פרסווירנס

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
פרסווירנס
Perseverance
PIA23499-Mars2020Rover-FirstTestDrive-20191217a.jpg
מידע כללי
סוכנות חלל נאס"א
מפעיל נאס"א, המעבדה להנעה סילונית
יצרן United Launch Alliance
תאריך שיגור 30 ביולי 2020
משגר אטלס 5
אתר שיגור נמל החלל קייפ קנוורל
www.nasa.gov/perseverance
משימה
סוג משימה רובר, כלי טיס בלתי מאויש
גרם שמיים מאדים
אתר נחיתה מכתש ג'זרו
תאריך נחיתה 18 בפברואר 2021, 20:44 UTC
מידע טכני
משקל 1,025 ק"ג עריכת הנתון בוויקינתונים
אורך 2.9 מ׳ עריכת הנתון בוויקינתונים
לעריכה בוויקינתונים שמשמש מקור לחלק מהמידע בתבנית OOjs UI icon info big.svg

פרסווירנסאנגלית: Perseverance, בעברית התמדה) הוא רובר ששיגרה נאס"א ב-30 ביולי 2020, במשימת מארס 2020. הפרסווירנס דומה חיצונית לרובר Curiosity, אבל מכיל טכנולוגיות חדשות ומכשור רב יותר לחקר פני השטח של מאדים וחיפוש צורות חיים שאולי היו בו בעבר.[1] הרובר נחת בהצלחה ב-18 בפברואר 2021. מספר ימים לאחר הנחיתה ישחרר הרובר מסוק המחובר לגחונו, המסוק הראשון על פלנטה שאינה ארץ. המסוק יבצע טיסות מבחן לבדיקת הטכנולוגיה.

רקע[עריכת קוד מקור | עריכה]

הרובר שמהווה חלק מתוכנית "Mars 2020" של נאס"א הוא רובוט 6 גלגלי שמשקלו 1,025 קילוגרם. שם הרובר נבחר על ידי תלמידי חטיבת ביניים בוירג'יניה והוכרז על ידי תומאס זורבוצ'ן, מנהל המערכת של אגף משימות המדע של נאס"א, שהגיע לבית הספר כדי לברך את התלמיד אלכסנדר מת'ר שהגיש את השם הזוכה בתחרות: פרסווירנס (perseverance) שפירושו "התמדה".[2]

משימת הרובר[עריכת קוד מקור | עריכה]

משימת הרובר פרסווירנס תהיה לחפש אחר סימנים של תנאים ראויים לחיים במאדים בעבר הרחוק וסימני חיים מיקרוביאליים בעבר, הרובר יאפיין את האקלים והגאולוגיה של מאדים, יאסוף דגימות מהדלתא שבמכתש ג'זרו כדי לחפש צורות חיים שאולי התפתחו בבוץ הקדום, ויעזור לסלול את הדרך לחקר כוכב הלכת מאדים. הרובר ישאיר על הקרקע חלק מהדגימות, לאיסוף על ידי המשימות הבאות למאדים.

מבנה הרובר[עריכת קוד מקור | עריכה]

תרשים הממחיש את מיקומם של המכשירים המדעיים על סיפון פרסווירנס.
איור המציג את מיקום ארבעת המצלמות והמיקרופון: למעלה - מודול מגן עליון של הקפסולה, אמצע - מודול הנחיתה, למטה - מודול הרובר פרסווירנס עם גלגלים מקופלים.

גודלו של הרובר כשל מכונית קטנה, אורכו 2.9 מטר, גובהו כולל התורן 2.2, והוא מונע בכוח של 110 וואט.

הרובר בנוי משני חלקים עיקריים:

קרוסלת המקדחה (the bit carousel) – מכילה את תשעת המקדחים שבהם הרובר פרסווירנס ישתמש כדי לבדוק סלעים ואבק ממאדים. הרכיב שמחובר לחזית העליונה של הרובר ודומה לצלחת מעופפת, הוא גם השער שבו עוברות הדגימות בדרך לפנים הרובר בשביל הערכה ועיבוד שיבוצע על ידי מערכת המטמון המותאמת.[3]

מנגנון איסוף הדגימות (the Adaptive Caching Assembly) – מורכב משבעה מנועים ולמעלה מ־3,000 חלקים, כולם פועלים באחדות לאיסוף דגימות מעל פני מאדים. המרכיב העיקרי במכלול הוא זרוע איסוף הדגימות שתעביר צינורות דגימה למקדח העיקרי של הזרוע הרובוטית ואז תעביר את צינורי הדגימה המלאים לחלל שבו הם יאטמו ויאוחסנו.[4]

אחד משבעת המכשירים שיהיו על פרסווירנס הוא ה־SuperCam מצלמה שנבנתה על ידי צוות של מאות אנשים ואורזת את מה שבדרך כלל ידרוש כמה חתיכות ציוד גדולות לתוך קופסה קטנה יותר שלא גדולה מגודל קרטון של דגני הבוקר. המצלמה יורה קרן לייזר מתוך התורן של הרובר, כדי לאדות חלקים קטנים של סלע מרחוק, ומספקת מידע שיהיה חיוני להצלחת המשימה.

