Témata
Zdroj: NASA/JPL-Caltech

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

Tento článek je součástí seriálu:
Stroje v pohybu
Díly
Ivan Heisler

V redakci časopisu MM Průmyslové spektrum zastává pozici odborného redaktora. Vystudoval obor Stavební údržba a rekonstrukce tratí na Vysoké škole dopravy a spojů v Žilině. Po ukončení studia pracoval jako projektant ve Státním ústavu dopravního projektování, poté jako redaktor odborných publikací pro uživatele osobních počítačů a jako šéfredaktor časopisu Počítač pro každého. Do MM Průmyslového spektra nastoupil v roce 2021.

Z floridského mysu Canaveral odstartovala 30. července 2020 raketa Atlas V-541 a namířila si to k Marsu. Startem byla završena několikaletá fáze plánování a příprav, během nichž byly stanoveny cíle expedice, zkonstruovány a otestovány přístroje a vybrána oblast na Marsu, kde bude průzkum probíhat.

Vozidlo Perseverance dokáže ujet 152 metrů za hodinu a má robotickou ruku na získávání vzorků hornin. (Zdroj: NASA/JPL-Caltech)

Půl miliardy kilometrů

Raketa vysoká 58 metrů měla startovní hmotnost včetně nákladu a paliva 531 tun. Brzy po startu se od ní oddělila vesmírná loď a vydala se na dlouhou cestu k Marsu. Během necelých sedmi měsíců urazila více než 470 milionů kilometrů. Nakonec se 18. února letošního roku podařilo uskutečnit bezpečné přistání jejího hlavního nákladu – tunového vozidla Perseverance – na předem určeném místě na povrchu Marsu. Předpokládaná mise tohoto vozidla má trvat minimálně jeden marťanský rok (687 dní).

Pojízdná laboratoř

Šestikolové vozidlo Perseverance (vytrvalost) je už pátým pohyblivým strojem vyrobeným člověkem, který jezdil po povrchu Marsu. (Prvním bylo vozítko Sojouner, jež bylo v roce 1997 součástí sondy Mars Pathfinder.) Vozidlo Perseverance je přibližně 3 m dlouhé, 2,7 m široké a 2,2 m vysoké a váží 1 025 kg. Každé ze šesti kol o průměru 525 mm má vlastní elektromotor, maximální rychlost pohybu je 152 metrů za hodinu. Jízda spotřebuje méně než 200 wattů výkonu. Vozidlo je vybaveno 23 kamerami a řadou dalších čidel včetně dvou mikrofonů, jsou tu i přístroje, jež analyzují složení atmosféry a hornin, meteorologická stanice, geologický radar pro zkoumání skladby podloží a také zařízení, které vyrábí kyslík z oxidu uhličitého, přítomného v marťanské atmosféře. Nesmí chybět ani řídicí počítač, komunikační modul s anténami pro předávání fotografií a naměřených údajů na Zemi a samozřejmě zdroj energie. Elektřinu (a také teplo potřebné k udržení elektroniky v chodu) vyrábí radioizotopový termoelektrický generátor, jenž nabíjí dva lithioiontové akumulátory. Větší část komunikace (odesílání dat na Zemi) probíhá prostřednictvím satelitů NASA umístěných na oběžných drahách kolem Marsu.

Vozidlo také sbírá vzorky hornin a připravuje je na transport. Ke sběru vzorků a k manipulaci s nimi slouží 2,1 m dlouhá robotická ruka, vyvrtané vzorky hornin jsou válečky o průměru 27 mm. Doprava vzorků z Marsu zpět na Zemi však bude úkolem pro příští expedici.

Jedním z nejviditelnějších experimentů celé mise je ukázka samostatného letu malého autonomního vrtulníku, jenž byl na Mars dopraven společně s vozidlem.

Základní fakta o rudé planetě
Čtvrtá planeta sluneční soustavy je (po Venuši) druhým nejbližším sousedem Země. Teoretická nejbližší vzdálenost Země a Marsu je 54,6 milionu kilometrů. Mars má oproti Zemi přibližně čtvrtinovou plochu povrchu a cca desetinovou hmotnost, průměr Marsu je necelých 6 800 kilometrů. Marťanský den je jen asi o 40 minut delší než ten náš, ale rok na Marsu trvá téměř dva naše roky (okolo Slunce Mars oběhne za 687 pozemských dnů). Gravitace je ve srovnání s tou pozemskou přibližně třetinová (na rovníku činí 0,376 G), teplota povrchu se pohybuje mezi ‑143 °C a +35 °C. Teplota výrazně kolísá mezi dnem a nocí. Atmosféra je asi stokrát řidší než ta zemská a z 95 % je tvořena oxidem uhličitým.
Rádiový signál mezi Zemí a Marsem putuje (v závislosti na vzájemné poloze obou planet) 5–20 minut.

