Neugier die Räder fallen auseinander (und wie können wir es lösen)

Es gibt Löcher im Neugier Räder. Es gab schon immer Löcher – der Rover landete mit zwölf Löcher in jedem Rad bei Rover Navigation bewusst bearbeitet. Aber es jetzt neue Löcher gibt: Löcher, Risse und grausige Tränen.

Die Löcher in der Neugier Räder sind ein wichtiges Anliegen der Mission, die Auswirkungen auf jeden Tag der Mission Operationen und der Wahl des Weges zum Mount scharf geworden. Doch sagen Mission Manager, dass bisher die Zustand der Räder keine Auswirkung auf die Rover-Fähigkeit hat, Martian Gelände zu durchqueren. Wenn die Löcher nicht die Probleme, warum verursachen die Umleitung? Ist der Rad-Schaden eine große Sache, oder nicht?

NASA / JPL / MSSS / Emily Lakdawalla

Ich bin gebeten worden, eine Menge Fragen über die Räder da wir die ersten Rip an Sol 411 bemerkten, und ich viele für Anfragen habe posts speziell auf das Rad beschädigt Problem. Auf den ersten wies ich die Sorgen der Menschen, weil die Mission unbeteiligt schien. Aber innerhalb von ein paar Monaten die Mission begann immer mehr durch einen plötzlichen Anstieg der Rate der Beschädigung alarmiert. Sie mussten bilden ein "Tiger Team" zu verstehen, was mehr als erwartet ausgefallene Schaden verursacht wurde und wie Sie am besten zur Bewältigung des Problems bestimmen. Ihre Arbeit ist noch nicht vorbei, aber das Tiger-Team hatte eine große Review-Meeting am 7. August, und letzte Woche hatte ich eine lange Unterhaltung mit Project Manager Jim Erickson über die Mission Status. Ich bin froh, endlich in der Lage, Ihre Fragen über die Räder.

In diesem Beitrag bin ich dargelegt, um sechs häufig gestellte Fragen zu beantworten:

1. Was ist die Art des Schadens auf die Räder?
2. Was verursacht Schäden an den Rädern?
3. Was ist die zu erwartende Lebensdauer der Räder, und wie endet das Leben?
4. Wie können sie die Lebensdauer der Räder zu verlängern?
5. Warum voraussehen nicht sie dieses Problem?
6. Was sind sie für Mars 2020 verändern?

Die kurze Version der Geschichte: Rad Schaden ist ein ernstes Thema, aber es schränkt die Fähigkeit des Rover derzeit nicht. Die Mission jetzt versteht das Problem und kann es teilweise mildern. Der Rover in der Lage, seine erweiterte Mission zu erfüllen, und wahrscheinlich mehr Mission Erweiterungen gehen auf. Die wichtigsten Auswirkungen der das Rad beschädigt Problem sind, das Fortschreiten der Neugier und die Wege begrenzen, die die Mission wählen kann, um zu erkunden.

Einführung in die Neugier der Räder und Fahrwerk

Unten ist ein Foto von einem Flug-Rad – das ist eines der sechs, die heute auf dem Mars sitzt. Jedes Rad-Reifen wurde aus einem einzigen Block Aluminium gefräst. Es ist 50 Zentimeter im Durchmesser und 40 Zentimeter breit. Es hat Ladeschütze (Stufen), Griffkappe 7,5 Millimeter von der Rad-Haut. Ladeschütze sind 15 Grad voneinander entfernt angeordnet. Im Gegensatz zu Spirit und Opportunity sind der Ladeschütze nicht gerade; Sie haben Chevron Funktionen entwickelt, um seitwärts gleiten zu verhindern.

Die Haut des Rades ist 0,75 Millimeter dick – das Absolute dünnste, das bearbeitet werden kann. Der Ladeschütze bieten strukturelle Festigkeit; die Haut ist für schwimmende des Rovers auf losem Sand. Es ist eine leichte Krone auf das Rad, um es auf den Zeitpunkt der Landung auf dem Mars robuster zu machen (denken Sie daran, dass der Rover auf den Rädern mit keine Lander unter ihnen gelandet). Es gibt ein vertikalen Rand an jeder Kante des Rades, wieder für strukturelle Festigkeit. Gibt es ein weiteres, doppelter Rand befindet sich etwa ein Drittel des Weges in den Reifen, die strukturelle Versteifung an den Rad beugen (Speichen) angeschlossen sind. Ein Abschnitt des Reifens hat eine Reihe von Odometrie Marker gebohrten Löcher hinein, die einen Weg für die Rover Navigations Software, um seine treibende Fortschritt auf weichen Oberflächen zu messen, indem man fotografiert die Spuren zur Verfügung zu stellen. Für Spaß buchstabieren diese Löcher "J-P-L" im Morse-Code.

