ELEKTRO 8-9/201243inovace, technologie, projektyZvídavost bez hranic aneb Curiosity na MarsuŠestý srpen 2012 má své místo v historii již pevně zapsáno, nepo-chybně i zásluhou sportovců na olympijských hrách v Londýně. Tento den však jejich výkony do značné míry zastínil jiný běžec na mimo-řádně dlouhou trať, který se úspěšně dostal do cíle. Je jím průzkumné vozítko Curiosity, které po více než osmi měsících cesty a přibližně 566 milionech kilometrů úspěšně přistálo na Marsu. Jde v pořadí o tře-tí 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 před-chůdci vážili shodně 185 kg, dosahuje nováček s délkou 3 m a hmot-ností 900 kg velikosti menšího automobilu.Velikosti odpovídá i vybavení vozidla. Napájení a pohon již ne-obstarávají solární panely, ale generátor vyrábějící elektřinu pomocí přirozeného radioaktivního rozpadu plutonia. Curiosity tedy může po pláních Marsu jezdit rychlos-tí až 90 m/h a zkoumat pla-netu, včetně možných stop života, daleko přesněji než jeho předchůdci. Na vozidle je umístěno celkem sedmnáct kamer, které umí pořizovat panoramatické snímky i de-tailní mikroskopické fotogra-fie s rozlišením 14,5 mikro-metru na jeden pixel.K výzkumu složení po-vrchu planety má Curiosity k dispozici několik che-mických analyzátorů, včet-ně tzv. laserové spektrosko-pie. Při této metodě namí-ří Curiosity na požadovaný vzorek horniny či půdy laserový paprsek, který krátkým pulzem část zkoumaného materiálu odpaří a přemění na plazmu. Detektory umí zachytit záření produkované plazmatem a určit složení materiálu. Celý tento proces může být uskutečněn až na vzdálenost 7 m. Kro-mě toho je vozidlo vybaveno např. i meteorologickou stanicí, mě-řičem dávky ozáření či detektorem vodíku a ledu. Jelikož jsou na povrchu Marsu mimořádně nepříznivé povětrnostní podmínky (tep-loty se pohybují od +30 do –130 °C), je vozidlo protkáno potrubím o délce 60 m, které rozvádí teplo a udržuje optimální klima nezbyt-né pro chod citlivých přístrojů.Vzhledem ke složitosti celého vozidla nebylo možné při jeho kon-strukci postupovat metodou pokus omyl a stavět desítky prototypů. Konstruktéři z NASA Jet Propulzion Laboratory proto při vývoji Cu-riosity využili speciální software pro správu životního cyklu výrobku (PLM – Product Lifecycle Management) od společnosti Siemens. Ač-koliv je tento software primárně určen pro automobilový a letecký prů-mysl, vývojáři s jeho pomocí dokázali přesně vymodelovat celé vozidlo, aniž by bylo nutné stavět jakýkoliv fyzický prototyp. Podařilo se tak ne-jen snížit náklady na konstrukci vozidla, ale díky softwaru bylo možné také ověřit jeho odolnost v ex-trémních podmínkách, kterým je v průběhu své průzkumné mise vystaveno.Vozidlo totiž nejenže musí být schopno vypořádat se s ná-strahami na samotném Marsu, ale muselo i „přežít“ cestu k ně- mu. Ta obnášela prudké vibra-ce při startu, chlad a radiaci ve vesmírném prostoru a na závěr doslova zkoušku ohněm při při-stání. Po průniku do atmosféry Marsu byla sonda vlivem tření výrazně zpomalena a vystave-na přetížení až 15 G. Štít chrá-nící vozidlo byl rozpálen na více než 2 000 °C. Napodobit reálně tyto podmínky by bylo velmi náročné časově i finanč-ně. Softwarová simulace opro-ti tomu představuje relativně rychlý a levný způsob, jak zís-kat potřebné informace a ověřit funkčnost jednotlivých kompo-nent i celého vozidla.V současné době brázdí po-vrch Marsu kromě Curiosity ještě veterán Opportunity. Zatímco jeho dvojče, Spirit, před dvěma lety uvízlo v písku a nadobro se odmlčelo, Opportunity stále funguje a svou původně plánovanou dobu fungování v délce 90 dní překračuje již více než třicetkrát. Nezbývá než doufat, že Curiosity bude pracovat po celé dva roky předpokládané životnosti; nicméně životnost plutoniového článku je podle odhadu odborníků zhruba sedminásobná. Je ovšem jis-té, že i během předpokládaných dvou let poskytne průzkumné vozítko Curiosity informace, které lidem Mars přiblíží více než cokoliv předtím.[Tiskové materiály Siemens.]Obr. 4. Každý komponent celého systému musel být vymodelován do nejmenších detailů. Množství dat, které NASA Jet Propulzion Labora-tory v projektu Curiosity spravuje, činí 2,5 terabytů (Copyright: NASA/JPL Caltech)Obr. 1. Umělecké ztvárnění průzkumníka v akci při odpařování kusu skály laserovou spektroskopií. Ve skutečnosti však proces takto akční není – laser pracuje v infračerveném spektru, není tudíž lidským okem viditelný a pulz navíc trvá jen pět nanosekund (Copyright: NASA/JPL Caltech)Obr. 2. V průběhu přistání byla sonda s výzkumným vozítkem vystavena přetížení až 15 G (Copyright: NASA/ /JPL Caltech)Obr. 3. 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 (Copyright: NASA/JPL Caltech)