Vesmír, nᚠdomov

* Gamma č. 150 (Vesmír, náš domov (XXVII.) - Mars (VIII.))

Vydáno dne 18. 03. 2006 (2740 přečtení)

Vesmír, náš domov (XXVII.) - Mars (VIII.) - zima na Marsu

Dlouho už jsem tady nepsal o dvou šestinohých poutnících zkoumajících marsovské pláně; je tedy čas se k nim zase jednou vrátit. Oba si naši pozornost zaslouží, protože jejich výkony jsou opravdu mimořádné. Možná si vzpomenete, jak jsme tady před sedmi měsící diskutovali o tom, jak dlouho mohou obě vozítka fungovat, než ubývající sluneční světlo, nepříliš silné i za marsovského léta, ve spojení s rostoucím zaprášením jejich slunečních panelů jim ztenčí přísun energie natolik, že už nebudou schopny fungovat.

cesta Spirita z kráteru Bonneville


NASA si na základě teoretických propočtů stanovila za cíl optimistických 90 dnů; jenže jak už to bývá, všechno dopadlo úplně jinak, protože šedivá je každá teorie a zelený je strom života, dokonce i toho elektromechanického. Jak určitě víte, Spirit i Opportunity svorně překonaly očekávání i těch nejnezřízenějších optimistů; v polovině října, déle než měsíc po vyvrcholení marsovské zimy, která je měla definitivně uspat, už pracují na rudé planetě třikrát déle, než se plánovalo. Vedení NASA, unesené nadšením z mimořádných vědeckých výsledků i nečekané výdrže svých občas vrtošivých dítek, se nakonec rozhodlo zrušit všechny plánované termíny ukončení mise a provozovat oba rovery tak dlouho, dokud budou schopné činnosti. Od organizace proslulé v minulých letech svým skrblictvím je to velká poklona složená výdrži obou pojízdných průzkumníků a další důkaz, jaký dojem oba udělali dokonce i na své vlastní tvůrce.


Ale nejdřív o těch vědeckých výsledcích: jak je dobře známo, hlavním úkolem obou roverů bylo najít na Marsu stopy po vodě; to se podařilo už v úvodní části mise, když zejména Opportunity přistála doprostřed malého kráteru obklopeného kameny vzniklými evidentně z popraskaných usazenin, a další důkazy a indicie byly nacházeny i v následujících týdnech. Rovery nacházely malé kuličky velikosti borůvek i několikacentimetrové komůrky v hornině; obojí jsou struktury nacházené i na Zemi v místech, kde vykrystalizovaly horniny rozpuštěné ve vodě. Opatrnější mezi vědci zpočátku předpokládali, že tyto stopy zanechala voda přítomná jen v malém množství, stěží prosakující mezi kameny. Později však byly objeveny usazeniny s vlnkovatou strukturou, vznikající vlivem vody proudící sem a tam. Opportunity se pak vydala zkoumat kráter Endurance o průměru 150 metrů a víc než 20 metrů hluboký, vyhloubený meteoritem, který dopadl na vrstvu usazenin a zadarmo tak poskytl pohled do hloubky marsovské půdy. Vědci jsou nyní přesvědčeni, že na planině Meridiani se přinejmenším do vzdálenosti několika kilometrů kdysi rozlévalo mělké, slané moře; a bylo to moře, které tam muselo být dlouho, soudě už jen podle tloušťky usazenin, které po něm zbyly. Hlavní otázkou teď bude, jestli v tomto moři mohl být i život.


Neklamné stopy dávné vody objevil na opačném konci planety i Spirit, který kromě všudypřítomných vrstevnatých struktur našel malé dutiny, jejichž měkký obsah byl odplaven erozí.


