Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Češi v domácnostech více svítí a experimentují se světlem, doma mají přes 48 milionů svítidel Češi začali v domácnostech více svítit a snaží se vytvořit lepší světelné podmínky:…

Více aktualit

Zvídavost bez hranic – třetí průzkumné vozítko na Marsu

09.08.2012 | |

Šestý srpen 2012 má své místo v historii již pevně zapsané, nepochybně i zásluhou sportovců na olympijských hrách v Londýně. Tento den však jejich výkony do značné míry zastínil jiný běžec na extrémně dlouhou trať, který se úspěšně dostal do cíle. Průzkumné vozítko Curiosity, které po více než osmi měsících cesty a přibližně 566 milionech kilometrů úspěšně přistálo na Marsu. Jde v pořadí o třetí průzkumné vozítko, které k rudé planetě v posledních osmi letech vyslala americká společnost NASA. Od obou předchozích – Spiritu a Opportunity – se však Curiosity výrazně liší. Zatímco jeho předchůdci vážili shodně 185 kilogramů, dosahuje nováček s délkou tří metrů a hmotností 900 kilogramů velikosti menšího automobilu.

Velikosti odpovídá i vybavení vozidla. Napájení a pohon již neobstarávají solární panely, ale generátor vyrábějící elektřinu pomocí přirozeného radioaktivního rozpadu plutonia. Curiosity tedy může po pláních Marsu jezdit rychlostí až 90 metrů za hodinu a zkoumat planetu, včetně možných stop života, daleko přesněji, než jeho předchůdci. Na vozidle je umístěno celkem 17 kamer, které umí pořizovat panoramatické snímky i detailní mikroskopické fotografie s rozlišením 14,5 mikrometru na jeden pixel.

Pro výzkum složení povrchu planety má Curiosity k dispozici několik chemických analyzátorů, včetně tzv. laserové spektroskopie. Při této metodě namíří Curiosity na požadovaný vzorek horniny či půdy laserový paprsek, který krátkým pulzem část zkoumaného materiálu odpaří a přemění na plazmu. Detektory pak umí zachytit záření produkované plazmatem a určit složení materiálu. Celý tento proces může být uskutečněn až na vzdálenost sedmi metrů. Kromě toho je vozidlo vybaveno například i meteorologickou stanicí, měřičem dávky ozáření či detektorem vodíku a ledu. Jelikož jsou na povrchu Marsu mimořádně nepříznivé povětrnostní podmínky (teploty se pohybují od +30 do -130 °C), je vozidlo protkáno 60 metry potrubí, které rozvádí teplo a udržuje optimální klima nezbytné pro chod citlivých přístrojů.

Vzhledem ke složitosti celého vozidla nebylo možné při jeho konstrukci postupovat metodou pokus-omyl a stavět desítky prototypů. Konstruktéři z NASA Jet Propulsion Laboratory proto při vývoji Curiosity využili speciální software pro správu životního cyklu výrobku (Product Lifecycle Management – PLM) od společnosti Siemens. Ačkoli je tento software primárně určen pro automobilový a letecký průmysl, vývojáři pomocí něj dokázali přesně vymodelovat celé vozidlo, aniž by bylo nutné stavět jakýkoli fyzický prototyp. Podařilo se tak nejen snížit náklady na konstrukci vozidla, ale díky softwaru bylo možné také ověřit jeho odolnost vůči extrémním podmínkám, kterým je v průběhu své průzkumné mise vystaveno.

Vozidlo totiž musí být schopné vypořádat se nejen s nástrahami na samotném Marsu, ale i „přežít“ cestu k němu. Ta obnáší prudké vibrace při startu, chlad a radiaci ve vesmírném prostoru a na závěr doslova zkoušku ohněm při přistání. Po průniku do atmosféry Marsu byla sonda vlivem tření výrazně zpomalena a vystavena přetížení až 15 G. Štít chránící vozidlo byl rozpálen na více než 2000 °C. Napodobit reálně tyto podmínky by bylo velmi náročné časově i finančně. Softwarová simulace oproti tomu představuje relativně rychlý a levný způsob, jak získat potřebné informace a ověřit funkčnost jednotlivých komponent i celého vozidla.

V současné době brázdí povrch Marsu kromě Curiosity ještě veterán Opportunity. Zatímco jeho dvojče, Spirit, před dvěma lety uvízl v písku a nadobro se odmlčel, Opportunity je stále funkční a svoji původně plánovanou funkčnost v délce 90 dní překračuje již více než třicetkrát. Nezbývá než doufat, že Curiosity bude pracovat po celé dva roky předpokládané životnosti, nicméně plutoniový článek má podle odhadu odborníků životnost zhruba sedminásobnou. Je ovšem jisté, že i během předpokládaných dvou let přinese průzkumné vozítko Curiosity informace, které nám Mars přiblíží více, než cokoli předtím.

Obrázky:

1. Umělecké ztvárnění průzkumníka v akci při odpařování kusu skály laserovou spektroskopií. Ve skutečnosti však tento proces tak akční není – laser pracuje v infračerveném spektru, není tudíž lidským okem viditelný a pulz navíc trvá jen pět nanosekund.

2. V průběhu přistání byla sonda s výzkumným vozítkem vystavena přetížení až 15 G.

3. Každá komponenta celého systému musela být vymodelována do nejmenších detailů. Množství dat, které NASA Jet Propulsion Laboratory v projektu Curiosity spravuje, činí 2,5 terabytů.

4. Model sondy použité pro přistání. Kromě samotného vozidla Curiosity byl její součástí žáruvzdorný štít, speciální vesmírný jeřáb s tryskami, z něhož bylo vozidlo spuštěno na povrch, a schránka pro supersonický padák.

5. Každá komponenta celého systému musela být vymodelována do nejmenších detailů. Množství dat, které NASA Jet Propulsion Laboratory v projektu Curiosity spravuje, činí 2,5 terabytů.

Další podrobnosti naleznete například na:

http://www.plm.automation.siemens.com/cz_cz/campaigns/mars-curiosity-rover/index.shtml

http://inr.synapticdigital.com/Siemens/MarsRover/