• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Polski CHOMIK wgryzie się w powierzchnię marsjańskiego księżyca

    09.04.2010. 21:01
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    CHOMIK to nazwa polskiego penetratora geologicznego, który w ramach rosyjskiej misji kosmicznej Fobos-Grunt za kilka lat ma polecieć na księżyc Marsa - Fobosa. Prace nad instrumentem rozpoczęli właśnie naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie. Zadaniem penetratora będzie "wgryzienie" się w powierzchnię księżyca i pobranie próbek, które później mają trafić na Ziemię - materiał zostanie umieszczony w specjalnym pojemniku, a ten we wnętrzu rosyjskiej kapsuły powrotnej, która w 2014 roku wyląduje w Kazachstanie.

    "Jeśli wszystko przebiegnie zgodnie z planem, za kilka lat będziemy w posiadaniu pierwszego przedmiotu, który wróci na Ziemię z księżyca innej planety" - mówi dr inż. Karol Seweryn z CBK PAN.

    CHOMIK powstaje w Laboratorium Mechatroniki i Robotyki Satelitarnej Centrum Badań Kosmicznych PAN. Umowa dotycząca budowy penetratora została podpisana z Instytutem Badań Kosmicznych Rosyjskiej Akademii Nauk oraz Naukowo-Produkcyjnym Zjednoczeniem im. S. A. Ławoczkina - jednym z największych podmiotów rosyjskiego przemysłu kosmicznego.

    Dzięki porozumieniu polscy naukowcy mogą uczestniczyć w pracach międzynarodowego zespołu, który zajmie się analizą materiału pochodzącego z powierzchni Fobosa. Umowa gwarantuje również zwrot polskiego pojemnika na grunt.

    Fobos, większy z dwóch marsjańskich księżyców, jest drobną, nieregularną bryłą o rozmiarach 272218 km i małej gęstości (1,9 g/cm3). Słaba grawitacja czyni go atrakcyjnym celem dla misji kosmicznych. Prędkość ucieczki (minimalna prędkość startowa jaką musi mieć obiekt, aby mógł oddalić się dowolnie daleko od ciała niebieskiego-PAP) jest zbliżona do prędkości sprintera i wynosi ok. 11 m/s, dzięki czemu manewry lądowania i startu są stosunkowo łatwe do przeprowadzenia.

    Dodatkowo Fobos krąży wokół Marsa w odległości zaledwie 9 400 km - aż 40 razy bliżej niż Księżyc względem Ziemi. Tak niewielki dystans i brak własnej atmosfery powodują, że Fobos doskonale nadaje się do obserwacji Czerwonej Planety, która wypełnia aż jedną czwartą jego nieboskłonu.

    Takie warunki nie sprzyjają jednak wszystkim rodzajom badań. "Dla operatorów pojazdu kosmicznego słaba grawitacja to ułatwienie. Jednak w przypadku urządzenia służącego do wbijania się w grunt staje się ona poważną przeszkodą" - podkreśla inż. Jerzy Grygorczuk z CBK PAN.

    Każdej akcji towarzyszy reakcja, co oznacza, że próba wbicia się w grunt spowodowałaby odepchnięcie lądownika od powierzchni. Polski penetrator będzie jednak potrafił wbijać się samoczynnie, a wsparcie ze strony lądownika będzie potrzebne jedynie przy pierwszych uderzeniach.

    "CHOMIK zagwarantuje pobranie próbki w sytuacji, gdyby powierzchnia okazała się za twarda dla innych manipulatorów, zaprojektowanych dla gruntu sypkiego" - podkreśla inż. Grygorczuk. Penetrator posłuży także do przeprowadzenia badań własności termicznych i mechanicznych powierzchni Fobosa.

    Fobos od dawna przyciąga uwagę naukowców świata. Jego niewielka gęstość i egzotyczna orbita doprowadziły w połowie ubiegłego wieku do sformułowania hipotezy, że może być obiektem sztucznym: metalową skorupą zbudowaną przez hipotetycznych Marsjan.

    Obecnie wiemy, że Fobos jest obiektem naturalnym, prawdopodobnie o silnie porowatej strukturze. Wiele wskazuje na jego podobieństwo do słabo poznanej klasy ciał niebieskich tworzących na obrzeżach Układu Słonecznego pas Kuipera, którego najbardziej znanym przedstawicielem jest planeta karłowata Pluton. Równocześnie pozostaje prawdopodobna hipoteza, że Fobos nie został przechwycony przez Marsa, lecz uformował się już na jego orbicie, zatem należy do drugiej generacji obiektów Układu Słonecznego.

