Pathfinder

Turens forløb

2/1 Pathfinder er 8 millioner km fra Jorden og rejser med en hastighed af 32.5 km/s mod Mars. Alle systemer fungerer tilfredsstillende. Før nytår blev Pathfinders rotationsakse drejet 43 grader for at gøre alt klar til den første bane korrektions-manøvre (TCM 1). TCM 1 var egentligt fastlagt til at foregå den 3/1, men den er nu udsat til den 9/1 fordi en del af sondens navigationsudstyr, himmelsensorerne, blev tildækket under starten fra Jorden. Dette lille problem er ikke alvorligt, men hvis ikke TCM 1 var blevet udsat, ville manøvren måske have kostet lidt ekstra brændstof. Og det er jo altid godt at spare brændstof på sådan en rejse - måske kunne det blive nødvendigt ved en senere lejlighed, og man finder ikke lige en tankstation rundt om næste hjørne...
Der arbejdes nu med at gøre himmelsensorerne helt klar til TCM 1.

Status pr. 31/1: Pathfinders tilstand er perfekt. Den befinder sig nu 16 millioner km fra Jorden.TCM 1 blev gennemført uden problemer. Forskellige tests er blevet gennemført tilfredsstillende og nogle små problemer er blevet løst. Alt ar altså vel på vej mod Mars, hvor landingen stadig er sat til den 4. juli.


Direkte til Mars

Et nyt Marsprojekt er under udvikling. Med Pathfinder sonderne har NASA ændret strategi. Den tekniske udvikling har gjort udforskningen af de nære planeter i Solsystemet både enklere, billigere og alligevel mere effektiv. Med sig har sonderne hver en lille selvkørende minirover, der kan styres her fra Jorden.

Af Bjørn Franck Jørgensen

Som noget nyt vil NASA flyve Pathfinder sonden fra opsendelse i Florida direkte til landing i Valles Ares på Mars. Ingen indledende jordomkredsninger eller parkeringskredsløb om Mars. Direkte fra start til mål.

Den næste mulighed for opsendelse indtræffer i begyndelsen af 1998, men den udnyttes sandsynligvis ikke. Planen er nemlig at indhøste erfaringer fra den første ekspedition, bearbejde dem og indarbejde korrektionerne, inden de næste sonder skal af sted. I stedet vil et andet projekt - kendt som Mars Surveyor '98 - formentlig blive opsendt i dette vindue, men herom en anden gang.

En sværm af sonder

I år 2000 og 2001 går det for alvor løs i Pathfinder-serien, hvis 97-opsendelsen bliver en succes. Her skal flere sonder af sted samtidig, og de skal lande forskellige steder på den røde planet. NASAs Ames Research Center (ARC) og Jet Propulsion Laboratory (JPL) har i mere end fem år arbejdet med projektet. Planen er at placere et netværk af meteorologiske og seismologiske målestationer på overfladen af vores nabo i rummet. Formålet er at være bedst muligt forberedt på de vilkår, der vil møde de kommende bemandede ekspeditioner, som tænkes gennemført på den anden side af årtusindskiftet.

Formålet er naturligvis også at give os ny viden om forholdene på en anderledes planet og studere de klimatiske relationer, der er så vigtige at kende for bedre at kunne forstå forholdene på vores egen Jord. Efter at ARC gennem en årrække havde bearbejdet planerne, blev de i 1991 overført til JPL. Her har man siden arbejdet med at udvikle den tekniske side af projektet, som bl.a. består i at teste rovere, beregne baner og udvikle landingsprocedure.

På NASAs Office of Space Science 1994-regnskab er der afsat en beløbsramme på 150 millioner dollars til Mars Pathfinder projektet. Det er et low cost budget. Opsendelsen skal ske med en Delta raket, og efter 7 måneders flyvning trænger "Pathfinder" med stor fart ned gennem den tynde Marsatmosfære. Under den lange interplanetariske rejse bliver der brug for mange kurskorrektioner, men det er helt efter planen. Varmeskjold, faldskærm, bremseraketter og luftpuder skal gøre landingen så sikker, som det nu er muligt.

JPL har planlagt indtrængen i Marsatmosfæren og den efterfølgende landing, så der maksimalt vil opstå en G-påvirkning på 50 G (50 gange tyngdeacc. på Jorden). Hele konstruktionen er opbygget, så den kan tåle en acceleration (eller bremseeffekt) på 100 G.

Landingsproceduren

Ligesom ved Viking projektet ankommer "Pathfinder" også i et kapselformet rumfartøj, der rammer de øverste atmosfærelag med en fart af 27.000 km i timen. Et beskyttelsesskjold opfanger den uundgåelige gnidningsvarme under opbremsningen. Her bringes farten i løbet af et par minutter ned til knap 1.500 km/t. Når "Pathfinders" computer har registreret, at farten er nået ned på 1.450 km/t, foldes den store bremsefaldskærm ud. Herved sænkes farten yderligere til omkring 250 km/t. I en jordisk atmosfære, der er mere end 100 gange så tæt som Marsatmosfæren, ville en sådan faldskærm med den fart omgående blive revet i stykker. Snart efter er bevægelsen mod overfladen tilnærmelsesvis lodret. En radar-højdemåler registrerer nu afstanden til overfladen, og når der er 100 meter tilbage, vil computeren give besked om at fylde de ballonformede luftpuder med luft.