NASA / JPL / Emily Lakdawalla

Eine Neugier Rad, bevor es an den Rover befestigt und zum Mars, beschriftet mit all seinen Komponenten geflogen wurde.

Hier sind die Teile des Federungssystems Rocker-Drehgestell. Es gibt nur drei Orte wo die Federung ist mit dem Rover-Körper: einen Drehpunkt auf jeder Seite und einer an der Spitze (in der Mitte der differenziellen Bar, die beide Seiten miteinander verbindet). Der lange Arm heißt den Rocker und der Körper am Gelenk verbunden ist. Am vorderen Ende der Wippe wird das Vorderrad. Am hinteren Ende der Wippe wird ein zweiter Arm das Drehgestell genannt. Das Drehgestell trägt die mittleren und hinteren Räder. Eine Rocker-Drehgestell-Suspension-System hält den Rover Körper relativ eben, auch wenn die Räder Hindernisse gleich ihre Höhen klettern. Die Längen der Rocker und Drehgestelle sind teilweise gewählt, um das Gewicht des Rover gleichmäßig auf alle sechs Räder zu verteilen. Hier ist ein großer Erklärer wie die Rocker-Drehgestell-Suspension-System funktioniert.

NASA / JPL / Emily Lakdawalla

Neugier der Räder werden unterstützt durch ein "Rocker-Drehgestell Suspension System." Jede Seite hat zwei Arme (ein Rocker und ein Drehgestell) schwenkbar, miteinander verbunden durch eine differenzierte Bar und Drehpunkt auf der Oberseite des Rovers. Wenn eine Wippe in eine Richtung kippt, bewirkt die Verbindung durch das Differential Wippe Kippen in der gegenüberliegenden Direktor, den Rover Körper relativ Ebene zu halten, auch wenn die Räder große Hindernisse klettern.

Das System wurde entwickelt, um einen erwarteten erstklassigen Mission total Laufwerk Abstand von 10 bis 20 Kilometern zu erreichen. Die Neugier-Räder wurden angepasst, um den gleichen Bodendruck auf dem Mars zu produzieren, die die Mars Exploration Rover-Räder zu tun. In umfangreichen Tests auf der Erde mit einem Gewichts-Mars-Rover, fanden die Ingenieure das System fähig zu überleben intensive Touchdown Szenarien sein. Traverse Tests konzentrierten sich auf das Mobilitätssystem Fahrtüchtigkeit ohne zu rutschen. Er kann Klettern Pisten bis zu 22 Grad auf glatten Untergrund, sondern erfährt erhebliche Schlupf an Steigungen über 10 Grad in kohäsionslose Sand. In der Wüste Prüfung, festgestellt JPL, dass die größeren Räder von der Neugier Mobilitätssystem besser auf Sand zu behandeln, als die Mars Exploration Rover-Räder tun.

1. Was ist die Art des Schadens auf die Räder?

Unten stehend finden Sie eine aktuelle Umfrage des Schadens auf die Räder. Der Schaden nimmt drei Hauptformen: Beulen; Punktionen, wo es aussieht wie etwas nur ein Loch durch die Haut gestoßen; und Tränen. Vergleichen Sie dieses Bild zu einer früheren Umfrage zu sehen, wie sich der Schaden im Laufe der Zeit entwickelt hat.

NASA / JPL / MSSS / Emily Lakdawalla

Neugier hat Sol 708 (3. August 2014) eine Reihe von kurze Fahrten, gefolgt von MAHLI Bildgebung der einzelnen Räder, um ihren Zustand Umfrage durchgeführt. Hier die Bilder sortiert und die Inter Klampe Räume nummeriert die Standorte von bestimmten Marken, Tränen und Punktionen Umfrage erleichtert.

Derzeit ist das meisten beschädigten Rad links-Mitte. Hier ist die Entwicklung des Schadens auf das links-Mitte-Rad im Laufe der Zeit unter die Lupe.

• Die beiden hinteren Räder haben Kratzer und Dellen aber keine Löcher, die ich überall (außer die Odometrie Markierungen) sehen können.
• Auf mittleren und vorderen Rädern die meisten (aber nicht alle) der großen Löcher sind im Mittelteil des Rades – das heißt, sie sind auf der "Krone".
• In einigen Orten haben Löcher und Risse verschmolzen, um sehr große Löcher zu öffnen.
• Soweit ich das beurteilen kann, alle der Haut, die verwendet, um diese Löcher zu füllen noch befestigt und ist in den Reifen projizieren.
• Risse sind in der Regel an den Spitzen der Chevron Features cluster.
• Aber es gibt praktisch keine Schäden an der Haut innerhalb der Odometrie Markierungen, wo Laufpolster näher beieinander liegen.
• Es gibt keine gebrochenen Ladeschütze und keine Spur von Schäden (außer Schrammen) einer Versteifung Felgen.
• Auch auf die meisten beschädigte Räder sehen Sie eindeutig von außen, wo sich die Versteifung Ring befindet, etwa ein Drittel der Art und Weise von der Außenkante. Die Versteifung Ring ist ein Ort der unbeschädigten Rad: über diesen Ring gibt es keine offensichtlichen Schäden an der Haut.
• Es gibt keine allgemeine Änderung in der Form eines der Räder.

2. Was ist die Ursache der Schäden an den Rädern?

Ursprünglich war dies ein Geheimnis. Die Mission hatte einige Schäden an den Rädern erwartet. Die Räder erworben Dellen und Kratzer im Laufe der Zeit, aber sie waren relativ unbeschadet überstanden, bis die erste große Punktion an Sol 411 erschienen. Sie schauen nicht die Räder wieder bis Sol 463, wenn eine große Abzocke geöffnet hatte. Bei einer JPL-Veranstaltung zu Ehren des zweiten Jahrestages der Landung der Moderator fragte Rover Fahrer Matt Heverly was war der schlimmste Sol der Mission für ihn, und er sagte 463. "Als wir diese Bilder sahen, sahen wir ein Loch, das war viel größer als wir erwartet hatten. Dies entsprach nicht alles, was wir in unseren Tests gesehen hatte. Wir wussten nicht, was es verursacht wurde. Wir wussten nicht, ob es fortsetzen wollte." Das war der Moment, sagte er, dass er wusste, dass seine Fahrweise radikal ändern müssen. Aber wie? Sie konnte es herausfinden, bis sie Tests gestartet.

NASA / JPL / MSSS / Damia Bouic

Neugier nahm diese Fotos von ihren Rädern mit der MAHLI Arm montierte Kamera an Sol 463 (24. November 2013) eine große Abzocke über die Löcher der Morse-Code in das linke Vorderrad erschienen ist. Mehrere kleinere Lochung sind sichtbar und das mittlere Rad in dieser Ansicht.

Sie haben getan, auf Erde und Mars jetzt ein Jahr lang testen. Ich gehe nicht in die Details des Tests hier weil ich nicht, diesen Beitrag zu 10.000 Wörter lang sein will. (Für die ganze Geschichte auf der Prüfung musst du warten, bis mein Buch.) Sie verfolgt den Schaden auf zwei Probleme verursacht die Risse und die Einstiche verursachen.

Die Tränen ergeben sich aus Müdigkeit. Sie wissen, wie wenn man einen Metallclip Papier hin und her wiederholt, es schließlich reißt? Nun, wenn die Räder über eine Oberfläche sehr Hard Rock unterwegs sind – mit kein Sand – die dünne Haut der Räder immer wieder beugt. Die Räder wurden entwickelt, um einiges zu biegen und in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Aber die wiederholten biegen und richten der Haut, wodurch es zum Bruch in eine spröde Weise ermüdend ist. Die Biegung passiert nicht (oder nicht so viel passieren) wenn der Boden unter der Rover Gewicht weicht, wie es funktioniert, wenn es die geringste Beschichtung von Sand auf Felsen hat. Es geschieht nur, wenn der Boden völlig unempfindlich gegen die Rover Gewicht ist – hartes Grundgestein. Die Spannungen aus Metallermüdung sind in der Nähe von den Spitzen der Chevron-Funktionen am höchsten und in der Tat eine Menge Tränen scheinen, in der Nähe der Chevron-Funktionen zu initiieren.

Die Einstiche ergeben sich aus Spitzen Felsen – Art. Ich habe gehört, dass eine Menge Snarky Kommentare von Leuten was eine Überraschung ist es, die Spitzen gibt es auf dem Mars Felsen. (Nicht.) Natürlich war die Anwesenheit von Felsen auf dem Mars keine Überraschung für das Team von Neugier; die Räder wurden getestet auf Felsen und Tat gut. Das Vorhandensein von einem spitzen Felsen allein ist nicht ausreichend, um ein Rad zu durchbohren. Sie werden regelmäßig Bilder der Räder sehen, wo eine Rad ist auf einem ziemlich Spitzen Felsen thront und die Rad-Haut hat kein Problem, die Widerstand gegen die Kraft, die spitzen Felsen. Ein weiterer Hinweis, dass Spitze Felsen allein nicht das Problem ist, dass die Hinterräder keine Löcher haben, auch wenn das Gewicht des Rover unter die sechs Räder ausgeglichen ist. Etwas anderes hat zu gehen.

NASA / JPL / MSSS

Eine routinemäßige Rad Umfrage an Sol 631 fand am rechten Hinterrad hoch oben auf einem Spike geformten Felsen fest im Boden verankert. Das Rad Gewicht stützt sich vollständig auf der Rock-Turm, aber das Rad wurde nicht punktiert.

Es stellt sich heraus, dass gibt es mechanische Aspekte des Systems der Mobilität, die aktiv die Räder in spitzen Felsen schieben. Eine Rad kann die Kraft eines Sechstels der Rover Gewicht nach unten auf einem spitzen Felsen widerstehen, aber es kann nicht widerstehen, den Rover Gewicht plus die Kraft, die durch fünf weitere Räder schob das sechste Rad in einen spitzen Stein vermittelt. Die Kräfte sind für die mittleren und vorderen Räder noch schlimmer, als sie für die Hinterräder sind. Schaut man sich das Design des Systems der Rocker-Drehgestell, sehen Sie, dass die Arme, die die mittleren und vorderen Räder unterstützen nach unten abgewinkelt sind. Wenn eine Rad vorne oder in der Mitte auf einem Felsen auflegt und hält der Rest des Rover fahren, übt der Arm eine nach unten gerichtete Kraft auf dem Rad. Aber das Hinterrad nicht erleben, dass dieselben nach unten gerichtete Kraft – es ist hinter dem Arm wie ein fahrbaren Koffer gezogen.

Wieder, allerdings wurden diese Kräfte verstanden, vor Neugier zum Mars gestartet und reichen nicht aus, auf eigene Faust, um die große Stiche verursachen. Wenn die Spitze Felsen bewegen kann, allzu Schubkraft hinter es verschiebt nur die spitzen Felsen auf der einen Seite oder eine andere, oder es kann Unterm Rad Rollen, und das Rad wird es ohne Schaden verwinden. Der Schlüssel zum Rad Punktionen ist unbeweglichspitzen Felsen. Wenn die Spitze Felsen in Ort steckt, teilweise begraben, oder wenn es ein Spitzen wenig intakte Grundgestein ist, dann gibt es nirgendwo zu gehen. Bei der Landung Jubiläumsveranstaltung Rover Fahrer Matt Heverly zeigte ein Video eines Tests wo sie eine geschliffene Metallspitze hatten in den Boden eingelassen, und eine Rad fuhren. Die Spitze durchbohrt das Rad wie ein Can Opener Scheiben in eine Dose. Das gesamte Publikum in seine Zähne gesaugt.

Kein Ort, den wir schon einmal auf dem Mars vor hat diese Art von eingebetteten, spitzen Felsen. "Für den Laien sieht alles gleich, aber es ist nicht," Erickson erzählte mir. "Es ist sehr Hard Rock, die gleichmäßig entfernt untergraben nicht." Und Sie erhalten Ventifacts [Wind erodiert pyramidenförmige Felsen], die sind schärfer als wir möchten und werden, die in den Boden zementiert. Und so wenn Sie fahren über sie, sie nicht aus dem Weg skitter, sie nicht in den Sand gedrückt zu bekommen, sie sind nur etwas, dass Sie das Rad und über zu gehen. [Die Schadensrate] verschlechterte sich deutlich in Richtung Mitte / Ende November... Leider hatten wir in eine Gegend voll von diesen Felsen getrieben. "

3. Was ist die zu erwartende Lebensdauer der Räder, und wie endet das Leben?

Sowohl die Schadensursachen Rad werden verstärkt durch harten Fels mit Spitze Vorsprünge überfahren. Erickson sagte mir, dass wenn sie die Lebensdauer der Räder über diese Art von Substrat getestet, die Nachricht war nicht gut. "Das wirklich schlechte Zeug dauert es nur 8 Kilometer oder so und du kannst das Rad zerstören." Was bedeutet eine "zerstörte" Rad aussehen? Sie sieht man in einem Video, die ich in meinem Blog-Eintrag für Neugier Frauen Tag gebucht, wo Amanda Steffy erklärt, ihre Arbeit als Mitglied der mechanischen Rad-Verschleiß-Tiger-Team. In dem Video hält sie ein Rad, die sie sagt bis hin zum Scheitern getestet wurde:

NASA / JPL

Neugier-Ingenieur Amanda Steffy hält eine Rad, die in JPLs Mars Hof mit dem Äquivalent von vielen Kilometern fahren über schädliche Gelände getestet wurde. Dieses Rad wurde auf Fehler getestet. Es würde immer noch funktionieren, wie ein Rad, aber die scharfen Kanten auf die defekten Teile der Rad Haut kratzen könnte anderen Rad-Strukturen, einschließlich ein Kabelbündel, die am oberen Rand das Rad läuft. Standbilder aus dem Video.

