an14.pdf

Dalszestronydokumentuzawieraj¡archiwalnewydaniemagazynuastronautycznegoAstroNautilus.Numerten

powstał w okresie 2003-2005 – czasie ekperymentów nad form¡ i tre±ci¡ magazynu AstroNautilus. W chwili,

gdy ukazałsi¦ numer,po którywła±nie si¦gasz,AstroNautilusbył jedynym w Polsce czasopismempo±wi¦co-

nym w 100% zagadnienimastronautykii astronautycznychbada« kosmosu.Od pierwszego numeru czasopismo

przechodziło wiele zmian, z ka»d¡ staj¡c si¦ coraz bardziej dojrzałym, lecz wci¡» bardzo eksperymentalnym

przedsi¦wzi¦ciem. Z ró»nychwzgledów pewne bł¦dy mogły uj±¢ uwadze Redakcji – z góry za nie przepraszamy.

Archiwum AstroNautilus przywracamy i otwieramy na pro±b¦ wielu Czytelników, którzy przyzwyczajeni do

wysokich standardów naszej pracy, odczuwaj¡ wyra¹ny brak na polskim rynku periodyku o takim prolu, two-

rzonego z równie du»¡ pasj¡ i oddaniem.

Od roku 2011 AstroNautilus ukazuje si¦ ponownie, tym razem ju» w dojrzałej postaci. Zach¦camy do lektury!

W imieniu Redakcji,

– dr Andrzej Kotarba , redaktor naczelny (akotarba@cbk.waw.pl)

Warszawa, 27 kwietnia 2011

Aktualny adres internetowy czasopisma: http://www.astronautilus.pl/

Jedyny w Polsce popularnonaukowy miesiħcznik astronautyczny

Numer 2/05 (14) ISSN 1733-3350

Waldemar Zwierzchlejski > MRO: Ziemski zwiad na Marsie

str. 2

Andrzej Kotarba > Czy promy zmieniajĢ klimat?

str. 10

A STRO N AUTILUS Ï SIERPIEĵ 2005

www.astronautilus.pl

Jednym z priorytetw amerykaıskich badaı Czerwo-

nej Planety jest stworzenie bardzo dokþadnej mapy jej

powierzchni, jak teŇ tego, co znajduje siħ nad i pod

niĢ, ze szczeglnym uwzglħdnieniem wody. Ma to na

celu wyznaczenie miejsca przyszþych lĢdowaı Î jeŇeli

jeszcze nie czþowieka, to choę prbnikw, mogĢcych

dostarczyę prbki gruntu na Ziemiħ. KolejnĢ takĢ

sondĢ jest M ARS R ECONNAISSANCE O RBITER .

MRO: Ziemski

zwiad na Marsie

Waldemar Zwierzchlejski

Sondy Czerwonej Planety moŇna podzielię na trzy pod-

stawowe kategorie: przelotowe, lĢdowniki i orbitery. Hi-

storia tych ostatnich siħga roku 1971, kiedy to 9 maja

prbowano skierowaę na wiodĢcĢ ku Marsowi orbitħ he-

liocentrycznĢ M ARINERA -8. Niestety, awaria silnika dru-

giego stopnia rakiety noĻnej spowodowaþa, Ňe spoczywa

on na dnie Atlantyku. W tej sytuacji palmħ pierwszeıstwa

otrzymaþ M ARINER -9, wystrzelony pomyĻlnie trzy tygo-

dnie pŅniej. Dotarþ on w pobliŇe Marsa w listopadzie

i z powodzeniem wszedþ na zaplanowana orbitħ. Jemu

wþaĻnie zawdziħczamy pierwszĢ mapħ caþej planety, wy-

konanĢ z rozdzielczoĻciĢ rzħdu jednego kilometra, oraz

szczegþowe mapy 5% powierzchni z rozdzielczoĻciĢ

100 metrw.