שימוש בקרן לייזר יעזור לחוקרים לזהות מינרלים שהם מעבר להישג ידה של הזרוע הרובוטית או נמצאים באזורים תלולים מכדי שהרובר יוכל להגיע אליהם. זה גם יאפשר להם לנתח יעד לפני שהם מחליטים אם להוביל את הרובר למקום מסוים לצורך ניתוח נוסף של מינרלים לדוגמה: מינרלים שנוצרו ליד מים ויכלו להוות סביבת קיום לחיידקים לפני מיליארדי שנים על מאדים.

מדענים יכולים להשתמש במידע של SuperCam כדי להחליט אם לקדוח וללקט ליבות סלע למערכת האיסוף של הרובר. פרסווירנס יאסוף את דגימות הליבה הללו בצינורות מתכתיים, ויניח אותם במקום שנקבע מראש כדי שיוחזרו לארץ על ידי המשימות הבאות למאדים. מצלמת הלייזר (SuperCam) גם כוללת מיקרופון כך שהמדענים יכולים להאזין בכל פעם שהלייזר פוגע ביעד. הצליל שיוצר הלייזר משתנה בעדינות בהתאם לתכונות החומר של הסלע בו הוא פוגע. המיקרופון משרת מטרה מעשית בכך שהוא מספק מידע על יעדי הסלע מרחוק. אבל אנחנו יכולים גם להשתמש בו כדי להקליט ישירות את צליל הנוף של מאדים או את סיבוב התורן של הרובר.[5]

הגלגלים: הגלגלים מיועדים לסוג השטח שבו תיסע פרסווירנס בכוכב האדום, הגלגלים הם גרסאות משופרות של אותם הגלגלים בהם השתמש הרובר קיוריוסיטי של נאס"א בסיור שלה בהר שארפ. כל גלגל גדול יותר בקוטרו וצר יותר מאשר בקיוריוסיטי, עם עובי דופן של כמעט מילימטר. הגלגלים כוללים גם מעין 48 "פקקים" מעוקלים בעדינות (במקום 24 בקיוריוסיטי) התורמים לאחיזה של הרובר בשטח. בדיקות מקיפות במעבדה של נאס"א מצאו כי הגלגלים הללו עומדים טוב יותר בלחץ הנוצר כתוצאה מחיכוך עם סלעים חדים ואחיזתם טובה יותר מאשר אחיזתם של גלגלי הרובר קיוריוסיטי כשהוא נוסע על החול.

הנעה[עריכת קוד מקור | עריכה]

מקור הכוח של הרובר הוא גנרטור רדיואיזוטופי תרמואלקטרי (MMRTG) שמשקלו 45 ק"ג, ובו 4.8 קילוגרם של החומר הרדיואקטיבי תחמוצת פלוטוניום-238. דעיכת הפלוטוניום פולטת חום, שמומר על ידי מערכת של תרמוקפלים ל-110 וואט. הכוח יירד עם ההתפרקות הרדיואקטיבית, אך זמן מחצית החיים של פלוטוניום-238 הוא 87.7 שנים, והוא יספק לרובר חשמל לשנים רבות. ה-MMRTG גם מטעין שתי סוללות ליתיום-יון.

המסע למאדים[עריכת קוד מקור | עריכה]

איור המציג את שלבי הנחיתה של פרסווירנס
צילום הרובר והכבלים המחברים מתוך מודל הנחתת בשלב האחרון של הנחיתה
תמונה צבעונית ראשונה מתוך הרובר פרסווירנס לאחר הנחיתה.
צילום צבעוני של אחד מגלגלי הרובר על פני המאדים

הרובר שוגר לחלל ב-30 ביולי 2020 מנמל החלל קייפ קנוורל, על גבו של טיל אטלס 5. מסעו למאדים נמשך כשבעה חודשים, במהירות של כ-39,600 קילומטר לשעה ולמרחק של כ-480 מיליון קילומטר. הרובר שוגר בתוך קפסולה שהגנה עליו מפני החום בכניסה לאטמוספירה של מאדים, ויש לה גם יכולת ניווט שאפשרה להנחית אותו בנקודה המתוכננת. מכלול המערכת כולל חמישה מודולים עיקריים: 1. מודול השיוט (מחובר לחלק העליון של הקפסולה), 2 מודול מגן עליון של הקפסולה, 3. מודול הנחיתה, 4. מודול הרובר, 5. מודול מגן חום תחתון של הקפסולה. (ראו איור מפורט המציג את שלבי הנחיתה של הרובר פרסווירנס)

פרסווירנס הגיע למאדים במהירות של כ-20,000 קילומטר לשעה.[6] כעשר דקות לפני הכניסה לאטמוספירה של מאדים, התנתק מהקפסולה מודול השיוט שכולל לוחות סולריים, דלק, ומכשור אלקטרוני שהיה נחוץ בשלב השיוט עד למאדים. קפסולת המגן ייצבה את עצמה בעזרת ארבעה מדחפים קטנים בכיוון הנכון לאתר הנחיתה. האטמוספירה של מאדים האטה את הקפסולה וחיממה את חלקה התחתון עד 1,300 מעלות צלזיוס. כשהקפסולה האטה לכ-1,600 קילומטר לשעה, נפרש המצנח העל קולי. המצנח עשוי 88 ק"ג של סיבי ניילון, טכנורה וקוולאר דחוסים וצפופים לרוחב של 50 ס"מ בתוך גליל אלומיניום.

כדי לדייק ברגע הקריטי הזה, הקפסולה כללה טכנולוגיה שלא הייתה עד אז בשימוש: היכולת לחשב את הרגע המיטבי לפרישת המצנח לפי המרחק מנקודת המטרה. 240 שניות אחרי הכניסה לאטמוספירה, בגובה של כ-11 קילומטר, במהירות של כ-1,512 קילומוטר לשעה, נפרש המצנח שקוטרו 21.5 מטר. נדרשו לו כשנייה וחצי להיפרש לגודלו המלא. 20 שניות אחרי פרישת המצנח, התנתק מודול מגן החום שנמצא בחלק התחתון של הקפסולה ונפל ארצה. התנתקות מגן החום אפשרה לרובר בעזרת מכ"ם וצילום פני הקרקע באזור הנחיתה, לזהות באמצעות התמונות את מיקומו ביחס לאזור הנחיתה המיועד ולתקן את מסלולה בהתאם בעזרת מנועיה הרקטיים. שיטת ניווט זו, שיושמה לראשונה במשימה זו, אפשרה לנחות בקרבה של כארבעים מטרים לאתר הנחיתה המיועד, במקום 3–4 קילומטרים במשימות קודמות. בזכות זאת, ניתן היה להנחית את הרובר בקרבה רבה יותר למצוקים תלולים האופייניים למכתש ולחסוך לרובר זמן נסיעה לעבר אתרי העניין[7]

המצנח האט את מודול הנחיתה ומודול הרובר רק עד 320 קילומטר לשעה, והוא היה חייב כעת להאט בחוזקה. בגובה של 2,100 מטר מעל פני הקרקע, מודול הנחיתה ניתק את המצנח יחד עם המודול העליון של הקפסולה והפעיל מיד 4 זוגות של מדחפי בלימה רקטיים תוך כדי תימרון וכדי להימנע מפגיעת מודול המגן העליון של הקפסולה והמצנח. במהירות של 2.7 קילומטר לשעה, בגובה של 20 מטר, 12 שניות לפני הנחיתה, מודול הנחיתה נפרד מהרובר והוריד אותו לקרקע בעזרת סט של כבלים באורך של 6.4 מטר. הרובר פרש את גלגליו לקראת הנחיתה. ברגע שהרובר חש בקרקע מתחת לגלגליו הוא התנתק מהכבלים, ומודול הנחיתה תמרן משם במהירות למרחק בטוח, שם התרסק על הקרקע.[8] כל התהליך האוטומטי של שלבי הכניסה, ירידה ונחיתה, עד לרגע מגע גלגלי הרובר עם פני השטח של מאדים, ארך כ-7 דקות.

הנחיתה עברה בהצלחה ב-18 בפברואר 2021, בשעה 20:44 UTC.[9]

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא פרסווירנס בוויקישיתוף

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Martin Perez, Mars Perseverance Rover, Mars Perseverance Mission Overview, nasa.gov, March 5, 2020.
  2. ^ Andres Almeida, Mars Perseverance Rover, Mars 2020 Rover Gets a Name: Perseverance, nasa.gov, March 5, 2020.
  3. ^ DC Agle, Mars 2020, Robotic Toolkit Added to NASA's Mars 2020 Rover, jpl.nasa.gov, August 15, 2019.
  4. ^ DC Agle, Mars 2020, NASA's Mars Perseverance Rover Gets Its Sample Handling System, jpl.nasa.gov, March 20, 2020.
  5. ^ Randal Jackson, Mars Perseverance Rover, All About the Laser (and Microphone) Atop Mars 2020, NASA's Next Rover, nasa.gov, Feb. 7, 2020.
  6. ^ mars.nasa.gov, Entry, Descent and Landing (EDL), mars.nasa.gov (באנגלית)
  7. ^ mars.nasa.gov, Mars Technologies, mars.nasa.gov (באנגלית)
  8. ^ שלבי הנחיתה של הרובר
  9. ^ ירון דרוקמן, רכב החלל התמדה נחת בהצלחה: יבדוק אם היו חיים במאדים, באתר ynet, 18 בפברואר 2021