    "Wyniki badań próbki pobranej za pomocą penetratora przyczynią się do rozstrzygnięcia zagadki pochodzenia Fobosa" - mówi dr Joanna Gurgurewicz z CBK PAN.

    Misja Fobos-Grunt miała się rozpocząć już w 2007 roku. Według obecnych planów, sonda wystartuje w listopadzie 2011 roku na pokładzie rakiety nośnej Zenit. Pół roku później pojazd wejdzie na orbitę wokółmarsjańską.

    Lądowanie na Fobosie (na stronie niewidocznej z Marsa) jest przewidziane na początek 2013 roku. Po miesiącu w kierunku Ziemi wystartuje moduł powrotny z kapsułą zawierającą próbkę gruntu zamkniętą w wykonanym w Polsce pojemniku. Kapsuła powrotna o masie ok. 11 kg z pojemnikiem wyląduje w Kazachstanie w połowie 2014 roku.

    Lądownik misji Fobos-Grunt pozostanie na księżycu, skąd będzie prowadził dalsze badania powierzchni Czerwonej Planety, jej środowiska (zapylenia, pola magnetycznego itp.) oraz dynamiki atmosfery i sezonowych zmian klimatu.

    ***
    Centrum Badań Kosmicznych (CBK) to utworzony w 1976 roku interdyscyplinarny instytut naukowy Polskiej Akademii Nauk. CBK prowadzi za pomocą eksperymentów kosmicznych badania w zakresie fizyki bliskiej przestrzeni kosmicznej, w tym badania Słońca, planet i małych ciał Układu Słonecznego oraz geodynamiki i geodezji planetarnej, a także prace badawczo-rozwojowe w zakresie technologii satelitarnych i technik kosmicznych dla badań Ziemi.


    Prace prowadzone w CBK PAN wpisują się w program eksploracji kosmosu formułowany obecnie przez Unię Europejską i Europejską Agencję Kosmiczną ESA. W Polsce realizuje się szereg projektów związanych z tą tematyką, m.in. w ramach międzynarodowej inicjatywy International Lunar Network w CBK PAN powstaje urządzenie KRET, przeznaczone do badań geologicznych Księżyca. Charakteryzuje się ono unikatową konstrukcją mechaniczną, zaprojektowaną i wykonaną w całości przez polskich naukowców i inżynierów. W dalszej perspektywie wiele polskich ośrodków badawczych jest zainteresowanych udziałem w eksploracji Księżyca. Oprócz Centrum, podobną tematyką zajmuje się AGH oraz konsorcjum instytutów naukowych GEOPLANET.


    Badania prowadzone przez instytut pozwoliły zbudować lokalny model jonosfery nad Europą, zapewniający dokładne prognozy heliogeofizyczne dla krajowych służb telekomunikacyjnych oraz międzynarodowego systemu ISES. Dzięki wykorzystaniu nawigacji satelitarnej GPS, w CBK opracowano jednorodną sieć powierzchniową Polski i związano ją z europejskim fundamentalnym układem geodezyjnym EUREF, stworzono Polską Atomową Skalę Czasu o wysokim stopniu stabilności i uruchomiono stację monitorującą systemu nawigacji satelitarnej EGNOS.
    Prace w innych dziedzinach pozwoliły poznać m.in. mechanizmy: wydzielania energii w koronie Słońca; oddziaływania wiatru słonecznego z plazmą lokalnego ośrodka międzygwiazdowego i składową neutralną materii międzygwiazdowej w heliosferze; wzbudzania i propagacji fal plazmowych; kształtowania środowiska plazmowego komety Halley’a.

    Skonstruowany w CBK globalny obraz elektromagnetycznego otoczenia Ziemi pozwolił odkryć jego antropogenne uwarunkowania. W Centrum powstał również jeden z najbardziej wszechstronnych systemów obliczeń orbitalnych małych ciał Układu Słonecznego, umożliwiający m.in. badanie stopnia zagrożenia Ziemi przez te obiekty.

    CBK brało udział w wielu międzynarodowych misjach kosmicznych: CASSINI (badania Saturna i jego księżyca, Tytana), INTEGRAL (kosmiczne laboratorium wysokich energii), MARS EXPRESS (orbiter marsjański) czy ROSETTA (misja do komety). W CBK zbudowano ok. 50 przyrządów, które zostały wyniesione w przestrzeń kosmiczną na pokładach satelitów i sond międzyplanetarnych.