Určitě ještě máte v paměti úzkostlivé dny, kdy Spirit upadl téměř do komatu a jen stěží byl přiveden zpět k plnému vědomí a normálnímu provozu. Menší "mozkové příhody" se mu nevyhnuly ani v pozdějších dnech. Koncem května došlo k velmi nepravděpodobné programové chybě, spočívající v náhodném pokusu dvou procesů současně zapsat do téhož místa paměti; výsledkem byla ztráta navigačních dat a jednoapůldenní pauza, během které Spirit svou panoramatickou kamerou zjišťoval, kde vlastně je, a dobíjel baterie. O čtrnáct dní později se Spiritův počítač neplánovaně resetoval, následkem čehož došlo k jednodenní ztrátě spojení a ztrátě některých navigačních dat, jako například zaměření panoramatické kamery. Technici se už naučili takové výpadky řídicího systému řešit a dospěli k závěru, že vzhledem k malé pravděpodobnosti jejich opakování není nutné provádět další časově náročnou aktualizaci řídicího systému novou verzí. Jeden takový "upgrade" se uskutečnil v polovině dubna, kdy Spirit dostal nový software; ten by měl předejít opakování březnových problémů s pamětí, umožnil zvýšení denního dojezdu díky méně častému používání navigační panoramatické kamery a poskytl mu možnost velmi úsporného "hlubokého spánku", při kterém na noc vypíná úplně všechny spotřebiče včetně topných tělísek, které udržují v pracovní teplotě termoemisní spektrometr. Tento citlivý přístroj může přílišnou zimou utrpět; před začátkem července, kdy Spirit začal úsporný režim "hlubokého spánku" využívat, byla proto provedena další měření, pro případ, že by pak už spektrometr ztratil funkčnost.


Na konci června se poprvé projevily problémy se Spiritovým předním levým kolem; v jeho ložisku se objevil rostoucí odpor a motor pohánějící kolo začal spotřebovávat 2.5krát víc proudu než ostatní motory. V tomto případě se jedná o problém s mazáním. Na Marsu s jeho teplotami hluboko pod bodem mrazu nemůžete používat běžný olej do auta. Je to substance, která musí zůstat tekutá i při padesáti stupních pod nulou, za těchto podmínek je však už velmi lepivá. V ložiskách proto smí být jen velmi tenká vrstva oleje, aby nebylo nutno překonávat velký viskózní odpor; do takové úzké štěrbiny se však zřejmě dostalo zrnko marsovského prachu a působí teď potíže. ?Motory a kola nebyly navrženy tak, aby vydržely velké vzdálenosti,? říká jeden z techniků; ?to nemůžete očekávat, s ohledem na časové a finanční limity, které jsme měli pro jejich konstrukci, vzhledem ke krutým podmínkám dlouhého meziplanetárního letu, který vozidla musela absolvovat, drsnému přistání a velmi prašnému prostředí na Marsu. Ostatních pět kol funguje hladce. Je to stejné jako s autem. Některé ujede bez problémů 200 tisíc mil, jiné se začne rozpadat po 50 tisících a třetí vydrží 400 tisíc. Tohle kolo se prostě z nějakých důvodů rozhodlo, že bude dělat potíže. I tak už ale ujelo šestkrát víc, než na kolik dal výrobce záruku, a pořád jakž-takž funguje, přestože už má hodně vyběhané ložisko.?


V červenci si technici cestou k jednu míli vzdáleným "Columbia Hills" našli nedalekou "technickou rovinku", kde se ježděním dokola snažili zahřát ztuhlý olej, uvolnit zadřené nečistoty a chřadnoucí kolo trochu rozcvičit. Tato snaha nepřinesla příliš výrazné výsledky, a řidiči roveru se proto museli naučit novému stylu: aby Spirit poškozené kolo co nejvíc šetřil, tam, kde to jde (v zásadě všude kromě prudkých stoupání a složitého terénu) místo normální jízdy couvá a porouchané kolo při jízdě na pět motorů "tahá" za sebou jako chromou nohu, čímž ulevuje poškozenému ložisku a prodlužuje mu životnost. Nedaleko řídicího střediska si mezitím technici hrají na velkém piskovišti s dvojníkem Spirita a trénují manévry v tomto obtížnějším pětikolovém režimu.


