Torstaina lanseeraava Mars 2020 Perseverance Rover sisältää kahdeksan Durhamissa valmistettua komponenttia

DURHAM – Kun NASA lanseeraa vuoden 2020 Mars Rover Perserverance -ohjelmansa torstaina 30. heinäkuuta, se sisältää kahdeksan komponenttia, joita käytetään 17 Sierra Nevada Corpin (SNC) Durhamin toimiston kehittämässä sovelluksessa.

Sierra Nevada Corporation (SNC) on yksityisomistuksessa oleva puolustusalan urakoitsija (aviomies- ja vaimotiimin toimesta, jotka ovat alunperin Turkista), jonka ilmailuosasto sijaitsee Louisvillessä, Coloradossa.

Tämä ei ole SNC Durham -operaation ensimmäinen avaruusrodeo. 55 hengen Durham-toimisto on kehittänyt toimilaitteita ja muita komponentteja lähes kaikkiin Mars Rover -tehtäviin, mukaan lukien tällä hetkellä Marsissa olevaan Curiosity Roveriin. Kaiken kaikkiaan SNC on osallistunut 14 NASAn Mars-tehtävään tämän yhden mukaan lukien.

Charlie Hughes, SNC Durham -toimiston ohjelmapäällikkö, on North Carolina State Universityn insinööritutkinnon suorittanut ja sanoo, että noin puolet henkilökunnasta on rekrytoitu NC Statesta.

Yksi Mars 2020:n päätehtävistä on porata kivi- ja maanäytteitä takaisin Maahan lähetettäväksi, eikä se pärjäisi ilman SNC:n kehittämiä komponentteja.

Kahdeksaa Durhamissa suunniteltua ja rakennettua komponenttia käytetään robottivarressa, revolveriporassa ja välimuistikokoonpanossa.

ITSÄAJAVA AUTO MARSISSA

Sinnikkyys eroaa aikaisemmista Mars Rovereista monella tapaa. Curiosity Rover osaa vain porata ja analysoida kivien pölyä. Perseverance porautuu kiviin ja ottaa niistä ydinnäytteen. Kyky ottaa ja käsitellä näitä näytteitä ja valmistella niitä tulevaa paluumatkaa varten on tämän tehtävän ydin.

[Videolla Durhamissa rakennettu SNC SAS -vaihdemoottori aiheuttaa liikettä 0:56-1:06.]

Perseverance viettää päivänsä poraamalla Jezeron kraatteria, muinaista Marsin joen suistoa, ja sen keräämät näytteet saattavat sisältää ensimmäisiä todisteita maan ulkopuolisesta elämästä.

NASAn robotiikkainsinööri on kuvaillut sinnikkyyttä, joka on autonomisempi kuin aikaisemmat Roversit, "itse ajavaksi autoksi" Marsissa. Siinä on erillinen navigointitietokone, joka auttaa sen liikkeitä. Marsin ja Maan välinen etäisyys tarkoittaa, että signaalit kestävät 22 minuuttia yhteen suuntaan, mikä tekee maasta navigoinnista kömpelöä ja tehotonta. Jotta se voisi suorittaa ensisijaisen tehtävänsä vuodessa, sen itsenavigointi on kriittistä.

Sinnikkyys kohtaa kiireisen aikataulun. Se laukaisee helikopterin, kerää näytekokoelmansa ja etsii paikan säilyttää niitä Marsissa toisen tehtävän keräämistä varten noin 2026.

KAHdeksAN DURHAMISSA VALMISTETTUA KOMPONENTTIA

Durhamin toimiston insinööri antoi nämä kuvaukset Durhamin toimiston suunnittelemista ja rakentamista komponenteista:

• SHACD vaihdemoottori– SHACD tulee sanoista "näytteenkäsittelyvarsi, teräkaruselli ja putken poisto". Ilman tämän vaihdemoottorin toimintaa Perseverance ei pystyisi käsittelemään Marsin pinnalta otettuja näytteitä.
• SAS vaihdemoottori– SAS tulee sanoista Sealing ja STIG (Spindle Twin Input Gearing). SAS-vaihdemoottori auttaa tiivistämään näytteenkäsittelyputket. Jos niitä ei suljeta, ne voivat saastua ja saastuttaa tärkeitä ydinnäytteitä prosessin aikana.

Toinen SAS-vaihdemoottorin tarjoama palvelu on kyky vaihtaa poran vääntömomenttitiloja. Tämä on samanlainen kuin kotona toimivan porakoneen tilan vaihtaminen.

[Lisää Durhamissa valmistettuja komponentteja on esitelty tässä yllä olevassa videossa: Syöttövaihdemoottoria käytetään 9:26-9:33, SHACD taas käytössä 9:44-9:53.]

Lopuksi, ilman tätä vaihdemoottoria, Perseverancen helikopteri ei pystyisi toimimaan. Helikopteri lähetetään tiedustelutehtäviin ohjaamaan mönkijän uusiin paikkoihin ylhäältä.

• Chuck Vaihdemoottori– Chuck-vaihdemoottori antaa roverille mahdollisuuden vaihtaa poranteriä riippuen siitä, minkä tyyppiseen kallioon se poraa. Tämä on samanlainen tapa, jolla istukkaa käytetään kiinnittämään ja vapauttamaan teriä talonomistajan porassa.
• Syöttövaihdemoottori– Kun rover poraa kiveen, tämä vaihdemoottori syöttää poraa sisään ja ulos kalliosta. Se myös pitää koko porauskokoonpanon paikallaan laukaisun ja laskeutumisen aikana toimimalla lukona. Jos porakoneisto liikkuisi näinä aikoina, pora osuisi aeroshell-kuoreen estäen sitä laskeutumasta Marsin pinnalle.
• Lyömäpyörämoottori- Tämä hammasvaihdemoottori on voimatekijä iskumekanismin takana revolveriporassa. Iskumekanismi on kuin poravasara. Ilman iskuvaihdemoottoria poranterä ei pystyisi poraamaan kovempia kiviä.
• Shel Gearmotor- Shel tarkoittaa "olkapää ja kyynärpää". Sitä käytetään roverin robottikädessä auttamaan sitä liikkumaan ylös ja alas sekä vasemmalta oikealle. SHEL-vaihdemoottori auttaa liikuttamaan robottivartta näytteiden keräämiseksi ja tieteellisten mittausten tekemiseksi.
• WAT Vaihdemoottori– WAT tarkoittaa 'rannetta ja tornia'. Tätä vaihdemoottoria käytetään roverin robottivarressa auttamaan sitä kiertämään ja kääntämään poraustornia. WAT-vaihdemoottori auttaa liikuttamaan robottivartta näytteiden keräämiseksi ja tieteellisten mittausten tekemiseksi.
• Karavaihdemoottori - Tämä on Roverin poramekanismin ydin ja osa STIG-mekanismia. Karavaihdemoottori itse asiassa pyörittää poranterää ja katkaisee kivinäytteet, jotka lopulta lähetetään takaisin Maahan tutkittavaksi.

Tämä vaihdemoottori on ainutlaatuisin kaikista SNC-vaihdemoottoreista. Siinä on lähdöt sekä poranterän pyörittämiseen että ydinnäytteiden katkaisemiseen. Molemmat lähdöt pyörivät samanaikaisesti, vaikka Roverilla on mahdollisuus valita kumman se haluaa käyttämällä SAS-vaihdemoottoria ja vaihtomekanismia.

Karavaihdemoottori piti suunnitella kestämään kaikki iskuvoimat ja selviytymään, jos poranterä joskus jäisi kiinni kallion porauksen aikana, mikä luo erittäin suuria vääntömomentteja.

NASA halusi pystyä aloittamaan porauksen aikaisin aamulla Marsissa, kun on hyvin kylmää, joten SNC:n oli varmistettava, että vaihdemoottorin sisällä oleva rasva ei jähmettynyt ja pystyi edelleen pyörimään -94 °F:ssa.

SNC tunnetaan todennäköisesti parhaiten Dream Chaser -avaruuslentokoneen rakentamisesta. Se on autonominen avaruusalus, joka lähtee NASA:n kansainväliselle avaruusasemalle kuljettamaan rahtia ja tieteellisiä kokeita.

Durham SNC:n toimisto rakentaa myös Dream Chaserille komponentteja, jotka auttavat sen siipiä avautumaan ja lukittumaan paikoilleen kiertoradalla ja jotka liikuttavat lennonohjauspintoja paluumatkan aikana.

Dream Chaser laskeutuu myös kiitotielle, aivan kuten sukkulat, ja sitä voidaan käyttää uudelleen jopa 15 kertaa.

Laukaisuikkuna avautuu loppuvuodesta 2021. Durham SNC:n toimisto rakentaa myös Dream Chaserille komponentteja, jotka auttavat erityisesti sen siipien leviämistä kiertoradalla.

Alkuperäinen artikkelin lähde: WRAL TechWire