Kolejna para sond o nazwie V IKING (byþy to misje

kombinowane, w ktrych orbitery byþy poþĢczone z lĢdo-

wnikami) wystartowaþa latem 1975 roku i dotarþa na or-

bitħ Marsa rok pŅniej. Tym razem uzyskane zdjħcia caþej

planety miaþy rozdzielczoĻę 150-300 metrw (po pŅniej-

szym obniŇeniu orbity 50 metrw), a niektrych obsza-

rw zaledwie 8 metrw. Kamera kolejnego marsjaıskiego

orbitera, wystrzelonej w 1992 roku sondy M ARS O BSER -

VER , mogþa uzyskaę zdjħcia caþego globu o rozdzielczoĻci

16 metrw, a wybranych rejonw w rozdzielczoĻci

1,6 metra na piksel. Niestety, misja sondy okazaþa siħ fia-

skiem, gdyŇ kontakt z MO utracono podczas aktywacji

zespoþu napħdowego tuŇ przed planowanym wejĻciem na

orbitħ wokþ Marsa. Nastħpnym zwiadowcĢ zostaþ

M ARS G LOBAL S URVEYOR Î ze swĢ kamerĢ o rozdziel-

czoĻci 12 metrw w skali globalnej i 1,5 metra w zbliŇe-

niach. MGS wystartowaþ w roku 1996, badania rozpoczĢþ

dwa lata pŅniej i trwajĢ one do dziĻ.

Podobny do M ARS O BSERVERA los spotkaþ kolejnĢ

sondħ Î M ARS C LIMATE O RBITER . Wystrzelona pod ko-

niec 1998 roku, w wyniku bþħdu nawigacyjnego spþonħþa

w marsjaıskiej atmosferze. Najbardziej kuriozalna byþa

przyczyna bþħdu Î otŇ producent sondy, firma Lockheed

Martin, stosowaþa amerykaıski system miar i ciĢg silnika

wyraŇony byþ w funtach, natomiast kontrola lotu w JPL

uŇywaþa juŇ wwczas od kilku lat jednostek SI Î niuto-

nw. PoniewaŇ dane do korekt lotu podawane byþy bez-

mianowo, bþĢd nawigacyjny za kaŇdym razem siħ po-

wiħkszaþ, aŇ, nierozpoznany, doprowadziþ do katastrofy.

M ARS G LOBAL S URVEYOR to pierwsza sonda, ktra w kompleksowy sposb

zaczħþa badaę powierzchniħ Czerwonej Planety. WyposaŇona w laserowy

wysokoĻciomierz sporzĢdziþa pierwszĢ mapħ topograficznĢ globu, mapħ ano-

malii magnetycznych oraz wskazaþa miejsca, w ktrych obecnoĻę wody jest

najbardziej prawdopodobna. W atmosferze wykazaþa obecnoĻę rŇnego ro-

dzaju chmur i ich sezonowĢ zmiennoĻę. Przyjrzaþa siħ rwnieŇ czapom polar-

nym, wykazujĢc roczne zmiany iloĻci Ļniegu z dokþadnoĻciĢ do kilku milime-

trw. Gþwna kamera MGS kazaþa spojrzeę na powierzchniħ Marsa w zupeþ-

nie nowy sposb. DziesiĢtki tysiħcy nadesþanych obrazw ukazaþy planetħ

niesþychanie zrŇnicowanych krajobrazw, peþnĢ dynamizmu i zagadkowych

tworw (kilka przykþadw marsjaıskiego Ļrodowiska widaę na zdjħciach po-

wyŇej i poniŇej). Wszystko to czyni MGS jednĢ z najbardziej udanych misji

w historii badaı planet. MRO nie þatwo bħdzie dorwnaę poprzedniczce...

Fot. NASA/JPL/MSSC

A STRO N AUTILUS Ï SIERPIEĵ 2005

www.astronautilus.pl

MRO przelatujĢcy nad marsjaıskimi Ļniegami. JeĻli wszystko bħdzie

przebiegaþo zgodnie z planem, sonda powinna okrĢŇaę planetħ od mar-

ca przyszþego roku, stopniowo korygujĢc pierwotnĢ orbitħ. Ryc. NASA/JPL

skim orbiterem Marsa zostaþa 2001 M ARS O DYSSEY ,

ktra swĢ trwajĢcĢ do dzisiaj pracħ rozpoczħþa wiosnĢ

2002 roku. RozdzielczoĻę wielozakresowych spektrome-

trw MO, ktre dostarczajĢ nowych informacji o atmo-

sferze i kompozycji mineralnej powierzchni planety, wy-

nosi odpowiednio 100 i 18 metrw na piksel.