Po mnoha dalších průzkumech, přesunech, fotografiích, vrtání a kartáčování kamenů, které cestou potkal, se Spirit 7. září usadil na pohodlném místě, aby tam v automatickém režimu od 9. září strávil dalších dvacet dní. Tou dobou už se totiž přiblížil čas opozice, kdy je Mars "za Sluncem" a není možné zajistit spolehlivé rádiové spojení. Aby se proto předešlo možným problémům způsobeným nesrozumitelnými příkazy, Spirit dostal nakázáno, aby si odpočinul a počkal na obnovení spolehlivé komunikace. Technici mu jen jednou denně poslali kontrolní příkaz "nic nedělej", na který vždy Spirit odpověděl pětiminutovým "pípnutím", aby doma věděli, že je pořád naživu a zdráv. Do stejného režimu přešla samozřejmě i Opportunity. Ta však týden před obnovením plného spojení v důsledku přijetí zkresleného příkazu "nic nedělej" provedla neočekávaný reset počítače, a tak technici na poslední "odpočinkový týden" komunikaci s oběma vozidly radši zastavili úplně, dokud se Mars nedostal dostatečně daleko mimo Slunce, aby bylo zaručeno nerušené spojení. Po celou dobu "odpočinku" oba rovery automaticky prováděly předem naprogramovaná měření okolního terénu pomocí spektrometrů, aby bylo možné porovnávat časový vývoj dat o okolním prostředí.


Stejně jako Spirit, i Opportunity dostala v dubnu nový software, a hned ho využila k ujetí rekordní denní vzdálenosti. Nejdřív ji dispečeři vyslali na padesátimetrový "sprint naslepo" podle snímků pořízených předchozího dne, rychlostí 120 metrů za hodinu. Dalších 95 metrů pak Opportunity ujela v automatickém režimu bez řízení ze Země rychlostí 40 metrů za hodinu, kdy si s pomocí své kamery sama vybírala cestu mezi kameny. 3. května dorazila na okraj kráteru Endurance a začala zkoumat jeho vnitřek všemi svými přístroji. O měsíc později se zastavila na opačném konci kráteru a úmyslně vláčela zabržděná kola sem a tam; jednak aby obrousila povrch kamenů k dalšímu zkoumání, vyzkoušela intenzitu tření mezi koly a povrchem, a také aby si obrousila z kol nečistoty a zkorodované zbytky a získala tak zase lepší záběr pro jízdu do kopce.


V polovině července se u Opportunity vyskytl přechodný problém s Mossbauerovým spektrometrem, u něhož se po ukončení měření a následném zatažení do pouzdra nezavřelo ochranné víko; na druhý pokus, po vysunutí a zasunutí, už ale všechno proběhlo hladce. I kosmické stroje mají občas své nevysvětlené vrtochy.


Zatím poslední potíž se objevila minulý týden u Spirita, když vyrazil od prozkoumaného kamene "Tetl" k dalšímu cíli jménem "Uchben", ležícímu šest metrů na severozápad. (Obě jména byla vzata z jazyka starých Mayů; "Tetl"=kámen, "Uchben"=starý.) V polovině cesty od Tetla k Uchbenu nastala závada na systému řízení, po níž se Spirit zastavil a žádal o instrukce, jak postupovat dál. Vyšlo najevo, že se neotevřelo relátko uvolňující zámek směrového řízení u jednoho z kol; z diagnostických údajů, o které technici poté Spirita požádali, vyplynulo, že k takové závadě u tohoto relátka momentálně dochází v jednom případě ze dvou. Technici pracují na způsobu, jak problém vyřešit; než se to podaří, operátoři budou zatím řídit Spirita jako tank ? místo zatáčení kol vždy přibrzdí celou jednu stranu.


