Phoenix űrszonda

A Mars Reconnaissance Orbiter felvétele a Mars légkörében ejtőernyővel zuhanó Phoenix űrszondáról

A Phoenix startja

A Phoenix tervezett leszállási helye (balra fent), plusz a korábban leszállt szondák

A leszállt Phoenix elképzelt rajza a nyitott napelemekkel

A Phoenix egyik lába a Mars talaján

A Mars panorámája

A Mars felszíne a leszállóegység közelében

A Wikimédia Commons tartalmaz Phoenix űrszonda témájú médiaállományokat.

A Phoenix űrszonda a Mars Scout bolygókutató űrszondaprogram első küldetése, melyet a Mars Surveyor 2001 törölt marskutató szonda félkész leszálló egységéből alakítottak ki. Alapvető feladata az esetleges marsi élet feltételei, jelei után való kutatás – utaljanak ezek akár jelenlegi, akár régmúltbeli életre . A leszállóegység 2008. május 25-én sikeresen leszállt a Mars felszínére. A program összköltsége 460 millió dollár.

Küldetés

A Phoenix űrszonda 2007. augusztus 4-én indult Delta–2 7925 rakétával. Az indítást korábban egy nappal el kellett halasztani; az időjárási körülmények nem tették lehetővé ugyanis a hordozórakéta üzemanyaggal való feltöltését. Az indítási ablak augusztus 3–25. között állt nyitva. .

A Marshoz 2008 májusában érkezett meg. A leszálló egység az északi pólushoz közel szállt le, ahol egy robotkar segítségével felszíni és felszín alatti vízjeget keres. A jeget még a Mars Odyssey keringőegység Mars körüli pályáról mutatta ki. A másik feladata az, hogy életjeleket keressen a talajban.

A leszállás főbb fázisai:

• a légkörbe való érkezés nagyjából 21 000 km/h sebességgel, hővédőpajzzsal való fékezés 12 km magasságig
• fékezőernyők használata (kb. 7 percig), 10 km magasságban a hővédő pajzs ledobása, lábak kinyitása
• 1 km magasságban a fékezőernyő leválasztása, a fékezőrakéták rövid idejű bekapcsolásával eltávolodás a fékezőernyőtől, egyidejűleg a jármű stabilizálása
• a 12 fékezőrakétával való lassítás, kb. 8 km/h függőleges sebességig
• földetérés (a három teleszkópos lábon)
• 20 perces várakozás a felkavart por leülepedésére
• napelemek kinyitása, az akkuk töltése
• a főkamera kinyitása

A leszállás alatt az adatok továbbítását a Mars körül keringő Mars Odyssey szonda végzi. A számítások szerint a leszállás után mindössze 1 perccel a Mars Odyssey lebukik a marsi horizont alá, és csak 1 óra 50 perc múlva bukkan fel újra. Ekkor lehet alaposabban ellenőrizni a Phoenix szonda normális működését.

Sikeres fékezőrakétás leszállás 1976 óta nem történt a Marson. A tervezők azonban azért döntöttek a fékezőrakéták mellett a Mars Pathfinder és a Mars Exploration Rover esetén alkalmazott légzsákok helyett, mert fékezőrakétákkal nagyobb lehet a hasznos teher.

A felszíni műveletekhez az energiát napcellákkal biztosítják, a működési időszakot 3 hónapra tervezik.

A robotkart arra készítették fel, hogy a feltehetően keményre fagyott talajból talajmintát kaparjon ki, amiben vízjeget fog keresni. A Mars Odyssey kimutatta, hogy a talaj a felső félméteres részben sok jeget tartalmaz, főleg az északi sarkhoz közeli területeken (65 foktól északra).

A Mars Odyssey és a Mars Reconnaissance Orbiter megvizsgálta a lehetséges leszállási helyeket. A Phoenix leszállása után kommunikációs átjátszóként fognak üzemelni a leszállóegység és a Föld között.

A küldetés tervezett adatai

• Indítás: 2007. augusztus 4. 09:26 UTC
• Az indítás helyszíne: Pad SLC-17A, Cape Canaveral Air Force Station, Florida
• Föld-Mars távolság az indításkor: 195 millió km
• Leszállás a Marsra: 2008. május 25. 23:54 UTC (ekkor érkezett meg a Földre a leszálláskor küldött rádiójel)
• A kiválasztott leszállási hely: 68 fok északi szélesség, 233 fok keleti hosszúság, Vastitas Borealis, a Mars sarki tájékán. (a Földön ez észak-Alaszkának felelne meg)
• Föld-Mars távolság 2008. május 25-én: 276 millió km
• Egyirányú rádiójel utazási idő: 15,3 perc
• Az összes, űrben megtett távolság: 679 millió km
• Elsődleges cél időtartama: 90 marsi nap (sol), vagyis 92 földi nap
• Számításba vett felszíni hőmérséklet a leszállás helyén: -73 C
• A program költsége: amerikai részről 420 millió USD. Ebben benne vannak a fejlesztések, a tudományos műszerek, és a indítás költségei. Plusz 37 millió USD a kanadai űrügynökség részéről a meteorológiai állomásra.