Få sekunder senere vil tre faststofraketter, der er fastgjort på indersiden af den øverste del af kapslen, aktiveres, og de vil i løbet af to sekunder bringe landeren til et totalt stop kun ca. 12 meter oppe. Her vil den så holde sig svævende, indtil radaren har fundet et område, der er tilstrækkeligt plant at lande på.

Den store bremsefaldskærm er ikke længere til nogen nytte og vil på dette tidspunkt blive frigjort. Landeren, der nu er helt indkapslet i sine beskyttende luftpuder, falder de sidste 12 meter ned på overfladen, hvor den vil hoppe og rulle rundt, indtil den finder hvile. Landingsfasen er en ganske kompliceret affære, så der er gennemført talrige tests forskellige steder i laboratorier, i lufttomme siloer, i ørkenområder og andre steder, hvor forholdene på en eller anden måde kan sammenlignes med situationen på Mars.

Efter landingen

I løbet af en times tid vil luftpuderne blive tømt for luft og delvis trukket ind under landeren. Pathfinder sonden vil derefter åbne sine tre metal-kronblade og rejse sig op, uanset hvilken side den måtte ligge på. Indersiden af disse kronblade er helt dækket af solceller, der herefter skal forsyne "Pathfinder" med energi.

Straks efter vil landingsmodulet aktivere disse solpaneler og snarest muligt sende informationer om sine manøvrer og de videnskabelige data, der blev opsamlet under turen ned gennem Marsatmosfæren, tilbage til Jorden. Når effekten er tilstrækkelig, vil kameraet på landeren begynde at lave optagelser af sine omgivelser, og et panoramabillede vil som det første blive sendt til Jorden - dog kun med en hastighed af nogle få hundrede bits pr. sekund. I juli 1997 vil afstanden til Mars være mere end 200 millioner km, og billedsignalet vil derfor være mere end 12 minutter undervejs til Jorden.

Roveren

Micro-roveren, der er fastgjort til indersiden af det ene kronblad, vil for første gang siden indpakningen på Jorden igen se dagens lys, men fra et ganske anderledes sted. Når landerens kamera har affotograferet landingsområdet, vil teknikerne sende instruktioner til roveren om at køre ned ad rampen til overfladen og udforske de nærmeste omgivelser.

Under flyveturen har roveren været i en sammenpakket konfiguration langs et af de tre paneler, der som kronblade var foldet sammen omkring "Pathfinder". Først drejes roveren, så den kommer helt fri af solpanelerne. Derefter foldes den ud, så den får sin normale højde på 28 cm. Under flyvningen har roveren nemlig haft en højde på kun 18 cm. Der er kun 20 cm mellem de beskyttende kronblade og varmeskjoldet.

Den lille MarsRover er udviklet hos NASAs agentur for Advanced Concepts and Technology og er et lille teknisk vidunder i sig selv. Efter et par års tests og yderligere udvikling hos JPL kunne konceptet præsenteres i juli 1992. Hele enheden vejer 14 kg, mens selve roveren kun vejer ca. 9 kg. De resterende 5 kg er fordelt på fastgøring, en lille rampe og en del kommunikationsudstyr. Roverens længde og bredde er henholdsvis 63 cm og 48 cm, og frigangen mellem hjulene er 13 cm.

Den har i øvrigt fået kælenavnet Rocky-IV, fordi det er den fjerde model i udvikling af en serie små rovere, og navnet fik den pga. lighed med den populære, sekshjulede Rocker-bogie. Rocky-IV viste sig hurtigt at være velegnet til effektivt at udføre komplicerede og brugbare videnskabelige eksperimenter i et vanskeligt terræn. En operatør kan fra Jorden fastlægge opgaven, men det er roveren selv, der skal udføre alle operationerne og finde vej i det klippefyldte landskab.

Når roveren er klar, ruller den ned på Marsoverfladen ad den korte rampe og er derefter uafhængig - bortset fra, at landeren skal bruges som datalink i kontakten med Jorden. Det er også landerens vigtigste opgave at servicere roveren og støtte dens aktiviteter på overfladen.

Roverens tekniske betegnelse er Micro-rover Flight Experiment (MFEX), og den har tre hovedopgaver på missionen: Eksperimenter, der har at gøre med det tekniske, det videnskabelige og selve missionen. Roveren selv er primært et teknisk eksperiment og er samtidig en afprøvning af, hvorvidt Micro-rover ideen er rigtig i det dårligt kendte Marslandskab. De fremtidige rovere skal udvikles til at blive effektive til at navigere og bevæge sig rundt på overfladen af Mars.

Tidsplan for Marsmissionen
Opsendelsesvindue:	5. december 1996 - 3. januar 1997
Rakettype:		Delta II-7925
Rejsetid:		6-7 måneder
Primære formål:		Lande på Mars d. 4. juli 1997
Projektets afslutning:	September 1998



Denne side vedligeholdes af tycho@inet.uni-c.dk

Tilbage til Planetariets hjemmeside