MARS PRESSURIZED VEHICLE

27 marca 2000 roku centrala The Mars Society ogłosiła konkurs na opracowanie konstrukcji analogowego hermetycznego pojazdu załogowego dla misji Mars Direct w roku 2019. Pojazd ten byłby testowany na wyspie Devon w północnej Kanadzie w ramach programu badawczego Flashline Mars Artic Research Station wraz z już istniejącym symulatorem modułu mieszkalnego ? habitatu.

Mars_Pressurized_Vehicle_1-43_ MT_11-2011

Historia projektu

(na podstawie materiałów Mars Society Polska)

Pierwsze zebranie osób zainteresowanych projektem MPV odbyło się 29 kwietnia 2000 roku w Centrum Badań Kosmicznych (CBK) PAN. 31 marca 2000 roku zarejestrowane zostało w Warszawie Mars Society Polska. W ciągu tygodnia ustalono podstawowe założenia dla polskiego projektu MPV. Zostały one zawarte w abstrakcie, który wysłano do centrali The Mars Society jako wstępne zgłoszenie. Prezentację gotowych projektów przewidziano na 13 sierpnia 2000 roku podczas III Konwencji The Mars Society. Intensywne prace trwały przez kilkanaście tygodni. Projekt MPV powoli coraz bardziej się "krystalizował" i ewoluował.

Finałem prac było spotkanie 29 lipca 2000 roku w CBK. Wtedy też połączono w jedną całość wszystkie dotychczasowe rozważania i w ciągu kilku następnych dni ujęto w jeden spójny dokument. Pojazd został dopracowany pod kątem kilku rozwiązań szczegółowych, najbardziej istotnych z punktu widzenia długotrwałego użytkowania go przez załogę misji Mars Direct. Były to: system zasilania, systemy podtrzymywania życia i łączności, technologia kadłuba, system zawieszenia, komfort psychiczny i fizyczny załogi. Dokument wydrukowano i przesłano 3 sierpnia 2000 roku do Kanady na konferencję The Mars Society. Polski projekt MPV został zaprezentowany 13 sierpnia 2000 roku na III Konferencji The Mars Society na politechnice w Toronto w Kanadzie przez dr. Wojciecha Klimkiewicza, Polaka z Chicago (?)Pod koniec listopada 2000 komisja TMS ogłosiła rezultaty.

W konkursie wystartowały 22 zespoły z całego świata. Do finału zakwalifikowało się pięć zespołów, które mogą uzyskać fundusze na realizację.

1. Kanada/USA (MIT) 2. Australia 3. USA 1 (Michigan) 4. Polska 5. USA 2

To był wielki i nieoczekiwany sukces ? w ścisłym finale znalazł się projekt z Polski (jako jedyny z Europy!). Od tego momentu rozpoczęły się intensywne prace nad stworzeniem analogu ? czyli testowego modelu pojazdu w docelowej skali, z niemal identycznym nadwoziem ? choć na standardowym podwoziu terenowej ciężarówki Star 266 pozyskanej od Wojska Polskiego. Równolegle rozpoczęto zaawansowane prace nad innymi podzespołami pojazdu ? manipulatorami, podnośnikiem, układami napędowymi i podtrzymania życia itd.

Polski pojazd marsjański

MPV to hermetyczny pojazd wyprawowy, przeznaczony dla trzech (lub czterech w sytuacji awaryjnej) członków załogi misji Mars Direct. Jego przeznaczeniem jest zapewnienie astronautom bezpieczeństwa osobistego oraz warunków pracy na Marsie w zasięgu min. 400 km od bazy i przez okres minimum 45 dni.

Dane pojazdu MPV:

masa całkowita: 6000 kg
masa własna: 2500 kg
długość całkowita: 7600 mm
szerokość całkowita: 3910 mm
wysokość całkowita: 3200 mm
rozstaw kół: 3610 mm
prześwit: 750 mm
długość kadłuba: 6250 mm
szerokość kadłuba: 2250 mm
wysokość kadłuba: 2150 mm
moc układu zasilania: 40 kW
prędkość maksymalna (po gładkim równym terenie): 30 km/h
zasięg: min. 400 km
autonomiczność: min. 45 dni
załoga: 3 osoby (obsada stała), 4 osoby (sytuacja awaryjna)

Podstawowe kryteria, które obowiązywały podczas opracowywania polskiej koncepcji hermetycznego pojazdu wyprawowego:

1 ? pojazd analogowy musi być maksymalnie zbliżony konstrukcyjnie do rzeczywistego pojazdu użytkowanego w misji Mars Direct; 2 ? pojazd musi być projektowany dla lokalnych warunków terenowych w rejonie lądowania misji Mars Direct; 3 ? pojazd powinien być zoptymalizowany pod kątem zapewnienia maksymalnego bezpieczeństwa dla załogi:

mikrobiologicznego: w świetle ostatnich doniesień o możliwej obecności wody na Marsie nie można wykluczyć możliwości występowania pewnych prymitywnych form ? nieznany jest ich potencjalny wpływ na fizjologię człowieka;
radiologicznego: cienka atmosfera i słabe pole magnetyczne Marsa nie chronią dostatecznie powierzchni przed oddziaływaniem promieniowania kosmicznego i wiatru słonecznego;
mikologicznego: brak dostatecznie dobrych warunków sanitarnych może doprowadzić do rozwoju grzybów i pleśni, które mogą łatwo zmutować i szkodzić zdrowiu, a nawet zagrażać życiu astronautów;
zawiesin i zapylenia wnętrza pojazdu: pył na Marsie odznacza się bardzo małą średnicą cząstek, poza tym jego skład sugeruje, że ma dobre właściwości przewodzące prąd (duża zawartość związków żelaza), co może powodować pylicę płuc astronautów i zwarcia obwodów elektronicznych;

4 ? dwumiesięczna działalność autonomiczna co najmniej trzech członków załogi, w sytuacji awaryjnej zapewnienie transportu czterech (wszystkich członków misji Mars Direct); 5 ? pojazd zostanie wyposażony w integralną śluzę powietrzną. Przyjęto, że pojazd nie będzie posiadał, sugerowanej przez autorów wytycznych, śluzy dla próbek gruntu (co w świetle najnowszych doniesień o wodzie na Czerwonej Planecie okazało się decyzją jak najbardziej zasadną); 6 ? z uwagi na ograniczenia przestrzeni ładunkowej rakiety nośnej w drodze na Marsa pojazd będzie miał podwozie składane pod główną bryłę karoserii, każde z kół będzie sterowane i napędzane osobno, pojazd będzie mógł poruszać się awaryjnie również ze złożonymi kołami jednej z tylnych osi.

Aktualnie polski projekt, podobnie jak pozostałe uczestniczące w finale, jest zawieszony ze względów finansowym ? jednak inne prace (w tym przede wszystkim pozyskiwanie sponsorów i sprzymierzeńców) trwają nadal. Wciąż mamy nadzieję na zakończenie tego projektu sukcesem ? czego życzymy również polskiej ekipie MSP.

Modele MPV

Osobiście spotkałem się z konstruktorami MPV już przed wieloma laty. Prowadzący wówczas projekt Krzysztof Lewandowski zwrócił się do mnie z prośbą o pomoc w usunięciu pewnej usterki modelu prezentacyjnego, który został wykonany w skali 1:20 w nowatorskiej wówczas technologii laserowo utwardzanej żywicy w 3D. Temat był niezwykle ciekawy, do tego trzon ekipy konstruktorskiej pracował na mojej macierzystej uczelni ? Politechnice Wrocławskiej. Niebawem zaczęto również pierwsze przymiarki do projektu modelu kartonowego. Powstało kilka wersji wycinanki różniących się głównie skalą i stopniem skomplikowania.

Model prezentowany w tym artykule należy do średnio trudnych ? jest dostępny do pobrania w pliku PDF bezpośrednio do wydruku. Zaprojektowano go w skali 1:43 (typowej dla wielu modeli samochodów ? będzie można porównać skalę). Niektóre elementy (np. przednie manipulatory) mogą, acz nie muszą, być wykonane jako przestrzenne, ponieważ są również oznaczone na karoserii. Niektóre ze szczegółów (światła przednie i dodatkowe) warto podkleić kartonem grubości 1 mm. Szczegóły dotyczące budowy modelu pokazane są na zdjęciach obok. Starannie wykonany model może być ciekawym reprezentantem ? mało znanej w naszym kraju a docenionej za oceanem - polskiej myśli technicznej. Wykonawcom, którzy zaprezentują dobrze wykonany MPV z dołączonej do artykułu wycinanki na forum MT w czasie do 3 miesięcy od jego publikacji, postaram się przesłać dodatkowy plik ?marsjańskiej? podstawki prezentacyjnej.

Na podstawie tego opracowania można również pokusić się o wykonanie wieloczynnościowego modelu zdalnie sterowanego w skali 1:20. Wówczas każde z kół mogłoby mieć osobne serwo napędowe. Sterowanie kołami można nieco uprościć, tak by wystarczyły do tego tylko 1?2 serwa. Sterowanie rampą, dźwigiem czy manipulatorami jest oczywiście nieco trudniejsze ? jednak również możliwe do realizacji. Jako materiał do budowy karoserii polecałbym raczej coś lekkiego ? balsę lub tekturę ?piwną? 1mm (bardzo ?puchata? ? typowa do wypalania laserowego).

Wykonawców modeli MPV na koniec już tradycyjnie zapraszam do prezentacji swych prac na internetowym forum ?Młodego Technika?.

Warto zobaczyć również:

http://chapters.marssociety.org/polska/mpv/
http://www.marssociety.pl/index.php?view=category&id=4%3Apojazd-mpv&option=com_content&Itemid=13