Sie können sehen, dass der Schaden in der Mitte des Rades, wie es auf dem Mars geschieht konzentriert ist. Aber auf diesem Rad haben alle der Ladeschütze schnappte sich den Punkt, dass sie die strukturelle Versteifung Ring, schneiden das Rad fast vollständig auf ihrem Umfang erfüllen. Ein große Streifen Rad Lauffläche ist fast völlig losgelöst vom Rad – es ist nur am seidenen Faden am inneren Rand. Nur das äußere Drittel des Rades ist immer noch die Versteifung Ring und den Rest des Rover beigefügt.

Es ist eine erschreckende Bild noch Odometrie Marker hat nicht offensichtliche Schäden erlitten und die gesamte Versteifung Ring (das ist, wo das Rad tatsächlich an der Nabe legt) ist intakt. In meinen Augen sieht es aus wie es noch wie ein Rad funktionieren könnte. Ich fragte Erickson, ob der Rover noch mit einem Rad in diesem Zustand fahren halten könnte. Er sagte: Ja, es könnte. Aber es einen Haken gibt: "Wenn es flattert hin und her, wie es fährt... es hat das Potenzial, die Struktur Schaben werden und gibt es ein Kabel, das geht auf die Radmotoren, beide fahren und wiederum, die entlang die Stützstrebe läuft."_FITTED Und wenn diese Sache beginnt reiben gegen die Kabel können schlimme Dinge passieren. Kann man kurze [Schaltungen]. Wenn die richtige Menge Dinge miteinander kurzgeschlossen sind, könnte es zurück in den Laufwerkcontroller und beschädigen das, was andere Dinge als ein bestimmtes Rad steuert: die Antenne, die HGA und alle anderen Teile, die verschieben oder drehen. " Das klingt genau wie Chinas Yutu Rover auf dem Mond ist fehlgeschlagen. Das wäre schlecht.

Die gute Nachricht ist, dass eine bessere Auswahl an Terrain erwartete Rad Lebenszeit erheblich verlängern kann. Erickson sagte mir, dass sie Räder auf den unterschiedlichsten Terrains getestet, und kam mit der folgenden Lebenszeiten. Denken Sie daran, die diese vorsichtigen Schätzungen sind da gab es keine Rover Fahrer arbeiten um Spitzen Felsen zu lenken – dies übernimmt blind über die schlimmsten Felsen fahren.

• Fundament mit vielen Felsen: ~ 8 km
• Viele Felsen, nicht auf Grundgestein: 13-14 Kilometer
• Fundament mit wenigen Felsen (denken Sie Steinplatten): 30-40 Kilometer oder mehr
• Glatt oder sandig, mit wenigen oder keinen Felsen: unbestimmt (verursacht keine Schäden)

Egal, die Schäden an den Rädern, sie weiterhin funktionieren fast so weit über alle Arten von Gelände als unberührte Räder tun, bis eine große Anzahl von Ladeschütze brechen begann. (Keine Ladeschütze auf dem Mars noch gebrochen haben.) Anfallenden Schäden nicht haben erhebliche Auswirkungen auf die Fähigkeit des Rover, jede Art von Martian Gelände zu durchqueren – sogar Sand – seit einiger Zeit.

4. wie können sie die Lebensdauer der Räder?

Sie können nicht zum Mars gehen und schalten Sie die Räder. Glücklicherweise haben sie mehrere Möglichkeiten, um die Rate zu reduzieren, bei der die Räder Schäden ansammeln, identifiziert.

Mehr vernünftig fahren. Rover Fahrer vermeiden jeden spitzen Felsen, die sie rund um Steuern können. Dies hilft nur die ersten 10 oder 20 Meter eines Laufwerks, wo sie kleinere potenziell gefährliche Felsen zu sehen. Auf gefährlichen Terrain erlaubt kürzere Antriebe, viele potenziell Rad-schädigenden Felsen zu vermeiden.

Rückwärts fahren. Wenn sie sich den Rover um drehen, werden die Rover mittleren und vorderen Räder hinter ihren Stützarmen, anstatt nach vorne geschoben wird gezogen. Und der Winkel der Studienarm mit Drehgestell, die der Rover Hinterrad hält ist, dass es nicht die gleiche Art der nach unten gerichtete Kräfte, die die vorderen und mittleren Räder zu tun erfährt, wenn der Rover nach vorne treibt. Heverly zeigte ein Video, aufgenommen in den JPL-Mars-Hof, ein Test-Rad wird über geschliffene Metallspitze der Rover rückwärts fahren mit dem Rad gefahren war nur verbeult, nicht punktiert.

Es gibt eine Kosten für rückwärts fahren. Am Ende der einzelnen Laufwerke müssen sie sich nach vorne stellen um Bilder vom Pfad für die Planung zu erwerben. Sie können nicht die Bilder nehmen, während Sie nach hinten, weil RTG und Antennen auf dem Rover Achterdeck den Blick von den Kameras auf den Mast verdecken. Sie müssen also um rückwärts zu fahren, biegen im Ort, dann fahren und dann im Ort wieder. Jede Runde im Ort setzt etwa 6 Meter auf dem Rover Rädern oder 12 Meter für den Antrieb. Für kurze Fahrten (das ist, was sie im schlechten Gelände), dies kann sich schnell summieren. Die Treiber müssen die Kosten von zunehmender Fahrt Entfernung gegen die potenziellen Einsparungen an die Räder der rückwärts fahren zu wiegen. Fahren deshalb nach hinten auf lange "blind" Laufwerke, wo die Fahrer um kleinere Felsen Lenkung sind nicht, die wertvollsten.

Langfristige Planung der Fahrt-Routen, die in erster Linie glatt oder sandigen Gelände durchqueren. Da Rad Schaden tritt nicht auf, wenn Sand durchqueren, plant die Mission nun Fahrt-Routen, die sandigen Gelände durchqueren. In den vergangenen Monaten haben Mission Geologen nicht nur hochauflösende Fotos, sondern auch Spektraldaten von CRISM und thermische Trägheit Daten von THEMIS verwendet, um Karten der verschiedenen Oberflächen entlang der Region zwischen Neugier und Murray Buttes zu entwickeln. Sie haben ihre Terrain-Typen aus dem Orbit auf Muster der Abnutzung der Schleifscheibe auf der Oberfläche beobachtet abgebildet und ermittelten spezifischen Terrain-Typen, die die geringste Gefahr für die Rover-Räder verglichen. Dann sitzen die Wissenschaftler mit der Rover-Planer helfen die Rover-Planer Routen wählen, die Neugier des künftigen Weg in Richtung mehr gutartigen Gelände darauf abzielen wird.

Sie diese Methoden auf dem Weg zwischen dem Kimberley und Hidden Valley angewendet und haben gezeigt, dass Wissenschaftler erfolgreich Bahndaten verwenden können, um die Gefahr vorauszusagen, das Gelände zu beobachten, die Typen an die Räder zu stellen. Sie haben auch gezeigt, dass sie konsequent die Gefahr overpredict – das heißt, ihre Gefahr Schätzungen sind konservativ. Zum Beispiel beabstandet Erickson sagte mir, das einige "rote" Gelände, dass sie (die schlechteste Art, Grundgestein plus viele Felsen) durchquert haben Steine herausgestellt hat weit genug, dass Rover, den Treiber um sie herum lenken können Minderung der Gefahr. Es ist eine spektakuläre Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern und Ingenieuren. Mit klugen Gelände Wahl schlug Erickson sie 30 bis 50 Kilometer gehen konnten, bevor Sie erfahren Rad scheitern. Und der höhere Anteil der Zeit verbrachte auf Sand, desto besser. Sie können sehen, warum es lohnt sich versucht, sandigen Gelände wie das in Hidden Valley, überqueren, auch wenn sie einige Radschlupf erleben – diese Art von Terrain "frei" im Hinblick auf die Abnutzung der Schleifscheibe. Erickson zeigte sich zuversichtlich, basierend auf der Arbeit bis heute, dass Neugier seine erste Mission-Erweiterung ohne Rad Ausfall erledigen konnte, auch wenn sie im schlimmsten möglichen Gelände fuhren. Dadurch, dass wählerisch Gelände, können sie deutlich länger überleben.

Ändern, fahren Software reduzieren die Kräfte durch Auflegen auf spitzen Felsen Räder erlebt. Dieser wurde noch nicht implementiert, aber Erickson erzählte mir, dass sie versuchen, zum entwickeln und testen einige Software-Updates rechtzeitig vor dem nächsten Rover Software-Update für Dezember oder Januar geplant. Der Rover spürt Rad Strömungen, so dass es spürt, wenn eine Rad steckt. Die Schäden kann auch durch die Tatsache verstärkt werden, verlangt die Software alle sechs Räder, mit einer konstanten Geschwindigkeit zu drehen, obwohl eine Hindernis Klettern Rad einen längeren Weg als ein flaches Gelände durchqueren Reisen hat. Durch die Implementierung "smart Controller" auf dem aktuellen Rad und so dass Rad Drehzahlen, intelligent, gefühlte Zustand variieren, möglicherweise sie den Schaden zu mindern.

Die NASA hat eine lange Geschichte umzuschreiben Software ermöglichen Tiefe Sonde zu tun, was sie vorher nicht konnte; Erickson arbeitete an Galileo und der Software-Entwicklung, die nötig war, um die Mission zu retten, nachdem seine High-Gain-Antenne ist fehlgeschlagen. Aber Neugier, Erickson sagte, ist viel mehr programmierbar als früheren Missionen, wirklich ein "Software-defined Raumschiff." Er sagte, "Es gibt viele Dinge, die wir in der Software, insbesondere nichts zu tun mit Steuerung von Motoren ändern können." Die Flexibilität der Neugier der Software ist ein Problem, manchmal natürlich gewesen, da die Mission Komplexität hinzugefügt. "Je komplizierter die Software, desto wahrscheinlicher werden Sie nicht bekommen alles perfekt. Sie erhalten Überraschungen. Sowohl bei der Entwicklung/Test und im Betrieb. Auch, wie es reagiert auf das Flash-scheitern an Sol 200 war eine Überraschung, und wir weiterhin überrascht." Aber das ist eine Situation, wo die Flexibilität hilft, so dass sie die Art und Weise umgestalten der Rover arbeitet als Reaktion auf eine potenziell Mission Ende Gefahr, die sie nie gedacht hätten.

5. Warum voraussehen nicht sie dieses Problem?

Es waren mehrere Faktoren, die trieb sie die Räder möglichst leicht zu gestalten wie möglich. Die Größe der Räder bedeutet, dass sehr leichte Designänderungen eine erhebliche Menge an Masse hinzufügen. Ein Millimeter Dicke Rad aufsteigend würde 10 Kilogramm Gesamtmasse der Rover hinzufügen. Aber total System Masse war nicht die einzige Einschränkung. Erickson erklärte, dass eine wesentliche Einschränkung von einem schwierigen Moment nacheinander die Landung im Moment, die die Räder bereitgestellt, während die Rover aus den Zaum unter der Bühne Abstieg ausgesetzt war, entstanden. Plötzlicher Abfall der Räder vermittelt erhebliche Kräfte auf die Mobilitätssystem und reduzierte Rad Masse so gering wie möglich zu halten, die Kräfte zu überschaubar sind. Gab es andere Faktoren, die es wichtig, Rad Masse gering zu halten.

So mussten die Räder so leicht wie möglich sein und trotzdem in der Lage, ihre Arbeit zu tun, sondern wie ihre Arbeit: "Wir missverstanden, was Mars war," Erickson sagte. " "Stark zementierte Ventifacts sind nicht etwas, das wir auf dem Mars vor sah." Sie entwarfen Neugier zu behandeln alle Herausforderungen, die Spirit und Opportunity erlebt hatte, vor allem sand, welche Neugier Traversen deutlich besser als ihre Vorgänger. "Dieses Fahrzeug ist in der Lage, sich aus Situationen, die MER konnte nicht; Es hat mehr Auftrieb als MER hatte mit einer erheblichen Marge." Sie entwarfen Neugier Sandfallen, flachen Untergrund und Felsen thront auf Sand Landschaften gesehen von der vorherigen Landers umzugehen. Sie vorstellen nicht nur die Möglichkeit, die eigenartige und nie zuvor gesehene Geländeart, die sie im Gale Krater gefunden. "Es gibt [Orte] auf der Erde, die diese scharfe Ventifacts haben aber wir hatte nicht gesehen, wie sie auf dem Mars und testen wir nicht gegen sie", sagte Erickson.

6. Was sind sie für Mars 2020 verändern?

Erickson keinen spezifischen Einblick, wie das Raddesign für die Mission 2020 geändert wird, weil er nicht unmittelbar beteiligt ist; aber das Design ist auf jeden Fall verändert. Erickson sagte, dass sie bereits mehrere Lösungen entwickelt und sind nun dabei zu versuchen, die beste Lösung herauszufinden.

Ich persönlich glaube, dass es auch anders geht, dass Mars 2020 diese Art von Problem, neben der Neugestaltung der Räder verhindern kann. Das heißt: Wählen Sie einen Landeplatz, wo sie interessante Felsen Ziele innerhalb der Landung Ellipse erreichen können, anstatt aus der Ellipse rove um gute Ziele zu finden. Angesichts der Tatsache, dass Neugier nur seine Landung Ellipse am Ende der Mission der Prime verlassen, denke ich, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft, die Teilnahme an der Mars-2020 Landung Standortwahl wird einen höheren Wert wird auf Landeplätze mit-Ellipse Wissenschaft. Gab es bereits starke Fürsprecher für nicht-Go-to Sites im Auswahlprozess Neugier Landung Seite; Sie fühlen sich bestätigt und ermutigt durch die Neugier Herausforderungen. Es würde die Landung Website Entscheidungen zu begrenzen, und ich bin sicher, es wird viel diskutiert über die wissenschaftlichen vor-und Nachteile. Aber dank der Arbeit von den vier modernen Mars-Orbiter, wir wissen viel mehr über den Mars als wir damals, als Neugier der Landeplätze wurden ausgewählt, und ich glaube, dass die Gemeinschaft eine überzeugende Landeplatz für Mars 2020, die nicht ganz so viel fahren finden kann, um die Felsen von Interesse zu erreichen erfordert.

Am Ende fragte ich Erickson, das Rad-Problem in Zusammenhang mit seiner Erfahrung auf vielen anderen Missionen zu bringen. Er sagte, dass das Problem der Schäden an Neugier die Räder auf jeden Fall einen signifikanten Einfluss auf die Mission hatte, und zum Vergleich das Rad Scheitern auf Geist, erwähnt wenn sie ziehen das rechte Vorderrad dahinter und ausschließlich rückwärts fahren mussten. Aber die Neugier-Problem ist nicht so schlimm wie des Geistes, weil Neugier kein weniger mobil ist als es vorher war. Sie können Rad Schaden zu akzeptieren, wenn sie den wissenschaftlichen Wert sich lohnen zu bestimmen. So während des Geistes Mobilitätsprobleme den Umfang begrenzt dessen, was der Rover tun könnte, die Neugier Mobilitätsprobleme nicht – zumindest nicht direkt. Die größte Wirkung des Rades Schaden Problems soll die Mission verlangsamen. Und das ist, was wie viel Neugier zu begrenzen vollbringt. Durch eine Reise nicht so schnell, und durch ihren Pfad Auswahl einschränken müssen die Höhe der Exploration, die sie tun können, ist unbedingt weniger als wenn sie könnten über das Grundgestein erlauchten gehen werden Aufschlüsse an.

Die verlangsamte Tempo der Mission ist frustrierend, aber das ist wie es ist. Die gute Nachricht ist, dass die Mission ging von überrascht und über unerklärliche Schäden zu einem vollen Verständnis bestürzt, was den Schaden verursacht, und was sie tun müssen, um zu verhindern, dass den Rad Schaden vorzeitig, die Mission zu beenden. "Es ist nur eine von diesen Fällen wo Mars wird uns einen neuer Deal geben, und wir gehen zu müssen, die Karten spielen, die wir erhalten, die nicht die, die wir wollen," sagte Erickson. Die verlangsamte Tempo verzögert ihre Ankunft am Mount Sharp, aber sie wollen dorthin, und die Wissenschaft wird gut sein, Erickson sagte. "Unser ganzes Ziel im Leben ist es, eine Reihe von Instrumenten, die guten Sachen zu bringen. Im Moment wir von Restaurant zu Restaurant fahren. Aber wir sind dabei, um ein Sammelsurium zu bekommen. Wir haben eine Menge Dinge von dort abholen. Statt mit dem Auto von Ort zu Ort, gehen wir zur Deckung vor und Molchen zu starten." Wir erwarten viel mehr Bohren – und viel mehr in-Situ-Wissenschaft – einst Neugier zart Räder schließlich bringen sie zu den Felsen von Mount Sharp.

Wir können schon da sein. Neugier ist diese Woche in einen Felsen Bohren, die Mission der Geologen als einer zugeordnet haben, die Teil der basalen Einheiten des Mount Sharp sein kann. Wenn ja, es das erste wäre solche Felsen die Neugier gesehen hat – und der Beginn der Wissenschaft, die speziell die Neugier zum Landeplatz im Gale Krater gebracht.

Dieser Beitrag wurde geschrieben von Emily Lakdawalla und erschien zuerst auf der Planetary Society Website. Es ist mit freundlicher Genehmigung veröffentlicht.

Emily Lakdawalla ist ein leidenschaftlicher Verfechter für die Erforschung der alle Welten des Sonnensystems. Durch Blogs, Fotos, Videos, Podcasts, gedruckte Artikel, Twitter und anderen Medium können sie ihre Hand zu setzen, teilt Emily das Abenteuer der Erforschung des Weltraums mit der Welt. Sie hält einen Bachelor-Abschluss in Geologie von Amherst College und einen Master Of Science in planetaren Geologie an der Brown University. Sie können hier auf Twitter folgen.

Die Planetary Society hat Millionen von Menschen in andere Welten zu erkunden und suchen andere Leben inspiriert. Heute macht seine Mitgliederzahlen der nichtstaatlichen Planetary Society der größte Raum-Interessengemeinschaft der Welt. Carl Sagan, Bruce Murray und Louis Friedman gegründet die Planetary Society im Jahr 1980. Bill Nye, lange Zeit Mitglied des Vorstandes der Planetary Society, dient als CEO. Sie können die Gesellschaft auf Twitter folgen.