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.

Reklama

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).

Reklama
Reklama

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.

Reklama

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
Stroje v pohybu:
Divoká jízda sondy Pathfinder

Sonda Mars Pathfinder, která 4. července 1997 přistála na rudé planetě, se může pyšnit několika prvenstvími. Třeba tím, že šlo o první mimozemský výsadek masově sledovaný uživateli internetu. Nebo tím, že jako první dopravila na Mars kolové průzkumné vozidlo, rover Sojourner.

Stroje v pohybu:
Webbův teleskop ve vesmíru

Pětadvacátého prosince loňského roku odstartovala z evropského kosmodromu ve Francouzské Guyaně raketa Ariane 5, v jejímž nákladovém prostoru byl na svou misi připraven vesmírný dalekohled Jamese Webba. Právě začala nová etapa poznávání vesmíru. Vědci si od ní slibují nové informace o vzniku vesmíru, černých dírách a temné hmotě.

Stroje v pohybu: Raketa, která změní svět

Americký podnikatel Elon Musk se od založení své firmy SpaceX v březnu 2002 netají tím, že jeho dlouhodobým cílem je kolonizace Marsu člověkem. Již letos přitom plánuje uskutečnit premiérový start orbitální rakety Starship, která mu má tento cíl pomoci splnit.

Související články
Stroje v pohybu:
Fotoprůzkumné družice

Za druhé světové války přinášely informace z fronty filmové týdeníky, při první válce v Perském zálivu vysílala živě CNN z bombardovaného Bagdádu – a nyní na Ukrajině má veřejnost poprvé v historii k dispozici prakticky v reálném čase družicové snímky. Navíc neskutečné kvality. Každopádně jde o materiál, který umožňuje potvrdit, nebo naopak vyvrátit mnohá tvrzení válčících stran.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Umělé svaly, část 3: Dielektrické elastomery, 2. díl

Náš seriál pokročil do 21. století, ve kterém se téma umělých svalů stále častěji spojuje s technologií dielektrických elastomerů. Mobilní roboti, výrobní stroje, linky, dopravníky… všude zde se nabízí jejich využití. 2. díl je pokračováním a dokončením tématu dielektrických elastomerů

Umělé svaly; část 3. Dielektrické elastomery, část 1.

Náš seriál pokročil do 21. století, ve kterém se téma umělých svalů stále častěji spojuje s technologií dielektrických elastomerů. Mobilní roboti, výrobní stroje, linky, dopravníky… všude zde se nabízí jejich využití.

S uranem v podpalubí

V březnovém vydání MM Průmyslového spektra jsme publikovali článek pod názvem Jaderné ledoborce pro Severní cestu. Jelikož tento text vzbudil zájem řady čtenářů, rozhodli jsme se na toto téma připravit další podrobnější příspěvek.

Ohlédnutí za MSV 2018

Jubilejní strojírenský veletrh v Brně se i letos nesl ve znamení inovací, technických i technologických novinek (často také světových premiér), ale hlavně v duchu oslav stého výročí založení Československé republiky, takže se také vzpomínalo na historické úspěchy v technice v expozici 100RIES. A není tedy divu, že partnerskou zemí bylo letos Slovensko. Na následujících řádcích přinášíme malé ohlédnutí za veletrhem, kde připomeneme některé exponáty, které v očích naší redakce za zmínku a vzpomínku stojí.

Pavel Sobotka: Příležitost je nutné v pravý čas chytit za pačesy

Píšeme první kapitolu knihy příběhů, v níž chceme představit úspěšné české podnikatele, kteří něco dokázali a kteří se za svou práci rozhodně nemusejí stydět. I když v České republice má slovo „podnikatel“ spíše pejorativní význam – a zasloužili se o to tzv. „rychlí podnikatelé“, kteří ostrými lokty dokázali rychle zbohatnout na úkor ostatních –, tento seriál ukazuje druhou stranu mince. Nápad, záměr, tvrdá práce, stanovení filozofie firmy, vztah k lidem. Pro mnohé to nebylo jednoduché a my chceme představit právě ty, kteří svou usilovnou prací dokázali, že Česká republika má stále na to, aby se pohybovala na špičce nejen v technologiích, ale i v managementu. Nechť vám tento seriál slouží jako příklad toho, jak nelehká cesta na samotný vrchol v určitém oboru mnohdy vede.

Koroze napříč všemi obory

Mezinárodní konference Eurocorr, která každoročně přiláká k účasti tisícovku zástupců komerční i akademické sféry včetně nejvýznamnějších celosvětově uznávaných korozních inženýrů, řadu sponzorů a vystavovatelů z oblastí povrchových úprav a povlaků kovů, chemických úprav prostředí, elektrochemických protikorozních ochran, korozního monitoringu, inspekce a zkušebnictví a mnoha dalších, se letos v září díky Asociaci korozních inženýrů poprvé v historii konala v Praze.

Made in Asia

Třináctý ročník výstavy China International Machine Tool Show se opět nesl v duchu změn, které v Číně delší dobu probíhají. Čeští škarohlídi se ve zprávách „radují“, že růst Číny v minulém kvartále zpomalil. A hned udávají čísla ze 7,4 na 7 procent. Zajisté katastrofální – sarkasmus. V tomto textu se dostaneme k některým aspektům i konkrétním objektům vystavované výrobní techniky, kterých si letos stálo za to všimnout.

Zlatá medaile pro prof. Kassaye

Po dvouleté pauze, zapříčiněné hygienickými opatřeními ke snížení šíření pandemie koronaviru, se opět otevřely brány MSV v Brně, v rámci kterého se udílejí i ocenění Zlatých medailí. A to jak vystaveným exponátům, tak tradičně, již od roku 2006, díky iniciativě redakce našeho časopisu, také ocenění osobnosti za její celoživotní tvůrčí technickou práci a dosažené inovační činy.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Štěstí přeje připraveným!

Cesta antivirového řešení Avast od prvních nápadů ve Výzkumném ústavu matematických strojů k firmě o 1 700 zaměstnancích Avast Software obývající několik pater nové budovy na Pankráci, byla dlouhá a někdy trnitá. Zakladateli a tvůrci myšlenky na vytvoření vlastního antivirového programu, ze kterého se postupem doby stal ochranný systém bránící napadením, jsou Pavel Baudiš a Eduard Kučera.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem 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