Lanseringsvideo tillhandahålls med tillstånd av United Launch Alliance
CAPE CANAVERAL, Fla – Det är ett missionsår i vardande. Det skulle dock inte vara möjligt utan det hårda arbetet från en armés ingenjörer – och de system som de byggde. Hur många olika system och motorer krävs för att få namnet Mars Science Laboratory (MSL) roverNyfikenhettill den röda planetens yta? Svaret kanske överraskar dig.
Inklusive de två motorerna som är en del av Atlas V 541 bärraket, kommer det att krävas totalt 50 olika motorer och thrustrar för att fungera perfekt för att framgångsrikt levereraNyfikenhettill Mars dammiga slätter.
Från och med själva bärraketen finns det sex separata motorer som driver den sexhjuliga roveren, säkert inbäddad i sin kåpa, ur jordens gravitationsbrunn. För den första delen av resan kommer fyra kraftfulla Solid Rocket Boosters (SRB) från Aerojet (var och en av dessa ger 400 000 lbs dragkraft) att skjuta upp rovern ur jordens atmosfär.
United Launch Alliance (ULA) Atlas bärraket har två raketmotorer som ger den återstående mängden dragkraft som krävs för att få MSL att kretsa runt och skicka rovern på väg till Mars. Den första är den ryskbyggda RD-180-motorn (vars dragkraft är delad mellan två motorklockor) den andra är Centaur andra steget. Det finns fyra Aerojet solida raketmotorer som hjälper boostern och Centaur-översteget att separeras.
Centaurens bana styrs av både dragkraftsvektorstyrning av huvudmotorn såväl som ett reaktionskontrollsystem eller RCS som består av framdrivningssystem för flytande hydrazin (det finns tolv rullningskontrollpropeller på Centaur-översteget).
MSL:s kryssningssteg skiljer sig helt från Centaurs övre etapp och är på den långa vägen till den röda planeten. Kryssningssteget har åtta hydrazinpropeller med dragkraft på ett pund som används för banmanövrar under den nio månader långa resan till Mars. Dessa används för mindre korrigeringar för att hålla rymdfarkosten på rätt kurs.
NyfikenhetDet första fysiska mötet med Marsmiljön kallas Inträde, Nedstigning och Landning (EDL) – mer allmänt känd som 'sex minuter av terror' – punkten när uppdragskontrollen, tillbaka på jorden, förlorar kontakten med rymdfarkosten när den kommer in i Mars atmosfär.
Video med tillstånd av Lockheed Martin
Även om Mars bara har ungefär en procent av jordens atmosfär, är friktionen i atmosfären orsakad av en rymdfarkost som träffar den i 13 200 miles per timme (cirka 5 900 meter per sekund) - tillräckligt för att smältaNyfikenhetom den utsätts för dessa ytterligheter. Värmeskölden, placerad vid basen av kryssningssteget, förhindrar att detta händer.
Värmeskölden, som tillhandahålls av Lockheed-Martin, på MSL:s kryssningssteg är 14,8 fot (4,5 meter) i diameter. Som jämförelse var värmesköldarna som användes på Apollo bemannade uppdrag till månen 13 fot (4 meter) i diameter och de som tillät Mars Exploration RoversAndaochMöjlighetför att säkert nå Mars yta var 8,7 fot (2,65 meter) i diameter.
Vid denna tidpunkt i uppdraget kommer åtta motorer, som var och en ger 68 pund dragkraft, in i bilden. Dessa motorer ger all bana kontroll under EDL – vilket betyder att de kommer att tändas nästan kontinuerligt.
Kort därefter – BOOM – utplaceras fallskärmen. Då skjuts värmeskölden ut. Efter fallskärmen saktar ner rymdfarkosten tillräckligt, både de och den bakre aeroshellen lämnar bara rovern och dess jetpack.
Curiosity kommer att använda en mycket unik metod för att landa på Mars. Det som i huvudsak är ett jet-pack, kallat SkyCrane, kommer att användas för att tillåta roveren att sväva i luften när den sänks ner via kablar till marken. Fotokredit: Alan Walters/awaltersphoto.com
Under landningsfasen kommer 'SkyCrane' till liv med åtta kraftfulla hydrazinmotorer, som var och en gerNyfikenhet800 pund dragkraft. Aerojets Redmond Site Executive, Roger Myers, pratade lite om detta segment av landningen, som av många anses vara den mest dramatiska metoden för att få ett fordon till Mars yta.
'På grund av kontrollkraven för SkyCrane måste dessa motorer vara mycket gasreglage,' sa Myers. 'Att hålla SkyCrane-nivån är ett måste, du måste ha mycket fin kontroll över dessa motorer för att säkerställa stabilitet.'
Även om SkyCrane ofta lyfts fram som en aspekt som kommer att lägga till komplexitet till MSL:s uppdrag - det finns många system som kan orsaka ett tidigt slut på uppdraget. Bildkredit: NASA/JPL
Om allt har gått bra fram till denna punkt,Nyfikenhetrover kommer att sänkas det återstående avståndet till marken via kablar. När kontakt med Mars-ytan upptäcks skärs kablarna, SkyCranes motorer gasar upp och jetpaketet flyger iväg för att utföra en kontrollerad krasch (ungefär en mil eller så bort från därNyfikenhetligger).
Varje motorlandning på Mars som genomförts i USA:s obemannade rymdprogram har använt Aerojets propeller. Tillförlitligheten hos dessa små motorer bevisades nyligen – i ett uppdrag som nu är nästan tre och ett halvt decennier gammalt.
Instoppad mellan aeroskalet och värmeskölden är Curiosity beredd att ta den långa resan till den röda planeten. Fotokredit: NASA/JPL
Voyager genomförde nyligen en kurskorrigering cirka 34 år efter att den lanserades – vilket framhävde förmågan hos dessa thrusters att prestera bra efter lanseringen.
'Våra motorer har tillåtit uppdrag att flyga till alla planeter i solsystemet och vi är för närvarande på väg till Merkurius och Pluto,' sa Myers. 'När NASA utforskar solsystemet - Aerojet tillhandahåller framdrivningskomponenterna.'
Hundratals olika komponenter, som tillhandahålls av många entreprenörer och underleverantörer, måste alla fungera perfekt för att säkerställa att Mars Science Laboratory tar sig säkert till Mars. Fotokredit: Alan Walters/awaltersphoto.com