La Mars Climate Orbiter (MQO) i la importància dels sistemes d’unitats
Carregat el dijous, d’agost 07, 2014, dins Astronomia, Didàctics, Divulgació Científica, Experiments, Lectures Científiques
0
http://ca.wikipedia.org/wiki/Mars_Climate_Orbiter
La Mars Climate Orbiter (MQO) va ser una sonda de la NASA llançada des Cap Canaveral el dia 11 de desembre de 1998 per un coet Delta II 7425 i va arribar a Mart el 23 de setembre de 1999, després d'un viatge de 9 mesos i mig. Aquesta missió va ser anteriorment denominada Mars Surveyor '98 Orbiter .
Concepció artística de la Mars Climate Orbiter.
Era la segona nau espacial del programa Mars Surveyor '98 , l'altra nau era la Mars Polar Lander.
Les dues sondes van ser llançades per separat, encara que formaven una única missió amb la finalitat d'estudiar el clima de Mart. L'objectiu principal era estudiar les variables atmosfèriques, com a complement a les missions Mars Global Surveyor i Mars Exploration Rover, amb preocupacions més geològiques. Havien estudiar el aigua i el diòxid de carboni, entendre com s'acumulen, la seva interacció entre l'atmosfera i la superfície, i obtenir evidències de com va ser el passat climàtic i com serà el seu futur.
La missió estava programada per durar un any marcià, equivalent a aproximadament dos anys terrestres. A part de la seva missió científica, la MCO també anava a servir de relé per a la transmissió de dades cap a la Terra per a la Mars Polar Lander que havia posar-se en la superfície marciana pocs dies abans d'arribar a Mart, el 3 de desembre de 1999 i també per als Mars Exploration Rover.
La Mars Climate Orbiter es va destruir a causa d'un error de navegació, consistent en què l'equip de control a la Terra feia ús del Sistema Anglosaxó d'Unitats per calcular els paràmetres d'inserció i va enviar les dades a la nau, que realitzava els càlculs amb el sistema mètric decimal. Així, cada encesa dels motors hauria modificat la velocitat de la sonda d'una manera no prevista i després de mesos de vol l'error s'havia anat acumulant. Durant els últims dies de vol, conforme la gravetat de Mart tenia una creixent influència, es va observar que la sonda s'apartava cada vegada més de la trajectòria prevista i s'apropava més i més al planeta, cosa que hauria estat impossible si s'haguessin tingut en compte bé tots els factors. Finalment la sonda va passar sobre Mart a només 57 km d'altura, en lloc dels 140-150 previstos, quedant destruïda per la fricció amb l'atmosfera del planeta.
Segons la revista IEEE Spectrum la fallada té arrels en la pròpia gestió de seguretat, ja que durant mesos els controladors es van adonar que hi havia alguna cosa anòmal amb la trajectòria de la sonda, que requeria més correccions de les habituals. Els controladors van intentar obrir una investigació sobre això, que hauria estat rebutjada pels responsables del projecte. Per la seva banda, els gerents es van excusar afirmant que no havien rebut una sol·licitud formal d'investigació. També es diu que va ser un error de conversió de milles angleses a quilòmetres. Si és així, el fracàs d'aquesta missió es va deure a un error humà realment lamentable.
La nau
La nau tenia forma de caixa, construïda d'alumini de niu d'abella. La nau mesura 2,1 m d'alçada i 1,6 m de llarg. La nau té doble mòdul, un equipament i un altre de propulsió. El mòdul d'equipament es munta a la part superior i conté els equips electrònics, a la part exterior es munta els experiments, l'antena UHF, la caixa de la bateria, i les càmeres de estrelles. El mòdul de propulsió es munta a la part inferior i conté els sistemes de propulsió, amb motors i tancs de combustible. A més es munta també una antena parabòlica d'alt guany de 1,3 m de diàmetre, i els panells solars amb una superfície de 11m2, muntada a la part exterior de la nave. La nau pesa en el llançament 629kg, dels quals 338kg és de propel·lent (gas propulsor), i només la nau 338kg.
Per obtenir electricitat, es va usar 3 panells solars, cadascun amb 5,5 m de llarg, i junts 11m, amb cèl·lules de arseniür de gal·li, i podien generar 1000W a la Terra i 500W en Mart. L’electricitat anava acumulada en una bateria de NiH2 per al seu ús en la foscor i càrregues de màxima potència. La propulsió feia servir un motor principal de 640N, 4 motors de 22,4 N i 5 de 0,9 N per a l’actitud. El dipòsit de propel·lent era hidrazina (N2H4) i tetròxid de dinitrogen (N2O4) amb una massa de 338kg. .El control de temperatura es va aconseguir de forma passiva mitjançant l'ús de persianes per controlar la temperatura interna, revestiments Kapton tèrmics, multi-mantes aïllants, pintura, i radiadors. La nau aquesta estabilitzada en tres eixos de 1,5 mrad per 1 si 3 mrad per 3s.
El control d'actitud es va determinar usant 2 càmeres d'estrelles, amb un catàleg d'estrelles, sensors de Sol, rodes de reacció, i una unitat de mesura inercial. Les telecomunicacions es feien en banda X, usant un transponedor Cassini, un amplificador d'estat sòlid de 15W.Los components d'aquest sistema usava una antena parabòlica d'alt guany de 1,3 m de diàmetre, una antena de mitja guany per transmetre i una altra de baixa guany per recepció .Un antena UHF de 10W s'usa per les comunicacions amb el Mars Polar Lander en doble via. El control de la nau es feia mitjançant l'ús d'un processador RAD6000 de 32 bits, utilitzant més targetes electròniques (C & DH), també s'usa un programari de vol amb nombroses aplicacions, i soluciona , comprimeix, etc. La memòria interna de la nau és de 128MB per a emmagatzematge de dades.
Qüestions
1. Per què la Mars Climate es va desviar de la ruta prevista?
2. Quin va ser el motiu pel qual la Mars Climate finalment va quedar destruïda?
3. Problema d’Unitats: El dia 7 d’agost de 2013 un grup de tècnics especialitzats en la nau Curiosity celebra que la nau fa un any que va aterrar amb èxit a Mart. Durant aquest temps ha recorregut una distància aproximada d’1,7 km, però ells no mesuren en km sinó en milles.
a. Quantes milles ha recorregut la Curiosity en un any? I quantes llegües? (1 milla equival, arrodonint les unitats, a 1,6 km i 1 llegua són tres milles)
b. Per celebrar l’aniversari de l’arribada de la nau Curiosity a Mart el grup de tècnics se’n va a una terrassa d’un bar i demana 12 pintes, Una pinta (pt) als EUA equival a 550, 6 mL i a UK una pinta equival a 568,2 mL. Quants galons estaran demanant-li al cambrer? Tingues en compte que el cambrer pot ser americà o anglès i que un galó equival a 4 quarts o, el que és el mateix, 8 pintes. Si valgués el mateix una pinta anglesa que una pinta americana, on surt més a compte prendre cervesa per part del client? A Londres o a Nova York?
[Document imprimible]: Lectures científiques: la Mars Climate Orbiter i la importància dels sistemes d'unitats
(Edició: 07/08/13)
Entrades
