Makmal angkasa Mars Pathfinder. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

Perpustakaan teknikal percuma

SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Perpustakaan percuma / Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Makmal angkasa Mars Pathfinder. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Komen artikel

Malah ahli astrologi dan ahli astronomi purba juga terpesona dengan planet merah yang aneh, nampaknya, sangat berbeza daripada semua planet lain dalam sistem suria. Faedah meningkat berkali-kali apabila, pada tahun 1877, D.V. Schiaparelli "menemui" "terusan" buatan manusia di Marikh.

Walau bagaimanapun, minat saintis Marikh menyebabkan sebab yang sama sekali berbeza. Mereka percaya bahawa memahami corak evolusi cangkerang pepejal dan bahagian dalam Marikh, kajian komposisi dan sejarah atmosfera dan hidrosfera adalah kunci untuk menguraikan undang-undang pembangunan dan bukan sahaja Bumi, tetapi juga satu langkah ke arah memahami sejarah keseluruhan sistem suria.

Stesen automatik pertama pergi ke Marikh pada musim luruh tahun 1962. Itu adalah "Mars-1" Soviet. Tetapi dia gagal mencapai planet "merah". Dari 1965 hingga 1969, stesen Amerika Mariner-4, Mariner-6, Mariner-7 menghantar lebih daripada dua ratus imej planet "merah".

Space Lab Mars Pathfinder
"Pelaut-4"

Jalan ke permukaan Marikh dibina hanya pada tahun 1971. Tetapi dua peranti melakukannya serentak. Pertama, stesen automatik Soviet "Mars-2" menghantar kapsul ke permukaan Marikh, dan kenderaan turun stesen Soviet seterusnya - "Mars-3" - membuat pendaratan lembut pertama. Pada masa yang sama, satelit semula jadi Marikh, Phobos dan Deimos, memperoleh rakan buatan manusia: kedua-dua stesen Soviet, bersama-sama dengan kapal angkasa American Mariner-9 yang tiba di Marikh, menjadi satelit buatan pertamanya. Mereka membenarkan orang ramai melihat Marikh dalam jarak dekat buat kali pertama.

Empat stesen automatik Soviet seterusnya, yang dilancarkan pada tahun 1973, memperhalusi data yang diterima dari orbit, dan kenderaan turun salah seorang daripada mereka, Marsa-6, menyiasat atmosfera planet dari dalam buat kali pertama. Oleh itu, peringkat seterusnya dalam penerokaan Marikh telah disediakan oleh usaha bersama kedua-dua negara - Kesatuan Soviet dan Amerika Syarikat.

Tidak lama kemudian dua probe Viking Amerika mendarat di Marikh. Mereka menghantar gambar berwarna kawasan sekitarnya ke Bumi dan menganalisis tanah Marikh, menentukan komposisi kimianya. Secara keseluruhan, Viking 1 dan Viking 2 menghantar lebih daripada lima puluh ribu imej ke Bumi. Tetapi perkara utama dalam program mereka adalah mencari kehidupan. Penjelajah automatik cuba mencari bahan organik di Marikh. Kemudian adalah mungkin untuk menganalisis hanya debu yang menutupi permukaan planet, untuk menentukan lebih kurang tepat kandungan besi, magnesium, kalsium, aluminium, kalium, sulfur dan klorin di dalamnya.

Walaupun fakta bahawa stesen-stesen itu adalah 6500 kilometer di antara satu sama lain, keputusan analisis adalah bertepatan. Telah disimpulkan bahawa habuk ini, yang mungkin meliputi seluruh permukaan planet, adalah hasil daripada luluhawa, pemusnahan dan pengisaran batu mafik (asas) Marikh.

Untuk mencapai hasil yang lebih baik, adalah perlu untuk menembusi lapisan habuk Marikh dan menentukan komposisi kimia batuan yang tersembunyi di bawahnya. Untuk ini, saintis dari Institut Penyelidikan Angkasa Akademi Sains Rusia di bawah pimpinan R.Z. Sagdeev, Institut Geokimia dan Kimia Analitik Akademi Sains Rusia di bawah arahan V.L. Barsukov dan banyak institusi dan organisasi lain mencipta penetrator (dari perkataan Inggeris "penetrate" - untuk menembusi). Ini adalah peluru khas, bukan letupan, di dalamnya terdapat peranti untuk analisis kimia. Instrumen untuk analisis kimia batu Marikh dipasang di penembus.

