Így landol majd a Perseverance rover

Az űrjármű, amelynek feladata a szonda célba juttatása, ezúttal csupán az odaúton szolgálja a küldetést. A komplett járműhöz ezúttal, a Föld-Mars úton működő utazó egység a napelemekkel, üzemanyaggal; majd a megérkezéskor a leszálláshoz szükséges egységek közé a hátsó védőpajzs és a hővédő pajzs, a szabadon repülő ereszkedő egység, és maga a rover tartozik.

A szonda részegységei, fentről lefelé: utazó egység, hátsó védőpajzs, ereszkedő egység, rover, hővédő pajzs

Forrás: NASA

E részegységeket az igen sikeres Curiosity utazásához és landolásához használt egységeken alapuló terv szerint építették.
Sose feledjük: a marsi küldetéseknek kevesebb mint a fele ért csak sikeresen célba, így a legjobb munka esetén is bőven van izgulni valónk! A Jezero-kráter, amelyben az esetleges múltbéli életnyomok után is kutathat majd a Perseverance, meglehetősen tagolt felszínű, így a landolás extra nehéz lesz.

A leszállás folyamata a következő lesz:

Elsőként az utazó egység és a leszálláshoz szükséges egységek különválnak, erre a Mars felszínétől kb. 1600 kilométeres magasságban, jó 10 perccel a légkörbe lépést megelőzően kerül sor. Néhány perccel később a leszálló részegységek, amelyeket ekkor még egybefognak a pajzsok, a hátsó pajzs saját irányító hajtóművei segítségével leállítja a szonda tengely körüli pörgését (ez percenként 2 fordulat), felkészül a megfelelő szögű légkörbe lépésre, felveszi az ehhez szükséges irányt.

Öt perccel a légkörbe lépés előtt a szonda kihajítja a kétszer 70 kg tömegű „ballasztot”, amelyek nélkül eléri az ereszkedéshez szükséges pontos tömeg-felület arányokat. A biztonságos landoláshoz, e plusz terhek nélkül, a szondára megfelelő módon hat a marsi gravitáció és a légköri súrlódás. A szonda sebessége ekkor még több mint 17 ezer kilométer per óra, a felszín feletti magassága 1250 km, a leszállóhelytől való távolsága 3000 km.
A légkörbe lépés idején és helyén a szonda 600 kilométerre lesz a leszállóhelytől, 120 kilométeres magasságban, a sebessége 19 ezer kilométer per óra – ezt kell biztonsággal zéróra fékezni a következő percekben!

A légkörön át tartó útja során a szonda különböző sűrűségű légcsomagokkal találkozik, ezeken áthaladva eltérhet a célzott iránytól. Ahhoz, hogy mégis a megkívánt ponton landolhasson, korrigálni kell az irányát, a légcsomagok okozta kitérésnek megfelelően, ehhez ismét a hátsó pajzsán lévő saját irányító hajtóművei segítségét veszi igénybe a szonda.

Kb. 4,5 perccel a landolás előtt a szonda véglegesíti a hajszálpontos irányát, ekkor már csupán 16 km magasságban jár, a leérkezés helyétől 78 km távolságban, a sebessége pedig 3970 kilométer per óra. 3 perccel a landolás előtt az eszköz újabb ballasztoktól szabadul meg: 6 darab 25 kg tömegű terhet lő ki az egység magából, az így elvégzett tömegközéppont-korrekcióval az állásszögét nullára igazítja a szonda.

Mindössze 2 perc 46 másodperccel a leérkezést megelőzően a hátsó védőpajzsból kinyílik a fékezőernyő, ekkor a szonda 14,75 km távolságban jár a célponttól, a magassága 12 km, a sebessége pedig már csupán 1521 kilométer per óra. Az ernyő nyitását a leszállóhelytől való távolság határozza meg, ezt a szonda a saját telemetriai adatai alapján „tudja”, vagyis mindaz a megkívánt precizitás, amely az idáig vezető út egyes szakaszain jellemezték, itt fog kifizetődni.

20 másodperccel később leválik a szonda elejét óvó hővédő pajzs, már csak 2 perc 25 másodperc van a leszállásig, a jármű sebessége 584 kilométer per óra, a magassága 9,74 km, a távolsága a célpontjától pedig 10,46 km.

Egy perccel azután, hogy a szonda megszabadult a kameráit eltakaró pajzstól, rálát a leszállóhelyre, és ezen képek alapján korrigálja az útját, amennyiben szükséges. Már csak kb. 4,3 kilométert kell megtennie a leszállásig, a sebessége ekkor 322 kilométer per óra, és kevesebb mint másfél perc van a landolásig.

A fedélzeti számítógép eközben megkeresi a látottak alapján azt a pontot a Jezero-kráterben, ahol a landolás biztonságos, vagyis elkerüli azt, hogy pl. egy útban lévő szikla, árok, vagy szirt oldalát találja el a szonda. A kráter nehéz terepe az, amely a rover tudományos kutatásainak célja így ezt a kockázatot be kellett vállalni.

Egy perccel a landolás előtt, 2,2 km távolságban a céltól leválik a hátsó pajzs, s vele a fékezőernyő, a jármű sebessége már csak 293 kilométer per óra. Ekkortól a szondát tartó szabadon repülő egység saját manőverező hajtóművei segítségével az ereszkedés oldalirányú komponensét megszünteti, s tisztán függőleges ereszkedésbe vált.

21,6 méterre a leszállóhelytől, 6 kilométer per óra sebességnél az ereszkedő egység hajtóműveinek fele kikapcsol, így fogják elérni a landoláshoz szükséges 2,7 kilométer per óra sebességet.

16 másodperccel a landolás előtt, 19,99 méteres távolságban a rover és az ereszkedő egység elválnak egymástól, és már csupán néhány 6 méter hosszú kábel tartja a rovert az egység alatt. (Ez az úgynevezett égi daru manőver, amelyet a Curiosity landolásából ismerhettünk meg.) Ekkor a rover kicsomagolja a kerekeit, és a landoláshoz megfelelő pózba állítja azokat.

A Perseverance landol, s amint ezt érzékelik a szenzorai, az ereszkedő egységgel összekötő kábeleket azonnal kioldja, így az egység a rovertől biztonságos távolságba juthat. Ehhez az egység 45 fokos szögben elrepül, eltávolodik a rovertől, addig repül, míg csak tart az üzemanyaga, és ezt követően a felszínre esik.

A teljes leszállási szekvencia részletes adataival együtt itt végignézhető interaktív formában:

Magát a landolást élőben közvetíti a NASA, ezt az adást angol nyelven itt nézhetjük meg február 18-án 20:15-től kezdődő adásban. A közvetítést a Jet Propulsion Laboratory-ban lévő irányító központból látjuk, és némi szerencsével a leszállásról is kaphatunk majd képeket az ereszkedő szonda jóvoltából. A landolás magyar idő szerint 21:55-re várható.

A landolást magyar kommentárral is közvetítik lelkes hazai űrutazás-rajongók és szakemberek 19:45-től.