Марсоход Curiosity цели, задачи, новые открытия и планы

Почему марсоход так назвали?

Проект получил известность отчасти благодаря оригинальному названию. Упоминание Curiosity в СМИ привлекло внимание многих людей, даже вдали от космоса. Название было выбрано из вариантов, предложенных школьниками в США в 2009 году. Среди них были отобраны самые интересные, и на заключительном этапе было проведено открытое голосование через Интернет.

Любопытство (Curiosity) в переводе на русский язык означает «Любопытство» или «Любопытство». Он отражает интерес всего человечества к Красной планете, на которой теоретически могла существовать жизнь. Название Curiosity в конечном итоге попало в такие варианты, как Adveture Journey, Wonder Wonder, Sunrise Sunrise, Pursuit Aspiration и многие другие.

Рискованная посадка

Запущенный с мыса Канаверал, штат Флорида, 26 ноября 2011 года, марсоход прибыл на Марс 6 августа 2012 года после опасной и сложной посадки, которую НАСА окрестило «Семью минутами ужаса». Из-за большого веса Curiosity НАСА пришло к выводу, что предыдущий метод, использованный для посадки марсохода на Красную планету, скорее всего, не сработал бы. Вместо этого корабль совершил чрезвычайно сложную последовательность маневров, прежде чем выйти на поверхность.

После входа в атмосферу Марса и по окончании «огненной» фазы приземления был запущен сверхзвуковой парашют для замедления скорости космического корабля. Представители НАСА заявили, что парашют должен выдерживать силу в 29 480 кг, чтобы снизить скорость падения космического корабля на поверхность.

Под парашютом MSL сбросил нижнюю часть теплозащитного экрана, чтобы использовать радар для определения его высоты. Парашют мог только снизить скорость MSL до 322 км / ч, что было бы слишком много для успешного приземления. Для решения этой проблемы инженеры спроектировали конструкцию, запускающую парашют, и использовали ракетные двигатели в заключительной части полета.

Посадочный модуль MSL был развернут на высоте примерно 18 метров над поверхностью Марса. Он спустил марсоход на поверхность, удерживая его позиции ракетными двигателями на 6-метровых тросах. Спускаясь со скоростью 2,4 км / ч, MSL мягко коснулась поверхности кратера Гейла. Примерно в это же время спускаемый аппарат оборвал соединение и вылетел боком, врезавшись в поверхность.

Годы четвертый и пятый: живые реки

К этому времени Curiosity просверлила дюжину отверстий, оставив на своем пути следы идеально круглой формы размером 1,6 сантиметра, которые однажды обозначат туристический маршрут, посвященный его экспедиции. Электромагнитный механизм, который заставлял сверло совершать до 1800 ударов в минуту по самой твердой породе, вышел из строя. Однако изученные обнажения глин и кристаллов гематита, слои силикатных шпатов и обводненные каналы выявили уже безошибочный образ: когда-то кратер был озером, в которое спускалась дельта разветвленной реки.

Камеры Curiosity теперь открывались на склонах горы Шарп, сам вид которых не оставлял сомнений в их осадочном происхождении. Слой за слоем в течение сотен миллионов лет вода уходила, а затем отступала, откладывая камни и позволяя себе разрушаться в центре кратера, пока не исчезла, собирая всю вершину. «Там, где сейчас находится гора, когда-то был бассейн, полный воды», — объяснил Джон Грётцингер. Озеро стратифицировано по высоте: условия на мелководье и на глубине различались как по температуре, так и по составу. Теоретически это могло создать условия для развития различных реакций и даже микробных форм.

Цвета на 3D-модели кратера Гейла соответствуют высоте. В центре находится гора Эолида (Aeolis Mons, 01), которая возвышается на 5,5 км над одноименной равниной (Aeolis Palus, 02) на дне кратера. Следует отметить высадку Curiosity (03), а также долину Фарах (Farah Vallis, 04), один из предполагаемых каналов древних рек, впадающих в озеро, которое теперь исчезло.