Ia sepatutnya menghantar penembus ke sasaran dengan stesen antara planet automatik dan menjatuhkannya dari ketinggian tertentu supaya mereka menembusi beberapa meter dalam. Tetapi, sebelum menjatuhkan penembus di Marikh, ia telah memutuskan untuk menggunakannya untuk mengkaji Phobos satelitnya. Walau bagaimanapun, pada tahun 1989, Soviet Phobos-1 dan Phobos-2 telah hilang di angkasa. Pada tahun 1996, Mars 96 Rusia terhempas ke Bumi selepas dilancarkan.

Sementara itu, saintis dan pereka Jerman, Rusia dan Amerika, diketuai oleh E. Ryder dari Institut Kimia Max-Planck Jerman, pada masa itu berjaya mencipta keajaiban teknologi sebenar untuk analisis kimia pada jarak berpuluh-puluh juta kilometer daripada Bumi. Penganalisis inilah yang dipasang pada kapal yang hilang "Mars-96". Akibatnya, penganalisis telah dipasang pada stesen automatik antara planet Amerika Mars Pathfinder, yang sedang bersedia untuk melancarkan ke Marikh.

Penerbangan ini membuka peluang yang tidak dapat diakses sebelum ini. Malah, batu Marikh dalam ekspedisi Viking dianalisis menggunakan instrumen yang dipasang pada lengan batang logam. Ia adalah mungkin untuk membuat analisis hanya dalam erti kata literal pada panjang lengan. Penetrator, walaupun mereka boleh menembusi batuan dasar melalui lapisan habuk, mampu membuat analisis hanya di titik terhad tertentu di planet ini.

Rover Amerika Sojourner sepatutnya mengambil bahagian dalam ekspedisi Pathfinder. Pada mesin beroda enam dengan panjang lebih dari 50 sentimeter dan ketinggian 30 sentimeter, bateri solar, makmal untuk menentukan komposisi kimia batu Marikh, dan tiga kamera televisyen dipasang. Rover itu sepatutnya memandu di sekitar permukaan Marikh dan, atas arahan, berhenti untuk pengukuran yang diperlukan. Ini bermakna bahawa ia menjadi mungkin untuk mengkaji komposisi batuan di kawasan yang luas, di kawasan yang dipilih khas.

Perlu diingatkan bahawa projek itu agak murah - 266 juta dolar - berbanding, sebagai contoh, dengan kos penerbangan akan datang peralatan Amerika ke Saturnus - 1,48 bilion dolar.

Pada 4 Julai 1997, makmal angkasa Amerika "Mars Pathfinder" mendarat di permukaan Marikh. Dalam hampir tujuh bulan penerbangan, Pathfinder mengembara 78,6 juta kilometer dari angkasa lepas. Pada 4 Julai 1997, stesen itu memasuki atmosfera planet pada ketinggian 130 kilometer terus dari laluan penerbangan pada kelajuan 7,4 kilometer sesaat. Daripada terlalu panas (disebabkan rintangan udara Marikh), stesen itu dilindungi oleh perisai penebat haba. Sebuah payung terjun dibuka sembilan kilometer dari permukaan planet, dan perisai itu dijatuhkan. 10,1 saat sebelum mendarat, pada ketinggian 335 meter, beg udara melambung di sekitar pendarat - penyerap hentak sistem pendaratan lembut. Pada ketinggian 100 meter, enjin serbuk menyala, yang memperlahankan kejatuhan dan membawa payung terjun dari pendarat. Selepas 4 saat, modul itu jatuh ke tanah pada kelajuan kira-kira 21 meter sesaat, melonjak 15 meter dan, setelah membuat 16 lompatan, membeku. Cengkerang udara dikempiskan dan ditarik ke radas. Makmal membuka lipatan panel solar, menaikkan kamera ke ketinggian pertumbuhan manusia dan mengeluarkan rover kecil.