Az űrszonda

A 2001-es Mars Surveyor programhoz elkészített és tesztelt leszállóegységet tartalmazza, melyet a Phoenix fő egységévé alakítottak.

Az űrszonda méretei:

• átmérő: 2,64 m
• magasság: 1,74 m
• a napcellák kiterjedése: 3,6 m

A leszállóegység méretei:

• magasság az árboccal együtt: 2,2 m
• a napcellák kiterjedése: 5,52 m
• az alap átmérője: 1,5 m
• a robotkar hossza: 2,35 m
• tömeg: 664 kg (indításkor), ebből:
  • 82 kg a hajózó rész,
  • 110 kg a hátfal,
  • 62 kg a hőpajzs,
  • 410 kg a leszállóegység.

A leszállóegységben benne van: 59 kg tudományos eszközkészlet, 67 kg üzemanyag.

Energiaellátás: napcellák és lítium-ion tölthető elemek

A leszállóegységben lévő tudományos műszerek

• Robotkar („Robotic Arm”): 2,35 m hosszú. Akár félméteres mélységbe is le tud ásni. Azonban a leszállási zónában nincs ekkora mélységben jég, csupán a felszín közelében számítanak rá. Mihelyt a kar eléri a jeget tartalmazó réteget, mintát vesz belőle.

• A robotkar kamerája: közvetlenül a lapát fölött található, a kar végén. Színes közelképet tud adni a talajról és a benne lévő jégről. A frissen kiásott árok oldalát fogja filmezni. Kifejlesztői a Max Planck intézet naprendszerkutatási osztálya („Solar System Research”) (Németország) és az Arizonai egyetem (Tucson, USA).

• Termikus gáz-analizáló. Kifejlesztője az Arizonai egyetem (Tucson, USA). A mintát felhevíti, és méri az elpárolgó víz, széndioxid és szerves anyagok mennyiségét. A Mars Polar Lander által használt műszeren alapul.

• Mikroszkóp, elektrokémiai és elektromos vezetést analizáló: több összetevőből áll. Optikai módszerrel ásványokat vizsgál. Négy elektrokémiai cella vizsgálja a kémiai elemek tulajdonságait. Ilyen a feloldott sók jelenléte, és a savasság vagy alkalinitás szintje. A kar a minta elektromos vezetőképességét is méri. A műszert a JPL fejlesztette ki a Surveyor hasonló műszere alapján.

• Felszíni sztereokép-készítő. Az árbochoz van rögzítve. A felszínről nagyfelbontású, színes sztereoképeket készít a környezetéből. Ezeket részben a robotkar pozicionálásához használják fel. Kifejlesztője az Arizonai egyetem. A Mars Pathfinder és a Mars Polar Lander hasonló műszerének továbbfejlesztése.

• Meteorológiai állomás. A marsi légkörben méri a víz, a por, és a hőmérséklet rövid- és hosszútávú változásait. A kanadai űrügynökség (Canadian Space Agency) fejlesztette ki.

A műszerek eredeti megnevezései

• Mars Descent Imager (MARDI): a leszálláskor képeket készítő egység
• Microscopy, Electrochemistry, and Conductivity Analyzer (MECA): mikroszkóp, elektrokémiai és elektromos vezetést analizáló
• Meteorological Station (MET): meteorológiai állomás
• Robotic Arm (RA): robotkar
• Robotic Arm Camera (RAC): a robotkar kamerája
• Surface Stereoscopic Imager (SSI): sztereó- és panorámaképeket készít a felszínről
• Thermal and Evolved Gas Analyzer (TEGA): termikus gáz-analizátor, spektrométer

Források, hivatkozások

• Landing Press Kit 3 MB-os PDF fájl

Külső hivatkozások

• A Phoenix honlapja a NASA oldalán
• A Phoenix honlapja az Arizona Egyetem oldalán
• Leírás magyar nyelven
• Új jövevény közelít a Marshoz – Az Űrvilág.hu cikke
• Hogy landol majd a Phoenix a Marson? – Az Űrvilág.hu cikke
• Megjöttek az első képek a Marsról [origo]