Curiosity сфотографирует небо и Землю

Основная камера Curiosity называется Mastcam и имеет максимальную диафрагму f / 8 и фокусное расстояние 34 мм, что эквивалентно 115 мм для 35-мм пленки (дополнительную информацию о камере см. В dpReview). Как и процессор устройства, сенсор камеры кажется устаревшим по сегодняшним меркам — его разрешение составляет всего два мегапикселя. Системы Curiosity были разработаны в 2004 году, когда марсоход находился на ранней стадии разработки, поэтому 2-мегапиксельная камера считалась неплохой. Что делать: устройство с десятилетним циклом разработки просто не успевает за прогрессом. Однако невысокое разрешение матрицы не проблема. В отличие от фотографов-людей, марсоход является автономным штативом и может снимать несколько одинаковых изображений с разной выдержкой и по этой причине улучшать качество изображения.

В 2010 году приглашенный в команду Curiosity режиссер Джеймс Кэмерон попытался продвинуть идею замены камеры на более современную, с зумом и возможностью делать стереоизображения. Пламенная речь Кэмерона о том, как красиво было бы смотреть на Марс, как будто своими глазами, возможно, он коснулся направления НАСА, но недостаточно, чтобы принять приключение в последний момент: до запуска было слишком мало времени, чтобы сделать что-то снова.

Помимо марсианских пейзажей Curiosity сфотографирует звездное небо и, конечно же, Землю. С Марса наша планета будет выглядеть как маленькая точка в небе, как сам Марс с Земли (например, вы можете увидеть фотографии, сделанные другими марсианскими аппаратами). Сложно конкурировать с фотографией, сделанной командой Аполлона-8 в 1968 году с орбиты Луны.

Задачи и цели миссии

Создание Марсианской научной лаборатории потребовало объединения многих ученых со всего мира. На нее возлагались большие надежды. Основной и глобальной целью миссии был поиск признаков жизни на Марсе или следов ее существования в прошлом. Ученые планировали ответить на этот вопрос, выделив более четкие и понятные цели:

• Исследование климата Марса.
• Получите больше данных по геологии.
• Планирование возможной высадки человека.

Вышеперечисленные задачи, в свою очередь, были разделены на несколько задач, с учетом которых марсоход Curiosity проектировался с самого начала:

• Минералогический анализ почвы Красной планеты.
• Ищите различные биологические процессы или их следы.
• Оценка состояния марсианской атмосферы и перспектив ее изменения.
• Исследование воды и определение ее состояния.
• Изучение радиоактивного излучения.

На многие вопросы отвечают анализы почв в разных местах: на холмах, в кратерах, на равнинах. Проще говоря, ученые хотят понять, как сформировалась геология, существующая на Марсе, как почва и камни появились на поверхности планеты.

Инструменты для поиска признаков жизни

У марсохода есть несколько инструментов для поиска жизни. Среди них есть устройство, которое бомбардирует поверхность планеты нейтронами, которые замедлятся при столкновении с атомами водорода, одним из элементов, составляющих воду.

Двухметровый внешний манипулятор Curiosity может собирать образцы с поверхности, анализировать их, обнаруживать содержащиеся в них газы и изучать их для получения информации о том, как формировались марсианские породы и почва.

Инструмент анализа образцов, если он обнаружит доказательства органического материала, сможет перепроверить находку. На передней панели Curiosity, под алюминиевыми крышками, находится несколько керамических блоков, заполненных искусственными органическими соединениями.

Curiosity может проткнуть один из этих блоков и поместить образец в печь, чтобы измерить его состав. Таким образом, исследователи поймут, соответствуют ли признаки присутствия органического вещества, обнаруженные на Марсе, тем признакам органического вещества, которые получены при нагревании образцов, нанесенных на марсоход на Земле. Если признаки совпадают, ученые, вероятно, подумают, что они были вызваны организмами, которые прилетели на Марс с Земли без билета.

Камеры с высоким разрешением на марсоходе делают фотографии во время движения транспортного средства, предоставляя ученым визуальную информацию, которая позволяет им сравнивать условия на Марсе с окружающей средой на Земле.

В сентябре 2014 года марсоход прибыл к своему научному пункту назначения — горе Шарп (Aeolis Mons). Curiosity начал внимательно изучать слои на склоне, когда начал подниматься на гору. Его целью было понять, как климат Марса изменился с влажного в далеком прошлом на более сухой и кислый сегодня.