Space Lab Mars Pathfinder
pencari laluan mars

"Dataran telah dipilih sebagai tapak pendaratan untuk stesen itu," tulis Ilya Vinogradov dalam akhbar Kommersant, "dengan nama dewa perang Yunani Ares. Ia paling sesuai untuk operasi panel solar yang memastikan operasi stesen. Pathfinder segera mencatatkan beberapa rekod. Stesen itu menjadi ruang pertama peranti yang mendarat di planet tanpa terlebih dahulu memasuki orbit; melepaskan payung terjun pada kelajuan supersonik; beg udara yang digunakan sama seperti yang digunakan dalam kereta, tetapi saiznya lebih besar, untuk mengurangkan kesan kejutan pendaratan.

Suasana perayaan yang bermaharajalela di NASA selepas kejayaan mendarat Pathfinder dengan cepat dirosakkan oleh masalah yang timbul dalam operasi stesen. Fabrik beg udara, terjerat pada platform pelancaran, menghalang robot kawalan jauh Sojourner dihantar ke Marikh, dilengkapi dengan instrumen untuk analisis spektrum sampel tanah Marikh, daripada mula bergerak. Pakar NASA berjaya membersihkan laluan itu, tetapi ternyata kerosakan pada modem utama robot membawa kepada kehilangan keupayaan untuk mengawal peranti dari jauh. Bagaimanapun, kali ini NASA berada di atas, rover itu dibawa ke permukaan planet dan mula menghantar imej ke Bumi."

Keputusan analisis ujian pertama udara Marikh telah ditunggu-tunggu di Bumi. Dan inilah berita baiknya. "Sojourner" menunjukkan hampir seratus peratus kepekatan karbon dioksida, kerana ia sebenarnya berada di atmosfera planet ini. Ia adalah mungkin untuk mula mengkaji komposisi kimia batuan Marikh.

Untuk menentukan komposisi batu Marikh, ia telah memutuskan untuk menggunakan sinar-X yang menembusi. Peralatan untuk ini, penciptanya - saintis Jerman, Rusia dan Amerika dipanggil APXS (alpha-proton-X-ray spectrometer).

"Jantung spektrometer APX," Yu.A. Shukoliukov menulis dalam Jurnal Pendidikan Soros, "dicipta oleh sekumpulan penyelidik Rusia yang diketuai oleh V. Radchenko di Institut Reaktor Atom di Dimitrovgrad berhampiran Ulyanovsk. Ia diperbuat daripada kurium unsur kimia tiruan transuranium, lebih tepat lagi, daripada satu isotop unsur ini - kurium-244. Jumlah keseluruhan kurium-244 di dalamnya adalah sedemikian rupa sehingga sumber mengeluarkan hampir 2 bilion zarah alfa setiap saat, setiap satu dengan tenaga kira-kira 6 juta volt elektron.

Menerusi bahan yang dikaji, banyak zarah alfa dengan mudah mengetuk elektron daripada kulit K- atau L dalam atom. Elektron melompat ke tempat kosong dari tahap tenaga yang lebih tinggi daripada petala elektron lain. Tenaga dibebaskan dalam bentuk gamma quanta bagi ciri-ciri sinar-X. Setiap unsur kimia dengan kulit elektronnya sendiri mempunyai spektrum sinaran sendiri - satu set kuanta tenaga tertentu. Untuk mendaftarkan kuanta ini, pengesan digunakan - penganalisis tenaga 256 saluran. Setiap saluran di dalamnya hanya mengira kuanta "nya" bagi tenaga tertentu. Set bilangan quanta yang dikira dengan tenaga yang berbeza ialah spektrum sinar-X bagi batu Marikh. Ia tidak mudah untuk ditafsir, kerana ia adalah hasil daripada superposisi spektrum unsur-unsur berbeza yang terdapat dalam sampel.