Z technické praxe je známá zkušenost, že čím složitější zařízení, tím je větší pravděpodobnost, že u něj dojde k nějaké poruše; Spirit je však důkazem dalšího principu, který říká, že jakmile složitost konstrukce překročí jistou mez, pak pro každou poruchu i při nemožnosti opravy existuje náhradní řešení. Přes svoje početné potíže už Spirit prokázal obdivuhodnou robustnost, díky níž ho zatím žádná ze závad nevyřadila z činnosti. Redundance (=nadbytečnost, zdvojování) jeho životně důležitých systému a zejména jeho - byť poměrně malá - schopnost samostatného rozhodování umožňují jeho tvůrcům překonávat všechny problémy a pokračovat v dobrodružné cestě marťanskou pustinou.


Po zaslouženém odpočinku během opozice (kdy se Mars nacházel z pohledu Země za Sluncem) teď oba rovery už zase pracují. Opportunity se těší vynikajícímu zdraví a také bohatému přísunu energie; díky své poloze poloze blízko rovníku dostává i teď uprostřed zimy 660 watthodin denně a od ledna už ujela víc než jednu míli (přes 1600 metrů). Spirit nadále podává zdatný výkon i přes potíže s předním kolem a občasné starosti s řízením. Nacházeje se 14 stupňů jižně od rovníku (což se současným pětadvacetistupňovým sklonem osy Marsu ke slunečním paprskům dává už velmi obtížný úhel 39 stupňů), dostává od Slunce jen 350 watthodin denně, tedy energii, která by stačila na tříhodinový provoz stowattové žárovky), přesto však nadále plní všechny své úkoly a má už za sebou úctyhodných 3641 m.


Šoféři Spiritu musejí být uprostřed marsovské zimy velmi opatrní; nesmí se jim stát, aby zavedli Spirita do stínu skály nebo i jen na svah natolik skloněný od Slunce, že by získaná energie nestačila na dobití baterie. Naopak využívají svahů skloněných ke Slunci, aby tak získali co nejvíc životadárného svitu; v tomto režimu se zatím zdá, že nic nebrání provozu obou vozítek po celou marsovskou zimu.


Přestože Opportunity narozdíl od Spirita zatím nepotkaly žádné potíže, minulý týden se těsně vyhnula první marsovské dopravní nehodě. Při přejíždění kolem kamene Wopmay za účelem pořízení panoramatického záběru Opportunity najela na velký plochý kámen skrytý pod tenkou vrstvou písku a na strmém svahu po něm uklouzla téměř o metr. Když byla neplánovaná sáňkařská exhibice u konce, Opportunity se nacházela pouhých 30 centimetrů od Wopmay. Málem to skončilo ohnutým spektrometrem...


?Je to legrační,? říká ředitel vědeckého týmu Steve Squyres; ?když jsme ta vozítka stavěli, hýčkali jsme je, oblékali jsme si k tomu pláště jako doktoři, nosili gumové rukavice, abychom je nepoškrábali, chodili jsme kolem nich po špičkách a byli tak opatrní, jak to jen bylo možné. Teď jsou obě odřená, otlučená a špinavá; donutili jsme je na Marsu pracovat až na mez jejich možností, nechali jsme je vystoupat na nejstrmější svahy, na jaké mohla vyjet a pak zase sjíždět prudké srázy a vrtat díry do skal, zatímco seděla na nepohodlně svažitém přesypu. A obě vozítka, tím, co dokázala, na oplátku posouvají i naše vlastní meze, jak pro ně nacházíme nové a nové úkoly.?


