LOŽISKA TIMKEN NA RUDÉ PLANETĚ
10.07.2019
Mars Rover 2020, robotické vozítko amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír NASA přistane na rudé planetě v lokalitě zvané kráter Jezero. Startovací okno pro odlet Mars Roveru 2020 ze Země se podle výpočtů NASA otevře 17. července 2020 s předpokládaným přistáním na rudé planetě 18. února 2021. Místo dosednutí se pečlivě vybíralo pět let z 60 zvažovaných lokalit.
Mars je čtvrtá planeta sluneční soustavy, druhá nejmenší planeta soustavy po Merkuru. Byla pojmenována po římském bohu války Martovi. Jedná se o planetu terestrického typu, tj. s pevným horninovým povrchem pokrytým impaktními krátery, vysokými sopkami, hlubokými kaňony a dalšími útvary. Má dva měsíce nepravidelného tvaru nazvané Phobos a Deimos.
Oblast přistání Mars Roveru 2020 v kráteru Jezero nabízí geologicky bohatý terén s útvary starými až 3,6 miliardy let, které by mohly potenciálně poskytnout odpovědi na důležité otázky planetární evoluce a astrobiologie. Získání vzorků z této unikátní oblasti způsobí převrat v našem pohledu na Mars a na jeho schopnost ukrývat život.
Konkrétním místem má být deltové ústí či jeho blízké okolí pradávné řeky, která se kdysi vlévala do zhruba 45 kilometrů širokého a přibližně 500 metrů hlubokého kráterového jezera. Právě to je podle expertů příhodná lokalita, kde Mars 2020 může pátrat po stopách mikrobiálního života a zároveň pokračovat ve výzkumu historie a vývoje rudé planety.
První skutečností přitahující pozornost je, že jezera na Zemi jsou velmi vhodná pro život a také tam život je. Druhou pak je, že delty jsou mimořádně dobré pro uchování známek biologického života, jakéhokoli důkazu života, který kdysi mohl existovat ve vodě tohoto jezera anebo na rozhraní vody a sedimentu.
Při vývoji Mars Roveru 2020 vědci vycházejí z velmi úspěšného vozítka Curiosity, které na sousední planetě bádá od srpna 2012. Nový robotický výzkumník bude mít také hmotnost přibližně kolem jedné tuny a bude vybaven jaderným termoelektrickým generátorem.
I přístrojové vybavení budoucího robotického badatele na Marsu bude pokročilejší. Podle dřívějších informací NASA bylo vybráno sedm přístrojů. Úplnou novinkou nebude kamerový systém Mastcam-Z se zoomem, který umí pořizovat i panoramatické a spektroskopické snímky. Novinkou ale bude další zařízení SuperCam, které dokáže díky chemickému a mineralogickému rozboru zjistit organické látky v povrchových horninách, zatímco přístroj PIXL bude na povrchu Marsu pátrat po chemických prvcích. Složení vzorků půdy a možný obsah organických látek bude zkoumat i zařízení SHERLOC.
Důležitým aparátem pro budoucí lidské výpravy je MOXIE - má zkoušet výrobu kyslíku z atmosféry Marsu, kterou tvoří oxid uhličitý. Ve výbavě bude i svého druhu "meteorologická stanice" MEDA, jež bude zaznamenávat údaje o prostředí v okolí vozítka, jako je teplota, vlhkost, velikost a tvar prachových částic a rychlost a směr větru. Geologické podloží má pomocí radaru probádat přístroj RIMFAX.
Náklady projektu se mají pohybovat kolem 1,9 miliardy dolarů (43,3 miliardy Kč). Na první pohled nejde o nic levného, nicméně je to přibližně o 600 milionů dolarů méně než prostředky vynaložené na misi Curiosity.
Americká společnost Timken dodala speciální kuličková ložiska, která byla použita v speciálním jeřábovém systému vybavenému raketami, který se bude po prostoupení marsovskou atmosférou vznášet nad povrchem a vozítko Mars Rover 2020 na povrch opatrně spustí. Jde o vyspělý systém TRN (Terrain Relative Navigation), který bude vyhodnocovat terén pod sebou a navede jeřáb nad místo mimo nebezpečné útesy, velké balvany a písečné pasti, přes něž by bylo obtížné přejet. Tato tři úskalí se v "deltě" u kráteru Jezero nacházejí.
Další kuličková ložiska Timken budou použita v centrálním rozbočovači, který používá ložiska k otáčení různými typy nástrojů Mars Roveru 2020, jež umožňují např. fotografovat, skenovat, monitorovat, navigovat a vyzvedávat vzorky v blízkém okolí stroje. Další dvě malá kuličková ložiska Timken o průměru ¼ palce (6,35mm) budou použita ve vakuové pumpě, která podporuje mnoho používaných analytických zařízení.
Velmi přesná ložiska s maximální rozměrovou odchylkou 2,5 mikronu by mohla být rozdílem mezi systémem jenž bezchybně pracuje nebo selže. A když systém selže, je tím pádem celá mise na Mars neúspěšná. Na Marsu totiž není nikdo, kdo by stroj opravil. Osm let plánování a 1,9 miliardy dolarů může přijít vniveč.
Pokud jde o kosmické aplikace, vstupuje do hry řada faktorů, které nemusí být v pozemských projektech tak kritické. Především se musí vzít v úvahu extrémní teplo, vibrace a zrychlení při startu.
Aplikační inženýři firmy Timken obvykle testují provozní podmínky v systému Syber, vlastním modelovacím softwaru společnosti Timken, který simuluje, jak bude ložisko reagovat na vstupy zatížení a zaměřuje se na kontaktní napětí a průhyby hřídelů, aby se zjistilo, zda se vyskytne problém, či dojde k selhání ložiska.
Ložiska v kosmických aplikacích často pracují ve vakuovém prostředí, které má tendenci vysušovat věci. Pro řešení tohoto problému byla ložiska namazána speciálním mazacím roztokem.
Společnost Timken vyrábí kuličková ložiska již více než 120 let. Společnost MP DIMS je distributorem Timken.
Co možná o Marsu nevíte…
Na Marsu se čas nepočítá na dny ale na „soly“…
Sol - je časová jednotka, odpovídající střednímu slunečnímu dni na povrchu planety Mars. Není součástí soustavy jednotek SI. Jednotka sol je přibližně o 3 % delší než střední sluneční den na Zemi a rovná se 24,6598 hodiny (24 h 39 min 35,244 s), tj. 1,0275 dne. Hvězdný den na Marsu je zhruba o 2 minuty kratší než sol a trvá 24,6229 h (24 h 37 min 22,663 s).
Na Marsu se nachází největší známý systém kaňonů ve sluneční soustavě…
Valles Marineris - latinsky údolí Marineru, je pojmenována po sondě Mariner 9, která je objevila. Rozkládá se přes více než šestinu obvodu rovníku planety východně od rozsáhlé sopečně-tektonické oblasti Tharsis. Průměrná šířka je okolo 200 km, ale místy může dosahovat až 500 km. Svahy se zařezávají do hloubky až 10 km. Valles Marineris je tvořeno množstvím vzájemně propojených kaňonů, z nichž některé mohly vzniknout dodatečně např. vodní erozí.
Na Marsu se nachází nejvyšší známá hora sluneční soustavy…
Olympus Mons (latinsky Hora Olymp) je nejvyšší známá hora sluneční soustavy, která se nachází na povrchu Marsu v severozápadní části oblasti Tharsis. Jedná se o klasickou štítovou sopku, která má na vrcholku několikanásobnou kalderu.
Základna kužele má průměr 624 km, což odpovídá přibližně rozloze Francie, přičemž průměr kaldery (jícnu sopky) je zhruba 85 km. Výška sopky dosahuje 27 km (88 600 stop), či 25 km (podle použité střední hodnoty povrchu Marsu). Velikost Olympu může být porovnávána s velikostí největší pozemské sopky Mauna Kea nacházející se v Havajském souostroví, které je vysoká pouze 10 km a její průměr je 120 km, takže je 2,5 × nižší.
Při pohledu z vrcholku Olympus Mons by případný pozorovatel neměl pocit, že stojí na nejvyšší „hoře“ soustavy, jelikož vlivem obrovské rozlohy základny spadají její svahy pouze pod úhlem 2,5° až 5°. Výjimku tvoří pouze spodní část sopky, posledních 6 km vytváří téměř kolmou stěnu. Jedná se o zcela atypické zakončení štítové sopky, které nemá známý ekvivalent. Pro vznik tohoto útvaru neexistuje žádné zcela přesvědčivé vysvětlení (jedna hypotéza například předpokládá výskyt ledovce okolo hory, který by mohl způsobit atypické zakončení). Při pohledu do dálky by se tedy zdálo, že se jedná jen o mírně zvlněnou krajinu. Změna by nastala při pohledu do kaldery sopky, kde se nachází propadlina hluboká až 3 km.
Jak je Mars daleko od Země?
Vzdálenost Země od Marsu se neustále mění dle toho, jaká je aktuální pozice obou planet na oběžných drahách kolem Slunce. Mars je čtvrtou planetou Sluneční soustavy a nachází se tedy za drahou Země. Když je Zemi nejblíže, činí vzdálenost 54,6 milionů kilometrů. Tehdy se Země musí nacházet v afelu (nejdále od Slunce) a Mars v perihelu (nejblíže Slunci). Nejblíže zatím byly planety sobě v roce 2003 – 56 milionů kilometrů.
Naopak nejdále od sebe se planety nacházejí v době, kdy jsou na opačných stranách od Slunce. Tehdy je od sebe dělí 401 milionů kilometrů. Průměrná vzdálenost obou planet činí 225 milionů kilometrů. Nejrychlejší družice jakou jsme kdy vyrobili, New Horizon mířící k Plutu, letí rychlostí zhruba 58 tisíc km/h. Takovou rychlostí bychom se teoreticky k Marsu dostali při největším přiblížení za 39 dnů, při nejmenším přiblížení za 289 dnů a průměrně tedy za 162 dnů.
Zdroj: timken.com, mars.nasa.gov, kosmonautix.cz, wikipedia.com