Untuk tafsiran, piawaian yang berbeza, komposisi kimia yang diketahui sebelum ini disediakan dan spektrum sinar-Xnya dibandingkan dengan spektrum batuan yang dianalisis. Mengikut komposisi piawai, spektrum yang paling hampir dengan spektrum sampel yang dikaji, kandungan unsur dalam sampel dinilai. Pengiraan dibuat pada komputer menggunakan program khas.

Penganalisis sinar-X merekodkan spektrum. Dia boleh melakukan ini hanya pada suhu di bawah tolak 30 darjah Celsius. Pada suhu yang lebih tinggi, penganalisis tidak lagi dapat membezakan dengan baik antara kuanta tenaga yang berbeza. Sudah tentu, adalah mungkin untuk menyejukkan pengesan dengan peti sejuk atas kapal kecil. Tetapi akhirnya mereka bertindak berbeza. Untuk menjimatkan tenaga elektrik yang berharga di Marikh, mereka memutuskan untuk mengambil kesempatan daripada fakta bahawa planet itu sendiri menjadi peti sejuk besar pada waktu malam dengan suhu sehingga tolak 80 darjah.

Rover itu juga membawa pengesan proton dan instrumen lain yang menggunakan penyerakan zarah alfa Rutherford.

Maklumat yang diterima daripada tiga pengesan kemudiannya dihantar ke unit elektronik tiga saluran yang mampu menyimpannya dan menyediakannya untuk dihantar ke Bumi. Untuk blok ini, bekas berukuran 7x8x6,5 sentimeter diperlukan. Pada masa yang sama, spektrometer APX itu sendiri mempunyai dimensi sedemikian sehingga mudah dimuatkan dalam cawan teh. Sebuah makmal keseluruhan dengan berat hanya 570 gram.

Jadi, bergerak dari satu titik ke titik lain, "Sojourner" menggunakan spektrometer APX sekali lagi dan sekali lagi menganalisis habuk coklat kemerahan planet jauh yang terletak di bawah roda. Pengukuran diambil di enam lokasi, jauh antara satu sama lain. Tetapi di mana-mana komposisi kimianya hampir sama.

Tetapi para penyelidik terkejut. Pada 6 Julai 1997, Sojourner mencucuk hidung elektroniknya yang sensitif, instrumen komposisi kimia yang dipasang dipusing, ke dalam batu yang agak besar. Amat mengejutkan para penjelajah Marikh, batu ini, yang digelar Barnacle Bill, ternyata mempunyai komposisi kimia yang sama sekali berbeza daripada apa yang dijangkakan daripada semua kajian terdahulu tentang Marikh.

Buat pertama kali dalam sejarah sains, analisis batuan dasar Marikh telah memberikan hasil yang sensasi - bukan sahaja terdapat batuan mafik di Marikh. Adalah dipercayai bahawa kepingan batu di kawasan pendaratan Pathfinder boleh dibawa ke sana oleh aliran air dari sungai yang pernah merentasi planet ini, dari bukit ke selatan, mungkin mewakili kerak Marikh purba. Keakrabannya terbukti dengan banyaknya kawah meteorit di atasnya.

Data baharu yang diperolehi dalam ekspedisi Pathfinder membatalkan idea terdahulu tentang Marikh. Ternyata kerak planet "merah" secara kimianya serupa dengan kerak Bumi. Ada kemungkinan bahawa proses sedang berlaku di Marikh, dalam banyak hal serupa dengan manifestasi geologi di Bumi. Ciri kimia dan petrologi meteorit Marikh agak konsisten dengan idea sedemikian.

Pengarang: Musskiy S.A.

Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita:

▪ Serbuk mesiu

▪ Lokomotif

▪ pisau keju

Lihat artikel lain bahagian Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Satu bentuk ais amorf baru telah diperolehi 07.02.2023

Sepasukan ahli kimia British telah mengisar ais biasa dalam kilang bebola pada suhu 77 kelvin dan memperoleh bentuk ais amorf yang baharu. Ini adalah nama ais, yang, tidak seperti ais kristal, Ih tidak mempunyai struktur molekul yang teratur. Bentuk terbuka adalah stabil pada tekanan atmosfera sehingga 1,1 gigapascal. Para saintis memberi nama ais amorfus dengan ketumpatan sederhana.

