Марсоход с экипажем
Марсоходы с экипажем (также называемые пилотируемыми марсоходами) . [2] ) представляют собой марсоходы для перевозки людей на планету Марс и были задуманы как часть человеческих миссий на эту планету. [3] [4]
Два типа марсоходов с экипажем: безгерметичные для экипажа в марсианских скафандрах и герметичные для работы экипажа без скафандра. Герметичные марсоходы предназначены для коротких поездок с марсианской базы или могут быть оборудованы как мобильная база или лаборатория. [4]
Марсоходы с экипажем являются компонентом многих проектов миссии человека на планету Марс . Например, предложение Austere Human Missions to Mars включало два марсохода на беспилотном грузовом посадочном модуле с электроприводом и логистикой. Каждый марсоход может вместить экипаж из двух человек в герметичной среде, а питание будет поступать от радиоизотопного генератора Стирлинга . [3]
Примеры
[ редактировать ]
В 1960-х годах после «Маринера-4» Маршалла разработал проект марсианского экскурсионного модуля имени Центр космических полетов , включая грузовую версию с герметичной мобильной лабораторией для Марса под названием MOLAB. [5] Одна из идей Molab заключалась в том, чтобы он приземлился на колесах, что называлось концепцией «сначала вездеход». [4] У MOLAB был баллон под давлением, позволяющий экипажам работать без рукавов даже на внеземной поверхности. [4]
Mars One , план колонизации Марса, который должен был финансироваться за счет телешоу, предусматривал создание негерметичного марсохода с экипажем, способного преодолевать расстояние 80 км (50 миль). [6] компания Astrobotic Technology В качестве возможного поставщика была объявлена .
Пилотируемый марсоход для исследования Марса (MMER) получил награду за дизайн в 2010 году. Некоторые особенности включали возможность проживания на борту, лебедку, шлюзовую камеру и шесть колес с пенопластовым сердечником. Он имел модульную конструкцию, поэтому его можно было собрать из более мелких частей, а источником питания предлагались радиоизотопные батареи. [7] Примером использования РИТЭГ является космический корабль Кассини-Гюйгенс с радиоизотопной энергосистемой, вырабатывающей несколько сотен ватт электроэнергии. Он производит это количество энергии непрерывно с медленным снижением в течение десятилетий, при этом часть тепла, выделяемого в результате радиоактивного распада, идет на производство электроэнергии, а большее количество излучается в виде отходов. [8]
В 2017 году компания Park Brother's Concepts представила свой дизайн Mars Rover, который отличался шестиколесной конструкцией, закрытой кабиной и концепцией мобильной лаборатории. [9] Концепция марсохода не разработана НАСА, но дебютировала на « » Космического центра Кеннеди и Марсианском лете была отклонена из-за цели агентства доставить людей на Марс к началу 2030-х годов. [9] Журнал Car and Driver сообщил об этом событии, назвав марсоход «Марсианским автомобилем» и отметив дизайнеров и различные характеристики транспортного средства, такие как его размер. [2]
Примером собственной разработки НАСА для марсохода является колесная версия космического исследовательского корабля , у которого есть версия для космического пространства. [9] [10] Ранняя версия марсохода SEV была испытана НАСА в 2008 году в пустыне. [10] SEV для космических или передвижных миссий был разработан для поддержки двух человек в течение 14 дней и будет включать в себя туалет, спальное оборудование, а одна версия имеет порты для костюмов для поддержки выходов в открытый космос. [10] [11] Другая концепция — окна, которые позволяют рассматривать объекты очень близко к передней части марсохода, но на поверхности (внизу и вперед). [10]
Навигация
[ редактировать ]Варианты отслеживания местоположения во время движения марсохода по Марсу включают: [12]
- Топографические подсказки изображений
- Инерционные измерения (см. также Единица измерения инерции )
- Марсианский GPS, если он установлен
- Небесная навигация
Навигация по Марсу считается важной проблемой для миссий человека на планету. Небесная навигация, используемая на Земле более 500 лет, может обеспечить возможность определения местоположения на поверхности Марса с точностью до 100 метров (109 ярдов). [12] Навигация особенно актуальна для марсоходов, поскольку им необходимо хотя бы примерно знать, где они находятся и куда собираются добраться до пункта назначения. Метод счисления пути использовался марсоходом Sojourner Mars Pathfinder для навигации. [13]
Спутниковая сеть GPS для Марса будет означать созвездие спутников на орбите Марса. [14] но одной из альтернатив могла бы стать группа псевдоспутников наземного базирования. [13] Эти устройства необходимо было устанавливать с высокой точностью, если только они не имели самокалибровки. [13]
Дизайн вездехода
[ редактировать ]
Пример критериев для марсианского марсохода с экипажем был выражен НАСА в надводном варианте вышеупомянутого SEV, разрабатывавшегося в 2010-х годах. [15] Проект «Case for Mars» эпохи 1980-х годов предполагает создание марсохода средней дальности с двумя отсеками, в одном из которых можно было сбросить давление и открыться для атмосферы Марса, а также отсеком управления, который мог оставаться под давлением в течение всего этого времени. [16] В том же исследовании также предлагалось создать более крупный и долговечный марсоход с гусеницами и роботизированными руками в дополнение к другим типам в этой концепции миссии на Марс с экипажем. [17] Проектирование шлюзов, особенно для выхода в открытый космос, является областью исследований марсоходов, находящихся под давлением. [15]
Идеи дизайна для марсоходов с экипажем и/или герметичным оборудованием: [15]
- Стыковочный люк — стыковочный люк позволит марсоходу соединиться с местом обитания на поверхности Марса , ступенью подъема или другим марсоходом, обеспечивая проход людей по герметичному проходу после стыковки.
- Порт костюма - интегрированное сочетание марсохода с конструкцией марсианского костюма , позволяющее человеку войти в марсианский костюм, отверстие которого соединено с герметичной внутренней частью марсохода, при этом остальная часть внешней части костюма остается открытой для марсианской среды. Это позволит избежать установки отдельного воздушного шлюза или разгерметизации всего автомобиля при открытии внешнего люка.
- Модульная конструкция – это концепция дизайна, которая подразумевает возможность удобной замены компонентов марсохода на другие компоненты или разборки на более мелкие секции. Например, марсоход можно будет разобрать на более мелкие части, которые будут собраны на поверхности после приземления на поверхность Марса. Это позволит доставлять на поверхность Марса более крупные марсоходы. Модульная конструкция также позволит различные рабочие комплекты, такие как кран , экскаватор или тросовая лебедка . при необходимости заменять
- Станция пилотирования колесницы - это место, где космонавт в марсианском костюме может управлять марсоходом без необходимости повторно входить в герметичную зону.
- Радиатор из ледяного щита - одна из идей состоит в том, чтобы использовать в качестве защиты ледяной барьер толщиной 2,5 см, и этот лед также можно было бы использовать в качестве теплоотвода.
Дополнительные возможные технологии:
- Топливные элементы и/или батареи с высокой плотностью энергии
- Регенеративные тормоза
- Колеса
- Легкие конструкции и материалы
- Активная подвеска
- Авионика и программное обеспечение
- Поддержка внекорабельной деятельности (EVA)
- Системы терморегулирования
- Автоматизированное сближение и стыковка
Анализ миссии на Марс с экипажем в 2004 году показал следующие типы марсоходов: [18]
В миссиях на Марс с экипажем марсоходы иногда группируются под термином «элементы поверхности Марса». [18]
Негерметичный вездеход
[ редактировать ]![[икона]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Wiki_letter_w_cropped.svg/20px-Wiki_letter_w_cropped.svg.png){kind=small} | Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к нему . ( август 2021 г. ) |
В негерметичных марсоходах не будет герметичной среды для экипажа, поскольку они функционально аналогичны лунному вездеходу . У негерметичного марсохода есть несколько преимуществ по сравнению с герметичным вариантом, например, уменьшенный вес. Поскольку дальность действия потенциального вездехода, который доставит экипаж с базы, важна, небольшой вес является преимуществом и, следовательно, является хорошим выбором для миссий на большие расстояния. Негерметичные марсоходы также можно использовать для перемещения тяжелых грузов и путешествий на короткие расстояния от базы до места нахождения более крупного марсохода, находящегося под давлением. [19]
См. также
[ редактировать ]- Электра (радио) (обычно используемое радио космического корабля на Марсе)
- Человеческая миссия на Марс
- Johnson Sea Link (подводный аппарат с прозрачной сферой для обзора)
- Лунный вездеход (пилотируемый марсоход миссий «Аполлон», использовавшийся на Луне во время «Аполлона-15» , «Аполлона-16» и «Аполлона-17» в начале 1970-х годов)
- Марсианская среда обитания
- Марсоход
- Марсианский костюм (например, марсианский скафандр)
- Рокер-тележка (конструкция подвески, используемая в настоящее время на марсоходах НАСА)
- Космический исследовательский корабль
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Старт для Авроры: первые шаги Европы к Марсу, Луне и дальше» . ЕКА . Проверено 22 сентября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б Финк, Грег (7 июня 2017 г.). «Марсианский автомобиль: концепт пилотируемого марсохода дебютирует в Космическом центре Кеннеди» . Автомобиль и водитель . Архивировано из оригинала 18 июля 2018 года . Проверено 22 сентября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с Прайс, Хоппи; Хокинс, Алиса; Рэдклифф, Торри (16 сентября 2009 г.). «Суровые миссии человека на Марс» (PDF) . НАСА . Архивировано из оригинала (PDF) 6 февраля 2010 года . Проверено 22 сентября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с д Закрайсек, Джеймс Дж.; МакКиссок, Дэвид Б.; Войтач, Джеффри М.; Закрайсек, Джун Ф.; Освальд, Фред Б.; и др. (2005). Концепции исследовательских вездеходов и проблемы разработки (PDF) . Первая конференция AIAA по исследованию космического пространства, Орландо, Флорида, 30 января – 1 февраля 2005 г. AIAA–2005–2525 . Получено 22 сентября 2018 г. - через НАСА.