    Przyrządy zbudowane w Centrum m.in. na lądowniku Philae, wysłanym w ramach misji Rosetta Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA (penetrator MUPUS w 2014 roku wbije się w jądro komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko). Wykonane w CBK PAN czujniki znajdowały się także na lądowniku Huyghens, który w ramach misji CASSINI osiadł w 2005 roku na powierzchni Tytana, księżyca Saturna - było to najdalsze lądowanie ziemskiego próbnika w historii.

    Więcej informacji o CBK PAN można znaleźć na stronie internetowej instytutu: http://www.cbk.waw.pl

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce, Jan Pomierny

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Fobos-Grunt (ros. Фобос-Грунт) – rosyjska sonda kosmiczna przygotowana przez agencję Roskosmos. Zadaniem misji było lądowanie na powierzchni Fobosa, większego z dwóch księżyców Marsa, w celu pobrania próbek gruntu i dostarczenia ich na Ziemię. Fobos-Grunt miał też przetransportować na orbitę wokółmarsjańską chińską sondę Yinghuo-1. Z powodu awarii po starcie sonda pozostała na niskiej orbicie wokółziemskiej i w dniu 15 stycznia 2012 roku spłonęła w atmosferze Ziemi. Program Fobos (ros. Фобос) – program lotu dwóch radzieckich bezzałogowych sond kosmicznych wysłanych w 1988 roku. Celem ich misji było przeprowadzenie szczegółowych badań marsjańskiego księżyca Fobosa. Sondy miały dokonać bardzo bliskich przelotów nad powierzchnią Fobosa, umieścić na niej lądowniki, wykonać obserwacje powierzchni i atmosfery Marsa, a także przeprowadzić obserwacje Słońca i przestrzeni międzyplanetarnej. Program Fobos (ros. Фобос) – program lotu dwóch radzieckich bezzałogowych sond kosmicznych wysłanych w 1988 roku. Celem ich misji było przeprowadzenie szczegółowych badań marsjańskiego księżyca Fobosa. Sondy miały dokonać bardzo bliskich przelotów nad powierzchnią Fobosa, umieścić na niej lądowniki, wykonać obserwacje powierzchni i atmosfery Marsa, a także przeprowadzić obserwacje Słońca i przestrzeni międzyplanetarnej.

    Yinghuo-1 – chińska sonda marsjańska, której misja była realizowana we współpracy z rosyjską agencją kosmiczną. Sonda miała zostać przetransportowana na orbitę wokółmarsjańską przez rosyjską sondę Fobos-Grunt. Z powodu awarii po starcie, Fobos-Grunt wraz Yinghuo-1 pozostały na niskiej orbicie wokółziemskiej i 15 stycznia 2012 roku spłonęły w atmosferze Ziemi. Program Lunar Orbiter to seria 5 amerykańskich bezzałogowych sond księżycowych wystrzelonych w latach 1966–1967. Głównym celem misji tych sond było uzyskanie szczegółowych zdjęć powierzchni Księżyca, które pozwoliły wykonać szczegółowe mapy jego powierzchni. Sondy te szukały również potencjalnych lądowisk dla lądowników Apollo oraz badały księżycowe pole magnetyczne. Satelity te wynoszone były rakietami Atlas Agena D i działały średnio przez 11 miesięcy. Próbniki Lunar Orbiter prowadziły pomiary warunków lotu z Ziemi na Księżyc i z powrotem, szkodliwość promieniowania magnetycznego pasów Van Allena, promieniowania kosmicznego oraz zagrożenia meteorytami. W ciągu ponad 1 roku realizacji programu Lunar Orbiter zgromadzono materiał fotograficzny obejmujący 99% powierzchni Księżyca, wybrano 8 lądowisk dla przyszłych wypraw załogowych oraz zebrano informacje dotyczące pola grawitacyjnego Księżyca.