Najnowszym ánabytkiemÑ w kolekcji marsjaıskich or-

biterw ma byę M ARS R ECONNAISSANCE O RBITER

(MRO). Zasadniczy cel misji nie odbiega od dotychcza-

sowych Î bħdzie nim badanie atmosfery, powierzchni

oraz warstw podpowierzchniowych, ze szczeglnym

uwzglħdnieniem wystħpowania wody w dowolnym stanie

skupienia. W porwnaniu do poprzednich sond w znaczĢ-

cym stopniu (nieraz i dziesiħciokrotnie) zwiħkszy siħ je-

dnak jakoĻę uzyskiwanych danych. Sam prbnik jest

o wiele wiħkszy od dotychczas wystrzelonych Î jego wy-

sokoĻę wynosi 3,5 metra, masa startowa 2,18 tony (z tego

1,15 tony przypadaę bħdzie na materiaþy pħdne). Zasila-

nie pochodzię bħdzie z dwch paneli (kaŇdy o wymiarach

2,53 na 5,35 metra, þĢczna powierzchnia uŇytkowa 19 m 2 )

baterii sþonecznych o sprawnoĻci poczĢtkowej 26%, ktre

bħdĢ generowaę (w afelium) 2 kW energii elektrycznej.

Na pokþadzie znajdĢ siħ takŇe dwie buforowe baterie

niklowo-wodorowe.

W wyglĢdzie sondy na pierwszy rzut oka zwraca uwagħ

3 metrowa antena, wiħksza od kaŇdej z aktualnie znajdu-

jĢcych siħ na orbicie Czerwonej Planety. Tak duŇa Ļredni-

ca podyktowana jest znacznie wiħkszym niŇ dotychczas

strumieniem przesyþanych danych, szacowanym na 3,5

megabita na sekundħ, choę teoretycznie moŇe on siħgnĢę

nawet 6 Mbps. Wydajna transmisja MRO jest teŇ waŇna

z punktu widzenia innych marsjaıskich sond: planowa-

nych P HOENIXA i MSL oraz MER-w, o ile bħdĢ jeszcze

aktywne, z ktrych informacje MRO bħdzie przesyþaþ na

Ziemiħ.