Jak dlouho ještě budou Spirit a Opportunity jezdit po Marsu, nikdo zatím nedokáže odhadnout; ale i poté, co jednou skončí svou misi, budou už mít zaručenou nesmrtelnost. Přestože jejich mechanická těla jednou provrtají neúnavná zrnka marsovského písku a pohřbí je závěje písečných bouří, jejich jména zůstanou už navždy zapsaná na obloze, protože v září letošního roku byly jejich jmény pokřtěny dva malé asteroidy, objevené v září 1960 holandskými asteroidy. Spirit měří 4x9 kilometrů, Opportunity 3x7 kilometrů; jsou to tedy pořádné balvany. Obíhají kolem Slunce jednou za 7.9 roku v prostoru mezi Marsem a Jupiterem jako součást roje asteroidů nazývaného Hilda. Podle platných pravidel může být asteroid oficiálně pojmenován až poté, co je dostatečně přesně změřena jeho dráha (po alespoň čtyřech pozorovaných a změřených obězích kolem Slunce), a protože tito dva výtečníci jsou na kosmické poměry malí a obíhají velmi daleko od Země, trvalo čtyřicet let, než mohla být tato podmínka splněna. Shodou okolností k tomu došlo v době, kdy se na sousední planetě objevili dva kandidáti, kteří si zvěčnění svých jmen na nebesích bezpochyby zaslouží, a tak byla příležitost náležitě využita. Asteroidy mívají nestabilní dráhy a bývají okolními planetami často vychýleny ze svých orbitů; Spirit a Opportunity však obíhají v pusté končině daleko za humny vnitřních planet a na svých drahách proto zůstanou nerušeny přinejmenším po mnoho tisíců let, jistě i pro potěchu budoucích hvězdářů, sledujících noční oblohu z observatoře marsovské kolonie na Meridiani Planum, na jejímž dně se tou dobou už možná díky vodě získané marsovským rekultivačním programem zase bude lesknout mořská hladina ve své někdejší kráse, a nebude už ani stopy po těch dávných časech, kdy se kolem rozkládala jen mrazivá poušť zrezivělých kamenů, po které si opatrně ohmatávali cestu dva odvážní průzkumníci.

Přikládám několik obrázků:

Spirit:
a: cesta Spirita z kráteru Bonneville; vpravo od kopců v levé části obrázku je na obzoru vidět sotva znatelný obrys vzdálenějšího stěny kráteru Gusev, kde Spirit v lednu přistál.
b: záběr z cesty ke Columbia Hills. Napravo od středu obrázku je dno kráteru Gusev; zcela vpravo jsou vidět Spiritovy stopy. Tmavá skvrna je místo, kde se Spirit točil na místě, aby se pokusil rozhýbal si ztuhlé ložisko předního kola. Jak jsme si už říkali dříve, na rozdíl od měsíčních podmínek tam ty stopy dlouho nezůstanou; překryje je nejbližší písečná bouře...
c: orbitální snímek ze sondy Mars Global Surveyor se zakreslenou trasou Spirita. Tmavá skvrna vlevo nahoře je kráter Bonneville, do kterého Spirit nahlédl; vpravo dole od něj je světlejší, méně výrazný kráter Missoula, jehož okrajový val Spirit také zkoumal. Klikatá trasa ukazuje, jak Spirit vyhýbal velkým kamenům a jámám; "čtverečky" jakoby navlečené na linii trasy nejsou malé krátery, ale vložené snímky Spiritovy navigační kamery.
Opportunity: d: vpravo kámen Wopmay na svahu kráteru Endurance; vědci hledají další důkazy už teď pravděpodobné hypotézy, že praskliny v kameni byly způsobeny vodou.
e: dno kráteru Endurance
f: cesta Opportunity. Po opuštění malého kráteru, v němž shodou okolností přistála (na obrázku vlevo), se vydala ke kráteru Endurance, kde nejprve zkoumala jeho val a pak se vydala dovnitř kráteru.
g: pohled z okraje kráteru Endurance, který Opportunity pořídila v létě; poté se vrátila až za "Burns Cliff", přejela přes val do vnitřku kráteru a nyní se nachází v těsné blízkosti zde označeného kamene Wopmay. "Escape hatch" je plánovaný "únikový průlez" z kráteru, který vědci chtějí použít, až ukončí výzkum jeho dna. Nápis "Heat Shield" označuje místo, kde nedaleko místa přistání zůstal ležet tepelný štít sondy, necelou asi míli od kráteru Endurance, kde se Opportunity nachází teď.

