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Old 05-11-2008, 13:05   #2
Rand
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Fonte di energia

Come si può vedere dal mockup questa missione non userà pannelli solari, ma MMRTG, un generatore termoelettrico a radioisotopi di nuova generazione.

Questo approccio presenta diversi vantaggi:

- Il calore "di scarto" prodotto dal generatore viene utilizzato per mantenere l'elettronica e gli strumenti di bordo alla giusta temperatura. Questa forma di riscaldamento non necessita di energia elettrica, lasciandone cosi' una maggiore quantità disponibile per altri compiti.
- La produzione di energia non dipende dalla latitudine, stagione e dalle condizioni atmosferiche.
- Estremamente affidabile e a lunga durata.

Peso


Da sinistra a destra: lo stadio di viaggio, la backshell, lo stadio di discesa, il rover e lo scudo termico.

- Rover -> 850 kg
- Stadio di discesa (senza propellente) -> 829 Kg
- Propellente per lo stadio di discesa -> 390 Kg
- Scudo termico -> 382 Kg
- Stadio di viaggio (comprensivo del propellente) -> 600 kg
- Backshell (la parte opposta allo scudo termico che completa il tutto) -> 349 kg

Peso totale 3,400 kg

Rientro, discesa ed atterraggio (EDL)

L'EDL di Mars Science Laboratory si differenzia in alcuni aspetti chiave da quello dei predecessori:




- Il sistema di EDL di Mars Science Laboratory è in grado di garantire l'atterraggio in un raggio di 20 Km contro le centinaia di Km dei lander precedenti.
- Il "classico" sistema ad airbag non è in grado di far atterrare in modo sicuro un rover del peso di MSL (senza crescere troppo di peso) ed è stato quindi sostituito da un nuovo sistema denominato " sky-crane", il cui funzionamento è illustrato nell'immagine precedente:
  • Il paracadute ha rallentato sufficientemente il veicolo e lo scudo termico è stato espulso.
  • Lo stadio di discesa si separa dal backshell.
  • Usando i suoi 4 motori direzionabili lo stadio di discesa diminuisce la velocità di caduta e azzera l'effetto di eventuali venti orizzontali.
  • Quando la velocità verticale/di caduta è quasi zero il rover viene sganciato dallo stadio di discesa e rimane appeso sotto di esso, nel frattempo le ruote del rover si posizionano nella loro posizione operativa.
  • Una volta che il rover ha toccato terra il cavo che lo teneva appeso veine tagliato.
  • Lo stadio di discesa si va a schiantare lontano da MSL.

Strumenti


- Mast Camera (Mastcam)



La fotocamera principale del rover (l'equivalente della Pancam dei MER). Consiste in 2 diverse fotocamere montate sull' "albero" che si estende sopra al rover.

Realizzato da: Malin Space Science Systems

Parametri principali
  • Altezza dal suolo: circa 2 metri
  • Può acquisire video a 720p (1280 by 720 pixel) fino a 10 frame al secondo.
  • Può acquisire un panorama a colori completo (a 360°) intorno al rover in meno di 1 ora.
  • Elettronica di gestione dedicata che processa le immagini/video senza pesare sul "computer" principale.
  • Comprende un buffer dedicato (8 Gigabyte) per immagazzinare le immagini/video prima della loro trasmissione a Terra.
  • Capacità di mettere a fuoco tra 2.1 metri e infinito. Dispone di autofocus.
  • Le due fotocamere che compongono il sistema hanno una lunghezza focale diversa (34 e 100 mm). Una è adatta ad acquisire immagini a media distanza (come la Pancam), l'altra per studiare il panorama a lunga distanza.
  • Utilizza un "Bayer Pattern Filter CCD" ed è quindi in grado di acquisire immagini a colori "veri" in un unico scatto (come le normali macchine fotografiche). Sono comunque disponibili una serie di filtri per acquisire immagini monocromatiche a diverse lunghezze d'onda.


Qui e qui ci sono informazioni più dettagliate.

- Mars Descent Imager (MARDI)


Fotocamera usata per acquisire immagini nel corso della fase di atterraggio del rover, i dati raccolti verranno poi utilizzati per pianificare l'esplorazione nelle fasi iniziali della missione. Anche se non è un obbiettivo primario dello strumento è previsto un successivo uso per aiutare la "guida automatica" del rover e condurre studi geologici.

Realizzato da: Malin Space Science Systems

Parametri principali
  • Le immagini sono di dimensione 1600 x 1200 pixel. Verranno acquisite 5 immagini per secondo dal distacco dello scudo termico all'atterraggio.
  • La parte elettronica è in comune con MAHLI e Mastcam (vedi MMM Digital Electronics Assembly).
  • I dati acquisiti permetteranno di realizzare un video ad alta definizione della discesa del rover su Marte.
  • Utilizza un "Bayer Pattern Filter CCD" ed è quindi in grado di acquisire immagini a colori "veri" in un unico scatto (come le normali macchine fotografiche).
Qui e qui maggiori informazioni.

- Mars Hand Lens Imager (MAHLI)


La fotocamera dedicata alle osservazioni ravvicinate. MAHLI è in grado di risolvere particolari fino a 12.5 micrometri e dispone di illuminazione incorporata.

Realizzato da: Malin Space Science Systems

Parametri principali
  • Le immagini sono di dimensione 1600 x 1200 pixel.
  • La parte elettronica è in comune con MAHLI e Mastcam (vedi MMM Digital Electronics Assembly).
  • Oltre alla normale messa a fuoco a 22.5 mm può mettere a fuoco anche a infinito e quindi essere utilizzato anche per ispezionare parti del rover o altro.
  • Può acquisire immagini multiple dello stesso obbiettivo e utilizzarle per costruire un immagine "focus-migliore" e una "range map" (focal plane merging).
  • L'ottica dispone di una copertura anti-polvere. Se necessario è possibile mettere a fuoco e fotografare anche anche attraverso questa copertura.
  • Dispone di 4 led bianchi, divisi in 2 gruppi che possono essere accesi e spenti indipendentemente, e 2 UV. Quelli bianchi servono per illuminare i "bersagli" di notte o se sono in ombra mentre quelli UV per mettere in evidenza eventuali materiali fluorescenti.
  • Utilizza un "Bayer Pattern Filter CCD" ed è quindi in grado di acquisire immagini a colori "veri" in un unico scatto (come le normali macchine fotografiche).
Qui e qui maggiori informazioni.

- Alpha Particle X-Ray Spectrometer (APXS)


Versione migliorata dell'analogo strumento in dotazione ai MER. Permette di determinare la presenza in una roccia/terreno di alcuni elementi.

Realizzato da: MDA Corporation (finanziato dalla Canadian Space Agency)

Parametri principali
  • Posizionato sul braccio robotico.
  • Un bersaglio di calibrazione (basaltico) è montato sulla struttura del rover.
  • La sensibilità è stata migliorata di un fattore 3 rispetto all'equivalente strumento montato sui MER. E' ora possibile un analisi completa entro circa 3 ore.
  • Operabile durante il giorno grazie all'aggiunta di una cella di Peltier che raffredda il sensore di misurazione dei raggi X (temperatura massima per un funzionamento ottimale salita dai -40°C dei MER a -5°C).
  • Aumentata la forza della sorgente di raggi X rispetto all'equivalente strumento montato sui MER. Questo aumenta la sensibilità per alcuni elementi.
  • Non è presente il canale alpha (non è possibile svolgere analisi spettroscopiche con tecnica RBS).
  • E possibile usare delle analisi spettroscopiche di corta durata (circa 10 secondi) per guidare il braccio quando è in prossimità di "oggetti".
Qui maggiori informazioni.

- Chemistry & Camera (ChemCam)



Permette l'analisi spettroscopica a distanza delle rocce/suolo. Funziona emettendo un raggio laser verso il bersaglio prescelto in grado di vaporizzare una piccola quantità di materiale che viene poi analizzata a distanza.

Realizzato da: Los Alamos National Laboratory e Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements (CESR). Contributi importanti di JPL, Ocean Optics Inc. e del Commissariat a l'Energie Atomique.

Parametri principali
  • Costituito da due parti: una sull' "albero" che comprende l'RMI e il telescopio necessario a focalizzare il laser/acquisire la luce risultante e una nel corpo principale del rover che contiene gli spettrografi.
  • Ripetendo gli impulsi laser è possibile rimuovere remotamente lo strato di polvere dalle rocce marziane.
  • Oltre alla modalità "classica" sopra descritta è possibile utilizzare il telescopio in congiunzione con l'RMI (Remote Micro-Imager) per acquisire immagini molto dettagliate (5-10 volte di più di quanto possibile con le fotocamere dei MER).
  • E' possibile analizzare zone molto piccole (meno di 1 mm), altrimenti difficilmente isolabili.
  • Basso consumo energetico grazie ai tempi di analisi molto brevi.

Qui maggiori informazioni.

- Chemistry & Mineralogy X-Ray Diffraction (CheMin)


Lo scopo di CheMin è misurare l'abbondanza di vari tipi di minerali nelle rocce/terreno marziano: grazie a queste analisi sarà possibile studiare più nel dettaglio il ruolo che ha avuto l'acqua nella loro formazione e cercare indizi sul fatto che le condizioni ambientali del passato permettessero la formazione della vita.

Realizzato da: ?

Parametri principali
  • Posizionato all'interno del corpo del rover.
  • La ruota dei campioni dispone di 27 celle riutilizzabili, a cui si aggiungono 5 che contengono dei materiali di riferimento.
  • Un'analisi richiede fino a 10 ore. Si prevede che ognuna verrà effettuata nel corso di due o più notti.
  • Non viene offerta la possibilità di conservare un campione già analizzato per una successiva ri-analisi.


Qui sono reperibili maggiori informazioni.

- Sample Analysis at Mars (SAM) Instrument Suite


SAM, che da solo occupa più della metà dello spazio/peso dedicato alla strumentazione scientifica su MSL, è dedicato ad indagare la presenza di composti a base di carbonio (metano incluso) e a esplorare i modi in cui vengono generati e distrutti nell'ambiente marziano. SAM è inoltre in grado di misurare l'abbondanza di altri elementi leggeri associati con la vita quali l'idrogeno, l'ossigeno e l'azoto.

Realizzato da: NASA (Goddard Space Flight Center)

Parametri principali
  • Peso: circa 38 Kg.
  • Posizionato all'interno del corpo del rover.
  • Comprende 3 strumenti uno spettrometro di massa, un gascromatografo e uno spettrometro laser "regolabile".
  • Dispone di 74 contenitori (non riutilizzabili a quanto ho capito) per l'analisi di campioni solidi.
  • Oltre ai classici campioni solidi può acquisire direttamente campioni gassosi (di atmosfera) senza utilizzare i contenitori.
Qui sono reperibili maggiori informazioni.

- Radiation Assessment Detector (RAD)


Uno dei primi strumenti specificamente realizzati in vista di una futura esplorazione umana, RAD è in grado di misurare tutte le radiazioni ad alta energia "presenti" sulla superficie di Marte.

Questi dati, oltre a permettere di calcolare la dose equivalente a cui gli esploratori umani saranno sottoposti, verranno utilizzati per valutare gli effetti delle radiazioni sulla composizione del suolo e l'ostacolo che rappresentano allo sviluppo/sopravvivenza di eventuali batteri.

Realizzato da: ?

Parametri principali
  • Posizionato all'interno al corpo del rover.
  • La dimensione è all'incirca quella di un pacchetto da 6 lattine.
  • Attivo durante tutta la missione, compreso il viaggio verso Marte. Il piano attuale prevede di monitorare per circa 15 minuti ogni ora.
  • Impatto minimo sulla massa del rover: solo 1.56 Kg di peso.
  • In grado di rilevare un ampia gamma di radiazioni:

Qui maggiori informazioni.

- Dynamic Albedo of Neutrons (DAN)

Misurando la riflessione di un fascio di neutroni da parte del suolo marziano DAN è in grado di rilevare la presenza di acqua (o in generale materiali contenenti H- e OH-) nelle rocce/terreno fino a 1-2 metri di profondità e di identificare eventuali strati di ghiaccio/acqua.

Realizzato da: Federal Space Agency of Russia

Parametri principali
  • 2 modalità di funzionamento: attiva e passiva.
  • Quella passiva serve per monitorare il contenuto medio d'acqua del suolo e il "sottofondo" naturale di neutroni.
  • In quella attiva il rover emette dei neutroni e misura la riflessione da parte del suolo. Le sensitività varia tra circa l'1% al 0.1/0.3% a seconda della durata delle misurazioni (da meno di 2 minuti a circa 30).
  • La profondità di rilevamento è di 1-2 metri.

Qui ci sono i dettagli riguardanti lo strumento.

- Rover Environmental Monitoring Station (REMS)


Come suggerisce il suo nome, REMS è in grado di monitorare l'ambiente nei pressi del rover.

Realizzato da: Centro de Astrobiologia (CAB)

Parametri principali
  • Misura pressione atmosferica, umidità, radiazione ultravioletta, velocità e direzione del vento e temperatura dell'aria e del suolo.
  • Realizzato per osservazioni sistematiche: acquisisce ogni ora 5 minuti di dati con frequenza 1 Hz. Il ciclo di risveglio/acquisizione/riposo è gestito autonomamente dallo strumento ed è indipendente dal fatto che il rover sia attivo o no.
  • Possibilità di definire periodi di acquisizione personalizzati oltre a quelli della modalità automatica.
  • In caso durante l'attività siano rilevati eventi atmosferici REMS prolunga autonomamente il periodo di acquisizione.
  • I sensori sono disposti su 2 aste montate sull' "albero" dove sono alloggiati anche Mastcam e ChemCam, ad un'altezza dal suolo di circa 1.5 metri...
  • ...con l'eccezione di quello relativo agli ultravioletti che è montato sul piano del rover.
Qui ci sono i dettagli riguardanti lo strumento.

- Mars Science Laboratory Entry Descent and Landing Instrument (MEDLI)

Una suite di sensori integrata nello scudo termico al fine di acquisire dati sulle sue caratteristiche aerodinamiche e termiche durante l'EDL. I dati acquisiti verranno utilizzati nella progettazione di future missioni verso Marte.

Realizzato da: NASA (in particolare i centri di ricerca Langley e Ames)

Parametri principali
  • Costituito da 2 sottosistemi: MISP e MEADS.
  • MISP (MEDLI Integrated Sensor Plugs) è composto da 2 tipi di sensori: termocoppie e sensori di "recessione". Lo scopo è quello di misurare come varia la temperatura a diverse profondità dello scudo termico e l'andamento temporale della sua ablazione.
  • MEADS (Mars Entry Atmospheric Data System) è composto da sensori di pressione disposti "a croce". Lo scopo è misurare l'orientamento dello stadio di discesa durante l'EDL.
  • Il peso totale del sistema è di 15 Kg, di cui 2.5 Kg sull'aeroshell e 12.5 Kg sullo scudo termico (dove però l'aumento di massa è controbilanciato dal fatto che è possibile eliminare la stessa massa di zavorra).
  • I dati vengono acquisiti vengono trasferiti a MSL che li trasmette a Terra una volta operativo dopo l'atterraggio.
Qui e qui ci sono i dettagli riguardanti lo strumento.

Componenti interni

- MMM Digital Electronics Assembly (DEA)


Il DEA interfaccia gli strumenti Mastcam, MAHLI e MARDI con il resto del rover, è in grado di processare in tempo reale le immagini ed eventualmente comprimerle in JPEG.

Realizzato da: Malin Space Science Systems

Parametri principali
  • Effettua il controllo dei meccanismi delle fotocamere e ne gestisce l'auto-focus e l'auto-esposizione.
  • Composto da 4 "fette" identiche, una per fotocamera.
  • Ognuna di queste "fette" dispone di 8 Gigabyte di NAND Flash e di 128 Megabyte di SDRAM.
  • Capace di acquisire pixel alla velocità massima di 10 Megapixel/s, equivalenti ad un video a risoluzione 720p (1280×720) a 10fps.
  • Può comprimere le immagini acquisite in JPEG in tempo reale ed è in grado di effettuare una compressione lossless di tipo "first-difference predictive".
Qui sono disponibili maggiori informazioni.

Ultima modifica di Rand : 02-05-2010 alle 10:38.
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