NajwaŇniejszy w caþej misji jest jednak zestaw szeĻciu

instrumentw naukowych. MoŇna powiedzieę áflago-

wymÑ przyrzĢdem misji jest HiRISE (The High Resolu-

tion Imaging Science Experiment), multispektralna ka-

mera teleskopowa o bardzo wysokiej zdolnoĻci rozdziel-

czej. Powierzchniħ Marsa obrazowaþa bħdzie w trzech

kanaþach: 400-600, 550-850, 800-1000 nanometrw, czyli

w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni. Rozdziel-

czoĻę obrazw, przy wysokoĻci orbity 300 kilometrw,

wyniesie aŇ 25 cm, co pozwoliþby na wyraŅne dostrzeŇe-

nie kartki papieru formatu A4. Naukowcy, przy dodatko-

wym zastosowaniu techniki 3D, majĢ nadziejħ rozwiĢzaę

z pomocĢ HiRISE zagadkħ áznikniħciaÑ lĢdownika M ARS

P OLAR L ANDER w 1999 roku. Skþad chemiczny powierz-

chni Marsa poznawany bħdzie dziħki CRISM (The Com-

pact Reconnaisance Imaging Spectrometer for Mars), spe-

ktrometrowi obrazowemu Ļwiatþa widzialnego i bliskiej

podczerwieni (370-3940 nanometrw). WyposaŇony jest

on w teleskop z 10-centymetrowej Ļrednicy zwierciadþem,

pozwalajĢcy osiĢgaę w zaleŇnoĻci od trybu pracy roz-

dzielczoĻę od 18 do 200 metrw na piksel. Aby popraw-

nie umiejscowię obrazy HiRISE i CRISM w marsjaıskim

ukþadzie wspþrzħdnych, konieczna jest CTX (The orbi-

terÓs Context Camera), monochromatyczna kamera obra-

zujĢca w zakresie 500-700 nm, z rozdzielczoĻciĢ 6 me-

W ciĢgu ostatnich miesiħcy sonda wyglĢdaþa jednak tak, jak na zdjħciu

poniŇej, gdzie widzimy jak technicy montujĢ poszczeglne elementy

w caþoĻę. Fot. NASA.

RozdzielczoĻę zdjħę MCO miaþa byę rzħdu kilkuset me-

trw w skali globalnej, a przy fotografowaniu szcze-

gþowym do 40 metrw. Ostatnim jak dotĢd amerykaı-

A STRO N AUTILUS Ï SIERPIEĵ 2005

www.astronautilus.pl

trw. KaŇda z kamer wysokiej rozdzielczoĻci bħdzie wy-

konywaþa zdjħcie rwnolegle z CTX, podobnie jak ma to

miejsce obecnie z umieszczonĢ na MGS kamerĢ MOC.

Zmiany stanu chemicznego atmosfery Marsa Î iloĻci

i rozkþadu dwutlenku wħgla, wody i ozonu, wystħpowanie

obþokw i chmur pyþowych Î oraz etapy rozwoju czap

polarnych Ļledzię ma MarCI (Mars Color Image). Jest to

siedmiozakresowa kamera o kĢcie widzenia 180», ktra

w ultrafiolecie i Ļwietle widzialnym dostarczaę ma obra-

zw o rozdzielczoĻci od 1 do 10 km. Radiometr podczer-

wieni MCS (Mars Climate Sounder) zajmie siħ natomiast

dobowymi i sezonowymi zmianami parametrw fizyko-

chemicznych atmosfery. Obok skþadu chemicznego bħ-

dzie mierzyþ rwnieŇ temperaturħ. UrzĢdzenie skþada siħ

z dwch 4-centymetrowej Ļrednicy teleskopw umie-

szczonych prostopadle wzglħdem siebie, dziħki czemu

moŇe jednoczeĻnie badaę budowħ atmosfery w pionie (od

powierzchni do wysokoĻci 80 km, w piħciokilometrowej

gruboĻci áplastrachÑ) i w poziomie, od punktu podsateli-

dar sondy MRO skonstruowany zostaþ rwnieŇ na Starym

Kontynencie, we Wþoszech. Bħdzie wysyþaþa na nocnej

stronie planety impulsy radiowe o mocy 10 W na czħsto-

tliwoĻciach 15-25 MHz. Sygnaþy bħdĢ wysyþane

z dwch piħciometrowych anten umieszczonych na wy-

siħgniku.

Prcz powyŇszych szeĻciu projektw, orbiter zostanie

wykorzystany do przeprowadzenia dwch eksperymen-

tw pasywnych. Pierwszy z nich, The Gravity Investiga-

tion, bħdzie polegaþ na dokþadnych pomiarach zmian orbi-

ty, spowodowanych nierwnomiernym rozkþadem masy

pod powierzchniĢ Marsa. Pozwoli to m. in. na zbadanie

procesw zachodzĢcych podczas wypþyww lawy z wul-

kanw, dawnych uderzeı duŇych meteorytw w skorupħ,

a nawet zmian sezonowych w czapach polarnych, kiedy

to sublimuje (lub resublimuje) z nich ogromna iloĻę dwu-

tlenku wħgla. Drugi eksperyment, The Atmospheric

Structure Investigation, to precyzyjne pomiary għstoĻci

warstw atmosfery podczas operacji hamowania aerodyna-

LĢdownik M ARS P OLAR L ANDER widziany z orbity Marsa przez kamery o rŇnej zdolnoĻci rozdzielczej (wszystkie powyŇsze grafiki to naturalnie symula