http://origin.mars5.jpl.nasa.gov/mission/
http://marsrovers.jpl.nasa.gov/mission/status_opportunity.html
http://marsrovers.jpl.nasa.gov/mission/status_spirit.html
http://origin.mars5.jpl.nasa.gov/gallery/images.html

záběr z cesty ke Columbia Hills
orbitální snímek ze sondy Mars Global Surveyor se zakreslenou trasou Spirita
vpravo kámen Wopmay na svahu kráteru Endurance
dno kráteru Endurance
cesta Opportunity
pohled z okraje kráteru Endurance
Detail horniny
Plochý kámen v písku
Panoráma


Související články:
Apollo 11 (08.09.2019)
Gamma č. 195 (Vesmír, náš domov (IXX.) - Exoplanety (16.01.2011)
Gamma č. 163 (Vesmír, náš domov (IXX.) - planetka Apophis) (26.03.2006)
Gamma č. 156 (Vesmír, náš domov (XXVIII.) - přistání na Titanu) (25.03.2006)
Gamma č. 138 (Vesmír, náš domov (XXVI.) - Mars (VII.)) (16.03.2006)
Gamma č. 136 (Vesmír, náš domov (XXV.) - Mars (VI.)) (16.03.2006)
Gamma č. 135 (Vesmír, náš domov (XXIV.) - Mars (V.)) (15.03.2006)
Gamma č. 134 (Vesmír, náš domov (XXIII.) - Mars (IV.)) (15.03.2006)
Gamma č. 133 (Vesmír, náš domov (XXII.) - Mars (III.)) (15.03.2006)
Gamma č. 132 (Vesmír, náš domov (XXI.) - Mars (II.)) (15.03.2006)
Gamma č. 131 (Vesmír, náš domov (XX.) - Mars (I.)) (14.03.2006)
Gamma č. 128 (Vesmír, náš domov (XIX.) - Heliopauza) (12.03.2006)
Gamma č. 103 (Vesmír, náš domov (XVIII.) - Venuše (II.)) (05.03.2006)
Gamma č. 096 (Vesmír, náš domov (XVII.) - Venuše (I.)) (28.02.2006)
Gamma č. 091 (Vesmír, náš domov (XVI.) - Merkur (III.)) (24.02.2006)
Gamma č. 085 (Vesmír, náš domov (XV.) - Merkur (II.)) (22.02.2006)
Gamma č. 083 (Vesmír, náš domov (XIV.) - Merkur (I.)) (21.02.2006)
Gamma č. 078 (Vesmír, náš domov (XIII.) - Měsíc (VI.)) (21.02.2006)
Gamma č. 075 (Vesmír, náš domov (XII.) - Měsíc (V.)) (17.02.2006)
Gamma č. 072 (Vesmír, náš domov (XI.) - Měsíc (IV.)) (16.02.2006)
Gamma č. 064 (Vesmír, náš domov (X.) - Měsíc (III.)) (15.02.2006)
Gamma č. 057 (Vesmír, náš domov (IX.) - Měsíc (II.)) (14.02.2006)
Gamma č. 054 (Vesmír, náš domov (VIII.) - Měsíc (I.)) (09.02.2006)
Gamma č. 053 (Vesmír, náš domov (VII.) - Země (VII.)) (09.02.2006)
Gamma č. 053a (Povídka o Zemi) (09.02.2006)
Gamma č. 044 (Vesmír, náš domov (VI.) - Země (VI.)) (08.02.2006)
Gamma č. 027 (Vesmír, náš domov (V.) - Země (V.)) (31.01.2006)
Gamma č. 026 (Vesmír, náš domov (IV.) - Země (IV.)) (31.01.2006)
Gamma č. 024 (Vesmír, náš domov (III.) - Země (III.)) (28.01.2006)
Gamma č. 018 (Vesmír, náš domov (II.) - Země (II.)) (26.01.2006)
Gamma č. 013 (Vesmír, náš domov (I.) - Země (I.)) (25.01.2006)


Celý článek | Autor: Jarda Pecka | Počet komentářů: 6 | Přidat komentář | Informaèní e-mailVytisknout článek


©2001 Zbyněk Slába, grafické prvky - Renáta Řehová
Stránky byly vytvořeny s využžitím redakčního systému: PhpRS