جدیدترین مریخ نورد کنجکاوی مهمترین اکتشافات مریخ نورد کنجکاوی

بنابراین، چگونه می توان با یک مریخ نورد در مریخ تماس گرفت؟ در مورد آن فکر کنید - حتی زمانی که مریخ در نزدیکترین فاصله از زمین قرار دارد، سیگنال باید پنجاه و پنج میلیون کیلومتر را طی کند! واقعاً فاصله بسیار زیادی است. اما چگونه یک مریخ نورد کوچک و تنها می‌تواند داده‌های علمی و تصاویر تمام رنگی زیبای خود را تا اینجا و به این تعداد ارسال کند؟ در اولین تقریب، چیزی شبیه این به نظر می رسد (واقعاً خیلی تلاش کردم):

بنابراین، در فرآیند انتقال اطلاعات، معمولاً سه "شکل" کلیدی درگیر هستند - یکی از مراکز ارتباطات فضایی روی زمین، یکی از ماهواره های مصنوعی مریخ و در واقع خود مریخ نورد. بیایید با زمین قدیمی شروع کنیم و در مورد مراکز ارتباطی فضایی DSN (شبکه فضای عمیق) صحبت کنیم.

ایستگاه های ارتباطی فضایی

هر یک از ماموریت های فضایی ناسا به گونه ای طراحی شده است که اطمینان حاصل شود که ارتباط با فضاپیما باید 24 ساعت شبانه روز (یا حداقل هر زمان که ممکن باشد) امکان پذیر باشد. اساسا). از آنجا که، همانطور که می دانیم، زمین به سرعت حول محور خود می چرخد، چندین نقطه برای دریافت / انتقال داده ها برای اطمینان از تداوم سیگنال مورد نیاز است. این نقاط ایستگاه های DSN هستند. آنها در سه قاره واقع شده اند و با حدود 120 درجه طول جغرافیایی از یکدیگر جدا شده اند، که به آنها اجازه می دهد تا حدودی مناطق تحت پوشش یکدیگر را همپوشانی کنند و به لطف این، فضاپیما را 24 ساعت شبانه روز "رهبری" کنند. برای انجام این کار، هنگامی که فضاپیما منطقه تحت پوشش یکی از ایستگاه ها را ترک می کند، سیگنال آن به ایستگاه دیگری منتقل می شود.

یکی از مجتمع های DSN در ایالات متحده آمریکا (مجموعه گلدستون)، دومین مجتمع در اسپانیا (حدود 60 کیلومتری مادرید) و سومی در استرالیا (حدود 40 کیلومتری کانبرا) قرار دارد.

هر کدام از این مجموعه ها مجموعه آنتن های مخصوص به خود را دارند، اما از نظر عملکرد، هر سه مرکز تقریباً برابر هستند. خود آنتن ها DSS (ایستگاه های فضایی عمیق) نامیده می شوند و شماره گذاری خاص خود را دارند - آنتن ها در ایالات متحده 1X-2X، آنتن ها در استرالیا 3X-4X و در اسپانیا - 5X-6X شماره گذاری می شوند. بنابراین اگر در جایی «DSS53» را شنیدید، مطمئن باشید که یکی از آنتن های اسپانیایی است.

مجموعه کانبرا اغلب برای برقراری ارتباط با مریخ نوردها استفاده می شود، بنابراین اجازه دهید در مورد آن با جزئیات بیشتری صحبت کنیم.

این مجموعه وب سایت خود را دارد که می توانید اطلاعات بسیار جالبی را در آن بیابید. به عنوان مثال، به زودی - در 13 آوریل امسال - آنتن DSS43 40 ساله می شود.

در مجموع، در حال حاضر، ایستگاه در کانبرا دارای سه آنتن فعال است: DSS-34 (قطر 34 متر)، DSS-43 (70 متر چشمگیر) و DSS-45 (دوباره 34 متر). البته در طول سال های فعالیت این مرکز از آنتن های دیگری نیز استفاده شد که به دلایل مختلف از سرویس خارج شدند. به عنوان مثال، اولین آنتن - DSS42 - در دسامبر 2000 و DSS33 (قطر 11 متر) در فوریه 2002 از رده خارج شد و پس از آن در سال 2009 به نروژ منتقل شد تا به کار خود به عنوان ابزاری برای مطالعه جو ادامه دهد. .

اولین آنتن کاری ذکر شده، DSS34، در سال 1997 ساخته شد و اولین نماینده نسل جدید این دستگاه ها شد. او ویژگی متمایزاین است که تجهیزات دریافت / ارسال و پردازش سیگنال مستقیماً روی ظرف نیست، بلکه در اتاق زیر آن قرار دارد. این امر باعث شد تا ظرف به میزان قابل توجهی سبک شود و همچنین امکان سرویس تجهیزات بدون توقف عملکرد خود آنتن فراهم شود. DSS34 یک آنتن بازتابنده است، طرح عملکرد آن چیزی شبیه به این است:

همانطور که می بینید، زیر آنتن اتاقی وجود دارد که تمام پردازش سیگنال دریافتی در آن انجام می شود. در آنتن واقعی، این اتاق زیر زمین است، بنابراین شما آن را در عکس ها نخواهید دید.

DSS34، قابل کلیک

پخش:

• باند X (7145-7190 مگاهرتز)
• باند S (2025-2120 مگاهرتز)

پذیرایی:

• باند X (8400-8500 مگاهرتز)
• باند S (2200-2300 مگاهرتز)
• باند کا (31.8-32.3 گیگاهرتز)

دقت موقعیت یابی: سرعت چرخش:

• 2.0 درجه در ثانیه

مقاوم در برابر باد:

• باد ثابت 72 کیلومتر در ساعت
• رگبار +88 کیلومتر در ساعت

DSS43(که به زودی یک سالگرد دارد) یک نمونه بسیار قدیمی است که در سال های 1969-1973 ساخته شده و در سال 1987 ارتقا یافته است. DSS43 بزرگترین آنتن سهموی سیار در نیمکره جنوبی سیاره ما است. این سازه عظیم با وزن بیش از 3000 تن روی یک فیلم روغنی به ضخامت 0.17 میلی متر می چرخد. سطح صفحه از 1272 پانل آلومینیومی تشکیل شده و 4180 متر مربع مساحت دارد.

DSS43، قابل کلیک

برخی از مشخصات فنی

پخش:

• باند X (7145-7190 مگاهرتز)
• باند S (2025-2120 مگاهرتز)

پذیرایی:

• باند X (8400-8500 مگاهرتز)
• باند S (2200-2300 مگاهرتز)
• باند L (1626-1708 مگاهرتز)
• باند K (12.5 گیگاهرتز)
• باند Ku (18-26 گیگاهرتز)

دقت موقعیت یابی:

• در 0.005 درجه (دقت هدف گیری در نقطه ای از آسمان)
• در 0.25 میلی متر (دقت حرکت خود آنتن)

سرعت چرخش:

• 0.25 درجه در ثانیه

مقاوم در برابر باد:

• باد ثابت 72 کیلومتر در ساعت
• رگبار +88 کیلومتر در ساعت
• حداکثر طراحی - 160 کیلومتر در ساعت

DSS45. این آنتن در سال 1986 تکمیل شد و در ابتدا برای برقراری ارتباط با وویجر 2 که در حال مطالعه اورانوس بود، طراحی شد. روی یک پایه گرد به قطر 19.6 متر می چرخد ​​و از 4 چرخ برای این کار استفاده می کند که دو تای آنها در حال حرکت هستند.

DSS45، قابل کلیک

برخی از مشخصات فنی

پخش:

• باند X (7145-7190 مگاهرتز)

پذیرایی:

• باند X (8400-8500 مگاهرتز)
• باند S (2200-2300 مگاهرتز)

دقت موقعیت یابی:

• در 0.015 درجه (دقت هدف گیری در نقطه ای از آسمان)
• در 0.25 میلی متر (دقت حرکت خود آنتن)

سرعت چرخش:

• 0.8 درجه در ثانیه

مقاوم در برابر باد:

• باد ثابت 72 کیلومتر در ساعت
• رگبار +88 کیلومتر در ساعت
• حداکثر طراحی - 160 کیلومتر در ساعت

اگر در مورد ایستگاه ارتباطی فضایی به عنوان یک کل صحبت کنیم، می توانیم چهار وظیفه اصلی را که باید انجام دهد تشخیص دهیم:
تله متری- دریافت، رمزگشایی و پردازش داده های تله متری از وسایل نقلیه فضایی. به طور معمول، این داده ها شامل اطلاعات علمی و مهندسی است که از طریق هوا منتقل می شود. سیستم تله متری داده ها را دریافت می کند، تغییرات و انطباق آن با هنجار را نظارت می کند و آن را به سیستم های اعتبارسنجی یا مراکز علمی درگیر در پردازش آن ارسال می کند.
ردیابی- سیستم ردیابی باید امکان ارتباط دو طرفه بین زمین و فضاپیما را فراهم کند و مکان و بردار سرعت آن را برای قرارگیری صحیح نعلبکی محاسبه کند.
کنترل- به متخصصان این فرصت را می دهد تا دستورات کنترلی را به فضاپیما منتقل کنند.
نظارت و کنترل- من اجازه کنترل و مدیریت سیستم های خود DSN را می دهم

شایان ذکر است که ایستگاه استرالیا در حال حاضر به حدود 45 فضاپیما خدمات می دهد، بنابراین جدول زمانی عملیات آن به وضوح تنظیم شده است و دریافت زمان اضافی چندان آسان نیست. هر کدام از آنتن ها نیز دارند امکان فنیتا دو دستگاه مختلف را به طور همزمان ارائه دهید.