Место посадки

Выбор места посадки пал на кратер Гейла диаметром 154 км, названный в честь ученого Уолтера Гейла. Отличительной особенностью от остальных кратеров является низкое по отношению к местности низкое дно, расположенное внутри кратера горы Шарп. Автономная лаборатория приземлилась на поверхность Красной планеты 6 августа 2012 года. Произошла мягкая посадка без существенных отклонений от самолета, поэтому марсоход смог практически сразу приступить к работе.

Как это было?

Curiosity был запущен 26 ноября 2011 года с мыса Канаверал в США. В качестве носителя использовалась двухступенчатая ракета фирмы ULA, оснащенная российским двигателем РД-180.

Во время полета к Марсу станция работала, фиксируя уровень радиации и определяя солнечные вспышки. Поскольку Curiosity был больше и тяжелее, чем предыдущие независимые станции Spirit и Opportunity, безопасный спуск был трудным. В разреженной атмосфере Марса парашюты обеспечивают недостаточное аэродинамическое торможение.
В результате для марсохода Curiosity они разработали собственный метод точного входа в атмосферу. Спуск и посадка происходили в аэродинамическом модуле, от которого постепенно отключались отработанные элементы. Всего было 6 конфигураций аппарата, сработало более 70 пиротехнических устройств. При спуске на высоту 1,8 км использовались вспомогательные ракетные двигатели для торможения и балансировки. Да и сам марсоход запускался на тросах.

Команда Curiosity предпочитает Mac

Среди других вопросов, заданных на Reddit, кто-то спросил о компьютерах, используемых участниками миссии. Ответ: «В этой комнате двенадцать маков и три ПК» (на 14 человек). С одной стороны, это явно не говорит нам о том, что все четыреста участников предпочитают Mac, но пропорции таковы, что нет никаких сомнений: продукты Apple высоко ценятся НАСА.

Beagle – 2 – еще одна неудача

Посадочный модуль Beagle 2 был разработан британскими учеными и назван в честь корабля, на котором путешествовал Чарльз Дарвин. Миссия Mars Express началась в 2003 году, но закончилась полным провалом — модуль приземлился на Марсе, но связи с ним не произошло.

Только в 2015 году, 12 лет спустя, на снимках, сделанных одним из орбитальных аппаратов НАСА, «Бигль-2» был идентифицирован и стало понятно, почему он не вошел в контакт после приземления. Солнечные панели модуля должны были быть полностью развернуты, чтобы радиоантенна могла принимать команды от спутника-ретранслятора и передавать данные. Однако панели открылись лишь частично, заблокировав антенну, и устройство не могло ничего принимать и передавать, превращаясь в очередной памятник.

Жизнь возможна

Несмотря на перхлораты, Curiosity уже несколько раз обнаруживал следы органических веществ. В начале третьего года работы лаборатории об этом заявили на пресс-конференции представители НАСА. А потом мы забронировали. Не исключено, что бактерии были перенесены устройством с Земли.

Во-первых, некоторые земные бактерии выживают в «чистых помещениях»: это помещения с многоступенчатой ​​системой очистки, в которых, например, собираются микросхемы. Во-вторых, наконечник марсохода не был должным образом стерилизован после обновления, проведенного незадолго до запуска. Так что по этому поводу все еще могут быть некоторые разногласия.

Кроме того, этой весной ученые тщательно обсуждали загадочные микроскопические структуры, похожие, по словам британского планетолога Барри ДиГрегорио, на следы жизнедеятельности колоний окаменелых микробов или туннели микроскопических червей.

Глава миссии Curiosity Ашвин Васавада отметил, что структуры имеют угловатую форму и больше похожи на кристаллы, которые могли образоваться на дне сухих водоемов, как это имеет место на Земле.

Максимум, который был признан на одной из пресс-конференций НАСА, касающейся вопроса о жизни на Марсе: несколько раз были зафиксированы скачки метана в атмосфере. И этот газ когда-то мог стать источником более сложных органических веществ.

Еще одним косвенным свидетельством того, что на планете когда-то была жизнь, является открытие бора на поверхности планеты. Этот элемент входит в состав многих белковых молекул, необходимых для синтеза ДНК и РНК. Это, в свою очередь, предполагает, что вода на Марсе была не одна, а была «нейтральной по своим химическим свойствам и достаточно теплой — от нуля до 60 градусов по Цельсию», — отметил Патрик Гасда из Национальной лаборатории Лос-Анджелеса. Аламос (США). Это означает, что вода может быть подходящей для происхождения жизни. А может и не было. Кстати, открытие бора — еще одно открытие, сделанное Curiosity. Другие лаборатории не смогли его найти.

Основные характеристики марсохода

• Масса модуля в начале 3839 кг.
• Масса самого марсохода 899 кг.
• Длина — 3 м.
• Ширина — 2,7 м.
• Высота с поднятой мачтой — 2,1 м.
• Максимальная скорость передвижения — 144 м / ч.
• Средняя скорость около 30 м / ч.
• Допустимая высота препятствий 75 см.

Эта научная лаборатория НАСА значительно больше своих предшественников. Предыдущие марсоходы были 1,5 метра в длину и весили 174 килограмма.

Изучение окружающей среды

Помимо определения пригодности Марса для жилья, у марсохода есть и другие инструменты, позволяющие узнать больше об окружающей среде Марса. Среди целей этих инструментов — постоянный мониторинг погодных и радиационных условий. Это определит, насколько Марс будет подходящим для возможной пилотируемой миссии.

Анализатор радиации Rover работает в течение 15 минут каждый час для измерения уровня радиации на поверхности планеты и в ее атмосфере. Ученые, в частности, заинтересованы в измерении «вторичных лучей» — излучения, которое частицы низкой энергии могут генерировать после столкновения с молекулами газа в атмосфере. Гамма-лучи или нейтроны от этого процесса могут представлять опасность для человека. Кроме того, УФ-датчик Curiosity также постоянно контролирует уровень УФ-излучения.

В декабре 2013 года НАСА определило, что уровни радиации, измеренные марсоходом, не будут мешать пилотируемой миссии на Марс в будущем.

Станция мониторинга окружающей среды марсохода измеряет скорость ветра и диаграмму направления ветра, а также определяет температуру и влажность окружающего воздуха. В 2016 году ученые смогли оценить долгосрочные тенденции атмосферного давления и влажности воздуха на Марсе. Некоторые из этих изменений происходят, когда полярные ледяные шапки, состоящие из углекислого газа, начинают таять весной, выделяя огромное количество влаги в атмосферу.

В июне 2017 года НАСА объявило, что у Curiosity появилось новое обновление программного обеспечения, которое позволит ему самостоятельно нацеливаться на цели. Обновление, получившее название AEGIS, представляет собой первый раз, когда ИИ был развернут на удаленном космическом корабле.

В начале 2018 года Curiosity отправила на Землю фотографии кристаллов, которые могли образоваться в древних озерах на Марсе. На этот счет существует много гипотез, и одна из них заключается в том, что эти кристаллы образуются после того, как соли сконцентрировались в испаряющемся озере воды.

Софт Curiosity написан на Си

Центральный процессор компьютера Curiosity не может никого удивить своей мощностью: он на восемь лет отстает от современных технологий. Но это типично для компьютеров космонавтов: вместо погони за мощностью космические агентства выбирают стабильность и проверку с течением времени. Кроме того, процессору приходится работать в условиях повышенного излучения, что отражено в его конструкции. Вот его характеристики (из статьи Андрея Василькова об устройстве Curiosity).

Мозг бортового компьютера — это 32-битный RISC-процессор RAD750. Это защищенный аналог IBM PowerPC 750, разработанный в 2001 году и успешно применяемый в космической отрасли с 2005 года.
Каждый RCE имеет базовую EEPROM 256 КБ, 256 МБ DRAM с исправлением ошибок и 2 ГБ флэш-памяти. Подсистема памяти содержит защищенный буфер на случай сбоя питания. По сравнению с предыдущими марсоходами Mars Exploration Rover объем памяти Curiosity был увеличен примерно в восемь раз.

Компьютер Curiosity работает под управлением операционной системы реального времени VxWorks. Он также использовался в других марсианских транспортных средствах: Spirit, Opportunity, Phoenix, Pathfinder и спутник Mars Reconnaissance Orbiter, а также во многих наземных роботах и ​​встроенных системах.

Все программы Curiosity написаны на C: с одной стороны, этот язык довольно большой по сравнению с ассемблером, с другой стороны, отсутствие объектно-ориентированных конструкций C ++ гарантирует от ненужных ошибок. Любопытных программистов специально просили воздерживаться от всех сложностей — например, запрещены рекурсивные вызовы функций. В остальном программирование ровера ничем не отличается от любого другого программирования.

Для прямой связи с Землей марсоход может использовать собственную антенну с диапазоном сантиметровых длин волн. Если вы укажете его напрямую, вы сможете получить скорость до 10 Кбит / с, но гораздо выгоднее передавать большие объемы данных через Mars Reconnaissance Orbiter и спутники Mars Odyssey 2001 года. В этом случае скорость можно увеличить до 2 Мбит / с, но только при определенных условиях. Марсианские спутники видны всего восемь минут в день, но этого достаточно для передачи около 250 Мбит / с.В среднем задержка передачи информации на марсоход и наоборот составляет 14 минут, что затрудняет прямое управление.

Программа Mars Surveyor 98 – неожиданный провал

Эта программа НАСА началась 3 января 1999 года и имела два режима работы. Марсианский климатический орбитальный аппарат должен был изучить планету, пока она находится на орбите, и действовать как ретранслятор для передачи данных на Землю со второго устройства. Mars Polar Lander должен был спуститься на планету. Кроме того, спускаемый аппарат имел проникающие зонды, которые на большой скорости должны были пробивать поверхность планеты и передавать данные о составе грунта.

Достигнув Марса 23 сентября, Mars Climate Orbiter потерпел крушение, когда вышел на орбиту вокруг планеты.

3 декабря второй аппарат, Mars Polar Lander, вошел в атмосферу для посадки и больше никогда не выходил на связь. Поиски сигнала в течение полутора месяцев даже с межпланетной станции результатов не дали. Из-за этой неудачи в дальнейшем было решено отказаться от этого метода исследования, когда два аппарата используются вместе: спускаемый и орбитальный. Неудача одного разрушает всю миссию.

Причинами провала программы Mars Surveyor 98 считаются спешка с ее подготовкой и недостаточное финансирование: оно было как минимум на 30% меньше, чем требовалось.

Чем оборудован марсоход

Основа успеха миссии — стабильная связь, поэтому все системы дублируются. На станции есть несколько передатчиков. Один из них работает в X-диапазоне, напрямую связываясь с Землей со скоростью 32 кбит / с. Второй передатчик работает в дециметровом диапазоне с программным управлением частотой. Однако большая часть передаваемых Curiosity данных передается орбитальными станциями. Они имеют мощные передатчики и отправляют данные с орбиты со скоростью до 2 Мбит / с.
На борту марсохода установлены:

• Манипулятор с перфоратором длиной 2,1 метра, щеткой, сеткой для просеивания и сбора почвы.
• Три камеры в разных положениях для съемки с разных ракурсов.
• Спектрометр.
• Инструментарий SAM для анализа атмосферных и почвенных проб.
• Детектор излучения.
• MNL имеет десятки инструментов и инструментов, разработанных учеными планеты. В частности, Роскосмос поставил прибор ДАН для обнаружения водорода и поиска водяного льда и, как следствие, воды.

Система управления

Управление осуществляется двумя бортовыми компьютерами, один из которых резервный.
Бортовой компьютер способен анализировать ситуацию в режиме реального времени, отслеживать путь и давать команды идти вперед, анализировать и делать снимки местности или фотографировать. Система управления предполагает связь с лабораторией на Земле. Задержки связи при обработке команд достигают 14 минут, поэтому каждый шаг тщательно продуман. Программисты постоянно прописывают команды для выполнения операций.

Источник питания

Марсоход Curiosity питается от РИТЭГ, радиоизотопного термоэлектрического генератора. Таблетки плутония-238 используются в качестве батарей. Технология не нова и применялась в 1976 году на космических кораблях. В результате естественного распада радиоактивного материала вырабатывается электричество. РИТЭГ поставил Министерство энергетики США, а топливо поставила Россия. Источник обеспечивает мощность 125 Вт или 0,16 л.с.

Самые важные открытия

За первые сто дней марсоход смог провести 120 измерений с помощью прибора DAN, чтобы установить двухслойный характер марсианского грунта. На глубине 1 м содержание воды достигает 4%, а влажность продолжает повышаться по мере углубления. За всю миссию было отправлено 400 000 фотографий. С помощью технологии виртуальной реальности можно было даже сделать трехмерное изображение поверхности.

Марсоход выполнил свою главную задачу: найти условия, которые всегда подходят для микроорганизмов. Он нашел следы древнего озера, пригодного для поддержания жизни. Возможно, есть части более сложного органического вещества. В образцах почвы были обнаружены органические молекулы, а также соединения бора, необходимые для нормальной жизни.

Доказательства жизни: органические молекулы и метан

Основная цель миссии — определить, подходит ли Марс для жизни. Хотя марсоход не предназначен для поиска самой жизни, на его борту есть ряд инструментов, которые могут анализировать информацию об окружающей среде.

Ученые были весьма удивлены в начале 2013 года, когда марсоход передал информацию, показывающую, что в прошлом на Марсе были условия для жизни.

Пыль из первых образцов, произведенных Curiosity, содержала элементы серу, азот, водород, кислород, фосфор и углерод, которые считаются «строительными блоками» или строительными блоками, необходимыми для поддержания жизни. Хотя их наличие не свидетельствует о самой жизни, находка, тем не менее, вызвала интерес ученых, участвовавших в миссии.

«Главный вопрос для этой миссии — мог ли Марс поддерживать потенциально обитаемую среду в прошлом», — сказал Майкл Майер, ведущий исследователь программы НАСА по исследованию Марса. «Из того, что мы знаем сейчас, ответ — да».

Ученые также обнаружили резкий скачок уровня метана на Марсе в конце 2013 и начале 2014 года на уровне около 7 частей на миллиард (с обычных 0,3 частей на миллиард до 0,8 частей на миллиард). Это было важным открытием, поскольку в некоторых случаях метан является индикатором существования микробной жизни. Но его наличие также может указывать на некоторые геологические процессы. В 2016 году команда определила, что выброс метана не был сезонным явлением.

Curiosity также провела первую окончательную идентификацию органического вещества на Марсе, о которой было объявлено в декабре 2014 года. Органические вещества считаются строительными блоками жизни, но они не обязательно указывают на их существование, поскольку они также могут быть созданы посредством химических реакций.

Год первый: cледы воды

Вскоре геолог «размял ноги»: шесть алюминиевых колес, проверил многочисленные камеры и протестировал оборудование. Его коллеги на Земле увидели место посадки со всех сторон и выбрали направление. Путешествие к горе Шарп заняло бы около года, и за это время нужно было проделать много работы. Прямой канал связи с Землей не имеет хорошей пропускной способности, но каждый марсианский день (соль) орбитальные аппараты летают над марсоходом. Обмен с ними происходит в тысячи раз быстрее, что позволяет передавать сотни мегабит данных каждый день. Ученые анализируют их в Data Observatory, изучают скриншоты на экранах компьютеров, одновременно выбирают задачи для следующего решения или несколько и отправляют код на Марс.

Работая практически на другой планете, многие из них вынуждены жить по марсианскому календарю и приспосабливаться к немного более длинным дням. Сегодня для них — солтня, завтра — солвтра, а день — только сол. Так, после сорока Соловьев Санджев Гупта выступил с презентацией, в которой объявил: «Любопытство движется по руслу древней реки». Изрезанные водой мелкие камешки указывали на течение со скоростью около 1 м / с и глубиной до «лодыжки» или «колена». Впоследствии были обработаны данные прибора DAN, созданного для Curiosity командой Игоря Митрофанова из Института космических исследований РАН. Просветив почву нейтронами, детектор показал, что до 4% воды все еще хранится глубоко в ней. Конечно, он суше, чем даже самая сухая из пустынь Земли, но в прошлом Марс все еще был заполнен влагой, и марсоход мог вычеркнуть эту проблему из своего списка.

В центре кратера 64 экрана с высоким разрешением создают панораму в 313 градусов: обсерватория данных КПМГ в Имперском колледже Лондона позволяет геологам отправиться прямо в кратер Гейла и работать на Марсе так же, как на Марсе. Земля. «Присмотритесь, здесь тоже есть следы воды: озеро было довольно глубоким. Конечно, не такой, как Байкал, но достаточно глубокий », — иллюзия была настолько реальной, что казалось, будто профессор Санжев Гупта прыгает с камня на камень. Мы посетили Data Observatory и поговорили с ученым в рамках Года науки и образования Великобритании и России 2017, организованного Британским советом и посольством Великобритании.