Autonomní vrtulník

Malý vrtulník Ingenuity (vynalézavost) je prvním strojem, který vlastní silou létá na jiné planetě, než je Země. Vrtulník je vysoký 490 mm a má dva protiběžné koaxiální dvoulisté rotory o průměru 1,2 m. Listy rotorů jsou vyrobeny z uhlíkových vláken. Ač hmotnost stroje je jen 1,8 kg a na Marsu je menší gravitace, kvůli extrémně nízké hustotě marťanské atmosféry se rotory musejí otáčet vysokou rychlostí 2 400 otáček za minutu, aby bylo dosaženo potřebného dynamického vztlaku. Motor má výkon 350 W.

Ingenuity je vrtulník, který 19. dubna uskutečnil historicky první let vlastní silou na cizí planetě. (Zdroj: NASA/JPL-Caltech)

Elektřinu potřebnou pro pohon rotorů, pro práci elektroniky a také pro zahřívání (aby elektronika nezamrzla) vyrábějí solární články, umístěné v panelu nad rotory. Tyto články nabíjejí lithioiontové baterie, jejichž kapacita umožní každý den provést 90sekundový let. Stroj může vzlétnout do pětimetrové výšky a jeho dolet je přibližně 300 m. První let tohoto stroje se úspěšně uskutečnil 19. dubna.

Vozidlo Perseverance i s vrtulníkem Ingenuity dopravila na Mars raketa Atlas V-541. (Zdroj: NASA/JPL-Caltech)

Kromě baterií, řídicí jednotky a komunikačního modulu (s vozidlem vrtulník komunikuje bezdrátově s kilometrovým dosahem) jsou na palubě vrtulníku pohybové senzory, laserový výškoměr a dvě kamery. Jejich záběry slouží k autonomní orientaci vrtulníku v terénu a zároveň poskytnou vědcům pohled na krajinu z větší výšky.

Celá expedice přiblíží možnost budoucího letu člověka na Mars a pomůže nám zjistit víc informací o možném výskytu živých organismů na této planetě. Také však posune naše technické možnosti a dovolí nám v extrémně náročných podmínkách vyzkoušet nové technologie a získat zkušenosti, jichž budeme moci využít v praxi na Zemi.

Související články
MM Podcast: Glosa - Poselství Garcíovi

Jsou věci, které ovlivnit nemůžeme, avšak máme možnost se k nim svobodně postavit. Pokud tak ale činíme ve stresu a se strachem, negativní dopad to jen znásobí. Naopak, uvedeme-li se do klidu s vědomím své vnitřní síly, víry a odhodlání, vše se může nakonec vyvíjet úplně jinak. 

Technická podpora vždy po ruce

Prostřednictvím nové aplikace LiveTechPro nabízí společnost Ceratizit kompetentní okamžitou technickou podporu i v období místního a národního lockdownu vyvolaného pandemií covid-19.

Názorové fórum odborníků

Výzkum a vývoj v oblasti řezných nástrojů podle doc. Jany Petrů z Vysoké školy báňské – Technické univerzity v Ostravě (www.mmspektrum.com/200519) mj. dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování a konstrukce nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL.
Zabývá se těmito trendy také vaše společnost? Naleznou uživatelé výše popsané inovace ve vašich produktových portfoliích? Uveďte příklad.

Související články
Další krok k bezobslužné výrobě

Studie čínské univerzity Beihang, publikovaná v časopise International Journal of Production Research, přímo spojuje prediktivní údržbu s kvalitou výrobků. Jak je však pro výrobce tato dosahovaná prediktivita a vynikající kvalita u operací využívaných při soustružení oceli slučitelná se snižováním počtu pracovníků na dílenských pracovištích nebo s bezobslužnou výrobou? Článek objasňuje důvody, proč jsou pro kvalitu obráběných součástí nezbytné vhodné nástroje ve spojení s procesy zabezpečenými proti selhání.

Související články
Abeceda komunikace (nejenom) pro strojaře, Část 1. Komunikace je jako mariáš

Člověk je tvor společenský a komunikace je jeho stěžejní dovednost. Komunikujeme proto, aby se něco stalo. Aby se naplnil náš záměr. Ať už chceme někoho pobavit, poučit, informovat, nebo přimět ke spolupráci, potřebujeme, aby nám rozuměl. Cílem úspěšné komunikace je dosáhnout určitého efektu. Aby se tak stalo, musíme použít správný obsah, formu, ale i správné načasování. Hranice mezi úspěchem a neúspěchem je velmi často daná právě (ne)schopností komunikovat. Ve spolupráci s odbornicí na strategickou komunikaci Mirkou Čejkovou pro vás připravujeme seriál, který, jak věříme, bude inspirací pro zlepšení vašich komunikačních dovedností.

Fórum výrobních průmyslníků

Jak se současná doba odráží nachodu vaší společnosti – jak z pohledu objemu zakázek, jejich realizace a kompletace, tak ikaždodenního přístupu k zamezení šíření koronaviru mezi vašimi zaměstnanci. Dokážete vyčíslit náklady, které jste již do těchto opatření investovali?

Fórum děkanů strojních fakult

Jak se současný způsob výuky odráží na studentech – na jejich osobnosti, přístupu ke studiu, k dosahování dílčích výsledků, na přípravě k finální části studia, k následujícímu profesnímu působení, ale i v sociální/osobní rovině vazby pedagog – student?

Pět principů pro zvýšení efektivity

Tork, spadající pod společnost Essity, uvádí na trh novou příručku představující princip „kaizen“. Díky němu mohou podniky zavést filozofii kontinuálních vylepšení.

Když je řemeslo posláním

V součinnosti se zákazníkem navrhovat nástroje s maximální hospodárností a produktivitou – to je cílem rodinné nástrojářské společnosti UniCut, jejíž produkty můžete najít ve výrobních firmách prakticky po celém světě. Její jednatel, Ing. Petr Inemann, s nímž jsme měli možnost hovořit, převzal vedení firmy po svém otci. Nezdědil však jen firmu, ale především, jak sám říká, lásku k řemeslu.

Abychom na změny zareagovali včas

Covid-19 je humanitární krize, která má bezprecedentní dopady na všechna průmyslová odvětví. Podniky stojí před novou výzvou, na kterou musí reagovat. Některé podniky tuto výzvu využijí ke svému rozvoji a expanzi, některé ji jen přežijí, a budou i takové, které zaniknou. První reakcí bývá zastavení všech investic, včetně investic do informačních technologií. A právě informační technologie ukážou, kdo bude vítězem, a kdo poraženým.

Firma a příroda mají k sobě blízko.
Více, než si myslíme.

Společnosti Fosfa je největším zpracovatelem žlutého fosforu v Evropě. Z něho pak vyrábí esenciální směsi zejména pro potravinářské i speciální průmyslové aplikace, které vyváží do více než 80 zemí světa. Vedle toho vyrábí také přírodní ekologické produkty, jako jsou přírodní prostředky péče o tělo i domácnost Feel Eco. Její záběr je ale širší, provozuje první českou vertikální farmu Feel Greens, ve které s pomocí hydroponie pěstuje microgreens, bylinky a saláty zcela bez jakýchkoliv pesticidů, GMO či růstových regulátorů.

Technologie pro mistry horkého tváření

Zavítáte-li do části města Olomouc s názvem Bystrovany, bezpochyby vás zaujme architektonicky velmi čistá budova, součástí jejíž fasády je velké plastické červené logo Weba. Když pak vejdete dovnitř, ohromí vás výrobní hala monumentálních rozměrů s množstvím sofistikovaných strojů různých značek – zejména pak značky Mazak. Od loňského roku mezi nimi můžete spatřit i automatickou obráběcí linku se dvěma stroji Mazak Variaxis 1050.

Hodinky, nebo číselníkové úchylkoměry?

Dnes nejspíše neexistuje strojírenská výroba, kde by se „hodinky“, jak je mnohdy toto měřidlo nazýváno, nepoužívaly. Stejně tak jako „šupléra“ –označující posuvné měřítko– se slangový název „hodinky“ dostal strojařům pod kůži tak, že při použití odborně správného výrazu – číselníkový úchylkoměr – často zaváhají, oč vlastně jde. Pojďme se tedy podívat na hodinky, které jsou nepostradatelným pomocníkem každého strojaře, ale čas měřit neumí.

Inovace podnikatelského modelu, Část 3. Inovační projekty

V našem seriálu vznikajícím ve spolupráci s partnerskou sítí Inovato vás krok po kroku provázíme klíčovými fázemi inovačního procesu v kontextu ekosystému doby a místa. Své zkušenosti vám předávají praktici, kteří mají za sebou mnoho inovačních projektů s tržně úspěšnými výsledky. Přijměte naše pozvání do edukačních eventů.

Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členy naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit