Пилотируемый марсоход
Марсоходы перевозят людей
Это космическое искусство под названием «Следующая остановка» было выбрано ЕКА при обсуждении своей программы «Аврора» . [1]

Пилотируемые марсоходы (также называемые пилотируемыми марсоходами [2] ) — это марсоходы для перевозки людей на планете Марс, и были задуманы как часть пилотируемых миссий на эту планету. [3] [4]

Два типа марсоходов с экипажем — негерметичные для экипажа в скафандрах и герметичные для экипажа, работающего без скафандра. Герметичные марсоходы были предусмотрены для коротких поездок с марсианской базы или могут быть оборудованы как мобильная база или лаборатория. [4]

Марсоходы с экипажем являются компонентом многих проектов для миссии человека на планету Марс . Например, предложение Austere Human Missions to Mars включало два марсохода на его беспилотном силовом и логистическом грузовом спускаемом аппарате. Каждый марсоход мог вмещать экипаж из двух человек в герметичной среде, с питанием от радиоизотопного генератора Стирлинга . [3]

Примеры

Марсоход с человеком в марсианском скафандре (НАСА, 1995)
Герметичные марсоходы для экспедиции человека на планету Марс
«Пригородная» марсианская база DRMA 5.0, оснащенная герметичным марсоходом для двух человек, с 5-киловаттным радиоизотопным генератором Стирлинга для питания. [3]

В 1960-х годах после проекта Mariner 4 был разработан проект Mars Excursion Module , разработанный Центром космических полетов имени Маршалла , включая грузовую версию, перевозящую герметичную мобильную лабораторию для Марса под названием MOLAB. [5] Одной из идей для Molab было то, что он должен был приземляться на колеса, что называлось концепцией «сначала марсоход». [4] У MOLAB был герметичный цилиндр, чтобы экипаж мог работать в среде с короткими рукавами даже на внеземной поверхности. [4]

Mars One , план колонизации Марса, который планировалось финансировать за счет телевизионного шоу, планировал негерметичный пилотируемый марсоход, способный преодолевать расстояние в 80 км (50 миль). [6] Компания Astrobotic Technology была объявлена ​​возможным поставщиком.

Manned Mars Exploration Rover (MMER) получил награду за дизайн в 2010 году. Некоторые особенности включали возможность проживания на борту, лебедку, шлюз и шесть колес с пенопластовым сердечником. Он имел модульную конструкцию, поэтому его можно было собирать из более мелких деталей, а предлагаемым источником питания были радиоизотопные батареи. [7] Примером использования РИТЭГ является космический аппарат Кассини-Гюйгенс с радиоизотопной энергетической системой, которая вырабатывала несколько сотен ватт электроэнергии. Он вырабатывает это количество энергии непрерывно с медленным снижением в течение десятилетий, при этом часть тепла, выделяемого радиоактивным распадом, идет на производство электроэнергии, а большее количество излучается в виде отходов. [8]

В 2017 году компания Park Brother's Concepts представила свой проект марсохода Mars Rover, который представлял собой шестиколесную конструкцию, закрытую кабину и концепцию мобильной лаборатории. [9] Концепция марсохода не является разработкой NASA, но дебютировала на мероприятии Summer of Mars в Космическом центре Кеннеди и была отклонена в связи с целью агентства доставить людей на Марс к началу 2030-х годов. [9] Журнал Car and Driver сообщил об этом событии, назвав марсоход «марсомобилем» и отметив дизайнеров и различные характеристики транспортного средства, такие как его размер. [2]

Примером собственной разработки NASA для марсохода является колесная версия Space Exploration Vehicle , у которой есть версия для открытого космоса. [9] [10] Ранняя версия марсохода SEV была испытана в 2008 году NASA в пустыне. [10] SEV для космических или мобильных миссий был разработан для поддержки двух человек в течение 14 дней и будет включать туалет, спальное место, а одна версия имеет порты для скафандра для поддержки EVA. [10] [11] Другая концепция — окна, которые позволяют смотреть на объекты, очень близко расположенные к передней части марсохода, но на поверхности (внизу и спереди). [10]

Для отслеживания местоположения при движении марсохода по Марсу предусмотрены следующие варианты: [12]

Навигация на Марсе отмечена как важный вопрос для миссий человека на планету. Небесная навигация, используемая на Земле более 500 лет, может обеспечить способ определения местоположения на поверхности Марса с точностью до 100 метров (109 ярдов). [12] Навигация особенно важна для марсоходов, поскольку им необходимо знать хотя бы приблизительно, где они находятся и куда они собираются добраться до пункта назначения. Метод счисления пути использовался марсоходом Sojourner для навигации. [13]

Спутниковая сеть GPS для Марса будет означать созвездие спутников на орбите Марса, [14] но одной из альтернатив может быть массив псевдоспутников на поверхности. [13] Эти устройства должны быть размещены с высокой точностью, если только они не являются самокалибрующимися. [13]

Дизайн вездехода

Колесо Curiosity повреждено марсианской средой.

Пример критериев для марсианского марсохода с экипажем был выражен NASA в поверхностном варианте вышеупомянутого SEV, разрабатывавшегося в 2010-х годах. [15] Проект «Case for Mars» эпохи 1980-х годов предполагал марсоход средней дальности с двумя отсеками, один из которых мог быть разгерметизирован и открыт для атмосферы Марса, а другой — для движения, который мог бы оставаться под давлением в течение этого времени. [16] В том же исследовании также предлагался более крупный марсоход с длительным сроком действия с гусеницами и роботизированными руками, в дополнение к другим типам в концепции этой марсианской миссии с экипажем. [17] Проектирование шлюза, особенно для EVA, является областью изучения для герметичных марсоходов. [15]

Идеи дизайна для пилотируемых и/или герметичных вездеходов: [15]

  • Стыковочный люк – стыковочный люк позволит марсоходу соединиться с обитаемым модулем на поверхности Марса , взлетной ступенью или другим марсоходом, обеспечивая проход людей по герметичному проходу после стыковки.
  • Порт костюма – интегрированное объединение конструкции марсохода с марсоходом , позволяющее человеку войти в марсоход, имеющий отверстие, соединенное с герметичным внутренним пространством марсохода, при этом остальная часть внешней части костюма остается открытой для марсианской среды. Это позволит избежать необходимости в отдельном шлюзе или разгерметизации всего транспортного средства при открытии внешнего люка
  • Модульная конструкция – это концепция конструкции, которая подразумевает, что компоненты марсохода можно будет легко заменить другими компонентами или разобрать на более мелкие секции. Например, марсоход можно будет разобрать на более мелкие части, которые будут собраны на поверхности после посадки на поверхность Марса. Это позволит доставлять на поверхность Марса более крупные марсоходы. Модульная конструкция также позволит заменять различные рабочие пакеты, такие как кран , экскаватор или лебедка , по мере необходимости.
  • Станция управления колесницей – это место, где астронавт в скафандре может управлять марсоходом, не входя повторно в герметичную зону.
  • Теплоотвод с ледяным экраном – одна из идей заключается в том, чтобы использовать в качестве экрана барьер из льда толщиной 2,5 см, и этот лед также можно использовать в качестве теплоотвода.

Дополнительные возможные технологии:

В пилотируемых миссиях на Марс марсоходы иногда объединяются под термином «элементы поверхности Марса». [18]

Негерметичный марсоход

Марсоход в стиле багги для астронавтов в скафандрах

Негерметичные марсоходы потребуют от экипажа носить скафандры из-за отсутствия воздуха, будучи функционально похожими на лунный вездеход . Есть несколько преимуществ наличия негерметичного марсохода по сравнению с герметичным вариантом, например, уменьшенный вес. Герметичный марсоход будет весить больше, что увеличит расходы на топливо как при его запуске на Марс, так и при более высоком потреблении электроэнергии более крупным транспортным средством. Негерметичные марсоходы также могут использоваться для перевозки грузов на базу и обратно или для транспортировки астронавтов на более крупный герметичный марсоход. [19]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Liftoff for Aurora: Europe's first steps to Mars, the Moon and beyond". ESA . ​​Получено 22 сентября 2018 г. .
  2. ^ ab Fink, Greg (7 июня 2017 г.). "Mars Car: Manned Mars Rover Concept Debuts at Kennedy Space Center". Car and Driver . Архивировано из оригинала 18 июля 2018 г. . Получено 22 сентября 2018 г. .
  3. ^ abc Price, Hoppy; Hawkins, Alisa; Radcliffe, Torrey (16 сентября 2009 г.). "Austere Human Missions to Mars" (PDF) . NASA . Архивировано из оригинала (PDF) 6 февраля 2010 г. . Получено 22 сентября 2018 г. .
  4. ^ abcd Zakrajsek, James J.; McKissock, David B.; Woytach, Jeffrey M.; Zakrajsek, June F.; Oswald, Fred B.; et al. (2005). Exploration Rover Concepts and Development Challenges (PDF) . Первая конференция AIAA по исследованию космоса, Орландо, Флорида, 30 января – 1 февраля 2005 г. AIAA–2005–2525 . Получено 22 сентября 2018 г. – через NASA.
  5. ^ Портри, Дэвид СФ (25 октября 2012 г.). «Происхождение пилотируемого марсианского посадочного модуля в форме Аполлона (1966 г.)». WIRED . Получено 4 марта 2018 г. .
  6. ^ "Миссия осуществима". Mars One . Получено 6 августа 2013 г.
  7. ^ "Manned Mars Rover wins Good Design Award". Dexigner . 13 февраля 2010 г. Получено 22 сентября 2018 г.
  8. ^ Барбер, Тодд Дж. (23 августа 2010 г.). «Insider's Cassini: Power, Propulsion, and Andrew Ging». Миссия Cassini Solstice . Архивировано из оригинала 2 апреля 2012 г. Получено 20 августа 2011 г.
  9. ^ abc Васкес, Роберт. "Марсомобиль: концепция пилотируемого марсохода дебютировала в Космическом центре Кеннеди". robertvasquez123.wordpress.com . Получено 25 февраля 2018 г. .
  10. ^ abcd "Multi-Mission Space Exploration Vehicle". NASA . Получено 25 февраля 2018 г.
  11. ^ Орвиг, Джессика (5 января 2016 г.). «Я водила 6600-фунтовую «машину», которую НАСА спроектировало для астронавтов на Марсе, и я больше никогда не увижу космические исследования прежними». Business Insider . Получено 25 февраля 2018 г.
  12. ^ ab Malay, Benjamin P. (2001). «Celestial Navigation on the Surface of Mars». Военно-морская академия США . Архивировано из оригинала 23 сентября 2008 г. Получено 22 сентября 2018 г.
  13. ^ abc "Mars Rover Navigation Using GPS Self-Calibrating Pseudolite Arrays". Стэнфордская лаборатория аэрокосмической робототехники . 1 ноября 2010 г. Получено 7 марта 2018 г.
  14. ^ Grip, Håvard Fjær; et al. (2019). "Flight Control System for NASA's Mars Helicopter" (PDF) . NASA . Архивировано (PDF) из оригинала 28 февраля 2024 г. . Получено 28 февраля 2024 г. .
  15. ^ abc "Концепция космического исследовательского транспортного средства" (PDF) . NASA . 2010 . Получено 22 сентября 2018 .
  16. ^ "Рисунок 3. Среднеразмерный марсоход с изображением двух астронавтов, восстанавливающихся..." ResearchGate . Получено 17 августа 2018 г. .
  17. ^ "Рисунок 4. Марсоход дальнего действия со сложной многонедельной системой жизнеобеспечения..." ResearchGate . Получено 17 августа 2018 г. .
  18. ^ Хант, Чарльз Д.; ван Пелт, Мишель О. (2004). «Сравнение методов оценки стоимости пилотируемых миссий на Марс, используемых NASA и ESA» (PDF) . NASA . Получено 22 сентября 2018 г. .
  19. ^ Salotti, Prof. Jean Marc (2012). «ГЕРМЕТИЧНЫЕ ИЛИ НЕГЕРМЕТИЧНЫЕ МАРСОХОДЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ МАРСА». Международный астронавтический фонд . Получено 5 мая 2022 г.

Дальнейшее чтение

  • Концепции и проблемы разработки вездеходов-исследователей (2005)
  • Новак, Мэтт (30 июля 2012 г.). «Марсианские хроники Вернера фон Брауна». Смитсоновский институт .
  • «Марсоход Джеймса Кэмерона». bp.blogspot .
  • «Дом». Человек Mars.net .
  • Перес-Дэвис, Марла Э.; Фэймон, Карл А. (1987). "Марсианский пилотируемый транспортный корабль" (PDF) . NASA .
  • Уэйд, Марк. "DRM 1 Mars Rover - Герметичный". Astronautix.com . Архивировано из оригинала 28 декабря 2016 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Crewed_Mars_rover&oldid=1246560035"