a MARDI kamera is elkezdi rögzíteni a tájat, másodpercenként 5 képet készítve. A marsi légkör van annyira sűrű, hogy ejtőernyő nélkül össze-vissza bukdácsolna benne a szonda - ahhoz azonban nem elég a sűrűsége, hogy teljesen lefékezze az ereszkedést. Ezért rakétás lassításra is szükség van.

3.18-nál: Az MSL 1,8 kilométer magasan leválik az ejtőernyőről és saját rakétáinak segítségével ereszkedik tovább - ekkor a szonda még 360 kilométer/óra sebességgel zuhan. Nyolc fékezőrakétája kontrollálja az ereszkedést, és lassítja tovább a rovert.

3.42-nél: A szonda már látja a tervezett leszállóhelyet, a Gale-kráter nagy, központi üledékes hegye melletti folyóvizi síkságot, a legsimább vidéket a környéken. Számítógépe a MARDI kamera felvételei alapján azonosítja a nagyobb sziklákat és korrigálja az oldalszél hatását. Felismeri a tereptárgyakat és kijelöli a veszélytelen területeket, amelyek egyikén, egy szikláktól mentes részen landol majd.

4.13-nál: Húsz méter magasan a felszín felett az ereszkedés sebessége közel 1 méter/másodpercre csökken. Ekkor a rovert a fékezőegység egy 7,5 méter hosszú kábelen kiereszti. A légidarunak nevezett rendszer ezt követően 15 másodperc múlva helyezi le a rovert a felszínre.

4.20-nál: A rover az ereszkedés végén függőlegesen maximum 0,75 és vízszintesen maximum 0,5 méter/másodperces sebességgel fog mozogni. Az utolsó pillanatban a felszín elérésekor a landolást érzékeli az automatikus rendszer, és leoldja a kábelt.

4.35 A fékezőrendszer a rover nélkül visszaemelkedik, és valahol becsapódik a felszínbe. A leszállás ezzel befejeződik. A kábeles kieresztésre azért van szükség, mert ha a fékezőhajtómű a roveren (azaz alacsonyabban) lenne, akkor sokkal erősebben verné fel a port, ami ártana a műszereknek. Emellett a leszállító rendszert külön kell kezelni a rovertől, hiszen az nem akarja "magával cipelni" az egész küldetés alatt. A kötél továbbá némi szabadságot is biztosít, ha nem tökéletesen függőleges az ereszkedés - igaz, ki is lenghet rajta a szonda.

Fantáziarajz a sikeresen landolt és már a felszínen dolgozó roverről (NASA)

A fenti eseményeket a Földön csak 14 perc késéssel érzékeljük, ennyi idő kell a fénysebességgel haladó rádiójeleknek, hogy bolygónkhoz érkezzenek. Ennek megfelelően amikor a szonda jelei megérkeznek a légköri belépés kezdetéről, szerencsés esetben már le is szállt a felszínen.

Az eddig példátlan landolási mód nemcsak az eddigieknél modernebb és nagyobb teljesítőképességű szonda miatt fontos lépés a Mars felderítésében. Az új landolási technika egyszerűbb és egyben pontosabb a korábbiaknál, a pontosság pedig az emberes expedíciók miatt elengedhetetlen követelmény lesz a jövőben.