بنابراین، داده‌هایی که قرار است به مریخ نورد مخابره شود، به ایستگاه DSN فرستاده می‌شود و از آنجا به سفر فضایی کوتاه (5 تا 20 دقیقه‌ای) خود به سیاره سرخ می‌روند. اکنون به بررسی خود مریخ نورد می پردازیم. چه وسیله ارتباطی دارد؟

کنجکاوی

کنجکاوی مجهز به سه آنتن است که از هر یک می توان برای دریافت و انتقال اطلاعات استفاده کرد. اینها آنتن UHF، LGA و HGA هستند. همه آنها در "پشت" مریخ نورد، در مکان های مختلف قرار دارند.

HGA - آنتن با بهره بالا
MGA - آنتن با بهره متوسط
LGA - آنتن کم بهره
فرکانس UHF-Ultra High
از آنجایی که اختصارات HGA، MGA و LGA قبلاً کلمه antenna را در خود دارند، برخلاف علامت اختصاری UHF دیگر این کلمه را به آنها نسبت نمی دهم.

ما به آنتن های RUHF، RLGA و High Gain علاقه مند هستیم

آنتن UHF بیشترین استفاده را دارد. با آن، مریخ نورد می تواند داده ها را از طریق ماهواره های MRO و Odyssey (که در ادامه در مورد آنها صحبت خواهیم کرد) با فرکانس حدود 400 مگاهرتز ارسال کند. استفاده از ماهواره ها برای انتقال سیگنال ترجیح داده می شود زیرا آنها در میدان دید ایستگاه های DSN بسیار طولانی تر از خود مریخ نورد هستند و به تنهایی روی سطح مریخ نشسته اند. علاوه بر این، از آنجایی که آنها بسیار نزدیکتر به مریخ نورد هستند، مریخ نورد نیاز به صرف انرژی کمتری برای انتقال داده دارد. نرخ انتقال می تواند تا 256 کیلوبیت در ثانیه برای Odyssey و تا 2 مگابیت در ثانیه برای MRO برسد. ب Oبیشتر اطلاعات بدست آمده از کنجکاوی از طریق ماهواره MRO می گذرد. خود آنتن UHF در عقب مریخ نورد قرار دارد و شبیه یک سیلندر خاکستری است.

کنجکاوی همچنین دارای HGA است که می تواند از آن برای دریافت دستورات مستقیم از زمین استفاده کند. این آنتن متحرک است (می توان آن را به سمت زمین هدایت کرد)، یعنی برای استفاده از آن، مریخ نورد مجبور نیست مکان خود را تغییر دهد، فقط HGA را در جهت درست بچرخانید و این به شما امکان می دهد در انرژی صرفه جویی کنید. HGA تقریباً در وسط سمت چپ مریخ نورد نصب شده است و یک شش ضلعی با قطر حدود 30 سانتی متر است. HGA می تواند داده ها را مستقیماً با سرعت 160 bps در آنتن های 34 متری یا تا 800 bps در آنتن های 70 متری به زمین ارسال کند.

در نهایت سومین آنتن به اصطلاح LGA است.
سیگنال ها را در همه جهات ارسال و دریافت می کند. LGA در باند X (7-8 گیگاهرتز) کار می کند. با این حال، قدرت این آنتن بسیار کم است و سرعت انتقال چیزهای زیادی باقی می ماند. به همین دلیل، عمدتا برای دریافت اطلاعات به جای انتقال آن استفاده می شود.
در عکس، LGA برجک سفید در پیش زمینه است.
آنتن UHF در پس زمینه قابل مشاهده است.

شایان ذکر است که مریخ نورد حجم عظیمی از داده های علمی تولید می کند و همیشه نمی توان همه آنها را ارسال کرد. کارشناسان ناسا اهمیت را در اولویت قرار می‌دهند: اطلاعات با بالاترین اولویت ابتدا منتقل می‌شوند و اطلاعات با اولویت پایین‌تر منتظر پنجره ارتباطی بعدی خواهند بود. گاهی اوقات برخی از داده های کم اهمیت باید به طور کامل حذف شوند.

ماهواره های Odyssey و MRO

بنابراین، متوجه شدیم که معمولاً برای برقراری ارتباط با کنجکاوی، به یک "پیوند میانی" در قالب یکی از ماهواره ها نیاز است. این به شما امکان می دهد مدت زمانی که در آن ارتباط با کنجکاوی به طور کلی امکان پذیر است را افزایش دهید و همچنین سرعت انتقال را افزایش دهید، زیرا آنتن های ماهواره ای قدرتمندتر قادر به انتقال داده ها به زمین با سرعت بسیار بالاتری هستند.

هر یک از ماهواره‌ها دارای دو پنجره ارتباطی با مریخ نورد هستند. معمولاً این پنجره ها بسیار کوتاه هستند - فقط چند دقیقه. در مواقع اضطراری، کنجکاوی همچنین می تواند با ماهواره مدارگرد مریخ اکسپرس آژانس فضایی اروپا تماس بگیرد.

ادیسه مریخ

ادیسه مریخ
ماهواره Mars Odyssey در سال 2001 به فضا پرتاب شد و در اصل برای مطالعه ساختار سیاره و جستجوی مواد معدنی طراحی شده بود. ابعاد این ماهواره 2.2 در 2.6 در 1.7 متر و وزن آن بیش از 700 کیلوگرم است. ارتفاع مدار آن بین 370 تا 444 کیلومتر است. این ماهواره به طور فعال توسط مریخ نوردهای قبلی مورد استفاده قرار می گرفت: حدود 85 درصد از داده های دریافتی از Spirit و Opportunity از طریق آن پخش می شد. Odyssey می تواند با کنجکاوی در باند UHF ارتباط برقرار کند. از نظر ارتباطی دارای آنتن HGA، MGA (آنتن با بهره متوسط)، LGA و UHF می باشد. اصولا برای انتقال اطلاعات به زمین از HGA استفاده می شود که قطر آن 1.3 متر است. انتقال با فرکانس 8406 مگاهرتز انجام می شود و داده ها با فرکانس 7155 مگاهرتز دریافت می شوند. اندازه زاویه ای تیر حدود دو درجه است.

محل قرارگیری ابزارهای ماهواره ای

ارتباط با مریخ نوردها با استفاده از یک آنتن UHF در فرکانس های 437 مگاهرتز (انتقال) و 401 مگاهرتز (دریافت) انجام می شود، نرخ تبادل داده می تواند 8، 32، 128 یا 256 کیلوبایت بر ثانیه باشد.

مدارگرد شناسایی مریخ

MRO

در سال 2006، ماهواره Odyssey توسط MRO - مدارگرد شناسایی مریخ، که امروز گفتگوی اصلی کنجکاوی است، ملحق شد.
با این حال، علاوه بر کار یک سیگنال‌نگار، MRO خود دارای زرادخانه‌ای چشمگیر از ابزارهای علمی است و از همه جالب‌تر، مجهز به دوربین HiRISE است که در واقع یک تلسکوپ بازتابی است. در ارتفاع 300 کیلومتری، HiRISE می تواند تصاویری با وضوح 0.3 متر در هر پیکسل بگیرد (برای مقایسه، تصاویر ماهواره ای از زمین معمولاً با وضوح حدود 0.5 متر بر پیکسل در دسترس هستند). MRO همچنین می‌تواند جفت‌های استریو سطحی با دقت حیرت‌انگیز 0.25 متر ایجاد کند. اکیداً توصیه می‌کنم که حداقل با تعدادی از عکس‌های موجود، به عنوان مثال، آشنا شوید. به عنوان مثال، این تصویر از دهانه ویکتوریا ارزش دارد (قابل کلیک، نسخه اصلی حدود 5 مگابایت است):

من پیشنهاد می کنم که مراقب ترین ها، مریخ نورد Opportunity را در تصویر پیدا کنند؛)

پاسخ (قابل کلیک)

لطفاً توجه داشته باشید که اکثر عکس‌های رنگی در محدوده وسیعی گرفته شده‌اند، بنابراین اگر به عکسی برخورد کردید که در آن قسمتی از سطح آن آبی مایل به سبز روشن است، عجله نکنید تا در تئوری‌های توطئه شرکت کنید؛) اما می‌توانید مطمئن باشید که در موارد مختلف تصاویر نژادهای یکسان رنگ مشابهی خواهند داشت. با این حال، بازگشت به سیستم های ارتباطی.

MRO مجهز به چهار آنتن است که برای مطابقت با مریخ نورد طراحی شده اند - یک آنتن UHF، یک HGA و دو LGA. آنتن اصلی استفاده شده توسط ماهواره - HGA - دارای قطر سه متر است و در باند X کار می کند. این اوست که برای انتقال داده ها به زمین استفاده می شود. HGA همچنین مجهز به تقویت کننده سیگنال 100 واتی است.

1 - HGA، 3 - UHF، 10 - LGA (هر دو LGA مستقیماً روی HGA نصب شده اند)

کنجکاوی و MRO با استفاده از یک آنتن UHF ارتباط برقرار می کنند، پنجره ارتباطی دو بار در هر sol باز می شود و تقریباً 6-9 دقیقه طول می کشد. MRO روزانه 5 گیگابایت را برای داده های دریافتی از مریخ نوردها اختصاص می دهد و آن را تا زمانی که در خط دید یکی از ایستگاه های DSN روی زمین قرار گیرد ذخیره می کند و پس از آن داده ها را به آنجا منتقل می کند. انتقال داده ها به مریخ نورد طبق همین اصل انجام می شود. 30 Mb/sol برای ذخیره دستورات برای ارسال به مریخ نورد اختصاص داده شده است.

ایستگاه های DSN 16 ساعت در روز MRO را انجام می دهند (8 ساعت باقیمانده ماهواره است سمت معکوسمریخ، و نمی تواند داده ها را مبادله کند، زیرا توسط سیاره بسته شده است)، 10-11 مورد از آن داده ها را به زمین منتقل می کند. به طور معمول، ماهواره سه روز در هفته با آنتن 70 متری DSN و دو بار با آنتن 34 متری کار می کند (متاسفانه دو روز باقی مانده مشخص نیست چه می کند، اما بعید است که روزهای تعطیل داشته باشد. ). نرخ انتقال می تواند از 0.5 تا 4 مگابیت در ثانیه متغیر باشد - با دور شدن مریخ از زمین کاهش می یابد و با نزدیک شدن دو سیاره افزایش می یابد. در حال حاضر (در زمان انتشار مقاله) زمین و مریخ تقریباً در حداکثر فاصله از یکدیگر قرار دارند، بنابراین به احتمال زیاد سرعت انتقال خیلی زیاد نیست.

ناسا ادعا می کند (ویجت ویژه ای در وب سایت ماهواره ای وجود دارد) که MRO در کل دوره عملیات خود بیش از 187 ترابیت (!) داده را به زمین مخابره کرده است - این بیشتر از تمام وسایل نقلیه ارسال شده به فضا است. .

نتیجه

بنابراین، بیایید خلاصه کنیم. هنگام ارسال دستورات کنترلی به مریخ نورد، موارد زیر رخ می دهد:

• متخصصان JPL دستورات را به یکی از ایستگاه های DSN ارسال می کنند.
• در طول یک جلسه ارتباطی با یکی از ماهواره ها (به احتمال زیاد MRO خواهد بود)، ایستگاه DSN مجموعه ای از دستورات را به آن ارسال می کند.
• ماهواره داده ها را در حافظه داخلی ذخیره می کند و منتظر پنجره ارتباطی بعدی با مریخ نورد است.
• هنگامی که مریخ نورد در منطقه دسترسی است، ماهواره دستورات کنترلی را به آن ارسال می کند.

هنگام انتقال داده ها از مریخ نورد به زمین، همه چیز به ترتیب معکوس اتفاق می افتد:

• مریخ نورد داده های علمی خود را در حافظه داخلی ذخیره می کند و منتظر پنجره ارتباط ماهواره ای بعدی است.
• هنگامی که یک ماهواره در دسترس است، مریخ نورد اطلاعاتی را برای آن ارسال می کند.
• ماهواره داده ها را دریافت می کند، آن ها را در حافظه خود ذخیره می کند و منتظر می ماند تا یکی از ایستگاه های DSN در دسترس باشد.
• هنگامی که یک DSN در دسترس می شود، ماهواره داده های دریافتی را برای آن ارسال می کند.
• در نهایت پس از دریافت سیگنال، ایستگاه DSN آن را رمزگشایی کرده و داده های دریافتی را برای کسانی که برای آنها در نظر گرفته شده است ارسال می کند.

امیدوارم توانسته باشم روند تماس با کنجکاوی را کم و بیش به طور خلاصه شرح دهم. تمام این اطلاعات (روشن زبان انگلیسی; به علاوه انبوهی از موارد اضافی، از جمله، به عنوان مثال، گزارش‌های فنی نسبتاً دقیق در مورد نحوه عملکرد هر یک از ماهواره‌ها) در وب‌سایت‌های مختلف JPL موجود است، و هنگامی که بدانید به چه چیزی علاقه دارید، پیدا کردن آنها بسیار آسان است.

لطفا هر گونه اشکال و غلط املایی را گزارش دهید!

فقط کاربران ثبت نام شده می توانند در نظرسنجی شرکت کنند. بفرمایید داخل لطفا.

در 6 آگوست 2012 فرودگر کنجکاوی روی سطح مریخ فرود آمد. در 23 ماه آینده، مریخ نورد سطح سیاره، ترکیب کانی شناسی و طیف تشعشع آن را مطالعه می کند، به دنبال آثاری از حیات خواهد بود و همچنین احتمال فرود انسان را ارزیابی می کند.

تاکتیک اصلی تحقیق، جستجوی سنگ های جالب با دوربین های با وضوح بالا است. اگر آنها ظاهر شوند، مریخ نورد سنگ مورد مطالعه را با لیزر از دور تابش می کند. نتیجه تجزیه و تحلیل طیفی تعیین می کند که آیا دستکاری کننده با میکروسکوپ و طیف سنج اشعه ایکس باید خارج شود یا خیر. سپس کنجکاوی می تواند نمونه را استخراج کرده و در یکی از 74 فنجان آزمایشگاه داخلی برای تجزیه و تحلیل بیشتر قرار دهد.

این دستگاه با تمام کیت بدنه بزرگ و سبکی خارجی خود، جرم یک خودرو (900 کیلوگرم) و وزن 340 کیلوگرم در سطح مریخ دارد. انرژی تمام تجهیزات از انرژی فروپاشی پلوتونیوم-238 از یک ژنراتور ترموالکتریک بوئینگ رادیو ایزوتوپی تامین می شود که حداقل 14 سال طول عمر دارد. در حال حاضر 2.5 کیلووات ساعت انرژی حرارتی و 125 وات برق تولید می کند که با گذشت زمان، خروجی برق به 100 وات کاهش می یابد.

مریخ نورد چندین نوع دوربین مختلف را به طور همزمان نصب کرده است. Mast Camera سیستمی متشکل از دو دوربین رنگی معمولی نابرابر است که می‌تواند عکس‌هایی (از جمله استریوسکوپی) با وضوح 1600x1200 پیکسل بگیرد و، برای مریخ نوردها، یک جریان ویدئویی فشرده‌شده با سخت‌افزار 720p (1280x720) ضبط کند. برای ذخیره مواد دریافتی، سیستم دارای 8 گیگابایت حافظه فلش برای هر یک از دوربین ها است - برای گنجاندن چندین هزار عکس و چند ساعت فیلمبرداری کافی است. پردازش عکس‌ها و فیلم‌ها بدون بار بر روی الکترونیک کنترل کنجکاوی انجام می‌شود. علیرغم داشتن پیکربندی زوم از طرف سازنده، دوربین ها زوم ندارند زیرا زمانی برای آزمایش وجود نداشت.

تصویر از MastCam. پانورامای رنگارنگ سطح مریخ با چسباندن چندین تصویر از قبل به دست می آید. دوربین‌های MastCam نه تنها برای سرگرم کردن مردم با آب و هوای سیاره سرخ، بلکه به عنوان کمکی در استخراج نمونه‌ها توسط دستکاری‌کننده و در حین حرکت استفاده خواهند شد.

همچنین بخشی از سیستم ChemCam به دکل متصل است. این یک طیف‌سنج انتشار جرقه لیزری و یک واحد تصویربرداری است که به صورت جفت کار می‌کنند: پس از تبخیر مقدار کمی از سنگ مورد مطالعه، یک پالس لیزری 5 نانوثانیه طیف تابش پلاسمایی حاصل را تجزیه و تحلیل می‌کند که عنصر عنصری را تعیین می‌کند. ترکیب نمونه در این مورد، نیازی به تمدید دستکاری کننده نیست.

وضوح تجهیزات 5-10 برابر بیشتر از آنچه در مریخ نوردهای قبلی نصب شده بود است. از ارتفاع 7 متری، ChemCam می تواند نوع سنگ مورد مطالعه (به عنوان مثال آتشفشانی یا رسوبی)، ساختار خاک و سنگ را تعیین کند، عناصر غالب را ردیابی کند، یخ و مواد معدنی را با مولکول های آب در ساختار بلوری تشخیص دهد، علائم فرسایش را روی سنگ ها اندازه گیری کند، و کمک بصری کند. در مطالعه سنگ ها با دستکاری.