Gambar rajah fasa air mendedahkan kira-kira 20 bentuk kristalnya, serta dua fasa amorf, yang dicirikan oleh kekurangan susunan dalam susunan molekul. Yang terakhir dibahagikan kepada dua jenis: ais amorf dengan ketumpatan tinggi dan rendah. Pada tekanan atmosfera dan suhu 77 kelvin, yang pertama mempunyai ketumpatan 1,13 g setiap sentimeter padu, dan yang kedua - 0,94 g setiap sentimeter padu. Pada masa yang sama, mereka telah dikenali sejak abad yang lalu, dan tiada bentuk ais amorf ditemui pada masa ini dalam selang ketumpatan di antara mereka.

Walau bagaimanapun, rasa ingin tahu saintis tidak melemahkan, kerana ia adalah ais amorf yang dipercayai paling biasa di alam semesta. Dan dalam kerja mereka, ahli kimia dari University College London dapat mencari bentuk ais amorf yang tidak diketahui sebelum ini.

Dalam eksperimen mereka, saintis menggunakan kaedah kilang bola, yang popular untuk mengkaji bentuk bahan amorf. Dengan bantuannya, amorfisasi berlaku melalui interaksi dengan bola yang menjejaskan kristal dengan daya mampatan dan ricih, memperkenalkan kecacatan. Untuk ais, kaedah ini tidak pernah digunakan sebelum ini, jadi dalam kerja mereka, ahli kimia adalah yang pertama memutuskan untuk mengisar ais Ih biasa dalam kilang sedemikian. Untuk melakukan ini, mereka menyejukkannya ke suhu helium cecair - 77 kelvin - menambah bola keluli tahan karat ke dalam ais, dan kemudian menggoncangnya bersama-sama. Untuk 80 kitaran pengisaran sedemikian, saintis menerima sampel, analisis yang menunjukkan bahawa mereka telah berjaya memperoleh bentuk ais amorf baru.

Penampilan umum ais yang diperoleh di kilang adalah kepingan besar serbuk padat, ketumpatan yang dianggarkan oleh saintis pada 1,06 g setiap sentimeter padu. Nilai ini hanya berada dalam jurang antara ais amorfus berketumpatan rendah dan berketumpatan tinggi yang telah diketahui, jadi saintis memberi nama bentuk baharu ais amorfus berketumpatan sederhana. Perbandingan ciri-ciri pembelauan ketiga-tiga bentuk menunjukkan bahawa ais yang ditemui oleh ahli kimia mempunyai struktur yang unik. Dengan peningkatan tekanan (dan pada suhu malar 77 kelvin), selepas tanda 1,1 gigapascals, ais mula bertukar menjadi ais amorfus berketumpatan tinggi.

Mengisar fasa lain ais (II, IX dan V) dengan cara yang sama tidak membawa bentuk baharu kepada saintis, yang mungkin menunjukkan bahawa ia adalah ais "biasa" yang terutamanya tertakluk kepada amorfisasi.

Berita menarik lain:

▪ MSP430FG6626 - mikropengawal untuk peranti pengukur mudah alih

▪ Hidrogen dalam nanopetals

▪ PC Papan Tunggal Inforce 6309L

▪ Siasatan bulan orbit LADEE terhempas seperti yang dirancang

▪ XTR305 - pemacu isyarat analog industri dengan diagnostik

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Pembumian dan pembumian. Pemilihan artikel

▪ Artikel logik. katil bayi

▪ artikel Mengapa pemain bola sepak Brazil Giovane Elber pernah merakam mulutnya? Jawapan terperinci

▪ artikel Ketua jabatan sebagai sebahagian daripada jabatan utama. Deskripsi kerja

▪ artikel Pengesan logam voltan rendah. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Kawalan nada pasif dengan frekuensi infleksi berubah klasik. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web