    Program Łuna (ros. Луна - Księżyc) — był to radziecki, bardzo bogaty i zróżnicowany program bezzałogowych sond kosmicznych do badań Księżyca, który objął łącznie aż 45 (24 oficjalne) misje. Jego celem było przede wszystkim wykonanie bardzo dokładnych fotografii widocznej oraz niewidocznej z Ziemi półkuli księżycowej, wylądowanie na powierzchni, przeprowadzenie analiz gruntu, jego pomiarów termicznych, chemicznych i fizycznych. Program, w zależności od charakteru misji, planowany był jako seria bezzałogowych orbiterów i lądowników, w tym pierwszych bezzałogowych pojazdów kołowych, zdolnych przemieszczać aparaturę naukową oraz lądowników z aparaturę wzlotową, zdolną powrócić na Ziemię. Libracja (od łacińskiego libra − waga, librare − kołysać się w równowadze) – powolne wahania, zazwyczaj bryły jednego ciała niebieskiego, obserwowanego z powierzchni innego, ale także − cykliczne wahania długości orbitalnej naturalnych satelitów planet oraz niektórych elementów ich orbit, powodowane rezonansami ich okresów obiegów (np. u kilku większych księżyców Saturna). W przypadku Księżyca termin ten określa pewien rodzaj ruchów globu księżycowego, oglądanych z Ziemi, a objawiających się drobnymi okresowymi przemieszczeniami szczegółów widocznych na tarczy Księżyca względem jej środka i brzegu. Librację Księżyca odkrył Galileusz w 1637 roku; niemal jednocześnie badał ją także Heweliusz. Okres obrotu Księżyca wokół własnej osi jest zsynchronizowany z okresem obiegu dookoła Ziemi. Zatem zwraca się on do naszej planety zasadniczo cały czas tą samą stroną. Zjawisko libracji pozwala jednak oglądać z Ziemi wąski pas brzegowy drugiej strony Księżyca. Odpowiednio długo prowadzone obserwacje pozwalają zobaczyć 59% jego powierzchni.

    Łuna-Głob (ros. Луна-Глоб) – planowana rosyjska sonda kosmiczna. Sonda złożona będzie ze sztucznego satelity Księżyca, lądownika i penetratorów. Pierwsza misja w ramach nowego rosyjskiego programu badań Księżyca. W realizacji misji weźmie udział japońska agencja kosmiczna JAXA. Start misji planowany jest na 2015 rok. Chang’e 4 (chin. trad. 嫦娥四號; chin. upr. 嫦娥四号; pinyin Cháng’é sì hào) – chińska sonda kosmiczna przeznaczona do badań Księżyca. W ramach misji na Księżyc ma dotrzeć lądownik z łazikiem. Będzie to czwarta misja w ramach chińskiego programu badań Księżyca (program Chang’e). Planowany czas funkcjonowania łazika na powierzchni Księżyca - 3 miesiące.

    GRAIL (ang. Gravity Recovery and Interior Laboratory) — misja NASA dwóch bliźniaczych sond kosmicznych, które zostały wysłane na tę samą orbitę wokółksiężycową i badały jego pole grawitacyjne. Pomiary, które wykonały posłużyły naukowcom do stworzenia mapy pola grawitacyjnego Księżyca w wysokiej rozdzielczości. Technika pomiarów grawitacyjnych była wzorowana na misji GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment), która mapuje grawitację Ziemi od 2002 roku.

    New Horizons (ang. Nowe Horyzonty) – sonda kosmiczna zbudowana przez amerykańską agencję kosmiczną NASA w ramach programu New Frontiers (Nowe Granice). Celem jej jest zbadanie Plutona (planety karłowatej na krańcach Układu Słonecznego), jego księżyca Charona oraz co najmniej jednego innego obiektu pasa Kuipera. Sonda nie zostanie wprowadzona na orbitę planety karłowatej, lecz przeleci obok niej w bezpiecznej odległości. Misja będzie miała za zadanie sporządzić dokładne mapy Plutona i jego księżyca Charona, określić skład ich powierzchni oraz zbadać atmosferę Plutona. W związku z odkryciem czterech małych księżyców zewnętrznych (Nixa, Hydry, Kerberos i Styx), do celów misji zostaną dodane zadania związane z badaniem tych obiektów.

    Program Mars (ros. Марс) – program lotów radzieckich i rosyjskich bezzałogowych sond kosmicznych, których celem było badanie Marsa. Sondy programu Mars były wysyłane od 1960 do 1996 roku i różniły się od siebie pod względem konstrukcji i zadań. Były wśród nich sondy mające badać Marsa podczas bliskiego przelotu obok planety, lądowniki i orbitery. Program był prześladowany przez bardzo liczne awarie rakiet nośnych i samych sond, co spowodowało, że żaden z pojazdów nie wykonał w pełni powierzonych mu zadań. Wiele sond nie otrzymało z tego powodu oficjalnej nazwy lub otrzymało nazwę ukrywającą ich prawdziwy program misji. Z programem Mars blisko związany był lot sondy Zond 2 oraz program Fobos.

    Dodano: 09.04.2010. 21:01  


    Najnowsze