- ^ Портри, Дэвид С.Ф. (25 октября 2012 г.). «Происхождение пилотируемого марсохода в форме Аполлона (1966)» . ПРОВОДНОЙ . Проверено 4 марта 2018 г.
- ^ «Осуществимость миссии» . Марс Один . Проверено 6 августа 2013 г.
- ^ «Пилотируемый марсоход получил награду за хороший дизайн» . Дедизайнер . 13 февраля 2010 г. Проверено 22 сентября 2018 г.
- ^ Барбер, Тодд Дж. (23 августа 2010 г.). «Кассини инсайдера: мощность, двигательная установка и Эндрю Гинг» . Миссия Солнцестояния Кассини . Архивировано из оригинала 2 апреля 2012 года . Проверено 20 августа 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с Васкес, Роберт. «Марсианский автомобиль: концепт пилотируемого марсохода дебютирует в Космическом центре Кеннеди» . robertvasquez123.wordpress.com . Проверено 25 февраля 2018 г. .
- ^ Jump up to: а б с д «Многоцелевой корабль космического исследования» . НАСА . Проверено 25 февраля 2018 г. .
- ^ Орвиг, Джессика (5 января 2016 г.). «Я водил «автомобиль» массой 6600 фунтов, который НАСА спроектировало для астронавтов на Марсе, и я никогда больше не увижу освоение космоса таким же образом» . Бизнес-инсайдер . Проверено 25 февраля 2018 г. .
- ^ Jump up to: а б Малайский, Бенджамин П. (2001). «Небесная навигация по поверхности Марса» . Военно-морская академия США . Архивировано из оригинала 23 сентября 2008 года . Проверено 22 сентября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с «Навигация марсохода с использованием самокалибровающихся псевдолитных решеток GPS» . Стэнфордская лаборатория аэрокосмической робототехники . 1 ноября 2010 года . Проверено 7 марта 2018 г.
- ^ Грип, Ховард Фьер; и др. (2019). «Система управления полетом марсианского вертолета НАСА» (PDF) . НАСА . Архивировано (PDF) из оригинала 28 февраля 2024 года . Проверено 28 февраля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с «Концепция космического корабля» (PDF) . НАСА . 2010 . Проверено 22 сентября 2018 г.
- ^ «Рисунок 3. Ровер средней дальности, изображающий двух выздоравливающих астронавтов…» ResearchGate . Проверено 17 августа 2018 г.
- ^ «Рисунок 4. Дальний вездеход со сложным многонедельным жизнеобеспечением...» ResearchGate . Проверено 17 августа 2018 г.
- ^ Jump up to: а б Хант, Чарльз Д.; ван Пелт, Мишель О. (2004). «Сравнение методов оценки затрат НАСА и ЕКА для пилотируемых миссий на Марс» (PDF) . НАСА . Проверено 22 сентября 2018 г.
- ^ Салотти, профессор Жан Марк (2012). «ГЕРМЕТИЗИРУЕМЫЕ ИЛИ НЕДАВЛЕННЫЕ РОВЕРЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ МАРСА» . Международный астронавтический фонд . Проверено 5 мая 2022 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]Внешние ссылки
[ редактировать ]- Новак, Мэтт (30 июля 2012 г.). «Марсианские хроники Вернера фон Брауна» . Смитсоновский институт .
- «Ровер Джеймса Кэмерона» . bp.blogspot .
- "Дом" . Человек Марс.нет .
- Перес-Дэвис, Марла Э.; Феймон, Карл А. (1987). «Марсианский пилотируемый транспортный корабль» (PDF) . НАСА .
- Уэйд, Марк. «Марсоход DRM 1 — под давлением» . Astronautix.com . Архивировано из оригинала 28 декабря 2016 года.
