L Vesmírná vozítka s posádkou a konvenční automobily, ačkoli se zdá, že patří do různých světů (zamýšlena slovní hříčka), sdílejí některé překvapivé podobnosti. Obě vozidla jsou navržena k přepravě osob nebo nákladu po zemi a čelí výzvám terénu, pohybu a ovládání. Rozdíly mezi nimi jsou však propastné, což je důsledkem extrémních podmínek ve vesmíru.
Jak víte, v roce 2018 SpaceX Elona Muska použila raketu Falcon Heavy k vynesení Tesla Roadster od Tesla Motors, také vlastněné Muskem, do vesmíru. Na palubě byla použita figurína, které říkali Starman, a byla uvedena na oběžnou dráhu, aby demonstrovala pohonné a těžké schopnosti rakety. V současnosti Tesla Roadster cestuje na velkou vzdálenost od Země, s přibližnou rychlostí 38.000 XNUMX km/h, dá se tedy říci, že jde o nejrychlejší elektromobil... S legrací stranou, nemám na mysli tento typ auta , ale k roverům, na které se zaměřím.
Podobnosti mezi rovery a pozemními auty
Pokud porovnáme a vesmírný rover S konvenčním pozemním vozem jsou oba určeny pro totéž, aby bylo možné snadno přepravovat lidi nebo náklad na dlouhé vzdálenosti. Navíc je třeba říci, že stejně jako existují autonomní auta, existují i „autonomní“ rovery, byť jsou vesměs naváděny ze Země a nejsou zcela nezávislé.
Jsou také podobné v základní architektuře, protože oba mají podvozek, kola, brzdový systém, řízení, odpružení a pohonný systém, mezi ostatními. Je zřejmé, že tyto společné komponenty se mohou lišit kvůli zvláštním podmínkám vesmíru, ale jsou přítomny v obou…
První lunární rover, Lunokhod 1, vypuštěný Sovětský svaz v roce 1970, před Američanem, vážil asi 750 kg, a byl schopen cestovat 10 km po měsíčním povrchu po dobu 10 měsíců. Nebylo pilotováno, ale bylo dálkově řízeno ze Země, mělo elektrický motor se stříbrno-zinkovými bateriemi a dokázalo dosáhnout rychlosti 0.8 km/h, s autonomií až 500 metrů daleko. Navzdory své hrubosti by to bylo klíčové pro budoucí vozítka jako Mars Pathfinder a Curiosity, které nám umožnily prozkoumat povrch Marsu podrobněji.
V misích Apollo 15, 16 a 17, které NASA uskutečnila v letech 1971 až 1972, použili také vozítka na Měsíci, tzv. LRV nebo Lunar Roving Vehicle nebo Moon Buggy (můžete to vidět na hlavním obrázku), aby se astronauti mohli snadněji pohybovat. LRV vážil pouhých 210 kg, měl rozměry 3.05×1.70×1.37 metru, s elektrickou baterií dojezd 92 km, maximální nosnost až 495 kg a maximální rychlost 10 km/h.
Rozdíly
Navzdory těmto podobnostem, vozítka mají jedinečné a specifické vlastnosti pro mise, pro které jsou určeny. Je pravda, že od té doby se rovery pilotované lidmi nepoužívaly, ale je pravděpodobné, že při budoucích misích na Měsíc nebo Mars budou znovu použity, aby se kolonisté mohli rychle pohybovat.
Rovery musí fungovat ve vakuu vesmíru
L vozítka musí pracovat ve vakuu vesmíru, což znamená, že nelze použít konvenční spalovací motory, nefungovaly by jak atmosférické, tak turbomotory, protože ke spalování nebyl žádný kyslík. Z tohoto důvodu používají elektromotory, buď poháněné bateriemi nebo solárními panely. Je třeba vzít v úvahu, že solární panely mohou poskytovat mnohem vyšší výkon ve vesmíru ve srovnání s těmi na Zemi, protože zde není atmosféra, je dosaženo lepšího výkonu. Například konvenční solární panel, který na Zemi dokáže generovat 600 Wh za den, vezmeme-li v úvahu, že účinnost je 20 % a že na naší planetě dostává 1 kW/m² ve vesmíru, s expozicí až 1.36 kilowattu na metr. čtvercový, bylo možné dosáhnout až 2500 Wh, čtyřikrát více při stejné účinnosti a velikosti. Ve vesmíru je proto fotovoltaika mnohem schůdnější.
Kola připravená pro mimozemské povrchy
El přízemní V místech, jako je Měsíc nebo Mars, má podobné vlastnosti jako zdejší offroadová dráha, tedy nerovnosti, kameny, uvolněný prach atd. Kola proto musí být terénní, aby mohla jet bez smyku, zadření nebo zlomení. Je zřejmé, že v prostoru není vzduch, takže pneumatiky by nebyly užitečné, už by se nedaly nafouknout nebo by to bylo obtížné. Navíc mohou být propíchnuty, což se nedoporučuje. Proto se používají pevná kola.
Na druhou stranu, kola jako planety s nižší gravitací než Země nemusí odolávat tolik trakce. Ale odolává extrémním teplotám, velmi horkým i velmi studeným, takže pneumatiky se také nedoporučují, mohly by se rychle zhoršit.
the zavěšení musí vydržet nepravidelnosti a důležité dopady, navíc je velmi flexibilní vzhledem k nízké gravitaci. Pevná kola by měla mít hluboké trakční vzory, aby poskytovala lepší přilnavost, tj. hrbolatý nebo špičatý design pro povrchy s jemným pískem nebo sedimentem, kameny atd. Obecně se s bahnem kvůli nedostatku vody nesetkají, ale v některých oblastech, jako jsou póly, mohou narazit na led. Proto se musí na všech těchto površích dobře pohybovat.
Materiály používané v kolech těchto vozidel jsou obvykle hliník nebo titan, aby byla odolná a snižovala hmotnost roveru. Mohou zde být také keramické prvky a jiné sloučeniny odolné vůči vysokým teplotám nebo záření. Další charakteristikou, kterou obvykle mají, jsou nezávislá kola, která nejsou spojena nápravami, a kola s velkým průměrem, 50 cm nebo více, aby bylo možné dobře cestovat po nerovném terénu.
Extrémní teploty
Vzhledem k tomu, že neexistuje atmosféra jako na Zemi, vesmírná auta čelí velmi extrémním teplotám. Například na Marsu teploty až -125ºC a dokonce -180ºC u pólu. Zatímco na Měsíci, teploty až 123ºC nebo 224ºC na rovníku, respektive na pólech. To může zamrznout některé komponenty nebo zpálit jiné. Proto je třeba je dobře chránit velmi výkonnými tepelnými izolanty, jako je keramika.
L elektronické nebo elektrické komponenty, stejně jako baterie nebo obvody, mohou také přestat fungovat při těchto extrémních teplotách, takže na ně musí být připraveny s širším provozním rozsahem než obvody automobilů na Zemi. To může zahrnovat něco nad rámec jednoduché izolace, jako jsou extrémnější systémy vytápění nebo chlazení, monitorování teploty atd.
Záření
Dalším problémem vesmíru, kde neexistuje ochranná atmosféra, je velmi vysoké kosmické a sluneční záření. A elektronické obvody nejsou k tomuto záření vůbec přátelské, zejména paměti, které mohou být dopadem těchto částic vážně poškozeny. Z tohoto důvodu jsou obvykle chráněny RH nebo radiačně zpevněné techniky. To zahrnuje použití speciálních safírových substrátů pro čipy, pro redundantní systémy, systémy ochrany a opravy chyb atd. Jinak by se s radiací tyto systémy zbláznily a přestaly fungovat. Něco, co v autě na Zemi není nutné, a proto by je atomová detonace mohla vyřadit z provozu...
Aerodynamika
La aerodynamika Na Zemi je životně důležité snížit spotřebu, vytvořit lepší přilnavost atd., vzhledem k tomu, že existuje tekutina, jako je vzduch. Ve vesmíru však rovery nepotřebují ani nejmenší studium aerodynamiky, protože pracují ve vakuu, bez odporu, takže na tvaru aut nezáleží.
Spolehlivost
Konečně, spolehlivost je životně důležitá. Ve vesmíru nejsou žádné dílny, není dostatek náhradních dílů ani nejsou jednoduché podmínky pro opravu roveru. Je to nepřátelské prostředí a do umístění těchto vozů se investují obrovské peníze, aby při první příležitosti selhala. Z tohoto důvodu jsou navrženy tak, aby byly robustní, odolávaly, a proto se používají ty nejrobustnější možné materiály, s redundantními systémy pro případ poruchy, které mohou nadále fungovat jako letadla, a i když jeden nebo více prvků přestane fungovat, jako kola nebo motory, mohou pokračovat v pohybu...
Obrázky | Wikipedie | plátno