U nekoliko nastavaka o tome kako radi bušilica Marsovog rovera i sa kakvim problimima se sreće
'Curiosity' je teži, sposobniji i skuplji od svoja dva prethodnika, 'Spirita' i 'Opportunityja', a glavni zadatak mu je da sakuplja uzorke Marsovog materijala i šalje ih u dve složena laboratorijska instrumenta unutar rovera. Od 1. decembra 2016, 'Curiosity' je čitavih 10 meseci pravio pauzu u toj funkciji, jer je imao ozbiljan problem sa jednim od motora bušilice. Inženjeri su sve vreme teško radili na problemu, gajeći realnu nadu da će bušilicu vratiti u funkciju, ali da će se koristiti na način za koji nije konstruisana. Kao što sam letos uradio u slučaju roverovih točkova, pokušaću da objasnim kako bušilica radi, prirodu problema, radove na Zemlji da bi se shvatio problem i rešenju za rover.
Prvo probno bušenje rovera na Marsu obavljeno je još 2. februara 2013. na steni 'John Klein', Yellowknife Bay. U okviru se vidi rupa nastale tom prilikom i jedna plića, probna, izbušena 2 dana ranije.
Ovo je krater Gale u koji je sleteo 'Curiosity'. Tu se nalazi već pet godina! i sada je trenutno u podnožju centralne planine Aeolis Mons (Mt. Sharp) visoke 5,5 km.
Svako ko me čita zna da mi povremeno dosadi relativna okrenutost ovog sajta ka prenošenju vesti i opet vesti iz oblasti astronomije i astronautike, kojih ima na bukvalno svakom iole relevantnom sajtu koji se bavi istom tematikom. Zato povremeno skrećem sa teme i pišem i nešto složenije textove, koji zahtevaju malo truda i znanja pri čitanju (i pisanju) i nisu strogo namenjeni relaksaciji uz kavicu. Pisao sam usko specijalizovane tekstove, naprimer, o novoj generaciji komunikacionih antena na međuplanetnim sondama, termoizolacionim materijalima na kosmičkim letilicama, izuzetnoj konstrukciji točkova Nasinih rovera, o tehnici upravljanja ruskim brodovima sa posadom 'Sojuz', o tehnologiji jonskog pogona, tajanstvenim kvarovima na brojnim letilicama, kako sleteti na kometu, principu rada brojnih naučnih instrumenata i raketnih motora, o mnogim tehničkim fenomenima, i mnogo toga drugog. U tu grupu tekstova ubrajam i ovaj. Pored ličnog interesovanja, cilj mi je da se obratim onom manjem broju radoznalaca koji makar naslućuju da je istraživanje kosmosa jedan beskrajni lavirint u kome je lansiranje kosmičke rakete i satelita/sondi/brodova samo trešnja na šlagu na vrhu torte, ili vrh ledenog brega, u zavisnosti kako ko gleda.
NA KOJI NAČIN ROVER BUŠI?
Okrenimo se bušilici. Da bi pristupili operaciji bušenja, inženjeri prvo moraju da odaberu metu a onda da postave ruku sa turelom[1] iznad nje. Turela dolazi u kontakt sa mestom bušenja preko dva 'stabilizatora'[2] koja štrče sa obe strane bušilice. Oni nemaju neke motore, ali robotska ruka rovera poseduje senzore koji određuju kolikom silom stabilizatori pritiskaju o tlo. Ruka 'pritiska' metu preko stabilizatora koristeći motore ruke. Tako pritisnuta, ruka ostaje apsolutno mirna ('stabilizovana') sve dok se bušenje ne obavi uspešno. Bušenje se obavlja preko mehanizma unutar bušilice.
Levo: Roverova bušilica sa stabilizatorima. Desno je presek kroz vrh bušilice, sa putevima kroz koje prolazi prašina iz bušotine ka uređaju CHIMRA (Collection and Handling for In-situ Martian Rock Analysis), koji priprema preparate za analitičke laboratorije u utrobi rovera. Crno-beli krugovi su markeri koji služe kontrolotima na Zemlji da precizno odrede trenutni položaj pojedinom dela instrumenta.
Bušenje stene 'Cumberland' snimljeno 19. maja 2013. roverovom prednjom sigurnosnom kamerom. (Može i ovaj filmić). Ceo snimak je ubrzan 4 puta – zapravo, čitava operacija je trajala oko 25 minuta.
Giff koji prikazuje turelu. Na ovoj slici se vidi okrugla glava bušilice, burgija (sa malom senkom) i sa strane dva stabilizatora sa senzorima na vrhu.
Bušilica (drill) je samo jedan od 5 uređaja na robotskoj ruci. Ostali su: DRT (Dust Removal Tool), MAHLI (MArs Hand Lens Imager), APXS (Alpha Particle X-ray Spectrometer) i CHIMRA (Collection and Handling for In-situ Martian Rock Analysis).