cja) RozdzielczoĻę 1,5 m/px odpowiada mniej wiħcej maksymalnym moŇliwoĻciom orbitera MGS i jego panchromatycznej kamery MOC. Jak widaę,

nawet przy 0,5 m/px moŇna by mieę wĢtpliwoĻci, czy to, co zapisane jest na zdjħciu to duŇy gþaz, czy sonda. RozdzielczoĻę MRO wyniesie w najlep-

szym razie 25 cm/px, czyli coĻ poĻredniego miħdzy dwoma Ļrodkowymi grafikami. Powinno to wystarczyę by dostrzec MPL, lub jej szczĢtki, na po-

wierzchni planety. Dostrzegalne powinny byę rwnieŇ wszystkie inne wysþane przez czþowieka obiekty, poczĢwszy od radzieckich sond, przez V IKINGI

po M ARS P ATHFINDERA i MERy. Te ostatnie zostaþy wypatrzone i wspþczeĻnie przez MGS. Dwie grafiki po lewej stronie to marzenia naukowcw zaj-

mujĢcych siħ szczegþowymi obserwacjami planety Î dysponujĢc danymi o rozdzielczoĻci 1 cm/px mogliby niemalŇe liczyę kamienie na powierzchni

Czerwonej Planety. Choę w tej chwili jest to jeszcze nieosiĢgalne, naleŇy siħ spodziewaę, Ňe przed misjĢ zaþogowĢ NASA pokusi siħ i o tego typu

obrazy. Zdjħcia MRO bħdĢ dostħpne w internecie, podobnie jak niemal wszystkie obrazy z MGS. Dostħpne bħdĢ za darmo, co warto podkreĻlię, gdyŇ

rwnie doskonaþej jakoĻci obrazy naszej planety kosztujĢ tysiĢce dolarw! Fot. NASA/JPL

tarnego aŇ po horyzont. UrzĢdzenie dziaþa w szerokim za-

kresie Ļwiatþa widzialnego i bliskiej podczerwieni (300-

3000 nm) oraz w oĻmiu kanaþach podczerwieni termalnej,

w zakresach od 12 do 50 mikronw.

Pod powierzchniħ planety, na gþħbokoĻę nie wiħkszĢ

niŇ 1 km, zajrzeę ma radar SHARAD (The orbiterÓs Shal-

low Subsurface Radar). Jest to oczywiste nawiĢzanie do

europejskiego eksperymentu MARSIS w ramach misji

M ARS E XPRESS , ktry ma jednak nieco wiħksze moŇliwo-

Ļci. Ewentualne pierwszeıstwo odkrycia podpowierz-

chniowych warstw lodu za pomocĢ radaru przypadnie

zapewne wþaĻnie Europejczykom, bowiem MARSIS na

poczĢtku bieŇĢcego miesiĢca przesþaþ pierwsze dane. Ra-

micznego. Na tej podstawie moŇliwe bħdzie wyznaczenie

temperatury i ciĻnienia atmosfery na wysokoĻci 95-

200 km. Byę moŇe pozwoli to takŇe poĻrednio wyjaĻnię

los wody - nie wiadomo czy zalega ona pod powierz-

chniĢ, czy teŇ pod wpþywem promieniowania ultrafioleto-

wego rozpada siħ ona w jonosferze na tlen oraz wodr

i ucieka w przestrzeı miħdzyplanetarnĢ. Podczas hamo-

wania aerodynamicznego bħdzie rwnieŇ badany wpþyw

Ļrednioskalowych burz pyþowych wystħpujĢcych na poþu-

dniowej pþkuli Marsa, powodujĢcych nawet trzykrotny

wzrost għstoĻci atmosfery na przeciwnej pþkuli, a takŇe

niewyjaĻnione zjawisko odkryte podczas hamowania

aerodynamicznego sondy M ARS O DYSSEY , tzw. ázimowe

A STRO N AUTILUS Ï SIERPIEĵ 2005

www.astronautilus.pl

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: