Vědecký závěr z mise Charles 4th

Jádro sondy EVA

Český tým soutěže CanSat Charles 4th prezentuje vědecký výstup své mise, s níž uspěl na evropském finále soutěže CanSat 2019, pořádaném Evropskou kosmickou agenturou ESA. Cílem soutěže je vyrobit sondu o velikosti plechovky od limonády, schopnou podávat informace o svém okolí při sestupu na povrch. Vedle měřeních základních fyzikálních veličin by měla poskytovat informace ze sekundární mise. V článku se dovíte, jaké veličiny měřila sonda týmu Charles 4th a jaké výsledky vyplývají z naměřených hodnot.

Popis mise

Jako misi pro náš CanSat jsme zvolili prozkoumávání planet, které se nacházejí mimo naši Sluneční soustavu. Konkrétně chceme prozkoumávat planety, na kterých by mohly být vhodné podmínky k životu. Náš satelit jsme pojmenovali EVA (Environmental Vocation Architecture) a bude sloužit jako předpřípravná mise před přístáním dražší sondy nebo roveru. Jedním z možných cílů naší mise je planetární soustava TRAPPIST-1, která byla objevena teleskopem TRAPPIST v únoru roku 2017. TRAPPIST-1 se skládá ze sedmi exoplanet, z nichž 3 se nacházejí v pásmu vhodném pro život. Jelikož je námi navržený satelit malý a levný, bylo by možné sestavit rovnou jen tři kopie a ke každé planetě vyslat jeden z nich. Díky velkému množství senzorů a kameře bychom získali velmi cenné informace pro další vědecké mise.

Konečná zpráva týmu Charles 4^th

Při tvorbě našeho satelitu jsme hledali v inspiraci u dalších vědeckých misí.První inspirací byl teleskop TRAPPIST, který pomocí pokročilé spektroskopické analýzy je schopen zjišťoval různé parametry vesmírných objektů jako je například jejich velikost, hmotnost a také vzdálenost od země. Náš satelit disponuje také spektroskopem, který by umožňoval průzkum samotného povrchu planety.

Další inspirací pro nás byla sonda JUICE (Jupiter Icy Moons) od ESA, určená k výzkumu Jupiteru a jeho tří měsíců Ganymedu, Callista a Europy. Ty by potenciálně mohly umožňovat život pod jejich zamrzlým povrchem. Start sondy je naplánován na rok 2022 a přílet k Jupiteru sedm let poté. Jedním z cílů mise bude výzkum atmosféry Jupitera a jeho měsíců. Náš CanSat také zkoumá atmosféru planety, na které přistává, a také její povrch. Naše mise se od JUICE liší v tom, že náš satelit bude na planetě přímo přistávat a JUICE bude kolem planet obíhat. Sestupem získáme data přímo ze samotné atmosféry.

Poslední informací pro náš projekt byla mise Mars Pathfinder od NASA. Mars Pathfinder zahrnoval ve své misi rover s kamerou, která pomohla získat informace z povrchu Marsu. Z prostorových důvodů naše mise nezahrnuje rover a kamera je přidělaná přímo na sestupujícím modulu. Získáme tím tak video ze sestupu včetně informací o povrchu na místě přistání.

Naše mise je důkazem toho, že spoluprací tří na první pohled konkurenčních agentur vznikne úspěšná mise.

Naměřená data

Trajektorie letu EVA

Během letu jsme měřili tato data:

• Teplotu,
• tlak,
• vlhkost vzduchu,
• nadmořskou výšku,
• intenzitu světla,
• UV index,
• GPS pozici,
• koncetraci kyslíku,
• koncetraci CO₂,
• intenzitu jednotlivých vlnových délek,
• video záznam,
• akceleraci,
• natočení k severnímu pólu,
• rotaci satelitu.

Dále jsme pomocí GPS a znalosti nadmořské výšky dokázali vymodelovat trajektorii našeho letu.

V následujících odstavcích se nachází krátký popis těch nejzajímavějších dat z mise.

Monitorování teploty

Díky velkému množství senzorů na měření teploty jsme dokázali monitorovat teplotu jednotlivých částí našeho satelitu. Z grafu si můžeme všimnout, že největší teplota byla naměřena v horní části, kde se nachází výpočetní centrum celého satelitu.

Monitorování teploty jednotlivých částí CanSatu

Koncentrace CO₂

Z měření koncentrace CO₂ si na první pohled můžeme všimnout, že množství CO₂ stoupalo, dokud byl satelit v raketě. Nejspíše je to způsobeno množstvím prachu v raketě a také kouřem, které produkují její motory. Po oddělení satelitu z rakety se naměřené množství CO₂ snížilo, protože kolem satelitu mohl volně proudit vzduch. Z grafu si můžeme všimnout, že selhal jeden ze dvou senzorů, které koncentraci měří. Ovšem díky systému záložních senzorů jsme tuto veličinu byli stále schopni měřit.

Naměřená koncentrace CO₂ ve vzduchu

Spektroskopie

Z naměřených dat spektrometrem si popišme měření ze čtyř zajímavých momentů mise. Prvním bylo měření v průběhu startu, když byl CanSat v raketě. Sonda naměřila malé množství červených vln. Měření je nejspíše ovlivněno odrazem světla od našeho červeného padáku.

Data naměřená spektroskopem v raketě

Z druhého grafu je patrné, že po oddělení od rakety dopadalo na spektroskop přímé sluneční záření, protože je naměřena poměrně vysoká hodnota všech vlnových délek.

Data naměřená spektroskopem po oddělení z rakety

Třetí graf z průběhu sestupu je zajímavý výběžkem červených vln. Z tohoto grafu vypadá, že se náš CanSat nacházel nad červenooranžovým porostem.

Data naměřená spektroskopem při klesání

Poslední graf potvrzuje třetí, protože je zde vidět výrazná převaha červených vln, lze tedy říci, že naše sonda přistála do červenooranžového porostu. Video natočené z našeho letu tento fakt ještě potvrzuje.

Data naměřená spektroskopem po přistání CanSatu

Závěr

Z naměřených dat můžeme konstatovat, že planeta, na které náš satelit přistál, je vhodná k životu, protože se všechny důležité veličiny pro možnost fungování života nacházejí v ideální normě. Kromě toho jsme z videa zjistili, že terén v okolí přistání naší sondy je rovný a porostlý nejrůznějšími rostlinami. Je tudíž ideální pro přistání roveru, který bude zkoumat povrch planety se zaměřením na zde rostoucí rostliny.

Videozáznam celé naší mise