A sada da pogledamo dijagram najvećih mehanizama unutar bušilice, o kojima će u narednom delu biti malo više reči:
Glavni delovi roverove bušilice. Mnogi smatraju da je bušilica glavni uređaj na čitavom 'Curiosityju', bez kojeg bi rover bio običan traktor.
1 – Sklop svrdla čine nemotorizovana burgija, košuljica ('sleeve') i dve komore za uzorke; 2 – Mehanizam držača burgije koji služi za njihovo menjanje; 3-5 – Mehanizmi rotacione osovine sa ležištima ('drill spindle'), udarača ('hiltyja', odn. 'drill percussion') i za pomeranje bušilice ('drill feed'); 6 – Kontaktni senzori i stabilizatori bušilice koji drže turelu u mirovanju tokom operacije bušenja. (Veća slika)
Bušenje tla zavisi od tri mehanizma u samoj bušilici. Prvi je rotaciona osovina sa ležištima i motorom koja okreće burgiju. Drugi je mehanizam za udaranje, koji udara u nakovanj iza burgije 30 puta u sekundi da bi usitnio kamen ispod nje. Konačno, mehanizam za pomeranje čitavog ansambla (burgije, osovinskog i udaračkog mehanizma) duž linearnih klizača da bi se bušilisa približila tlu. Postoji još jedan mehanizam u bušilici, a to je mehanizam koji drži burgiju, koji omogućava oslobađanje burgije i njenu zamenu sa novom iz dva boksa na prednjoj strani rovera. To bi bilo potrebno uraditi jedino ako bi se postojeća burgija istupila (trenutna je kao nova[3]), ili ako bi se burgija zaglavila u tlu. Burgije prave rupe prečnika 16 mm i dubine do 5 cm.
Levo: Sklop svrdla čine nemotorizovana burgija, 'košiljica' i komora za uzorke (unutra). Desno: u ruci je roverova burgija.
PRVI BUŠAČKI PROBLEM: 'PREMOŠĆAVANJE'[4] I KVAR 'HILTIJA' SOLA 911
Problem koji se iznenada pojavio 1. decembra 2016. nije bio prvi koji je zadesio 'Curiosityjevu' bušilicu. Potencijalano ozbiljnih problema bilo je i pre lansiranja, tokom zemaljskih testiranja mehanizama probne bušilice tokom 2011. godine. Pucanje izolacije izazvalo je kratak spoj u probnoj bušilici, i da je inženjeri nisu hitro isključili pregoreo bi motor. Da se to dogodilo na Marsu, posledice bi bile katastrofalne. Bilo je premalo vremena za bilo kakve izmene na letnoj bušilici. Inženjeri na Floridi su otvorili unutrašnjost rovera i instalirali 'premošćenje' koje bi polovinu struje sprovelo u tlo ako bi se takav kratak spoj dogodio u toku misije.
911. sola, senzori su tokom korišćenja udarača 'Curiosityjeve' bušilice i prenošenja uzoraka iz nje u CHIMRA detektovali preskakanje struje preko 'premošćavanja', što je izazvalo višednevni prekid operacije. Nije bilo načina da se sazna da li je problem bio istovetan onom otkrivenim na Zemlji, ali efekat je bio isti. 'Kuršlusi' su se pojavljivali i nakon sola 911 (27. februar 2015.), ali su svi bili povremeni i vrlo kratki.
Zato je promenjen način upravljanja bušilicom: izvorno, bušenje je započinjalo udaranjem 'hiltija' srednjom snagom a onda podeševanjem u zavisnosti od brzine penetracije, a sada je počinjalo vrlo slabim udaranjem i povećavanjem snage samo u slučaju potrebe. Inženjeri su takođe razvili novu tehniku bušenja, samo uz pomoć rotacije bušilice (bez udaranja), što bi bilo moguće zahvaljujući mekamim stenama u Gejlovom krateru, ali ta tehnika nikada nije korišćena na Marsu zbog anomalije bušilice.
[1] Turela je skup od 5 uređaja. Nalazi se na kraju robotske ruke duge 2,1 metar, i može da se okrene za 360°. Teška je preko 30 kg.
[2] Na vrhovima stabilizatora se nalaze senzori koji 'govore' ruci koliko jako je pritisnula bušilicu o stenu i da li ima nekih bočnih sila koji bi mogli da dovedu do zaglavljivanja ili loma burgije.
[3] Od sletanja pa do kvara, bušilica je načinila ukupno 15 rupa.
[4] U toj branši postoji specifičan izraz 'battleshort' – to je stanje u koju može biti dovedena vojna ili neka druga oprema kako se ne bi isključila ako okolnosti oštete opremu ili personal. NATO kaže da je to sposobnost da se zaobiđu ('premoste') određeni sigurnosni sistemi radi osiguravanja obavljanja misije bez prekidanja izazvanog sigurnosnim merama. Koliko shvatam, to je ono kada se namota žičica na osigurač za struju i tako se spreči njegovo 'iskakanje'.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | U nastavku: NAJVEĆI PROBLEM: KVAR MEHANIZMA ZA POMERANJE BUŠILICE SOLA 1536
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