Год второй: cтановится опаснее

Компания Curiosity отметила свою первую годовщину на Марсе и сыграла мелодию «Happy Birthday to You», изменив частоту вибрации ковша на своем тяжелом 2,1-метровом манипуляторе. С помощью ведра «роботизированная рука» собирает рыхлый грунт, выравнивает, просеивает и засыпает его в приемники своих химических анализаторов. Сверло с полыми сменными коронками позволяет работать с твердыми породами и ковким песком, которые марсоход может смешивать непосредственно с колесами, открывая внутренние слои для своих инструментов. Именно эти опыты вскоре преподнесли довольно неприятный сюрприз: в местной почве было обнаружено до 5% перхлоратов кальция и магния.

Вещества не только ядовиты, но и взрывоопасны, а перхлорат аммония используется в качестве основы для твердого ракетного топлива. Перхлораты уже были обнаружены на месте посадки зонда «Феникс», но теперь выяснилось, что эти соли на Марсе являются глобальным явлением. В ледяной бескислородной атмосфере перхлораты стабильны и безвредны, а их концентрации не слишком высоки. Для будущих поселенцев перхлорат может быть полезным источником топлива и серьезной угрозой для здоровья. Но для геологов, работающих с Curiosity, они могут положить конец шансам обнаружения органических веществ. Анализируя образцы, марсоход нагревает их, и в этих условиях перхлораты быстро разлагают органические соединения. Реакция протекает бурно, с горением и дымом, не оставляя видимых следов исходных материалов.

Sky Crane — посадочная система будущего

Во многом празднование успешной посадки Curiosity связано с успешными испытаниями шасси нового типа. Вместо того, чтобы смягчать падение устройства воздушной подушкой (как в случае Spirit и Opportunity), НАСА решило создать платформу, подвешенную на поверхности планеты, сначала с парашютом, а затем с ракетными двигателями и запускаем марсоход на тросе. Когда Curiosity достиг марсианской земли, он отключил кабель, и платформа Sky Crane полетела вбок, упав на шестьсот метров от места посадки.

Перед посадкой в ​​НАСА они назвали это «семью минутами ужаса»: операция длилась семь минут, и если что-то пойдет не так, вмешаться будет невозможно. Сядьте Curiosity вверх ногами или на бок, он не поможет марсоходу.

Теперь, когда известно, что Sky Crane работает по назначению, НАСА говорит о перспективах этого метода посадки тяжелых транспортных средств на неровных поверхностях. Это избавляет инженеров от необходимости разбираться в том, как устройство будет выбрано спускаемым аппаратом, а также позволяет свободно выбирать место назначения.

К тому времени, когда ракета Curiosity взлетела с Земли, ученые еще не утвердили, где должен приземлиться марсоход. Благодаря Sky Crane у них была возможность в любой момент передумать: на момент крушения платформы на борту еще оставалось сто килограммов топлива, которое при других обстоятельствах могло пригодиться для посадки в другой точке.

Обгонит ли Curiosity место крушения Sky Crane? Увы, нет, но только потому, что в качестве мишеней выбраны другие интересные объекты.

Curiosity питает ядерный генератор — никаких солнечных батарей

В отличие от других марсианских космических кораблей, Curiosity не имеет единой солнечной батареи — он получает всю свою энергию от радиоизотопного термоэлектрического генератора. По сравнению с батареями этот источник энергии более удобный и предсказуемый — мешающая песчаная буря не стать препятствием.

Выходная мощность генератора составляет около ста ватт и этого недостаточно для работы особо мощных модулей (например, дрели или лазера). Большинство Curiosity делают это в течение марсианского дня, а ночью устройство может заряжать аккумуляторы от генератора.

Curiosity будет искать жизнь на Марсе, но не зародит её

«Мы не хотим искать материалы, из которых может возникнуть жизнь, и обнаруживать, что они их сами принесли», — говорят сотрудники НАСА. Поэтому вся работа над марсоходом велась в скафандрах (не скафандрах, а защитных) в изолированном помещении, а перед запуском каждая деталь подвергалась дополнительной очистке. Отношение к этой процедуре очень серьезное (см. Соответствующий сайт).

Но что, если будет обнаружена внеземная жизнь? НАСА заявляет, что обязательно расскажет об этом общественности, но не раньше, чем факт будет подтвержден тщательной проверкой. Также существует строгий протокол против ложных ощущений, а также против наземных бактерий.

Геология пугает

В первый год своей деятельности Curiosity обнаружила древнее русло реки на Марсе. Кстати, обломки породы были округлой формы, ученые даже обнаружили, что вода протекала через нее со скоростью 0,9 м / с, а глубина была около полуметра.

Год спустя ученые пришли к выводу, что весь кратер Гейла, в котором марсоход приземлился и бежал все это время, когда-то был озером. Точнее, пресноводное озеро около 3,6 миллиарда лет назад. И он мог содержать микроорганизмы, соответствующие земным представлениям об органической жизни. Правда, с тех пор в почве осталось мало воды — около 4%. Это дешевле, чем где-либо на Земле, но хоть что-то. И именно минеральный состав марсианской почвы указывает на то, что когда-то она могла быть покрыта водой.

В марсианской почве Curiosity обнаружил не только воду, но и нечто опасное: до 5% перхлоратов кальция и магния. Это ядовитые и взрывоопасные вещества, которые другие устройства нашли в разных частях планеты. Это означает, что они покрывают всю планету. Проблема с перхлоратами в том, что при нагревании для анализа почвы они быстро сгорают. По этой причине следов органических соединений не обнаруживается, если они были обнаружены в анализируемой породе. Но есть и хорошие новости: будущие поселенцы смогут добывать топливо из почвы, богатой перхлоратами. Или они могут случайно взорваться на взрывоопасной земле.

Марсоход Spirit

2004 год стал для НАСА триумфальным с точки зрения исследования Марса. Несколько запущенных марсоходов успешно достигли Марса и также успешно выполнили свои задачи, а некоторые из них все еще работают.

Марсоход Spirit приземлился на планете 4 января 2004 года и должен был пробежать 90 сол, за это время он должен был преодолеть около 600 метров. Однако на самом деле марсоходу помог ветер, уносящий пыль с солнечных панелей, что сделало выработку электроэнергии более эффективной, чем ожидалось. В итоге Spirit вместо 600 метров превысил 7,73 км и проработал до 22 марта 2010 года — более 6 лет!

Недавно марсоход использовался как стационарная платформа для работы, так как 1 мая 2009 года он застрял в дюне, и оттуда его не могли вытащить. Несмотря на это, марсоход оставался на связи и продолжал поиски, хотя не мог двигаться. 22 марта 2010 года марсоход окончательно замолчал, хотя еще год специалисты пытались установить с ним связь.

любопытно, что название «Спирит» марсоходу дала русская девушка, родившаяся в Сибири, но усыновленная американцами. Когда НАСА провело соревнование, этот титул победил.

У Curiosity есть лазер и взрывчатка

Когда членов команды Curiosity просят рассказать нам что-нибудь интересное о марсоходе, они, не колеблясь, говорят: «Конечно, это лазер!» С помощью мощного лазера Opportunity может испарить камень (точнее, небольшую его часть). Дело в том, чтобы сфотографировать плазму, образовавшуюся при ударе, камерой ChemCam и, проанализировав спектр света на фотографиях, понять, из чего состоит порода. 20 августа 2012 года Curiosity впервые проверила свое оружие, сбив марсианский камешек. Сообщите Марсу, с кем он имеет дело!

На борту Curiosity есть взрывчатка, но она не предназначена для образования новых воронок. Взрывчатое вещество используется в так называемых пироболтах — механических соединениях, требующих автоматического срабатывания. Такие устройства использовались на других космических кораблях, включая марсоходы Spirit и Opportunity, и эта технология считается хорошо отработанной. Однако пиротехника требует кропотливой проверки — никто не хочет, чтобы одна из пуль взорвалась в неподходящий момент.

Curiosity пишет послания колёсами

На колесах марсохода асимметрично расположены прорези. Каждые три их ряда повторяются и складываются следующим образом: «. — — — «;». — -. «;». -. В переводе с азбуки Морзе это дает аббревиатуру JPL — Jet Propulsion Laboratory (лаборатория НАСА, которая работала над марсоходом). Но, в отличие от следов на Луне, они не будут оставаться в земле очень долго: песчаные бури до или позже они отменит автографы НАСА.