هزینه ChemCam 10 میلیون دلار (کمتر از نیم درصد از کل هزینه سفر) بود. این سیستم از یک لیزر روی یک دکل و سه طیف‌نگار در داخل کیس تشکیل شده است که تابش از طریق یک راهنمای نور فیبر نوری تامین می‌شود.

دستکاری کننده مریخ نورد مجهز به تصویرگر لنز دستی مریخ است که می تواند تصاویری با وضوح 1600×1200 پیکسل بگیرد که می تواند جزئیاتی به کوچکی 12.5 میکرومتر را نشان دهد. این دوربین دارای نور پس زمینه سفید برای کار در روز و شب است. نور ماوراء بنفش برای انتشار مواد معدنی کربناته و تبخیری ضروری است که وجود آنها نشان می دهد که آب در شکل گیری سطح مریخ شرکت داشته است.

برای اهداف نقشه برداری، از دوربین تصویرگر فرود مریخ (MARDI) استفاده شد که در هنگام فرود خودرو، تصاویری در ابعاد 1600 × 1200 پیکسل بر روی حافظه فلش 8 گیگابایتی ثبت کرد. هنگامی که سطح زمین چند کیلومتر دورتر بود، دوربین شروع به گرفتن پنج عکس رنگی در ثانیه کرد. داده‌های به‌دست‌آمده، نقشه‌برداری از زیستگاه کنجکاوی را ممکن می‌سازد.

در طرفین مریخ نورد دو جفت دوربین سیاه و سفید با زاویه دید 120 درجه قرار دارد. سیستم Hazcams در هنگام دستکاری و گسترش دستکاری کننده استفاده می شود. روی دکل سیستم Navcams قرار دارد که از دو دوربین سیاه و سفید با زاویه دید 45 درجه تشکیل شده است. برنامه های مریخ نورد به طور مداوم بر اساس داده های این دوربین ها یک نقشه سه بعدی گوه ای شکل می سازند که از برخورد با موانع غیرمنتظره جلوگیری می کند. یکی از اولین عکس‌های کنجکاوی، تصویری از دوربین Hazcam است.

یک ایستگاه مانیتورینگ بر روی مریخ نورد برای اندازه گیری شرایط آب و هوایی نصب شد. محیط(Rover Environmental Monitoring Station) که فشار، دمای اتمسفر و سطح، سرعت باد و تابش فرابنفش را اندازه گیری می کند. REMS از گرد و غبار مریخ محافظت می شود.

ناسا مریخ نورد دیگری را به سیاره سرخ پرتاب کرد. بر خلاف پروژه های مربوط به این سیاره در کشور ما، محققان آمریکایی موفق می شوند چنین ماموریت هایی را با موفقیت انجام دهند. به یاد بیاورید که آنالوگ روسی Curiosity - Phobos-Grunt به دلیل خطای نرم افزاری هنگام ورود به مدار پایین زمین شکست خورد.

اهداف ماموریت کنجکاویکنجکاوی فقط یک مریخ نورد نیست. این پروژه به عنوان بخشی از ماموریت آزمایشگاه علمی مریخ انجام می شود و سکویی است که تجهیزات علمی زیادی روی آن نصب شده است که برای حل چندین مشکل آماده شده است.

اولین وظیفه ای که کنجکاوی با آن روبرو است اصلی نیست - جستجوی زندگی در این سیاره خشن. برای انجام این کار، یک مریخ نورد نسل جدید باید ماهیت ترکیبات کربن آلی را شناسایی و مطالعه کند. موادی مانند هیدروژن، نیتروژن، فسفر، اکسیژن، کربن و گوگرد را بیابید. وجود چنین موادی پیش نیازهای منشأ حیات را نشان می دهد.

علاوه بر این، وظایف دیگری نیز به کنجکاوی محول شده است. مریخ نورد با کمک تجهیزات خود باید اطلاعاتی در مورد آب و هوا و زمین شناسی سیاره منتقل کند و همچنین برای فرود یک فرد آماده شود.

ویژگی های مریخ نورد کنجکاوی.کنجکاوی 3 متر طول و 2.7 متر عرض دارد. مجهز به شش چرخ 51 سانتی متری است. هر چرخ توسط یک موتور الکتریکی مستقل حرکت می کند. چرخ های جلو و عقب به چرخش مریخ نورد در جهت درست کمک می کنند. با تشکر از طراحی خاص و قطر بهینه، کنجکاوی قادر است بر مانعی با ارتفاع 75 سانتی متر غلبه کند و تا 90 متر در ساعت شتاب بگیرد.

این مریخ نورد از یک مینی راکتور نیرو می گیرد. پلوتونیوم 238 تعبیه شده در آن 14 سال کار می کند. از جانب پنل های خورشیدیبه دلیل مشکل گرد و غبار زیاد جو مریخ تصمیم به رد کردن گرفت.

پرواز و فرود مریخ نورد کنجکاوی.دهانه گیل به عنوان محل فرود مریخ نورد کنجکاوی انتخاب شد. مکانی کاملا مسطح که نباید مشکلی ایجاد کند.

مریخ نورد توسط موشک دو مرحله ای آتلانتیس-5 541 به مدار زمین ثابت پرتاب شد. از آنجا ایستگاه به سمت مریخ حرکت خواهد کرد. و در اینجا یک لحظه بسیار جالب آغاز می شود - فرود کنجکاوی.

جو مریخ بسیار پیچیده است. لایه های متراکم آن به موتورهای فرود اجازه نمی دهد که این روند را اصلاح کنند. به همین دلیل، یک فناوری نسبتاً جالب توسعه یافته است که باید این مشکلات را دور بزند.

هنگام ورود به اتمسفر، کنجکاوی در داخل یک کپسول محافظ ویژه تا می شود. از جانب دمای بالاهنگام ورود به لایه های متراکم اتمسفر با سرعت بالا، با پوشش خاصی از الیاف کربن آغشته به رزین فنل فرمالدئید محافظت می شود.

در جو متراکم مریخ، سرعت دستگاه از 6 کیلومتر بر ثانیه به دو برابر سرعت صوت کاهش می یابد. بالاست های افتاده موقعیت کپسول را اصلاح می کنند. "حجاب" محافظ گرما پرتاب می شود و با سرعت 470 متر بر ثانیه چتر مافوق صوت باز می شود.

هنگام عبور از ارتفاع 3.7 کیلومتری از سیاره، دوربین نصب شده در پایین مریخ نورد باید راه اندازی شود. از سطح سیاره عکس می گیرد، فریم های با وضوح بالا به جلوگیری از مشکلات مربوط به مکانی که کنجکاوی باید فرود بیاید، کمک می کند.

در تمام این مدت چتر به عنوان یک ترمز عمل می کرد و در ارتفاع 1.8 کیلومتری از سیاره سرخ، مریخ نورد از واحد فرود جدا می شود و فرود بیشتر با استفاده از سکوی مجهز به موتورهای فرود انجام می شود.

موتورهای رانش متغیر موقعیت سکو را تنظیم می کنند. در این مرحله، کنجکاوی باید زمانی برای تجزیه و آماده شدن برای فرود داشته باشد. برای اینکه این فرآیند کاملاً روان شود، فناوری دیگری اختراع شد - "جرثقیل پرواز".

"جرثقیل پرنده" 3 کابل است که به آرامی مریخ نورد را به سطح سیاره پایین می آورد در حالی که سکو در ارتفاع 7.5 متری شناور می شود.

تجهیزات مریخ نورد کنجکاوی.مریخ نورد کنجکاوی دارای تجهیزات علمی زیادی است. در میان آنها دستگاهی نیز وجود دارد که توسط متخصصان روسی ساخته شده است. مریخ نورد مجهز به بازوی رباتیکی است که کاملا حساس است. یک مته، یک بیل و سایر تجهیزات در آن نصب شده است که امکان جمع آوری نمونه خاک و سنگ را فراهم می کند.

مریخ نورد دارای 10 ابزار می باشد که در ادامه به شرح برخی از آنها می پردازیم.

MastCamدوربینی است که بر روی یک دکل بلند بالای مریخ نورد قرار دارد. او چشم اپراتورهایی است که با دریافت عکس روی زمین، دستگاه را کنترل می کنند.

سامیک طیف سنج جرمی، یک طیف سنج لیزری و یک کروماتوگرافی گازی "در یک بطری" است که به شما امکان می دهد نمونه های خاک را تجزیه و تحلیل کنید. این SAM است که باید ترکیبات آلی، نیتروژن، اکسیژن و هیدروژن را پیدا کند.

بازوی رباتیک باید نمونه‌ها را به مکان خاصی در مریخ‌نورد تحویل دهد، جایی که توسط ابزار SAM مورد بررسی قرار می‌گیرد.

CheMin- دستگاه دیگری برای آنالیز سنگ ها. ترکیبات شیمیایی و معدنی را تعریف می کند.

checamجالب ترین قطعه تجهیزات روی مریخ نورد Curiositi است. به زبان ساده، این لیزری است که قادر است نمونه‌های خاک یا سنگ را در فاصله 9 متری مریخ نورد ذوب کند و با بررسی جفت‌ها، ساختار آنها را مشخص کند.

APXS- طیف‌سنجی که با تابش اشعه ایکس و ذرات آلفا به نمونه‌ها، آنها را شناسایی می‌کند. APXS روی بازوی رباتیک مریخ نورد قرار دارد.

DAN- دستگاهی که توسط هموطنان ما ساخته شده است. قادر به تشخیص وجود آب یا یخ حتی در عمق کم زیر سطح سیاره است.

RAD- وجود تشعشعات رادیواکتیو در سیاره را تعیین می کند.

REMSیک ایستگاه هواشناسی حساس روی کنجکاوی است.

مریخ نورد کنجکاوی پروژه جاه طلبانه بشریت است که ما را به آن سو خواهد برد سطح جدیدمطالعه مریخ فرود آمدن و مطالعه سیاره سرخ با این دستگاه به پاسخ به دو سوالی که مدت هاست بشر را درگیر کرده است کمک می کند: آیا در مریخ حیات وجود دارد و آیا امکان استعمار این سیاره در آینده نزدیک وجود دارد؟

• ChemCam مجموعه ای از ابزارها برای هدایت از راه دور است تجزیه و تحلیل شیمیایینمونه های مختلف کار به شرح زیر انجام می شود: لیزر یک سری عکس بر روی جسم مورد مطالعه انجام می دهد. سپس تحلیلی از طیف نور ساطع شده از سنگ تبخیر شده انجام می شود. ChemCam می تواند اجسام واقع در فاصله 7 متری از آن را مطالعه کند. این ابزار حدود 10 میلیون دلار (1.5 میلیون دلار بیش از حد) هزینه داشت. در حالت عادی، لیزر به طور خودکار بر روی جسم متمرکز می شود.
• MastCam: یک سیستم دوربین دوگانه با فیلترهای طیفی متعدد. امکان گرفتن عکس با رنگ های طبیعی با سایز 1600 × 1200 پیکسل وجود دارد. ویدیو با وضوح 720p (1280 × 720) تا 10 فریم در ثانیه ضبط می شود و توسط سخت افزار فشرده می شود. دوربین اول، دوربین زاویه متوسط ​​(MAC) دارای فاصله کانونی 34 میلی متر و میدان دید 15 درجه، 1 پیکسل برابر با 22 سانتی متر در فاصله 1 کیلومتری است.
• دوربین زاویه باریک (NAC)، دارای فاصله کانونی 100 میلی متر، میدان دید 5.1 درجه، 1 پیکسل برابر با 7.4 سانتی متر در فاصله 1 کیلومتری است. هر دوربین دارای 8 گیگابایت حافظه فلش است که می تواند بیش از 5500 تصویر خام را ذخیره کند. پشتیبانی از فشرده سازی JPEG و فشرده سازی بدون اتلاف وجود دارد. دوربین ها دارای ویژگی فوکوس خودکار هستند که به آن ها اجازه می دهد تا روی سوژه ها از 2.1 متر تا بی نهایت فوکوس کنند. علیرغم داشتن پیکربندی زوم از طرف سازنده، دوربین ها زوم ندارند زیرا زمانی برای آزمایش وجود نداشت. هر دوربین دارای یک فیلتر داخلی Bayer RGB و 8 فیلتر IR قابل تعویض است. در مقایسه با دوربین پانوراما Spirit and Opportunity (MER) که تصاویر سیاه و سفید 1024 × 1024 پیکسل را ثبت می کند، MAC MastCam 1.25 برابر وضوح زاویه ای و NAC MastCam 3.67 برابر بیشتر است.
• تصویرگر لنز دستی مریخ (MAHLI): این سیستم از یک دوربین متصل به بازوی رباتیک مریخ نورد تشکیل شده است که برای گرفتن تصاویر میکروسکوپی از سنگ ها و خاک استفاده می شود. MAHLI می تواند تصویری با ابعاد 1600 × 1200 پیکسل و حداکثر 14.5 میکرون در هر پیکسل ثبت کند. MAHLI دارای فاصله کانونی 18.3 میلی متر تا 21.3 میلی متر و میدان دید 33.8 تا 38.5 درجه است. MAHLI دارای دو رنگ سفید و فرابنفش است نور پس زمینه LEDبرای کار در تاریکی یا استفاده از نور فلورسنت. نور ماوراء بنفش برای انتشار مواد معدنی کربناته و تبخیری ضروری است که وجود آنها نشان می دهد که آب در شکل گیری سطح مریخ شرکت داشته است. MAHLI بر روی اجسام کوچک به اندازه 1 میلی متر تمرکز می کند. این سیستم می تواند چندین تصویر را با تاکید بر پردازش تصویر بگیرد. MAHLI می تواند عکس خام را بدون افت کیفیت ذخیره کند یا فایل JPEG را فشرده کند.
• MSL Mars Descent Imager (MARDI): در حین نزول به سطح مریخ، MARDI یک تصویر رنگی 1600 × 1200 پیکسل با زمان نوردهی 1.3 میلی ثانیه ارسال کرد، دوربین از فاصله 3.7 کیلومتر شروع و در فاصله 5 به پایان رسید. متر از سطح مریخ، یک تصویر رنگی با فرکانس 5 فریم در ثانیه گرفت، عکسبرداری حدود 2 دقیقه به طول انجامید. 1 پیکسل برابر با 1.5 متر در فاصله 2 کیلومتری و 1.5 میلی متر در فاصله 2 متری، زاویه دید دوربین 90 درجه است. MARDI دارای 8 گیگابایت حافظه داخلی است که می تواند بیش از 4000 عکس را ذخیره کند. عکس های دوربین امکان دیدن زمین های اطراف در محل فرود را فراهم کردند. JunoCam که برای فضاپیمای جونو ساخته شده است، بر اساس فناوری MARDI ساخته شده است.
• طیف سنج اشعه ایکس آلفا ذره (APXS): این دستگاه ذرات آلفا را تابش می کند و طیف اشعه ایکس را برای تعیین ترکیب عنصری سنگ به هم مرتبط می کند. APXS شکلی از انتشار اشعه ایکس ناشی از ذرات (PIXE) است که قبلا توسط مریخ‌نوردهای رهیاب و مریخ‌نورد استفاده می‌شد. APXS توسط آژانس فضایی کانادا ساخته شده است. MacDonald Dettwiler (MDA) - شرکت هوافضای کانادایی سازنده Canadarm و RADARSAT مسئول طراحی و ساخت APXS هستند. تیم توسعه APXS شامل اعضایی از دانشگاه گوئلف، دانشگاه نیوبرانزویک، دانشگاه غربی انتاریو، ناسا، دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو و دانشگاه کورنل است.
• جمع آوری و جابجایی برای آنالیز صخره مریخی درجا (CHIMRA): CHIMRA یک سطل 4x7 سانتی متری است که خاک را جمع می کند. در حفره های داخلی CHIMRA از غربال با سلول 150 میکرون غربال می شود که با عملکرد مکانیسم ارتعاش کمک می کند و مازاد آن حذف می شود و قسمت بعدی برای الک فرستاده می شود. در مجموع سه مرحله نمونه برداری از سطل و الک کردن خاک وجود دارد. در نتیجه کمی پودر از کسر مورد نیاز باقی می ماند که به گیرنده خاک روی بدنه مریخ نورد فرستاده می شود و مازاد آن دور ریخته می شود. در نتیجه، یک لایه خاک 1 میلی متری از کل سطل برای تجزیه و تحلیل می آید. پودر تهیه شده توسط دستگاه CheMin و SAM مورد بررسی قرار می گیرد.
• CheMin: Chemin ترکیب شیمیایی و کانی شناسی را با استفاده از ابزار فلورسانس اشعه ایکس و پراش اشعه ایکس بررسی می کند. CheMin یکی از چهار طیف سنج است. CheMin به شما امکان می دهد تا فراوانی مواد معدنی را در مریخ تعیین کنید. این ابزار توسط دیوید بلیک در مرکز تحقیقات ایمز ناسا و آزمایشگاه رانش جت ناسا ساخته شده است. مریخ نورد سنگ ها را سوراخ می کند و پودر حاصل توسط ابزار جمع آوری می شود. سپس اشعه ایکس به سمت پودر هدایت می شود، ساختار کریستالی داخلی مواد معدنی در الگوی پراش پرتوها منعکس می شود. پراش اشعه ایکس برای کانی های مختلف متفاوت است، بنابراین الگوی پراش به دانشمندان اجازه می دهد تا ساختار ماده را تعیین کنند. اطلاعات مربوط به درخشندگی اتم ها و الگوی پراش توسط یک ماتریس E2V CCD-224 با ابعاد 600x600 پیکسل تهیه می شود. کنجکاوی دارای 27 سلول برای آنالیز نمونه است که پس از مطالعه یک نمونه می توان از سلول مجددا استفاده کرد اما آنالیز انجام شده بر روی آن به دلیل آلودگی از نمونه قبلی دقت کمتری خواهد داشت. بنابراین، مریخ نورد تنها 27 تلاش برای مطالعه کامل نمونه ها دارد. 5 سلول مهر و موم شده دیگر نمونه هایی از زمین را ذخیره می کنند. آنها برای آزمایش عملکرد دستگاه در شرایط مریخ مورد نیاز هستند. دستگاه برای کارکردن به دمای -60 درجه سانتیگراد نیاز دارد، در غیر این صورت تداخل دستگاه DAN اختلال ایجاد می کند.
• تجزیه و تحلیل نمونه در مریخ (SAM): جعبه ابزار SAM نمونه های جامد، مواد آلی و ترکیبات اتمسفر را تجزیه و تحلیل می کند. این ابزار توسط: مرکز پرواز فضایی گودارد، آزمایشگاه بین دانشگاهی، CNRS فرانسه و رباتیک Honeybee به همراه بسیاری از شرکای دیگر توسعه یافته است.
• آشکارساز ارزیابی تشعشع (RAD)، «ردیاب ارزیابی تشعشع»: این دستگاه داده‌هایی را برای تخمین سطح تشعشعات پس‌زمینه‌ای که بر اعضای سفرهای آتی به مریخ تأثیر می‌گذارد، جمع‌آوری می‌کند. این دستگاه تقریباً در قلب مریخ نورد نصب شده است و بنابراین از یک فضانورد در داخل فضاپیما تقلید می کند. RAD توسط اولین ابزار علمی برای MSL روشن شد، در حالی که هنوز در مدار زمین بود، و پس‌زمینه تشعشعات را در داخل دستگاه ثبت کرد - و سپس در داخل مریخ نورد در حین کار بر روی سطح مریخ. این داده ها را در مورد شدت تابش دو نوع جمع آوری می کند: پرتوهای کهکشانی پرانرژی و ذرات ساطع شده از خورشید. RAD در آلمان توسط موسسه تحقیقات جنوب غربی (SwRI) برای فیزیک فرازمینی در گروه Christian-Albrechts-Universität zu Kiel با حمایت مالی اداره ماموریت سیستم های اکتشافی در مقر ناسا و آلمان توسعه داده شد.
• آلبدوی پویای نوترون ها (DAN): آلبدوی پویای نوترون ها (DAN) برای شناسایی هیدروژن، یخ آب در نزدیکی سطح مریخ استفاده می شود که توسط آژانس فضایی فدرال (روسکموسوس) ارائه شده است. این توسعه مشترک موسسه تحقیقات اتوماسیون است. N. L. Dukhov در Rosatom (مولد نوترون پالس)، موسسه تحقیقات فضایی آکادمی علوم روسیه (واحد تشخیص) و موسسه مشترک تحقیقات هسته ای (کالیبراسیون). هزینه توسعه دستگاه حدود 100 میلیون روبل بود. عکس دستگاه. این دستگاه شامل یک منبع نوترونی پالسی و یک آشکارساز تشعشع نوترونی است. ژنراتور پالس های کوتاه و قدرتمندی از نوترون ها را به سمت سطح مریخ ساطع می کند. مدت زمان پالس حدود 1 میکرو ثانیه است، قدرت شار تا 10 میلیون نوترون با انرژی 14 مگا ولت در هر پالس است. ذرات تا عمق 1 متری به خاک مریخ نفوذ می کنند، جایی که با هسته عناصر اصلی سنگ ساز تعامل می کنند، در نتیجه سرعت آنها کاهش می یابد و تا حدی جذب می شوند. بقیه نوترون ها توسط گیرنده منعکس و ثبت می شوند. اندازه‌گیری‌های دقیق تا عمق ۵۰ تا ۷۰ سانتی‌متر امکان‌پذیر است.
• ایستگاه نظارت محیطی مریخ نورد (REMS): مجموعه ای از ابزارهای هواشناسی و حسگر اشعه ماوراء بنفش توسط وزارت آموزش و پرورش اسپانیا ارائه شد. تیم تحقیقاتی به رهبری خاویر گومز-الویرا، مرکز اختربیولوژی (مادرید) شامل موسسه هواشناسی فنلاند به عنوان شریک است. ما آن را روی دکل دوربین نصب کردیم تا فشار اتمسفر، رطوبت، جهت باد، دمای هوا و زمین و اشعه فرابنفش را اندازه گیری کنیم. همه سنسورها در سه قسمت قرار دارند: دو بوم به مریخ نورد متصل هستند، دکل سنجش از راه دور (RSM)، سنسور فرابنفش (UVS) در دکل بالایی مریخ نورد قرار دارد و واحد کنترل ابزار (ICU) در داخل آن قرار دارد. بدن REMS بینش جدیدی در مورد شرایط هیدرولوژیکی محلی، اثرات مخرب پرتوهای فرابنفش و حیات زیرزمینی ارائه خواهد کرد.
• ابزار دقیق فرود و فرود ورود MSL (MEDLI): هدف اصلی MEDLI مطالعه محیط جوی است. پس از کاهش سرعت وسیله نقلیه فرود با مریخ نورد در لایه های متراکم جو، سپر حرارتی جدا شد - در این مدت، داده های لازم در مورد جو مریخ جمع آوری شد. این داده ها در ماموریت های آینده مورد استفاده قرار خواهند گرفت و امکان تعیین پارامترهای جو را فراهم می کنند. همچنین می توان از آنها برای تغییر طراحی وسیله نقلیه فرود در ماموریت های بعدی به مریخ استفاده کرد. MEDLI از سه ابزار اصلی تشکیل شده است: Plugs حسگر یکپارچه MEDLI (MISP)، سیستم داده جوی ورودی مریخ (MEADS) و الکترونیک پشتیبانی حسگر (SSE).
• دوربین های اجتناب از خطر (Hazcams): مریخ نورد دارای دو جفت دوربین ناوبری سیاه و سفید است که در کناره های خودرو قرار گرفته اند. آنها برای جلوگیری از خطر در هنگام حرکت مریخ نورد و هدف قرار دادن ایمن دستکاری کننده روی سنگ ها و خاک استفاده می شوند. دوربین ها تصاویر سه بعدی می سازند (میدان دید هر دوربین 120 درجه است)، منطقه جلوتر از مریخ نورد را نقشه برداری می کنند. نقشه های گردآوری شده به مریخ نورد اجازه می دهد تا از برخورد تصادفی جلوگیری کند و توسط نرم افزار دستگاه برای انتخاب مسیر لازم برای غلبه بر موانع استفاده می شود.
• دوربین های ناوبری (Navcams): برای جهت یابی، مریخ نورد از یک جفت دوربین سیاه و سفید استفاده می کند که بر روی دکل نصب شده اند تا حرکت مریخ نورد را ردیابی کنند. دوربین ها میدان دید 45 درجه ای دارند و تصاویر سه بعدی تولید می کنند. وضوح آنها به شما این امکان را می دهد که از فاصله 25 متری یک جسم به اندازه 2 سانتی متر را ببینید.

پیش روی ما بیابانی است، برهنه و بی جان. افق با لبه دهانه مشخص شده است، در مرکز یک قله پنج کیلومتری بالا می رود.

پیش روی ما بیابانی است، برهنه و بی جان. افق با لبه دهانه مشخص شده است، در مرکز یک قله پنج کیلومتری بالا می رود. چرخ ها و پانل های مریخ نورد درست زیر پای ما می درخشند. نگران نباشید: ما در لندن هستیم، جایی که رصدخانه منحصر به فرد داده به زمین شناسان اجازه می دهد تا به بیابان مریخ قدم بگذارند و دوشادوش کنجکاوی، پیچیده ترین رباتی که تاکنون به فضا رفته است، کار کنند.
پانورامای درخشان بر روی مانیتورها از فریم هایی تشکیل شده است که مریخ نورد به زمین ارسال می کند. آسمان آبی نباید فریب بخورد: در مریخ زرد مات است، اما چشم انسان با سایه هایی که توسط نور پراکنده شده توسط جو زمین ما ایجاد می شود آشناتر است. بنابراین، تصاویر پردازش شده و در رنگ‌های غیر طبیعی نمایش داده می‌شوند و به شما این امکان را می‌دهند که هر سنگریزه را با آرامش بررسی کنید. سانجو گوپتا، استاد امپریال کالج لندن، توضیح داد: «زمین شناسی یک علم میدانی است. - ما عاشق راه رفتن روی زمین با چکش هستیم. قهوه را از قمقمه بریزید، یافته ها را بررسی کنید و جالب ترین را برای آزمایشگاه انتخاب کنید. هیچ آزمایشگاه یا قمقمه ای در مریخ وجود ندارد، اما زمین شناسان کنجکاوی، همکار الکترونیکی خود را به آنجا فرستادند. سیاره همسایه برای مدت طولانی بشر را به خود جذب کرده است، و هر چه بیشتر در مورد آن می آموزیم، بیشتر درباره استعمار آینده بحث می کنیم، دلایل این کنجکاوی جدی تر می شود.

روزی روزگاری زمین و مریخ بسیار شبیه هم بودند. هر دو سیاره دارای اقیانوس هایی از آب مایع و ظاهراً مواد آلی نسبتاً ساده بودند. و در مریخ، مانند زمین، آتشفشان ها فوران کردند، جو غلیظی چرخید، اما در یک لحظه ناگوار مشکلی رخ داد. جان گروتزینگر، استاد زمین‌شناسی کالتک، در مصاحبه‌ای گفت: «ما در تلاشیم تا بفهمیم این مکان میلیاردها سال پیش چگونه بوده است و چرا اینقدر تغییر کرده است. ما معتقدیم که آب وجود داشت، اما نمی‌دانیم که آیا می‌تواند زندگی را پشتیبانی کند یا خیر. و اگر می توانست از آن حمایت کرد؟ اگر چنین است، معلوم نیست که آیا شواهدی در سنگ ها حفظ شده است یا خیر. این به زمین شناس مریخ نورد بستگی داشت که همه اینها را دریابد.

کنجکاوی به طور منظم و با دقت عکاسی می شود و به شما این امکان را می دهد که خود را بررسی کرده و وضعیت عمومی خود را ارزیابی کنید. این "سلفی" از تصاویر گرفته شده با دوربین MAHLI تشکیل شده است. این بر روی یک دستکاری سه مفصلی قرار دارد که با ترکیب تصاویر تقریباً نامرئی بود. مته ضربه ای، ملاقه برای جمع آوری نمونه های شل، الک برای الک کردن آنها و برس های فلزی برای تمیز کردن سنگ ها از گرد و غبار وارد قاب نشدند. همچنین دوربین ماکرو MAHLI و طیف سنج اشعه ایکس APXS برای آنالیز نامرئی است. ترکیب شیمیایینمونه ها.
1. سیستم‌های مریخ نورد قدرتمند پنل‌های خورشیدی کافی ندارند و انرژی آن توسط یک ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپ (RTG) تامین می‌شود. 4.8 کیلوگرم دی اکسید پلوتونیوم 238 در زیر بدنه، روزانه 2.5 کیلووات ساعت تولید می کند. پره های رادیاتور خنک کننده قابل مشاهده است.
2. لیزر دستگاه ChemCam پالس های 50-75 نانوثانیه ای تولید می کند که سنگ را تا فاصله 7 متری تبخیر می کند و به شما امکان می دهد طیف پلاسمای حاصل را برای تعیین ترکیب هدف تجزیه و تحلیل کنید.
3. یک جفت دوربین رنگی MastCam از فیلترهای IR مختلف عکسبرداری می کنند.
4. ایستگاه هواشناسی REMS فشار و باد، دما، رطوبت و سطوح UV را کنترل می کند.
5. دستکاری با مجموعه ای از ابزارها و دستگاه ها (قابل مشاهده).
6. SAM - گاز کروماتوگراف، طیف سنج جرمی و طیف سنج لیزری
برای تعیین ترکیب مواد فرار در نمونه های تبخیر شده و در جو.
7. CheMin ترکیب و کانی شناسی نمونه های زمین را از الگوی پراش اشعه ایکس می یابد.
8. آشکارساز تشعشع RAD هنوز در مدار نزدیک زمین کار می کرد و در طول پرواز به مریخ داده ها را جمع آوری می کرد.
9. آشکارساز نوترون DAN می تواند هیدروژن محدود شده در مولکول های آب را تشخیص دهد. این سهم روسیه در کار مریخ نورد است.
10. محفظه آنتن برای ارتباط با ماهواره مدارگرد شناسایی مریخ (حدود 2 مگابیت بر ثانیه) و اودیسه مریخ (حدود 200 مگابیت در ثانیه).
11. آنتن برای ارتباط مستقیم با زمین در باند X (0.5-32 kbps).
12. در حین فرود، دوربین MARDI فیلم‌های رنگی با وضوح بالا گرفت و امکان مشاهده دقیق محل فرود را فراهم کرد.
13. جفت دوربین Navcams سیاه و سفید سمت راست و چپ برای ساخت مدل های سه بعدی از محیط اطراف.
14. یک پانل با نمونه های تمیز به شما امکان می دهد تا عملکرد آنالایزرهای شیمیایی مریخ نورد را بررسی کنید.
15. مته های یدکی.
16. نمونه های آماده شده از سطل برای بررسی توسط دوربین ماکرو MAHLI یا طیف سنج APXS در این سینی ریخته می شود.
17. چرخ های 20 اینچی با درایوهای مستقل، روی پره های فنری تیتانیومی. با توجه به آثار به جا مانده از راه راه، می توان خواص خاک را ارزیابی کرد و حرکت را دنبال کرد. این الگو شامل حروف کد مورس - JPL است.

شروع اکسپدیشن

مریخ وحشی یک هدف ناگوار برای فضانوردان است. از دهه 1960 تقریباً 50 وسیله نقلیه به سمت او رفتند که اکثر آنها تصادف کردند، خاموش شدند، وارد مدار نشدند و برای همیشه در فضا ناپدید شدند. با این حال، تلاش ها بیهوده نبود و این سیاره نه تنها از مدار، بلکه حتی با کمک چندین سیاره نورد مورد مطالعه قرار گرفت. در سال 1997 یک Sojourner 10 کیلوگرمی از مریخ عبور کرد. دوقلوهای روح و فرصت تبدیل به یک افسانه شده اند: دومی آنها بیش از 12 سال متوالی قهرمانانه به کار خود ادامه می دهد. اما کنجکاوی با ابهت ترین آنهاست، یک آزمایشگاه رباتیک کامل به اندازه یک ماشین.

در 6 آگوست 2012، فرودگر کنجکاوی یک سیستم چتر نجات را به بیرون پرتاب کرد که به آن اجازه می داد در فضای کمیاب کند شود. هشت تا کار کرد موتور جتترمز کرد و سیستمی از کابل ها مریخ نورد را با دقت به پایین دهانه گیل پایین آورد. محل فرود پس از بحث های فراوان انتخاب شد: به گفته سانجو گوپتا، اینجا بود که همه شرایط برای شناخت بهتر گذشته زمین شناسی - ظاهراً بسیار متلاطم - مریخ پیدا شد. بررسی‌های مداری نشان‌دهنده وجود خاک‌هایی بود که ظاهر آن‌ها مستلزم وجود آب است و در آن مواد آلی به خوبی روی زمین حفظ می‌شود. دامنه های بلند کوه شارپ (Eolid) فرصتی برای دیدن لایه هایی از سنگ های باستانی را نوید می داد. سطح نسبتا صاف آن امن به نظر می رسید. کنجکاوی با موفقیت با نرم افزار تماس گرفت و آن را به روز کرد. بخشی از کد مورد استفاده در طول پرواز و فرود با کد جدیدی جایگزین شد - از یک فضانورد، مریخ نورد سرانجام به یک زمین شناس تبدیل شد.
سال اول: آثار آب

به زودی زمین شناس "پاهای خود را دراز کرد" - شش چرخ آلومینیومی، دوربین های متعدد را بررسی کرد و تجهیزات را آزمایش کرد. همکاران او در زمین نقطه فرود را از هر طرف در نظر گرفتند و جهتی را انتخاب کردند. سفر به کوه شارپ قرار بود حدود یک سال طول بکشد و در این مدت کارهای زیادی باید انجام می شد. کانال ارتباط مستقیم با زمین خیلی خوب نیست. توان عملیاتی، اما هر روز مریخ (sol) مدارگردها بر فراز مریخ نورد پرواز می کنند. تبادل با آنها هزاران بار سریعتر است و به شما امکان می دهد روزانه صدها مگابیت داده را انتقال دهید. دانشمندان آن‌ها را در رصدخانه داده تجزیه و تحلیل می‌کنند، تصاویر را روی صفحه‌های کامپیوتر مشاهده می‌کنند، وظایفی را برای Sol بعدی یا چند کار به طور همزمان انتخاب می‌کنند و کد را به مریخ باز می‌فرستند.
بسیاری از آنها که عملاً روی سیاره دیگری کار می کنند مجبور می شوند طبق تقویم مریخی زندگی کنند و خود را با روز کمی طولانی تر تنظیم کنند. امروز برای آنها "خورشید" (توسول)، فردا - "solvtra" (solmorrow) است و روز فقط سول است. بنابراین، پس از 40 سال، سانجیو گوپتا ارائه ای ارائه کرد که در آن اعلام کرد: کنجکاوی در امتداد بستر یک رودخانه باستانی حرکت می کند. سنگریزه های کوچک و آب تبدیل شده جریانی با سرعت حدود 1 متر در ثانیه و عمق "تا مچ پا یا زانو" را نشان می دهد. بعداً داده‌های دستگاه DAN که توسط تیم ایگور میتروفانوف از موسسه تحقیقات فضایی آکادمی علوم روسیه برای کنجکاوی ساخته شده بود نیز پردازش شد. این آشکارساز با اسکن خاک با نوترون نشان داد که تا کنون تا 4 درصد آب در عمق در آن حفظ شده است. البته خشک‌تر از خشک‌ترین بیابان‌های زمین است، اما در گذشته، مریخ هنوز پر از رطوبت بود و مریخ‌نورد می‌توانست این موضوع را از فهرست خود حذف کند.

در مرکز دهانه
64 صفحه نمایش با وضوح بالا یک پانورامای 313 درجه ایجاد می کنند: رصدخانه داده های KPMG در امپریال کالج لندن به زمین شناسان اجازه می دهد تا مستقیماً به دهانه گیل منتقل شوند و روی مریخ به روشی مشابه روی زمین کار کنند. نزدیک‌تر نگاه کنید، اینجا هم آثاری از آب وجود دارد: دریاچه بسیار عمیق بود. البته نه مانند بایکال، بلکه به اندازه کافی عمیق.» این توهم آنقدر واقعی بود که به نظر می رسید پروفسور سانژو گوپتا از سنگی به سنگ دیگر می پرد. ما از رصدخانه داده بازدید کردیم و به عنوان بخشی از سال علم و آموزش بریتانیا و روسیه در سال 2017 که توسط شورای بریتانیا و سفارت بریتانیا سازماندهی شد، با یک دانشمند صحبت کردیم.
سال دوم: خطرناک تر شدن

کنجکاوی اولین سالگرد خود را در مریخ جشن گرفت و آهنگ "تولدت مبارک" را با تغییر فرکانس ارتعاش ملاقه روی دستکاری کننده سنگین 2.1 متری خود پخش کرد. با سطل «روبروک» خاک سست را برمی دارد، صاف می کند، الک می کند و کمی در گیرنده های آنالایزرهای شیمیایی اش می ریزد. یک مته با تکه‌های توخالی قابل تعویض به شما امکان می‌دهد با سنگ‌های سخت کار کنید و مریخ نورد می‌تواند مستقیماً با چرخ‌های خود ماسه‌های انعطاف‌پذیر را بهم زده و لایه‌های داخلی را برای ابزارهای خود باز کند. این آزمایشات بود که به زودی یک شگفتی نسبتاً ناخوشایند را به همراه داشت: تا 5٪ پرکلرات کلسیم و منیزیم در خاک محلی یافت شد.

مواد نه تنها سمی هستند، بلکه مواد منفجره نیز هستند و پرکلرات آمونیوم به عنوان پایه سوخت جامد موشک استفاده می شود. پرکلرات ها قبلاً در محل فرود کاوشگر فونیکس شناسایی شده بودند، اما اکنون مشخص شد که این نمک ها در مریخ یک پدیده جهانی هستند. در یک فضای یخی بدون اکسیژن، پرکلرات ها پایدار و بی ضرر هستند و غلظت آن خیلی زیاد نیست. برای مستعمره‌نشینان آینده، پرکلرات می‌تواند منبع مفیدی از سوخت و یک خطر جدی برای سلامتی باشد. اما برای زمین شناسانی که با کنجکاوی کار می کنند، می توانند به شانس یافتن مواد آلی پایان دهند. مریخ نورد هنگام تجزیه و تحلیل نمونه ها، آنها را گرم می کند و در چنین شرایطی، پرکلرات ها به سرعت ترکیبات آلی را تجزیه می کنند. واکنش به شدت و با سوختن و دود ادامه می یابد و هیچ اثر قابل تشخیصی از مواد اولیه باقی نمی گذارد.

سال سوم: در پا

با این حال، کنجکاوی همچنین مواد آلی را کشف کرد - این بعداً اعلام شد، پس از اینکه در Sol 746، در مجموع 6.9 کیلومتر، مریخ نورد زمین شناس به پای کوه شارپ رسید. جان گروتزینگر گفت: "پس از دریافت این داده ها، بلافاصله فکر کردم که لازم است همه چیز را دوباره بررسی کنم." در واقع، در همان اوایل زمانی که کنجکاوی روی مریخ کار می کرد، مشخص شد که برخی از باکتری های زمینی - مانند Tersicoccus phoenicis - به شیوه های تمیز کردن اتاق تمیز مقاوم هستند. حتی محاسبه شد که تا زمان پرتاب، مریخ نورد باید بین 20000 تا 40000 هاگ مقاوم باقی مانده باشد. هیچ کس نمی تواند تضمین کند که برخی از آنها با او به کوه شارپ نرسیده اند.

برای آزمایش حسگرها، مقدار کمی از نمونه های تمیز از مواد آلی نیز در ظروف فلزی مهر و موم شده وجود دارد - آیا می توان با اطمینان مطلق گفت که آنها مهر و موم شده اند؟ با این حال، نمودارهایی که در یک کنفرانس مطبوعاتی در ناسا ارائه شد شک و تردیدی ایجاد نکرد: در طول کار، زمین شناس مریخی چندین جهش شدید - به یکباره ده برابر - در محتوای متان در جو ثبت کرد. این گاز ممکن است منشا غیر بیولوژیکی داشته باشد، اما نکته اصلی این است که زمانی می تواند منبع مواد آلی پیچیده تری باشد. آثاری از آنها، عمدتاً کلروبنزن، نیز در خاک مریخ یافت شد.
سال چهارم و پنجم: رودخانه های زنده

در این زمان، کنجکاوی قبلاً ده‌ها سوراخ حفر کرده بود و مسیرهای کاملاً 1.6 سانتی‌متری را در مسیر خود ایجاد کرده بود که روزی مسیر گردشگری را مشخص می‌کرد که به اکسپدیشن او اختصاص داده شده بود. مکانیسم الکترومغناطیسی که مته را مجبور به انجام 1800 ضربه در دقیقه برای کار با سخت ترین سنگ می کرد، شکست خورد. با این حال، برون‌آمدگی‌های مورد مطالعه از رس و کریستال‌های هماتیت، لایه‌های اسپار سیلیکات و کانال‌های بریده شده توسط آب، تصویری مبهم را نشان می‌داد: زمانی دهانه دریاچه‌ای بود که دلتای رودخانه‌ای منشعب به درون آن فرود آمد.

دوربین‌های کنجکاوی اکنون نمایی از دامنه‌های کوه شارپ داشتند که مشاهده آن شکی در مورد منشاء رسوبی آنها باقی نمی‌گذاشت. لایه به لایه، برای صدها میلیون سال، آب یا می رسید یا عقب نشینی می کرد، که باعث می شد سنگ ها در مرکز دهانه فرسایش پیدا کنند، تا اینکه در نهایت با جمع آوری کل قله خارج شد. جان گروتزینگر توضیح داد: «جایی که اکنون کوه بالا می‌آید، زمانی یک استخر وجود داشت که هر از گاهی با آب پر می‌شد. دریاچه از نظر ارتفاع طبقه بندی شده بود: شرایط در آب کم عمق و در عمق هم از نظر دما و هم از نظر ترکیب متفاوت بود. از نظر تئوری، این می تواند شرایطی را برای ایجاد واکنش های مختلف و حتی اشکال میکروبی فراهم کند.

رنگ های مدل سه بعدی دهانه گیل با ارتفاع مطابقت دارد. در مرکز، کوه Aeolis (Aeolis Mons، 01) قرار دارد که 5.5 کیلومتر بالاتر از دشتی به همین نام (Aeolis Palus، 02) در پایین دهانه قرار دارد. محل فرود کنجکاوی (03) و همچنین دره فراه (Farah Vallis، 04) ذکر شده است - یکی از کانال های ادعایی رودخانه های باستانی که به دریاچه ناپدید شده جاری می شود.
سفر ادامه دارد

اکسپدیشن کنجکاوی هنوز به پایان نرسیده است و انرژی ژنراتور داخلی باید برای 14 سال کار زمینی کافی باشد. این زمین شناس تقریباً 1750 سال در جاده بوده است، بیش از 16 کیلومتر را طی کرده و از شیب 165 متری بالا رفته است. تا آنجا که ابزار او می تواند به نظر برسد، هنوز آثاری از سنگ های رسوبی دریاچه باستانی در بالاترین سطح قابل مشاهده است، اما چه کسی می داند به کجا ختم می شوند و چه چیز دیگری را نشان می دهند؟ ربات زمین شناس به صعود خود ادامه می دهد، در حالی که سانجیو گوپتا و همکارانش در حال انتخاب محل فرود برای فرود بعدی هستند. علیرغم مرگ کاوشگر نزولی Schiaparelli، ماژول مداری TGO سال گذشته با موفقیت وارد مدار شد و اولین مرحله از برنامه ExoMars اروپا-روسیه را راه اندازی کرد. مریخ نورد که قرار است در سال 2020 پرتاب شود، بعدی خواهد بود.

در حال حاضر دو دستگاه روسی در آن وجود خواهد داشت. خود این ربات تقریباً نیمی از سبک کنجکاوی است، اما مته آن قادر به نمونه برداری از عمق تا عمق 2 متری است و ابزار دقیق پاستور شامل ابزارهایی برای جستجوی مستقیم آثار زندگی گذشته - یا حتی حفظ شده - خواهد بود. "تو داری آرزوی گرامی، یافته ای که به خصوص در مورد آن خواب می بینید؟ از پروفسور گوپتا پرسیدیم. دانشمند بدون تردید پاسخ داد: "البته، یک فسیل وجود دارد." اما این اتفاق البته بعید است. اگر در آنجا زندگی وجود داشت، پس فقط چند میکروب... اما، می بینید، چیزی باورنکردنی خواهد بود.