Кьюриосити марсоход – Марсоход «Кьюриосити» (Марсианская научная лаборатория) – Журнал «Все о Космосе»

Марсоход «Кьюриосити» | Живой космос

    • Камеры, которые могут фотографировать пейзаж или минералы крупным планом: мачтовая камера (Mastcam), Mars Hand Lens Imager (MAHLI) и Mars Descent Imager (MARDI).
    • Спектрометры, способные охарактеризовать состав минералов на поверхности Красной планеты: рентгеновский спектрометр альфа-частиц (APXS), комплекс химия и камера (ChemCam), химический и минералогический рентгеновский дифрактометр/рентгеновский флуоресцентный прибор (CheMin) и прибор для анализа проб в наборе инструментов Mars (SAM).
    • Радиационные детекторы, которые помогут выяснить, как много радиации попадает на поверхность Марса. Это поможет ученым понять, смогут ли люди работать на поверхности планеты — и могли ли микробы там выжить. Включают в себя детектор радиационной оценки (RAD) и детектор нейтронов (DAN).
    • Датчики окружающей среды, необходимые, чтобы наблюдать за погодой — станция мониторинга окружающей среды Rover (REMS).
    • Атмосферный датчик, который в основном использовался при посадке.

Рискованная посадка

Марсоход, запущенный с мыса Канаверал, штат Флорида, 26 ноября 2011 года, прибыл на Марс 6 августа 2012 года после рискованной и сложной посадки, которую НАСА окрестило «Семь минут террора». Из-за серьезного веса «Кьюриосити» НАСА пришло к выводу, что предыдущий метод, использовавшийся для посадки марсохода на Красную планету, вероятно, не сработает. Вместо этого аппарат прошел через чрезвычайно сложную последовательность маневров, прежде чем оказался на поверхности.

После входа в атмосферу Марса и окончание «огненной» фазы посадки, был выпущен сверхзвуковой парашют, необходимый для замедления скорости космического аппарата. Представители НАСА заявили, что парашют должен был выдерживать усилие в 29 480 кг, чтобы снизить скорость падения космического аппарата на поверхность.

Находясь под парашютом, MSL сбросил нижнюю часть теплозащитного экрана, чтобы получить возможность использовать радар с целью определения своей высоты. Парашют мог замедлить скорость MSL только до 322 км/ч, что было бы слишком много для успешной посадки. Чтобы решить эту проблему, инженеры спроектировали конструкцию, которая отстреливала парашют и использовала ракетные двигатели в заключительной части полета.

На высоте около 18 метров над поверхностью Марса был развернут посадочный узел MSL. Он опустил марсоход на поверхность, поддерживая свое положение с помощью ракетных двигателей, используя 6 метровые тросы. Опускаясь со скоростью 2,4 км/ч, MSL осторожно коснулся поверхности в Кратере Гейл. Примерно в тот же самый момент посадочный узел разорвал связь и отлетел в сторону, врезавшись в поверхность.

Инструменты для поиска признаков жизни

У марсохода есть несколько инструментов для поиска жизни. Среди них — прибор, бомбардирующий поверхность планеты нейтронами, которые будут замедляться, если столкнутся с атомами водорода — одним из элементов составляющих воду.

Двухметровый внешний манипулятор «Кьюриосити» может собирать образцы с поверхности для проведения их анализа, обнаружения газов, которые входят в их состав, и изучения их для получения информации о том, как образовались марсианские камни и почва.

Инструмент по анализу проб, если он действительно обнаружит доказательства существования органического материала, сможет перепроверить находку. На лицевой стороне «Curiosity», под крышками из фольги, находятся несколько керамических блоков, наполненных искусственными органическими соединениями.

«Кьюриосити» может просверлить любой из этих блоков и поместить образец в свою «печку» для измерения его состава. Таким образом исследователи поймут, соответствуют ли признаки наличия органики, обнаруженные на Марсе, тем признакам органики, которые получаются при нагревании образцов, заложенных на марсоходе на Земле. Если признаки совпадут, ученые, скорее всего, посчитают, что их вызвали организмы, прилетевшие на Марс с Земли без билета.

Камеры с высоким разрешением, установленные на марсоходе, делают фотографии по мере перемещения аппарата, обеспечивая ученых визуальной информацией, которую дает возможность сравнить условия Марса с окружающей средой на Земле.

В сентябре 2014 года марсоход прибыл к своей научной цели, Горе Шарп (Aeolis Mons). «Кьюриосити» начал тщательно изучать слои на склоне, когда приступил к движению вверх по горе. Цель его состояла в том, чтобы понять, как климат Марса изменился с влажного в далеком прошлом до более сухого и кислотного в наши дни.

Доказательства жизни: органические молекулы и метан

Основная задача миссии — определить, подходит ли Марс для жизни. Хотя марсоход и не предназначен для поиска самой жизни, он имеет на своем борту ряд инструментов, которые могут анализировать информацию об окружающей среде.

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

Порошок из первых образцов, которые были получены «Кьюриосити», содержал элементы серу, азот, водород, кислород, фосфор и углерод, которые считаются «строительными блоками» или фундаментальными элементами, необходимыми для поддержания жизни. Хотя их наличие и не свидетельствует о самой жизни, находка все равно была интересна ученым, участвовавшим в миссии.

«Основной вопрос для этой миссии заключается в том, мог ли Марс поддерживать потенциально обитаемую среду в прошлом», — заявил Майкл Майер, ведущий научный сотрудник Исследовательской программы NASA «Марс». «Из того, что мы знаем сейчас, ответ — «да».

Ученые также обнаружили огромный всплеск уровня метана на Марсе в конце 2013 года и в начале 2014 года на уровне около 7 частей на миллиард (по сравнению с обычным 0,3 ppb до 0,8 ppb). Это было важной находкой, поскольку в некоторых случаях метан является индикатором существования микробной жизни. Но его наличие также может указывать и на некоторые геологические процессы. В 2016 году команда определила, что выброс метана не был сезонным событием.

«Кьюриосити» также выполнил первую окончательную идентификацию органических веществ на Марсе, об этом было объявлено в декабре 2014 года. Органические вещества считаются строительными блоками жизни, но не обязательно указывают на ее существование, поскольку они также могут быть созданы посредством химических реакций.

Изучение окружающей среды

Помимо выяснения пригодности Марса для проживания, у марсохода есть другие инструменты на борту, предназначенные для того, чтобы узнать больше об окружающей среде Марса. Среди целей для этих инструментов — постоянный мониторинг метеорологических и радиационных условий. Это позволит определить, насколько подходящим будет Марс для возможной пилотируемой миссии.

Анализатор радиационной обстановки марсоход работает в течение 15 минут каждый час для измерения уровня излучения на поверхности планеты и в ее атмосфере. Ученые, в частности, заинтересованы в измерении «вторичных лучей» — излучения, которое могут генерировать частицы с низкой энергией после попадания в молекулы газа в атмосфере. Гамма-лучи или нейтроны, образующиеся в результате этого процесса, могут представлять риск для человека. Кроме того, ультрафиолетовый датчик, находящийся на «Кьюриосити», также непрерывно отслеживает уровень УФ излучения.

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

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

В июне 2017 года НАСА объявила, что у «Кьюриосити» появилось новое обновление программного обеспечения, которое позволит ему самостоятельно выбирать цели для работы. Обновление, называемое AEGIS, представляет собой первый случай, когда искусственный интеллект был развернут на удаленном космическом аппарате.

В начале 2018 года «Кьюриосити» отправил на Землю фотографии кристаллов, которые могли образоваться в древних озерах на Марсе. По этому поводу существует множество гипотез, и одна из них заключается в том, что эти кристаллы образуются после того, как соли концентрируются в испаряющемся водяном озере.

Будущие миссии

Следует отметить, что марсоход не в одиночку работает на Красной планете. Сопровождает его целая «команда» из других космических аппаратов, созданных разными странами, часто работающих совместно в целях развития науки. Космический орбитальный аппарат NASA «Mars Reconnaissance Orbiter» обеспечивает получение изображений с высоким разрешением поверхности. Еще один спутник NASA под названием MAVEN (миссия Mars Atmosphere и Volatile EvolutioN) исследует атмосферу Марса для изучения атмосферных потерь и других интересных явлений. Другие орбитальные миссии включают в себя «Марс-Экспресс», европейский орбитальный модуль «ExoMars», а также орбитальную миссию Индии.

В отдаленной перспективе НАСА заявляет об отправке пилотируемой миссии на Марс — возможно, в 2030-х годах. Однако финансирования для проведения этих работ правительство США пока не предусмотрело. Вполне вероятно, что первыми на Марсе окажутся представители частных компаний, например «Space-X». Это означает, что первым общественно — политическим строем колонии на Марсе станет развитый капитализм. Хотя китайцы, учитывая огромное население и необходимость расширения своего жизненного пространства, вполне могут удивить. Как говорится — поживем, увидим…

alivespace.ru

Марсоход Curiosity

Анализ данных марсохода «Curiosity» выявил необъяснимое сезонное увеличение концентрации кислорода в марсианской атмосфере.

Марс&nbsp&nbspМарсоход Curiosity

13 ноября 2019 года, 10:29

Одна из главных целей миссии марсохода «Curiosity» – установить временные рамки исчезновения жидкой воды с поверхности Марса.

Марс&nbsp&nbspМарсоход Curiosity

7 октября 2019 года, 18:00

Целью марсохода «Curiosity», исследующего соседа Земли с августа 2012 года, является поиск доказательств прошлой и настоящей жизни на Марсе.

13 июля 2019 года, 9:08

А в перерыве между «буровыми работами» сфотографировал ледяные облака.

30 мая 2019 года, 9:40

Эти события не только впечатляют, но и помогают уточнить орбиты спутников Марса.

4 апреля 2019 года, 22:31

Чтобы восстановить эту способность, инженеры JPL должны были внедрить новый способ отладки ровера.

Марс&nbsp&nbspМарсоход Curiosity

24 мая 2018 года, 10:04

Ровер приступит к изучению глинистых пород для оценки влияния воды на ландшафт и обитаемость древнего Марса.

Марс&nbsp&nbspМарсоход Curiosity

27 марта 2018 года, 21:17

Селфи представляет собой мозаику, собранную из десятков изображений.

1 февраля 2018 года, 21:17

История гидротермальной активности в кратере Гейла расширяет знания ученых о разнообразии условий важных для обитаемости древнего Марса.

Марс&nbsp&nbspМарсоход Curiosity

27 августа 2017 года, 21:43

Форма и двухцветная структура делают его одним из самых необычных холмов, к которым приближался марсоход «Curiosity».

6 августа 2017 года, 14:01

in-space.ru

Самые важные открытия марсохода Curiosity :: Инфониак

Самые важные открытия марсохода CuriosityНаука
Марсоход НАСА Curiosity, который работает на Марсе уже более полутора лет, успел сделать немало открытий, расширив наши знания и представления о Красной планете, особенно о ее далеком прошлом.

Читайте также: Как выглядел Марс 4 миллиарда лет назад? (видео)

Марс и Земля, как оказалось, на ранних этапах существования, были весьма похожи. Появилось даже предположение, что жизнь вначале зародилась на Марсе, а затем уже попала на Землю. Однако это всего лишь догадки. Многие вещи мы не знаем наверняка, однако очень близко подходим к разгадке.

Марсоход Curiosity

1) Ранний Марс был населен живыми существами, возможно, в течение долгого времени

После того, как группа исследователей, которые работают с марсоходом Curiosity, выяснила, что когда-то в кратере Гейла текли реки и ручьи, они сообщили, что там также плескалось целое озеро. Это небольшое вытянутое озеро с пресной водой, вероятно, существовало примерно 3,7 миллиарда лет назад

mars-rover1.jpg

Эта вода на поверхности планеты, как и подземные воды, которые ушли на глубину несколько сот метров, содержали все необходимое для зарождения микроскопической жизни.

Читайте также: Доказано: наши самые далекие предки родом с Марса

Кратер Гейла был более теплым, влажным и обитаемым примерно 3,5 — 4 миллиарда лет назад. Именно тогда и на Земле стали появляться первые живые организмы, по мнению ученых.

Был ли Марс домом для примитивных внеземных существ? Марсоход Curiosity не может и никогда не сможет дать 100-процентно точный ответ на этот вопрос, однако открытия, которые он сделал, позволяют сделать вывод, что вероятность того, что примитивные марсиане все же существовали, очень велика.

mars-rover2.jpg

Кратер Гейла

2) Вода когда-то текла во многих уголках Марса

Ученые еще совсем недавно не могли даже предположить, что на Марсе когда-то были бурные реки и большие водоемы жидкой воды. Наблюдения с помощью искусственных спутников, которые находятся на орбите Марса, позволяли исследователям догадываться об этом. Однако именно марсоход Curiosity помог доказать, что реки и озера действительно существовали.

Читайте также: Откуда взялись реки на Марсе и куда они пропали?

Фото, сделанные марсоходом на поверхности Красной планеты, демонстрируют множество окаменелых структур, которые являются следами существовавших тут когда-то рек и ручьев, каналов, дельт и озер.

mars-rover3.jpg

Марсоход новости

3) На Марсе найдены следы органических веществ

Поиск органических компонентов на основе углерода – одна из основных целей миссии марсохода Curiosity, задача, которую он будет выполнять и дальше. И хотя миниатюрная химическая лаборатория на его борту под названием Sample Analysis at Mars (SAM) уже обнаружила целых шесть различных органических компонентов, их происхождение пока остается загадкой.

mars-rover4.jpg

Химическая лаборатория на борту марсохода Sample Analysis at Mars

«Нет сомнений в том, что SAM выявила органические вещества, но мы не можем сказать с уверенностью, что эти компоненты марсианского происхождения», — говорят исследователи. Существует несколько вариантов происхождения этих веществ, например, просачивание в печи SAM органических растворителей с Земли, которые необходимы для некоторых химических экспериментов.

Впрочем, поиски органики на Марсе весьма продвинулись за время работы Curiosity. Каждая новая коллекция марсианского грунта и песка содержала все большую концентрацию органических веществ, то есть различные образцы марсианского материала демонстрируют совершенно разные результаты. Если бы органика, найденная на Марсе, была земного происхождения, ее концентрация была бы более-менее стабильна.

mars-rover5.jpg

SAM является самым сложным и важным инструментом, когда-либо работающем на другой планете. Естественно, нужно время, чтобы понять, как лучше всего с ним работать.

Марсоход 2013

4) На Марсе губительная радиация

Галактические космические лучи и солнечная радиация атакуют Марс, а высокоэнергичные частицы разбивают связи, которые позволяют живым организмам выжить. Когда прибор под названием Radiation Assessment Detector, который измеряет уровень радиации, сделал первые измерения на поверхности Красной планеты, результаты были просто ошеломляющими.

mars-rover6.jpg

Radiation Assessment Detector

Радиация, которую засекли на Марсе, просто губительна для микробов, которые могли жить на поверхности и на глубине несколько метров под землей. Более того, такая радиация, скорее всего, наблюдалась тут в течение последних нескольких миллионов лет.

Читайте также: Радиация станет главным препятствием для полетов людей на Марс

Чтобы проверить, способны ли какие-либо живые существа выжить при таких условиях, ученые взяли в качестве модели земную бактерию Deinococcus radiodurans, которая способна выдержать невероятные дозы радиации. Если бактерии, подобные D. radiodurans, появились в те времена, когда Марс был более влажной и теплой планетой и когда на нем еще существовала атмосфера, тогда теоретически они могли выжить после долгого периода покоя.

mars-rover7.jpg

Живучая бактерия Deinococcus radiodurans

Марсоход Curiosity 2013

5) Радиация Марса мешает нормальному протеканию химических реакций

Ученые, работающие с марсоходом Curiosity, подчеркивают, что из-за того, что радиация мешает нормальному протеканию химических реакций на Марсе, трудно обнаружить органику на его поверхности.

Используя метод радиоактивного распада, который также применяется на Земле, ученые из Калифорнийского технологического института выяснили, что поверхность в районе местности Гленелг (кратер Гейла) подвергалась влиянию радиации уже около 80 миллионов лет.

mars-rover8.jpg

Этот новый метод может помочь находить места на поверхности планеты, которые меньше были подвержены радиации, мешающей протеканию химических реакций. Такие места могут быть в районе скал и выступов, которые обтесывались ветрами. Радиация в этих районах могла блокироваться породами, которые нависали сверху. Если исследователи найдут такие места, они начнут бурить именно там.

mars-rover9.jpg

Марсоход последние новости

Задержки в пути

Марсоходу Curiosity сразу после приземления был задан особый маршрут, согласно которому он должен держать курс к интересной с научной точки зрения горе Шарпа высотой около 5 километров, расположенной в центре кратера Гейла. Миссия длится уже более 480 дней, а марсоходу требуется еще несколько месяцев, чтобы добраться до искомой точки.

mars-rover11.jpg

Что же задержало марсоход? На пути к горе была обнаружена масса важной и интересной информации. В настоящее время Curiosity направляется к горе Шарпа практически без остановок, пропуская потенциально интересные места.

Найдя и проанализировав потенциально обитаемую среду на Марсе, исследователи Curiosity будут продолжать работу. Когда станет ясно, где находятся защищенные от радиации места, марсоходу будет дана команда бурить. А пока Curiosity приближается к первоначальной цели — горе Шарпа.

mars-rover11.jpg

Фото с марсохода

mars-rover12.jpg

Взятие образцов

mars-rover13.jpg

Фото, сделанное марсоходом во время его работы в местности Rocknest в октябре-ноябре 2012

mars-rover14.jpg

Автопортрет. Фото представляет собой коллаж из десятков снимков, сделанных с помощью камеры на конце руки-робота марсохода. Вдалеке виднеется гора Шарпа

mars-rover15.jpg

Первые образцы марсианского грунта, взятые марсоходом

mars-rover16.jpg

Яркий объект в центре снимка – скорее всего, обломок корабля, который откололся во время приземления

www.infoniac.ru

Лучшая половина: что узнала Curiosity за полжизни | Статьи

Марсианская научная лаборатория Curiosity была запущена в космос 26 ноября 2011 года в 15:02. Предполагаемый срок службы — один год она уже значительно превысила и может проработать еще столько же — установленная в ней радиоактивная батарея рассчитана на 14 лет. Каких успехов удалось достичь миссии за половину этого срока, выяснили «Известия».

Подготовка марсохода Curiosity в лаборатории NASA

Фото: Getty Images/NASA

Полет Curiosity к Марсу длился 254 дня. И 6 августа 2012 года аппарат, весивший на Земле 899 кг, а на Марсе — 340, высадился на поверхность планеты. С тех пор химическая лаборатория на колесах передвигается со скоростью около 30 м/ч, анализируя состав марсианской почвы и атмосферы.

Перед командой, работающей с Curiosity (а это 250 ученых и 160 инженеров), стоят четыре глобальные цели: во-первых и во-вторых, получить подробные сведения о климате и геологии планеты, в-третьих, выяснить, была ли она когда-нибудь пригодна для жизни, в-четвертых, подготовить высадку человека на Марс. Новостей о приближении к последней цели пока нет. А вот для достижения первых трех сделано уже немало.

Климат тяжелый

Климат на Марсе суровый. Температура в атмосфере при посадке марсохода варьировалась между минус 2 °С и минус 75 °С. При этом давление колебалось гораздо сильнее, чем на Земле, — на 10–12% за один сол (марсианские сутки, которые длятся 24 часа, 39 минут и 35,244 секунды) против менее чем 1,2% за сутки на Земле. Из-за этого на Марсе и происходят регулярные песчаные бури, которые могут охватывать планету целиком.

Одна такая буря, прошедшая в 2010 году, привела к гибели марсохода Spirit. Другая, бушевавшая в середине этого года, заставила близнеца Spirit, марсоход Opportunity, перейти в спящий режим. Пыль не давала заряжаться солнечным батареям на аппарате. Из сна Opportunity пока так и не вышел. И Curiosity остался единственным действующим земным аппаратом на Марсе. Еще один NASA планирует доставить на Марс только в 2020 году.

Геология пугает

В первый же год работы Curiosity нашла на Марсе русло древней реки. По тому, как были окатаны обломки пород, ученые даже выяснили, что вода в ней текла со скоростью 0,9 м/с, а глубина была примерно полметра.

Запуск ракеты Atlas V с марсианской научной лабораторией Curiosity на борту, 26 ноября 2011 года

Фото: Getty Images/Darrell L. McCall/NASA

Через год ученые сделали вывод, что весь кратер Гейла, где высадился и всё это время работал марсоход, когда-то был озером. Если точнее, пресноводным озером около 3,6 млрд лет назад. И в нем могли находиться микроорганизмы, соответствующие земным представлениям об органической жизни. Правда, с тех пор воды в грунте осталось немного — около 4%. Это меньше, чем где-либо на Земле, но хоть что-то. Да и сам минеральный состав марсианской почвы указывает на то, что она когда-то могла быть покрыта водой.

В марсианском грунте Curiosity обнаружила не только воду, но и кое-что опасное — до 5% перхлоратов кальция и магния. Это ядовитые и взрывчатые вещества, которые другие аппараты находили в разных частях планеты. Значит, они покрывают всю планету. Проблема с перхлоратами в том, что при нагреве, необходимом для анализа почвы, они быстро сгорают. Из-за этого следов органических соединений, если они и были в анализируемой породе, найти не удается. Но есть и хорошие новости — будущие колонисты смогут добывать из грунта, богатого перхлоратами, топливо. А могут и случайно подорваться на взрывоопасной почве.

Жизнь возможна

Несмотря на перхлораты, следы органики Curiosity несколько раз уже находила. В начале третьего года работы лаборатории об этом объявили представители NASA на пресс-конференции. И тут же оговорились. Возможно, бактерии были доставлены аппаратом с Земли.

Во-первых, некоторые земные бактерии выживают в условиях «чистых помещений» — это комнаты с многоступенчатой системой очистки, в которых, к примеру, собирают микросхемы. Во-вторых, бур марсохода не был должным образом стерилизован после модернизации, которая была проведена незадолго до запуска. Так что на нем могло остаться некоторое количество спор.

Также аккуратно высказывались ученые весной этого года по поводу загадочных микроскопических структур, похожих, по мнению британского планетолога Барри Дигрегорио (Barry DiGregorio), на следы жизнедеятельности колоний окаменевших микробов или тоннели микроскопических червей.

Спуск научной лаборатории Curiosity на поверхность Марса

Фото: Global Look Press/NASA

Руководитель миссии Curiosity Ашвин Васавада (Ashwin Vasavada) отметил, что структуры имеют угловатую форму и больше похожи на кристаллы, которые могли сформироваться на дне пересыхавших водоемов, как это происходит на Земле.

Максимум, что признали на одной из пресс-конференций NASA, касаясь вопроса о жизни на Марсе: несколько раз были зафиксированы скачки метана в атмосфере. А этот газ когда-то мог стать источником более сложных органических веществ.

Еще одно косвенное доказательство того, что на планете когда-то была жизнь, — обнаружение бора на поверхности планеты. Этот элемент входит во многие белковые молекулы, необходимые для синтеза ДНК и РНК. Это, в свою очередь, позволяет предположить, что вода на Марсе не просто была, а была «нейтральной по своим химическим свойствам и довольно теплой — от нуля до 60 градусов Цельсия», отмечал Патрик Гасда (Patrick Gasda) из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (США). Значит, вода могла быть пригодна для зарождения жизни. А могла и не быть. Кстати, обнаружение бора — еще одно открытие, сделанное Curiosity. Другим лабораториям его найти не удавалось.

Колонизация опасна

Кроме перхлоратов в марсианских породах, Curiosity нашла кое-что еще, что может испортить жизнь будущим колонизаторам. Данные, которые передавал установленный в лаборатории детектор космического излучения во время полета к Марсу и работы на планете, показали, что участники возможной марсианской экспедиции получат потенциально смертельную дозу космической радиации. И большую часть еще в космосе. Статья с такими выводами появилась в журнале Science весной 2013 года.

Curiosity на Марсе, автопортрет

Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS

В конце 2013 года в том же журнале была опубликована другая статья на тему. В ней утверждалось, что за год на Марсе организм живого существа накопит около 15 рентген ионизирующего излучения. Это в 300 раз больше предельной годовой дозы для работников атомной промышленности. Если судить по этим данным, максимальный срок пребывания человека на Марсе без вреда для здоровья составляет 500 дней. Это может существенно сократить сроки проекта Mars One, если он когда-нибудь будет реализован. В 2013 году компания из Нидерландов предложила всем желающим улететь на Марс на всю жизнь. Откликнулись на это около 200 тыс. землян.

От космических лучей страдает и Curiosity без защиты густой атмосферой и магнитного поля. «Бомбардирующие» аппаратуру частицы высокой энергии могут приводить к поломкам.

За семь лет у марсохода отказывал датчик ветра — его функции взял на себя дублирующий. Ученые считают, что его повредили кусочки породы, поднятые при посадке. Выходил из строя один из двух компьютеров, следящих за температурой марсохода, отдающего команды на фотографирование, перемещение и отправляющего данные на Землю. Тут миссия винит аппаратные и программные проблемы. Еще падало напряжение в шасси из-за замыкания.

Причину самой серьезной аварии марсохода так и не выяснили. В декабре 2016 года механизм, который втягивал и вытягивал бур в «руку» Curiosity, перестал работать. Сверло, которое к тому моменту позволило взять семь образцов пород, заклинило. Почти через год, осенью 2017 года, инженеры придумали, что делать.

Марс глазами Curiosity

Фото: Global Look Press/NASA

Они переложили задачу долбить породу на саму «руку», в которой установлено несколько мощных двигателей. Так химическая лаборатория марсохода, бездействовавшая без материала, вернулась в рабочее состояние лишь через 18 месяцев после поломки механизма. Первую лунку новым способом марсоход пробурил в мае этого года.

Несмотря на всё это, ученые NASA более чем довольны работой Curiosity. Изначально планировалось, что лаборатория будет действовать один год, так что она уже значительно превысила свой срок службы. И, вполне вероятно, если не будет фатальных поломок, прослужит весь срок, на который рассчитана емкость радиоактивной батареи — основного источника энергии Curiosity. Даже состояние колес, износ которых — одна из главных опасностей миссии — по состоянию на середину 2018 года не вышел за рамки расчетов.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

iz.ru

Ровер Curiosity

История марсохода

«Mars Science Laboratory» («Марс сайенс лэборатори») — миссия NASA, для выполнения которой на красную планету был доставлен ровер (марсоход) третьего поколения «Curiosity». Аппарат является автономной химической лабораторией и превосходит по массе и размерам своих предшественников «Spirit» и «Opportunity».в несколько раз.

Решение о характере будущей миссии было принято в конце 2004 года после выбора из восьми вариантов. Тогда же начались работы по созданию и испытанию частей системы, в том числе и разработка однокомпонентного двигателя, который изготовила  компания «Aerojet».

К ноябрю 2008 года работа над созданием компонентов ровера была завершена, но продолжались испытания большей части инструментов и программного обеспечения миссии. Нехватка времени для испытаний стала причиной переноса запуска «Mars Science Laboratory на конец 2011 года.

Свое название марсоход получил по итогом голосования на сайте НАСА, в котором победил вариант шестиклассницы из Канзаса Клары Ма «Curiosity» («Любопытство»)

Запуск к Марсу состоялся 26 ноября 2011 года, мягкая посадка на поверхность планеты произошла 6 августа 2012 года.

«Mars Science Laboratory» ввляется частью  программы NASA  по изучению Марса роботизированными зондами «Mars Exploration Program».

Марсоход «Curiosity» было решено посадить в кратере Гейла,  поскольку в нем хорошо видны глубинные слои марсианского грунта, позволяющие  изучить геологическую историю Марса.

  • Марсоход в процессе сборки
  • Следы «Curiosity» на марсианской песчаной дюне
  • Капсула на этапе сборки
  • Подготовка перелетного модуля к испытаниям
  • Общий вид марсохода (компь.терная графика)
  • Ровер «Curiosity» на поверхности Марса

Полет и посадка на планету

Полет до Марса обеспечивал перелетный модуль, оснащенный солнечными батареями и аккумуляторами, с модулем была соединена капсула с самим аппаратом «Curiosity». 

Для посадки аппарата на Марс была применена не имеющая аналогов технология. При перелете марсоход в сложенном виде располагался в специальной защитной капсуле, от воздействия высоких температур при прохождении атмосферы Марса она была защищена покрытием из углеродных волокон с пропиткой фенолформальдегидной смолой и термозащитным экраном.

После вхождения в атмосферу планеты скорость аппарата постепенно уменьшилась с 6 км/c до двукратной скорости звука, положение капсулы было отрегулировано с помощью сброса балласта. Термозащитный экран был сброшен, после этого был выпущен парашют. На высоте 3,7 км заработала камера, расположенная в нижней части аппарата. Она снимала местность под «Curiosity», что помогло избежать возможных проблем при посадке.

На высоте 1,8 км над поверхностью планеты марсоход отделился от защитной капсулы, и последующее снижение происходило с помощью специальной посадочной платформы, её положение регулировалось двигателями с переменной тягой. В это время марсоход был приведен в рабочее состояние.

На последнем этапе посадки использовался «Небесный кран», самая тяжёлая часть всей посадочной платформы. Он заработал примерно в 20 метрах от поверхности планеты и опустил марсоход с восьмиметровой высоты на нейлоновых тросах. Затем посадочная платформа отлетела в сторону.

Доставка на другую планету столь большого устройства — несомненная победа земных ученых, новости «Curiosity»  и снимки «Curiosity» уже который год находятся в топе информационных агентств.

Камеры марсохода

Марсоход «Curiosity» оснащен системой из трех камер (MastCam, MAHLI, MARDI), разработанной компанией Malin Space Science Systems с использованием  одинаковых компонентов: модуль обработки изображений, светочувствительных элементов (ПЗС — матриц 1600 на 1200 пикселей), а также несколькими вспомогательными камерами.

MastCam

Система включает в себя две камеры со множеством спектральных фильтров. Может получать снимки с естественной гаммой размером 1600 на 1200 пикселей и производить видеосъемку с разрешением 720p (1280 на 720 пикселей) при частоте до 10 кадров в секунду с последующим аппаратным сжатием. Камера Medium Angle Camera (MAC) обладает фокусным расстоянием 34 мм и 15-градусным полем зрения, 1 пиксель равняется 22 см при расстоянии 1 километр. Вторая камера Narrow Angle Camera (NAC) обладает фокусным расстоянием 100 мм, 5,1-градусным полем зрения, 1 пиксель равняется 7,4 см при расстоянии 1 километр. Каждая из камера имеет в распоряжении 8 Гб флеш-памяти, способной сохранять более 5 с половиной тысяч необработанных изображений; имеется возможность JPEG-сжатия без потери качества. Камеры обладают функцей автоматической фокусировки от 2,1 метра до бесконечности. функцией «зум» камеры не оснащены из-за нехватки времени на тестирование. Каждая камера оснащена встроенным фильтром Байера RGB и восемью переключаемыми ИК-фильтрами. Угловое разрешение камеры MAC MastCam выше в 1,25 раза, а камера NAC MastCam  выше в 3,67 раза, чем у панорамных камер, которыми были оснащены марсоходы  миссии MER, получавшими чёрно-белые снимки размером 1024 на 1024 пикселя.

Mars Hand Lens Imager (MAHLI

В состав системы входит камера, закреплённая на манипуляторе марсохода, сфера ее применения —  получение микроскопических снимков горных пород и грунта. MAHLI способна получить изображение 1600 на 1200 пикселей при разрешениии до 14,5 микрометров на пиксель. MAHLI обладает фокусным расстоянием от 18,3 до 21,3 мм и полем зрения от 33,8 до 38,5 градусов. В MAHLI используется как белая, так и ультрафиолетовая светодиодная подсветка для работы в темноте или используя флуоресцентную подсветку, необходимую при исследования излучения карбонатных и эвапоритных минералов, существование которых позволяет утверждать, что в формировании марсианской поверхности учавстовала вода. Необработанное снимки могут быть сохранены без потери качества или могут быть сжаты по алгоритму JPEG.

MSL Mars Descent Imager (MARDI

Задачей камеры была съемка места посадки во время спуска на поверхность Марса. Было получено цветное изображение 1600 на 1200 пикселей со временем экспозиции в 1,3 миллисекунды, с частотой 5 кадров в секунду. Съемка была начата на высоте 3,7 километра и закончена на расстоянии 5 метров от поверхности планеты, она продлилась около двух минут. 1 пиксель равняется 1,5 метрас на расстоянии 2 километра, и 1,5 мм на расстоянии 2 метра, угол обзора MARDI составляет 90 градусов. Камера оснащена 8 Гигабайтами встроенной памяти для хранения более 4000 фотографий. Съемка камерой MARDI позволила увидеть местность на месте посадки. Интересный факт — технологии MARDI получили применение при создании камеры JunoCam, установленной космическом аппарата Juno, цель которого – исследование Юпитера.

Hazard avoidance cameras (Hazcams)

Для безопасного передвижения по поверхности Марса ровер оборудован двумя парами чёрно-белых навигационных камер, находящихся по бокам марсохода. Их цель – предупредить об опасности при передвижении марсохода и обеспечить безопасное наведение манипулятора на выбранные образцы камней и почвы. Камеры создают 3D-изображения (поле зрения каждой из камер составляет 120 градусов), составляя карту местности перед марсоходом. Полученная информация помогает предотвратить случайные столкновения и используются программным обеспечеием марсоходом для расчета необходимого пути.

Navigation cameras (Navcams)

Для ориентации при движении марсоходом используется пара чёрно-белых камер, установленных на мачте для контроля за движением ровера. Каждая камеры имеет 45 — градусное поле обзора, из их снимков сотавляется 3D-изображение местности. Имеющееся разрешение позволят им зафиксировать объект размером в 2 сантиметра на расстоянии 25 метров.

Научное оборудование ровера

Характеристики Curiosity

allmars.ru

Марсоход — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии



Марсоход «Кьюриосити» на красной планете в представлении художника.

Марсохо́д — планетоход, передвигающийся по поверхности Марса. Мягкая посадка марсоходов осуществляется с помощью спускаемых аппаратов.

Марсоходом, в отличие от лунохода, невозможно управлять дистанционно в режиме реального времени из-за значительного запаздывания командных сигналов и сигналов от планетохода. Время запаздывания составляет от 4 до 21 минут в зависимости от взаимного положения Земли и Марса. Задержка возникает, поскольку радиосигналу вследствие конечности его скорости распространения требуется время, чтобы дойти до Марса или от него до Земли. Поэтому марсоходы способны некоторое время функционировать, в том числе передвигаться и выполнять исследования, автономно по заложенным в них программам, получая команды лишь время от времени.

Всего на Марсе работали четыре марсохода для научных исследований. Один из них — «Кьюриосити» — продолжает работу и в настоящее время (по состоянию на 2020 год).

  • ПрОП-М — советский марсоход. Идентичные марсоходы входили в состав автоматических марсианских станций которые должны были быть доставлены на поверхность Марса в 1971 году спускаемыми аппаратами автоматических межпланетных станций «Марс» (в рамках серии М-71):
    • спускаемый аппарат Марс-2 разбился 27 ноября 1971 года при неудачной попытке мягкой посадки.
    • спускаемый аппарат Марс-3 совершил мягкую посадку 2 декабря 1971 года, но сигнал с самой марсианской станции, к которой был подключён по кабелю марсоход, пропал через 14,5 секунд[1]. Информация с марсохода не была получена.
Среди других запущенных планетоходов они выделялись прежде всего своей системой передвижения: перемещаться марсоходы должны были при помощи двух шагающих «лыж», размещённых по бокам. Такая система была выбрана из-за отсутствия сведений о поверхности Марса[2].
  • «Марс-4НМ» — неосуществлённый проект советского тяжёлого марсохода, который должен был запускаться сверхтяжёлой ракетой-носителем Н-1, не введённой в эксплуатацию. Проект был разработан в 1970 году с целью осуществления около 1975 года[3].
  • Марсоход «Розалинд Франклин» — ранее известный как «ЭкзоМарс» марсоход Европейского космического агентства; запуск на Марс ожидается в июле 2020 года.
  • Марсоход НАСА «Марс-2020» — запуск запланирован на июль-август 2020 года. О начале работ по программе объявлено представителем НАСА 4 декабря 2012 на ежегодном съезде Американского геофизического союза[4]. Одной из главных задач этого марсохода станет обнаружение возможных признаков жизни и «складирование» образцов (общим числом в 31 экземпляр, каждый по 300—400 граммов) с целью их возможной доставки обратно на Землю будущими экспедициями. Кроме того, учёные планируют использовать марсоход как платформу для изучения условий для постройки обитаемой базы на поверхности Марса. В частности, наследник «Кьюриосити» оценит опасность марсианской пыли и измерит долю угарного газа в его атмосфере. Конструктивно новый марсоход будет состоять по большей части из узлов и деталей, которые разрабатывались для «Кьюриосити». Он не будет нести масс-спектрометра, однако будет установлен ультрафиолетовый спектрометр, способный обнаруживать органические вещества.
  • Китайская миссия на Марс-2020 — марсоход планируется доставить космическим кораблём на орбиту Марса, в июле-августе 2020 года. Центр космического проектирования при Комитете оборонной науки, техники и промышленности КНР планирует осуществить запуск при помощи ракеты-носителя «Чанчжэн-5» с космодрома Вэньчан. Далее, через семь месяцев полёта запланировано осуществить посадку в районе низких широт в северном полушарии Марса, где шестиколёсный марсоход весом 200 кг с питанием от четырех солнечных батарей в течение трёх марсианских месяцев будет вести исследование поверхности планеты[5].
  • Mars Sample Return Mission — возможно, марсоход будет одним из элементов этой программы доставки грунта с Марса; запуск запланирован на 2022 год.

Места посадок автоматических станций на Марсе[править | править код]

ru.wikipedia.org

Как отправляли Curiosity на Марс.

Вот уже прошел новостной бум по поводу посадки марсохода на красную планету, мы уже подробнее вспомнили, что из себя представляет планета МАРС. А хорошо ли вы знаете, что из себя представляет сам марсоход «Любопытство» ( англ. Curiosity) ?

Давайте познакомимся с ним поближе.

26 ноября 2011 г. в 10:02 EST (15:02 UTC) со стартового комплекса SLC-41 Станции ВВС США «Мыс Канаверал» был выполнен пуск РН Atlas V №AV-028 с американской тяжелой межпланетной станцией Mars Science Laboratory (MSL). Целью экспедиции является исследование поверхности Марса с использованием марсохода Curiosity («Любопытство»).

 Проект MSL — это самая крупная американская миссия на Марс, являющаяся вершиной длительной и успешной программы исследования Красной планеты.

    На пионерском этапе марсианской программы США провели съемку и зондирование планеты с трех пролетных (Mariner 4,6 и 7) и трех орбитальных (Mariner 9, Viking 1 и 2) аппаратов, а также исследование грунта Марса на наличие в нем признаков жизни в двух точках поверхности планеты (Viking 1 и 2, 1976 г.).

    Современный этап начался запуском в сентябре 1992 г. большого орбитального аппарата Mars Observer с комплексом из шести научных приборов. К сожалению, КА был потерян в результате аварии двигательной установки в августе 1993 г. за несколько дней до выхода на орбиту спутника планеты.


Химическая камера , используется импульсный лазерный луч для испарения крошечной цели — минерального образца, полученные вспышки света могут быть проанализированы для выявления химических элементов. На фото главный исследователь Роджер Вине, Лос-Аламосской национальной лаборатории, (NASA / JPL-Caltech / LANL)

    После этого было решено сделать ставку на малые КА, распределив между ними задачи погибшего «Обсервера» и дополняя их новыми исследованиями. Первым стал спутник Mars Global Surveyor, который был успешно выведен на рабочую орбиту в марте 1999 г. и продуктивно работал до ноября 2006 г., осуществляя обзорное и детальное фотографирование, высотную съемку с использованием лазерного альтиметра и картирование минерального состава поверхности Марса. Оставаясь вполне работоспособным через десять лет после старта, MGS был утрачен в результате ошибки при обновлении бортового программного обеспечения.


Этот тест для радиолокационной системы, которые будут использоваться в  августе 2012 в момент спуска и посадки. Инженерный образец испытания радиолокационной системы на носу вертолета.

МИССИИ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ МАРСА
Наименование Дата запуска Основные результаты Стоимость, млн. $
Mars Observer 25.09.1992

Утрачен на подлете к Марсу

980
Mars Global Surveyor (MGS) 07.11.1996

Аэродинамическое торможение для перехода на рабочую орбиту. Съемка и зондирование поверхности и атмосферы Марса с орбиты в течение 9 лет (1997-2006). Составил трехмерную карту рельефа планеты, обнаружил залежи гидратированных минералов и овраги, промытые водой

219
Mars Pathfinder (MPF) 04.12.1996

Мягкая посадка на Марс. Съемка и исследование грунта с использованием аппаратуры посадочного аппарата и малого марсохода Sojourner

266
Mars Climate Orbiter (MCО) 11.12.1998

Сгорел в атмосфере Марса из-за навигационной ошибки

328
Mars Polar Lander (MPL) 03.01.1999

Утрачены при аварийной посадке на Марс в районе 76°ю.ш., 165°в.д.

Deep Space 1 3
Mars Odyssey 07.04.2001

Съемка и зондирование поверхности и атмосферы Марса с орбиты до настоящего времени.’ Открыл обширные зоны наличия подповерхностного льда

297
Mars Exploration Rover-A (Spirit) 10.06.2003

Марсоходы среднего класса. Съемка и исследование фунта Марса по маршруту движения. Spirit работал с января 2004 до марта 2010 г. Opportunity работает

830
Mars Exploration Rover-B (Opportunity) 08.07.2003

до настоящего времени к 1 декабря 2011 г. прошел 34 км. Обнаружены минералы, образовавшиеся в водной среде, изучены слоистые отложения

Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) 12.08.2005

Высокодетальная съемка поверхности Марса с орбиты, изучение следов воды на его поверхности и выполнение атмосферной программы КА МСО

540
Phoenix 04.08.2007

Аналитическое исследование фунта в северной полярной зоне Марса в районе 68.22°с.ш. и 125.75°з.д. Обнаружил лед под слоем грунта на глубине около 5 см

386
Mars Science Laboratory 26.11.2011

Исследовательский марсоход тяжелого класса — мобильная долговременная автоматическая научная лаборатория

2476
MAVEN 31.10.2013

Детальное исследование эволюции атмосферы Марса, истории ее климата и возможной обитаемости

655

Кратер Gale (кратер Гейла) будущее место посадки марсохода Curiosity. В августе 2012 года ровер сядет в северной части кратера. Кратер достигает 154 км в диаметре, в его центре гора в высоту 5 км. Место посадки очерчено элипсом (20х25 км). Поверхность кратера в районе посадки указывает на воздейстаие воды.(NASA / JPL-Caltech / ASU)


Кожух посадочного модуля

(NASA / Jim Гроссман)


Тепловизор  крепится на руке марсохода НАСА в Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния, 4 апреля 2011 года.  (AP Photo / Damian Dovarganes)

    К началу 2002 г. было решено, что целесообразно делать долгоживущую мобильную лабораторию с питанием от радиоизотопного генератора, а это потребовало отсрочить запуск до сентября 2009 г. Одновременно сменилось имя проекта: сокращение осталось прежним — MSL, а вот расшифровка стала иной — Mars Science Laboratory, то есть марсианская научная лаборатория. Именно ей предстояло открывать новый цикл изучения Марса в 2009-2020 гг., программу которого готовила так называемая «группа синтеза» из ученых NASA и университетов США с учетом рекомендаций Национального исследовательского совета Национальной академии наук США.

В феврале 2003 г. «группа синтеза» сформулировала четыре возможные стратегии научных поисков на Марсе, каждой из которых соответствовали цели MSL и районы ее работы: поиск следов прошлой жизни, изучение районов гидротермальных проявлений, поиск сегодняшней жизни и изучение эволюции планеты. Для оценки научных задач первой экспедиции в каждом из вариантов была сформирована «группа научной интеграции» во главе с Дэниелом МакКлизом (Daniel J. McClease) из JPL и Джеком Фармером (Jack D. Farmer) из Университета штата Аризона.

    В августе 2005 г. начался этап реализации проекта, то есть детального проектирования, изготовления и испытаний КА. Основные компоненты посадочного аппарата разрабатывались Лабораторией реактивного движения JPL, а создание системы, обеспечивающей его вход в атмосферу Марса и безопасное торможение в ней, в марте 2006 г. было поручено компании Lockheed Martin Space System. Общая стоимость MSL была оценена тогда в 1327 млн $.

    Сейчас общая стоимость проекта оценивается в 2476 млн $ — почти вдвое больше, чем пять лет назад. Около 1.8 млрд из общей суммы приходится на разработку КА и научной аппаратуры, остальное — на запуск и управление. Очередная, казалось бы, миссия к Марсу, обошлась почти во столько же, что и все девять пусков между 1992 и 2011 г., и достигла уровня уникальных проектов флагманского класса. И, увы, нельзя не сравнить ее стоимость с расходами на отечественный проект аналогичного уровня сложности «Фобос-Грунт», официально исчисленными в 5 млрд руб — в пятнадцать раз меньше, чем у американцев!

MSL и в самом деле превосходит всех своих предшественников, и не только по сложности, но и просто по отправляемой к Марсу массе. Если Mars Observer «потянул» на 2487 кг, а масса MRO составила 2180 кг, то стартовая масса нового марсианского аппарата равна 3839 кг. Комплекс MSL делится натри основные части:
    — перелетная ступень, обеспечивающая полет по траектории от Земли к Марсу, включая коррекции этой траектории, общей массой 539 кг;
    — система обеспечения входа в атмосферу, торможения и посадки массой 2401 кг;
    — ровер массой 899 кг.

Максимальный диаметр КА (диаметр лобового экрана для торможения в атмосфере Марса) составляет 4.50 м, длина изделия — 2.95 м.

    Перелетная ступень выполнена в виде цилиндрического «бублика» диаметром 4.50 м и высотой около 0.90 м с фиксированной солнечной батареей на нижней его части и десятью радиаторами жидкостной системы терморегулирования по периметру. В течение всего полета до Марса она управляется бортовым компьютером ровера, будучи соединена с ним через интерфейсный блок на хвостовом экране десантной части и системы посадочной ступени. Питание ступени осуществляется от шести панелей СБ общей площадью 12.8 м2, выдающих 1080 Вт у Марса при наихудшей возможной ориентации, а при необходимости — и от радиоизотопного генератора марсохода. Ступень оснащена звездным датчиком и двумя блоками солнечных датчиков для определения текущей ориентации. На ней имеется два блока по четыре гидразиновых ЖРД MR-111C тягой по 1.1 кгс, обеспечивающих закрутку КА и коррекции траектории перелета. Топливо хранится в двух титановых сферических баках диаметром по 48 см. На перелетной ступени установлена антенна среднего усиления MGA, с помощью которой большую часть полета осуществляется связь с Землей.

    Десантный комплекс можно разделить на лобовой экран, хвостовой обтекатель, находящуюся внутри них посадочную ступень и собственно полезный груз — ровер. Все его системы также управляются компьютером марсохода.
  
  Лобовой экран в виде тупого конуса — наибольший из всех подобных изделий для межпланетных аппаратов. Lockheed Martin делала его с учетом опыта по экрану спускаемого аппарата пилотируемого корабля Orion. Композитная конструкция воспринимает механические нагрузки, достигающие 50 тонн, а теплозащиту обеспечивает фенольно-углеродное абляционное покрытие PICA, разработанное Центром Эймса и впервые использованное на возвращаемой капсуле КА Stardust.


На фото Передний лобовой экран и хвостовой обтекатель, именно они будут защищать марсоход при спуске в атмосфере МарсаЫ. Космический центр им. Кеннеди, Флорида.

Биконический хвостовой обтекатель покрыт пробочно-силиконовой теплозащитой типа SLA-561V. На нем смонтированы восемь двигателей управления спуском MR-107U тягой по 30.8 кгс, сбрасываемые балансировочные грузы, парашютная система и три антенны — для связи с Землей в Х-диапазоне и со спутниками Марса на УКВ.

    Посадочная ступень MSL, в отличие от всех своих предшественников, несет полезный груз не на себе, а под собой: марсоход крепится к ней пироболтами. Ступень оснащена восемью посадочными двигателями MLE (Mars Landing Engine) — по два на четырех углах платформы. Эти ЖРД регулируемой тяги (до 336 кгс) типа MR-80B работают на гидразине, запас которого — 387 кг — хранится в трех сферических баках. Посадочный радиолокатор с шестью дисковидными антеннами измеряет ориентацию, горизонтальную и вертикальную скорость. Посадочная ступень оснащена приемопередатчиком, усилителем и антеннами X- и УКВ-диапазона.

    Ровер Curiosity («Любопытство») получил свое имя в мае 2009 г. по результатам всеамериканского конкурса, который выиграла 12-летняя Клара Ма из городка Ленекса в штате Канзас. Его часто сравнивают с небольшим автомобилем. Действительно, длина ровера без учета манипулятора достигает 3.00 м, ширина — 2.77 м, а высота с мачтой с телекамерами — 2.13 м. Система движения построена сходно с марсоходами MER и имеет в своем составе шесть ведущих колес диаметром 0.51 м с грунтозацепами, причем четыре из них — ориентируемые. Максимальная скорость Curiosity — 4 см/с.

Манипулятор с пятью степенями свободы несет турель массой 33 кг с двумя научными приборами и тремя инструментами для копки грунта, фрезерования камней и дробления образцов.

    Ровер питается от расположенного в хвостовой части радиоизотопного генератора типа MMRTG (диаметр 64 см, длина 66 см, масса 45 кг), имеющего в своем составе 4.8 кг радиоактивного изотопа плутония-238. Выделяемое при его распаде тепло преобразуется в электрическую энергию — 110 Вт, или около 2700 Вт-ч за сутки. Минимальный ресурс генератора — 14 лет. Два литий-ионных аккумулятора емкостью по 42 А-ч позволяют накапливать энергию и отдавать ее в те периоды, когда энергопотребление ровера выше средней мощности MMRTG.

Манипулятор с пятью степенями свободы несет турель массой 33 кг с двумя научными приборами и тремя инструментами для копки грунта, фрезерования камней и дробления образцов.

    Ровер питается от расположенного в хвостовой части радиоизотопного генератора типа MMRTG (диаметр 64 см, длина 66 см, масса 45 кг), имеющего в своем составе 4.8 кг радиоактивного изотопа плутония-238. Выделяемое при его распаде тепло преобразуется в электрическую энергию — 110 Вт, или около 2700 Вт-ч за сутки. Минимальный ресурс генератора — 14 лет. Два литий-ионных аккумулятора емкостью по 42 А-ч позволяют накапливать энергию и отдавать ее в те периоды, когда энергопотребление ровера выше средней мощности MMRTG.

Два дублированных бортовых компьютера Curiosity построены на процессоре RAD 750 с тактовой частотой 200 МГц, имеют постоянное запоминающее устройство емкостью 256 кбайт, оперативную память 256 Мбайт и 2 Гбайт флэш-памяти. Для планирования движения и обнаружения опасностей ровер оснащен в общей сложности 12 техническими камерами, в том числе двумя парами навигационных камер NavCam с полем зрения 45° и «картинкой» размером 1024×1024 элемента, а также четырьмя стереопарами контрольных камер HazCam с объективом типа «рыбий глаз» и полем зрения 124°. Эти камеры поровну распределены между двумя компьютерами.

    Радиообмен с Землей идет непосредственно через 15-ваттный передатчик и две антенны Х-диапазона (в том числе остронаправленную диаметром 0.3 м) либо через орбитальные ретрансляторы по «местной» УКВ-линии. В первом случае пропускная способность не превышает нескольких килобит в секунду, во втором достигает 0.25 Мбит/с через Mars Odyssey и 2 Мбит/с через MRO. Всего за сутки MSL сможет передавать примерно по 250 Мбит данных.

    На верхней панели корпуса ровера закреплены два памятных чипа: один с 1.24 млн имен, присланных в JPL по электронной почте в рамках кампании «Отправь свое имя к Марсу», и второй — с 20000 отсканированными именами людей, увидевших его в JPL и Космическом центре имени Кеннеди.

Основная цель проекта сформулирована так: исследование и описание конкретного района Марса и проверка наличия там в прошлом или настоящем природных условий, благоприятных для существования жизни (вода, энергия, химические ингридиенты). Можно сказать и так: к старому лозунгу марсианских исследований «ищи воду» MSL добавляет новый — «ищи углерод». Биологический потенциал зоны посадки предстоит определить исходя из наличия и количества органических соединений и тех химических элементов, которые являются основой жизни (С, Н, N, О, Р и S), а также путем поиска ее внешних проявлений. Параллельными задачами является описание геологии и геохимии района посадки на всех возможных пространственных масштабах, изучение планетарных процессов, которые могли иметь отношение к жизни в прошлом, а также исследование радиационной обстановки.

    Не входят в программу работ поиски самой жизни — ни в виде микроорганизмов, ни путем регистрации биохимических процессов, как пытались сделать в 1976 г. на «Викингах». Однако если MSL докажет потенциальную пригодность исследуемого района для жизни, в дальнейшем могут быть предприняты экспедиции для биологических исследований на месте или для доставки образцов грунта на Землю.

    Для решения поставленных задач марсоход Curiosity оснащен комплексом из 10 научных приборов суммарной массой 75 кг, которые подразделяются на обзорные инструменты (размещенные на мачте на высоте около 2 м над грунтом планеты), контактные (выносимые к объекту исследования с помощью манипулятора) и аналитические (для анализа образцов грунта и атмосферы Марса). В эту классификацию не входят десантная камера, работающая на этапе спуска, и приборы радиационного контроля и метеонаблюдений. Кроме того, на лобовом экране спускаемого аппарата установлены датчики для регистрации условий гиперзвукового входа и полета в атмосфере.

Отметим, что ныне работающий на Марсе ровер Opportunity имеет комплект научной аппаратуры общей массой всего 5 кг и масса одного лишь анализатора SAM на борту Curiosity составляет 40 кг.

    Камера MastCam в первоначальном варианте проекта была задумана как цифровая стереокамера с двумя объективами, оси которых находятся на высоте 1.97 м над грунтом и разнесены на 24.5 см по горизонтали. Каждый из них должен был иметь переменное фокусное расстояние в пределах от 6.5 до 100 мм, что позволяло вести стереосъемку при любом уровне «зума». Однако в сентябре 2007 г. NASA распорядилось изменить проект в пользу двух камер с фиксированным фокусным расстоянием -100 мм на правом «глазу» и 34 мм на левом. В начале 2010 г., когда они были уже изготовлены, агентство согласилось оплатить компании MSSS первоначальные камеры с зумом с тем условием, что они будут поставлены на борт в случае своевременного изготовления и соответствия заявленным характеристикам. Однако в итоге Curiosity так и остался «разноглазым».

    Итак, левая обзорная камера М-34 с фокусным расстоянием 34 мм и светосилой 1:8 имеет поле зрения 15° по вертикали и 18° по горизонтали. Правая камера М-100 с фокусным расстоянием 100 мм и светосилой 1:10 имеет поле зрения 5×6°. Ее разрешение составляет около 7.5 см на дальности 1 км и 0.15 мм на расстоянии 2 м, что позволит использовать М-100 для поиска интересных объектов для исследования. Обе камеры могут фокусироваться на объектах на расстоянии от 1.8 м до бесконечности.

  В конструкции обеих камер применен встроенный байеровский фильтр, позволяющий одновременно фиксировать красный, зеленый и синий компонент изображения на приемной матрице фирмы Kodak размером 1600×1200 элементов. Этот режим применяется совместно с широкополосным сменным фильтром; помимо него имеется еще семь фильтров, из которых три (440,525 и 1035 нм) общие для обеих камер, а четыре индивидуальны для каждой из них.

Российская аппаратура, установленная на американском марсоходе Curiosity, работает в штатном режиме, сообщил научный сотрудник Института космических исследований РАН (ИКИ) Максим Литвак, находясь в Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнии. Его слова передает РИА «Новости».

Работоспособность нейтронного детектора (ДАН — детектор альбедных нейтронов), разработанного в ИКИ, уже проверили. Первое включение было короткое, потом он также будет включаться и выключаться в соответствии с графиком работы. Российский прибор стал одним из двух «иностранцев» из десяти научных инструментов, установленных на Curiosity. Испанцы для него разработали метеостанцию REMS.

ДАН способен определить на планете содержание водорода, а значит и воды, а также гидратированных минералов. Зоны с большой концентрацией этих веществ наиболее интересны ученым.

Принцип работы нейтронного детектора заключается в том, что он облучает поверхность планеты нейтронами высоких энергий, затем по свойству потока вторичных нейтронов и определяет содержание тех или иных веществ. Он сможет «почувствовать» присутствие воды в грунте, даже если ее содержание там будет минимальным. Примечательно, что специалисты НАСА выбрали для посадки марсохода район, где так мало льда. Это сделано для того, чтобы не заразить Марс земными микроорганизмами.

Такая технология уже была опробована ранее на двух приборах, разработанных в ИКИ. Устройство ХЕНД уже более 10 лет работает на марсианской орбите, на борту зонда «Марс-Одиссей». С помощью него ученые установили, что в высоких широтах планеты присутствует толстый слой льда. А детектор ЛЕНД на борту зонда LRO нашел лед в кратерах у лунных полюсов.

Импульсный нейтронный генератор ДАН-ИНГ, изготовленный во ВНИИ автоматики имени Н.Л.Духова на базе промышленного импульсного генератора, способен выдать примерно 107 импульсов с частотой до 10 раз в секунду по 10 млн частиц в импульсе. Регистрирующий блок ДАН-ДЭ создан в лаборатории космической гамма-спектроскопим И. Г. Митрофанова в ИКИ. В разработке и создании комплекса аппаратуры участвовали также Институт машиноведения имени А.А. Благонравова РАН и Объединенный институт ядерных исследований (Дубна).

    ДАН будет проводить измерения вдоль трассы движения марсохода во время длительных стоянок и остановок, чтобы оперативно оценивать содержание воды и гидратированных соединений в грунте. При обнаружении участков с повышенным содержанием воды будут проводиться детальные исследования грунта другими приборами.

М-34 может снять цветную круговую панораму до высоты 60° из 150 кадров примерно за 25 минут. Предусмотрен также режим видеосъемки с шириной кадра 720 пикселов и скоростью 4-7 кадров в секунду, в зависимости от экспозиции. Каждая камера имеет флэш-память объемом 8 Гбайт и собственный блок обработки и сжатия изображений, функционирующий независимо от основного компьютера марсохода. Блоки электроники MastCam и еще двух камер MARDI и MAHLI, также разработанных MSSS, аналогичны.

    Новым и очень интересным инструментом MSL является анализатор элементного состава пород ChemCam, расположенный на мачте рядом с камерами. Основная задача ChemCam — выбор среди окружающих ровер пород наиболее интересных для химического анализа. Прибор имеет в своем составе инфракрасный лазер, способный сконцентрировать на определенной точке образца достаточную мощность для испарения его верхнего слоя, и спектрометр для регистрации спектра образовавшейся плазмы. Лазерный импульс продолжительностью 5 нс и мощностью более 1 МВт излучается через телескопическую систему с апертурой 110 мм, которая также служит для приема ответного сигнала и для контрольной съемки образца на матрицу размером 1024×1024.

    Излучение испаренного вещества по шестиметровому оптоволоконному кабелю передается на три спектрометра, размещенные в корпусе марсохода, где разлагается на 6144 спектральных канала в диапазоне от 240 до 850 нм. Спектры позволяют определить элементный состав образца, и в первую очередь количество натрия, магния, алюминия, кремния, кальция, калия, титана, марганца, железа, водорода, кислорода, бериллия, лития, стронция, серы, азота и фосфора. Многократная «стрельба» по одной и той же точке улучшает надежность их определения, а также позволяет удалить слой пыли или ржавчины и вести измерения по нижележащему веществу. ChemCam способен оперативно определять содержание в образце кислорода и водорода и однозначно выявлять воду.

    Партнером Лос-Аламосской лаборатории в создании ChemCam является французский Институт исследований в области астрофизики и планетологии в Тулузе, поставивший лазер и телескоп. В Лос-Аламосе были изготовлены спектрометры и


Тестирование парашюта.

 Спектрометр имеет радиоактивный источник с 0.7 г альфа- и гамма-активного изотопа кюрия 244Си в составе измерительной головки и блок регистрации «ответного» рентгеновского излучения в корпусе ровера. Этот изотоп имеет период полураспада 18.1 года, а это значит, что быстродействие и чувствительность прибора будут практически неизменными в течение всего срока работы ровера. Детектор APXS размещается на высоте всего 20 мм над объектом, благодаря чему время измерений сокращается втрое.

    Прибор определяет содержание элементов в диапазоне от натрия до стронция, включая такие породообразующие компоненты, как натрий, магний, алюминий, кремний, кальций, железо и сера. Высокая чувствительность к сере, хлору и брому позволит ему уверенно определять залежи солей. В режиме «быстрого просмотра», за 10 минут, он может определить элементы с концентрацией до 0.5%, а за трехчасовой сеанс измерений — малые составляющие в количестве до 0.01%. Твердотельный электрический холодильник позволяет использовать детектор не только ночью, как на марсоходах 2003 года, но и днем.

    Микроскопическая камера МАНИ предназначена для получения детальных изображений исследуемых образцов и участков грунта. От своего предшественника на роверах MER она отличается цветным «зрением», подсветкой и наличием автофокуса. Разрешение МАНИ при съемке с предельно малого расстояния 21 мм составляет 14 мкм в поле зрения 22×17 мм. Камера оснащена двумя белыми светодиодами для съемки ночью и в тени и двумя светодиодами, излучающими в ультрафиолете (365 нм), для флуоресцирующих материалов. Изображение принимается на матрицу 1600×1200 пикселов.
   
 Рентгеновский диффракционный анализатор CheMin позволяет изучать структуру и состав кристаллических образцов. Масса прибора — 10 кг, объем — примерно 25x25x25 см. Он смонтирован в корпусе ровера и имеет на верхней поверхности воронку со сдвигаемой крышкой для загрузки образцов. Это может быть либо песок, либо порода, предварительно измельченная и просеянная через сито с ячейкой 0.15 мм. Приемное устройство разделено на 32 сектора, в пяти из которых заложены на Земле контрольные образцы, а остальные 27 могут быть использованы, причем многократно, для анализа марсианских пород. На одно измерение требуется примерно 10 часов облучения образца кобальтовым источником. CheMin определяет элементы с атомным номером от 11 (натрий) и выше и минералы, составляющие по крайней мере 3% изучаемого образца. Он также способен определить некристаллические ингредиенты, такие как вулканическое стекло.
    
Аппаратура SAM, самая сложная и тяжелая на борту MSL, предназначена для поиска органических соединений в количестве до одной части на миллиард и для измерения соотношений изотопов отдельных элементов (в частности, 12С/13С и 18O/16O). Исследоваться будут как составляющие атмосферы, так и газы, выделяющиеся из образцов грунта под действием химических агентов и нагрева. Измельченный грунт поступает в прибор через две приемные воронки. Система подачи образцов манипулирует 74 кюветами объемом по 0.78 см3, из которых шесть содержат контрольные образцы, девять предназначены для химической обработки, а 59 -из кварцевого стекл

masterok.livejournal.com

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *