Szóval, hogyan lehet kapcsolatba lépni egy Marson lévő roverrel? Gondoljon csak bele – még akkor is, ha a Mars a legközelebb van a Földhöz, a jelnek ötvenöt millió kilométert kell megtennie! Valóban óriási a távolság. De hogyan tudja egy kicsi, magányos rover közvetíteni tudományos adatait és gyönyörű színes képeit eddig és ilyen számban? A legelső közelítésben valahogy így néz ki (nagyon igyekeztem, tényleg):
Tehát az információtovábbítás folyamatában általában három kulcsfontosságú "figura" vesz részt - a Föld űrkommunikációjának egyik központja, a Mars egyik mesterséges műholdja, és valójában maga a rover. Kezdjük a régi Földdel, és beszéljünk a DSN (Deep Space Network) űrkommunikációs központokról.
Űrkommunikációs állomások
A NASA bármelyik űrmisszióját úgy tervezték, hogy a nap 24 órájában (vagy legalábbis amikor csak lehetséges) kommunikálni tudjon az űrhajóval. alapvetően). Mivel, mint tudjuk, a Föld meglehetősen gyorsan forog a saját tengelye körül, több pontra van szükség az adatok fogadására/továbbítására a jel folytonosságának biztosításához. Ezek a pontok a DSN állomások. Három kontinensen helyezkednek el, és körülbelül 120 hosszúsági fok választja el őket egymástól, ami lehetővé teszi, hogy részben átfedjék egymás lefedettségi területeit, és ennek köszönhetően a nap 24 órájában „vezetik” az űrhajót. Ennek érdekében, amikor az űrhajó elhagyja az egyik állomás lefedettségi területét, a jele átkerül egy másikra.Az egyik DSN komplexum az USA-ban található (Goldstone komplexum), a második Spanyolországban (kb. 60 kilométerre Madridtól), a harmadik pedig Ausztráliában (Canberrától kb. 40 kilométerre).
Mindegyik komplexum saját antennakészlettel rendelkezik, de a funkcionalitás szempontjából mindhárom központ megközelítőleg egyenlő. Magukat az antennákat DSS-nek (Deep Space Stations) hívják, és saját számozásuk van - az USA-ban az antennák 1X-2X, Ausztráliában 3X-4X, Spanyolországban pedig 5X-6X számozásúak. Tehát ha valahol a "DSS53" szót hallja, biztos lehet benne, hogy ez az egyik spanyol antenna.
A canberrai komplexumot leggyakrabban a roverekkel való kommunikációra használják, ezért beszéljünk róla egy kicsit részletesebben.
A komplexum saját honlappal rendelkezik, ahol elég sok érdekes információt találhat. Nemsokára - idén április 13-án - például 40 éves lesz a DSS43 antenna.
Összességében jelenleg a canberrai állomás három aktív antennával rendelkezik: DSS-34 (34 méter átmérőjű), DSS-43 (lenyűgöző 70 méter) és DSS-45 (ismét 34 méter). Természetesen a központ működésének évei során más antennákat is használtak, amelyeket különböző okok miatt kivontak a forgalomból. Például a legelső antennát - a DSS42-t - 2000 decemberében, a DSS33-at (11 méter átmérőjű) 2002 februárjában szerelték le, majd 2009-ben Norvégiába szállították, hogy a légkör tanulmányozására szolgáló műszerként folytassa a munkát. .
Az említett működő antennák közül az első, DSS34 1997-ben épült, és ezen eszközök új generációjának első képviselője lett. Megkülönböztető jellemzője, hogy a vételi / átviteli és jelfeldolgozó berendezés nem közvetlenül az edényen, hanem az alatta lévő helyiségben található. Ez lehetővé tette az edény jelentős könnyítését, és lehetővé tette a berendezés szervizelését anélkül, hogy maga az antenna működése leállna. A DSS34 egy reflektor antenna, működési sémája valahogy így néz ki:
Mint látható, az antenna alatt van egy helyiség, ahol a vett jel teljes feldolgozása történik. Az igazi antennánál ez a szoba a föld alatt van, így a fotókon nem fogod látni.
DSS34, kattintható
Adás:
- X-sáv (7145-7190 MHz)
- S-sáv (2025-2120 MHz)
- X-sáv (8400-8500 MHz)
- S-sáv (2200-2300 MHz)
- Ka-sáv (31,8-32,3 GHz)
- 2,0°/sec
- Állandó szél 72km/h
- széllökések +88km/h
DSS43(amelynek hamarosan jön az évfordulója) egy sokkal régebbi példa, 1969-1973 között épült, és 1987-ben korszerűsítették. A DSS43 a legnagyobb mobil parabolaantenna bolygónk déli féltekén. A több mint 3000 tonnát nyomó masszív szerkezet körülbelül 0,17 mm vastag olajfilmen forog. A lemez felülete 1272 alumínium panelből áll, területe 4180 négyzetméter. 
DSS43, kattintható
néhány műszaki specifikáció
Adás:
- X-sáv (7145-7190 MHz)
- S-sáv (2025-2120 MHz)
- X-sáv (8400-8500 MHz)
- S-sáv (2200-2300 MHz)
- L-sáv (1626-1708 MHz)
- K-sáv (12,5 GHz)
- Ku-sáv (18-26 GHz)
- 0,005°-on belül (az égbolt egy pontjára történő célzás pontossága)
- 0,25 mm-en belül (maga az antenna mozgási pontossága)
- 0,25°/s
- Állandó szél 72km/h
- széllökések +88km/h
- Maximális kivitel - 160km/h
DSS45. Ez az antenna 1986-ban készült el, és eredetileg az Uránuszt tanulmányozó Voyager 2-vel való kommunikációra tervezték. 19,6 méter átmérőjű kerek alapon forog, ehhez 4 kereket használnak, ebből kettő hajt. 
DSS45, kattintható
néhány műszaki specifikáció
Adás:
- X-sáv (7145-7190 MHz)
- X-sáv (8400-8500 MHz)
- S-sáv (2200-2300 MHz)
- 0,015°-on belül (az égbolt egy pontjára történő célzás pontossága)
- 0,25 mm-en belül (maga az antenna mozgási pontossága)
- 0,8°/s
- Állandó szél 72km/h
- széllökések +88km/h
- Maximális kivitel - 160km/h
Ha az űrkommunikációs állomás egészéről beszélünk, akkor négy fő feladatot különböztethetünk meg, amelyeket el kell végeznie:
telemetria- fogadni, dekódolni és feldolgozni az űrjárművekről érkező telemetriai adatokat. Ezek az adatok jellemzően tudományos és mérnöki információkból állnak, amelyeket a levegőben továbbítanak. A telemetriai rendszer fogadja az adatokat, figyelemmel kíséri azok változását, a normának való megfelelést, és továbbítja a feldolgozásukban részt vevő validációs rendszereknek vagy tudományos központoknak.
Követés- a nyomkövető rendszernek biztosítania kell a kétirányú kommunikáció lehetőségét a Föld és az űrrepülőgép között, és ki kell számítania annak helyét és sebességvektorát a csészealj helyes elhelyezéséhez.
Ellenőrzés- lehetőséget ad a szakembereknek, hogy irányító parancsokat továbbítsanak az űrhajónak.
Felügyelet és ellenőrzés- Megengedem magának a DSN rendszereinek vezérlését és kezelését
Érdemes megjegyezni, hogy az ausztrál állomás jelenleg mintegy 45 űrrepülőgépet szolgál ki, így a munkájának menetrendje egyértelműen szabályozott, és nem is olyan egyszerű további időt szerezni. Mindegyik antenna technikailag képes akár két különböző eszköz egyidejű kiszolgálására is.
Így a rovernek továbbítandó adatokat a DSN állomásra küldik, ahonnan rövid (5-20 perces) űrútjukra indulnak a Vörös bolygóra. Térjünk át magának a rovernek az áttekintésére. Milyen kommunikációs eszközei vannak?
Kíváncsiság
A Curiosity három antennával van felszerelve, amelyek mindegyike információ fogadására és továbbítására használható. Ezek UHF antenna, LGA és HGA. Mindegyik a rover "hátsó részén" található, különböző helyeken.
HGA – High Gain Antenna
MGA – Közepes erősítésű antenna
LGA - Low Gain Antenna
UHF-Ultra High Frequency
Mivel a HGA, MGA és LGA rövidítésekben már benne van az antenna szó, ezért ezt a szót az UHF rövidítéssel ellentétben nem tulajdonítom nekik újra.
RUHF, RLGA és High Gain antenna érdekel bennünket
Az UHF antenna a leggyakrabban használt. Ezzel a rover az MRO és az Odyssey műholdakon (amiről később lesz szó) mintegy 400 megahertzes frekvencián tud adatokat továbbítani. A műholdak jelátvitelre való felhasználását előnyben részesítik, mivel ezek sokkal hosszabb ideig vannak a DSN-állomások látóterében, mint maga a Mars felszínén egyedül ülő rover. Ráadásul, mivel sokkal közelebb vannak a roverhez, az utóbbinak kevesebb energiát kell felhasználnia az adatátvitelhez. Az átviteli sebesség az Odyssey esetében akár a 256 kbit/s-t, az MRO esetében pedig a 2 Mb/s-t is elérheti. B ról ről A Curiosity-től érkező információk nagy része az MRO műholdon halad át. Maga az UHF antenna a rover hátulján található, és úgy néz ki, mint egy szürke henger.
A Curiosity rendelkezik egy HGA-val is, amellyel közvetlenül a Földről kaphat parancsokat. Ez az antenna mobil (a Föld felé irányítható), vagyis a használatához a rovernek nem kell helyet változtatnia, elég a HGA-t a megfelelő irányba fordítani, ezzel pedig energiát takaríthatunk meg. A HGA körülbelül a rover bal oldalának közepére van felszerelve, és körülbelül 30 centiméter átmérőjű hatszög. A HGA 34 méteres antennákon körülbelül 160 bps-os, 70 méteres antennákon pedig akár 800 bps-os sebességgel képes adatokat közvetlenül a Földre továbbítani.
Végül a harmadik antenna az úgynevezett LGA.
Minden irányban küld és fogad jeleket. Az LGA X-sávban működik (7-8 GHz). Ennek az antennának a teljesítménye azonban meglehetősen alacsony, és az átviteli sebesség is sok kívánnivalót hagy maga után. Emiatt elsősorban információ fogadására, nem továbbítására használják.
A képen az LGA a fehér torony az előtérben.
Az UHF antenna látható a háttérben.
Érdemes megjegyezni, hogy a rover hatalmas mennyiségű tudományos adatot generál, és nem mindig lehet mindegyiket elküldeni. A NASA szakértői a fontosságot helyezik előtérbe: először a legmagasabb prioritású információk kerülnek továbbításra, az alacsonyabb prioritású információk pedig a következő kommunikációs ablakra várnak. Néha a legkevésbé fontos adatok egy részét teljesen törölni kell.
Odyssey és MRO műholdak
Tehát rájöttünk, hogy a Curiosity-vel való kommunikációhoz általában szükség van egy „köztes kapcsolatra” az egyik műhold formájában. Ez lehetővé teszi, hogy megnövelje azt az időt, amely alatt a Curiosity-vel általában lehetséges a kommunikáció, valamint növelheti az átviteli sebességet, mivel az erősebb műholdas antennák sokkal nagyobb sebességgel képesek adatokat továbbítani a Földre.Mindegyik műholdnak két kommunikációs ablaka van a roverrel minden szolban. Általában ezek az ablakok meglehetősen rövidek - csak néhány perc. Vészhelyzetben a Curiosity felveheti a kapcsolatot az Európai Űrügynökség Mars Express Orbiter műholdjával is.
Mars Odüsszea
Mars Odüsszea
A Mars Odyssey műholdat 2001-ben bocsátották fel, és eredetileg a bolygó szerkezetének tanulmányozására és ásványok felkutatására tervezték. A műhold méretei: 2,2 x 2,6 x 1,7 méter, súlya pedig meghaladja a 700 kilogrammot. Keringési magassága 370 és 444 kilométer között mozog. Ezt a műholdat aktívan használták a korábbi roverek: a Spirit és az Opportunity által kapott adatok mintegy 85 százalékát ezen keresztül sugározták. Az Odyssey képes kommunikálni a Curiosity-vel az UHF sávon. Kommunikáció szempontjából HGA, MGA (közepes erősítésű antenna), LGA és UHF antenna van. Alapvetően a Föld felé történő adatátvitelhez egy HGA-t használnak, amelynek átmérője 1,3 méter. Az átvitel 8406 MHz frekvencián történik, az adatok vétele 7155 MHz frekvencián történik. A gerenda szögmérete körülbelül két fok.
Műholdas műszerek elhelyezkedése
A roverekkel való kommunikáció UHF-antennával történik 437 MHz (adás) és 401 MHz (vétel) frekvencián, az adatcsere sebessége 8, 32, 128 vagy 256 kb / s lehet.
Mars Reconnaissance Orbiter
MRO
2006-ban az Odyssey műholdhoz csatlakozott az MRO - Mars Reconnaissance Orbiter, amely ma a Curiosity fő beszélgetőpartnere.
A jeladó munkája mellett azonban maga az MRO is lenyűgöző tudományos műszerek arzenáljával rendelkezik, és ami a legérdekesebb, HiRISE kamerával van felszerelve, amely valójában egy tükröző távcső. 300 kilométeres magasságban a HiRISE akár 0,3 méter/pixel felbontású képeket is tud készíteni (összehasonlításképpen a Föld műholdképei általában körülbelül 0,5 méter/pixel felbontással érhetők el). Az MRO elképesztő 0,25 méteres pontosságú felületi sztereopárokat is képes létrehozni. Nyomatékosan ajánlom, hogy ismerkedjen meg legalább néhány képpel, amelyek elérhetőek, például. Mit ér például ez a kép a Victoria kráterről (kattintható, az eredeti kb 5 megabájt):
Azt javaslom, hogy a legfigyelmesebbek az Opportunity rovert találják meg a képen;)
válasz (kattintható)
Felhívjuk figyelmét, hogy a legtöbb színes felvétel kiterjesztett tartományban készült, ezért ha olyan felvételbe botlik, amelyen a felület egy része élénk kékes-zöldes, ne rohanjon összeesküvés-elméletekkel;) De biztos lehet benne, hogy a különböző Az azonos fajtákról készült felvételek azonos színűek lesznek. Visszatérve azonban a kommunikációs rendszerekre.
Az MRO négy antennával van felszerelve, amelyeket úgy terveztek, hogy illeszkedjenek a roverhez – egy UHF antenna, egy HGA és két LGA. A műhold által használt fő antenna - HGA - három méter átmérőjű, és az X-sávban működik. Ő az, akit arra használnak, hogy adatokat továbbítsanak a Földre. A HGA 100 wattos jelerősítővel is fel van szerelve.
1 – HGA, 3 – UHF, 10 – LGA (mindkét LGA közvetlenül a HGA-ra szerelve)
A Curiosity és az MRO UHF antennával kommunikál, a kommunikációs ablak kétszer nyílik meg a Solon, és körülbelül 6-9 percig tart. Az MRO naponta 5 GB-ot különít el a roverektől kapott adatok számára, és addig tárolja, amíg a Föld valamelyik DSN-állomása látótávolságába nem kerül, majd oda továbbítja az adatokat. Az adatátvitel a rover felé ugyanezen elv szerint történik. 30 Mb/sol van lefoglalva a rovernek továbbítandó parancsok tárolására.
A DSN állomások napi 16 órán keresztül végeznek MRO-t (a fennmaradó 8 órában a műhold a Mars túlsó oldalán van, és nem tud adatot cserélni, mivel a bolygó lezárja), ebből 10-11 órában adatokat továbbít a Földre. A műhold jellemzően heti három napon működik 70 méteres DSN antennával, kétszer pedig 34 méteres antennával (sajnos nem világos, hogy a hátralévő két napon mit csinál, de nem valószínű, hogy szabadnapjai vannak ). Az átviteli sebesség másodpercenként 0,5 és 4 megabit között változhat – csökken, ahogy a Mars távolodik a Földtől, és növekszik, ahogy a két bolygó közeledik. Most (a cikk megjelenése idején) a Föld és a Mars szinte a maximális távolságra vannak egymástól, így az átviteli sebesség nagy valószínűséggel nem túl magas.
A NASA állítása szerint (van egy speciális widget a műhold honlapján), hogy az MRO működése teljes időtartama alatt több mint 187 terabit (!) adatot továbbított a Földre – ez több, mint az előtte az űrbe küldött összes jármű együttesen. .
Következtetés
Szóval összegezzük. Amikor vezérlőparancsokat küld a rovernek, a következő történik:- A JPL-szakemberek parancsokat küldenek az egyik DSN-állomásra.
- Az egyik műholddal folytatott kommunikáció során (valószínűleg MRO lesz) a DSN állomás parancsokat küld neki.
- A műhold a belső memóriában tárolja az adatokat, és várja a következő kommunikációs ablakot a roverrel.
- Amikor a rover a hozzáférési zónában van, a műhold vezérlőparancsokat küld neki.
Amikor adatokat továbbít a roverről a Földre, mindez fordított sorrendben történik:
- A rover eltárolja tudományos adatait a belső memóriában, és várja a következő műholdas kommunikációs ablakot.
- Amikor egy műhold elérhető, a rover információkat küld neki.
- A műhold fogadja az adatokat, tárolja a memóriájában, és várja az egyik DSN állomás elérhetőségét.
- Amikor egy DSN elérhetővé válik, a műhold elküldi a vett adatokat.
- Végül a jel vétele után a DSN állomás dekódolja azt és a kapott adatokat elküldi azoknak, akiknek azt szánják.
Remélem, sikerült többé-kevésbé röviden leírnom a Curiosity kapcsolatfelvétel folyamatát. Mindezek az információk (on angol nyelv; plusz egy hatalmas halom extrát, köztük például meglehetősen részletes technikai jelentéseket az egyes műholdak működéséről) elérhetők a különböző JPL-oldalakon, és nagyon könnyen megtalálhatóak, ha tudod, mi érdekli.
Kérjük, jelezze az esetleges hibákat és elírásokat!
A felmérésben csak regisztrált felhasználók vehetnek részt. Gyere be kérlek.
A Curiosity leszálló 2012. augusztus 6-án landolt a Mars felszínén. A következő 23 hónapban a rover a bolygó felszínét, ásványtani összetételét és sugárzási spektrumát vizsgálja, életnyomokat keres, és az emberi leszállás lehetőségét is értékeli.
A fő kutatási taktika az érdekes sziklák felkutatása nagy felbontású kamerákkal. Ha megjelennek, akkor a rover messziről lézerrel besugározza a vizsgált kőzetet. A spektrális elemzés eredménye határozza meg, hogy ki kell-e venni a mikroszkópos és röntgenspektrométeres manipulátort. A Curiosity ezután kivonhatja és betöltheti a mintát a belső laborban található 74 csésze egyikébe további elemzés céljából.
A készülék nagy karosszériakészletével és külső könnyűségével egy autó tömegével (900 kg) rendelkezik, és a Mars felszínén 340 kg-ot nyom. Minden berendezést a plutónium-238 bomlási energiája lát el, amely Boeing radioizotópos termoelektromos generátorból származik, amelynek élettartama legalább 14 év. Jelenleg 2,5 kWh hőenergiát és 125 W villamos energiát termel, idővel a villamos teljesítmény 100 W-ra csökken.
A roverben egyszerre több különböző típusú kamera van felszerelve. A Mast Camera két, nem azonos hagyományos színes kamerából álló rendszer, amely 1600x1200 pixeles felbontású képeket (beleértve a sztereoszkópikusakat is), és ami a rovereknél újdonság, hardveres tömörítésű, 720p felbontású videofolyamot (1280x720) rögzít. A beérkezett anyagok tárolására a rendszer minden kamerához 8 gigabájt flash memóriával rendelkezik – ez több ezer kép és pár órányi videó rögzítésére elegendő. A fotók és videók feldolgozása terhelés nélkül megy a Curiosity vezérlőelektronikára. Annak ellenére, hogy a gyártó zoom konfigurációval rendelkezik, a kamerákban nincs zoom, mert nem volt idő a tesztelésre.
Képillusztráció a MastCam-ről. A Mars felszínéről színes panorámák születnek, ha már több képet összeragasztanak. A MastCam kameráit nem csak a vörös bolygó időjárásával szórakoztatják majd, hanem a manipulátor általi minták kinyerésében és a mozgás során is segítik majd.
Szintén az árbochoz van rögzítve a ChemCam rendszer része. Ez egy lézer-szikra-emissziós spektrométer és egy képalkotó egység, amelyek párban működnek: a vizsgált kőzet parányi mennyiségének elpárologtatása után egy 5 ns-os lézerimpulzus elemzi a keletkező plazmasugárzás spektrumát, amely meghatározza az elemi összetételt. a mintából. Ebben az esetben nem szükséges meghosszabbítani a manipulátort.
A berendezés felbontása 5-10-szer nagyobb, mint a korábbi rovereknél. A ChemCam 7 méterről képes meghatározni a vizsgált kőzet típusát (pl. vulkáni vagy üledékes), a talaj és a kőzet szerkezetét, nyomon követheti a domináns elemeket, felismeri a jeget és ásványokat vízmolekulákkal a kristályszerkezetben, méri az eróziós nyomokat a kőzeteken, és vizuálisan segíti a kőzetek manipulátorral történő tanulmányozásában.
A ChemCam költsége 10 millió dollár volt (az expedíció teljes költségének kevesebb mint fél százaléka). A rendszer egy árbocon elhelyezett lézerből és a tokban található három spektrográfból áll, amelyek sugárzását egy száloptikai fényvezetőn keresztül juttatják el.
A rover manipulátora a Mars Hand Lens Imager-rel van felszerelve, amely 1600x1200 pixeles képeket képes rögzíteni, amelyek akár 12,5 mikrométeres részleteket is képesek megjeleníteni. A kamera fehér háttérvilágítással rendelkezik nappali és éjszakai működéshez. Ultraibolya megvilágítás szükséges a karbonát és evaporit ásványok kibocsátásához, amelyek jelenléte arra utal, hogy a víz részt vett a Mars felszínének kialakulásában.
A térképezéshez a Mars Descent Imager (MARDI) kamerát használtuk, amely a jármű süllyedése során 1600 × 1200 pixel méretű képeket rögzített 8 gigabájt flash memórián. Miután a felszín néhány kilométerre volt, a kamera másodpercenként öt színes fényképet kezdett készíteni. A kapott adatok lehetővé teszik a Curiosity élőhely feltérképezését.
A rover oldalain két pár fekete-fehér kamera található, 120 fokos látószöggel. A Hazcams rendszert a manipulátor manipulálásakor és kiterjesztésekor használják. Az árbocon a Navcams rendszer található, amely két fekete-fehér kamerából áll, 45 fokos látószöggel. A roverprogramok ezen kamerák adatai alapján folyamatosan ék alakú 3D-s térképet készítenek, amely elkerüli a váratlan akadályokkal való ütközést. A Curiosity egyik első felvétele a Hazcam kamerájának képe.
A roverre egy megfigyelő állomást telepítettek az időjárási viszonyok mérésére. környezet(Rover Environmental Monitoring Station), amely nyomást, légköri és felszíni hőmérsékletet, szélsebességet és ultraibolya sugárzást mér. A REMS védve van a marsi portól.
A NASA újabb rovert indított a Vörös bolygóra. Ellentétben az ehhez a bolygóhoz kapcsolódó projektekkel hazánkban, az amerikai kutatóknak meglehetősen sikeresen hajtanak végre ilyen küldetéseket. Emlékezzünk vissza, hogy a Curiosity orosz analógja - Phobos-Grunt meghibásodott egy szoftverhiba miatt, amikor alacsony Föld körüli pályára állt.
A Curiosity küldetés céljai. A Curiosity nem csak egy rover. A projekt a Mars Science Laboratory küldetésének részeként valósul meg, és egy olyan platform, amelyre számos tudományos berendezést telepítettek, amelyek több probléma megoldására készültek.
A Curiosity előtt álló első feladat nem eredeti – az élet keresése ezen a zord bolygón. Ehhez egy új generációs rovernek fel kell ismernie és tanulmányoznia kell a szerves szénvegyületek természetét. Keressen olyan anyagokat, mint a hidrogén, nitrogén, foszfor, oxigén, szén és kén. Az ilyen anyagok jelenléte az élet keletkezésének előfeltételeire utal.
Ezen kívül más feladatokat is kijelölnek a Curiosity-nek. A rovernek felszerelése segítségével információkat kell továbbítania a bolygó éghajlatáról és geológiájáról, valamint fel kell készülnie egy személy leszállására.
A Curiosity rover jellemzői. A Curiosity 3 méter hosszú és 2,7 méter széles. Hat darab 51 cm-es kerékkel van felszerelve. Mindegyik kereket független villanymotor hajtja. Az első és a hátsó kerekek segítik a rovert a megfelelő irányba fordulni. A különleges kialakításnak köszönhetően és optimális átmérő, A Curiosity képes leküzdeni egy 75 cm magas akadályt és óránként 90 méteres sebességre felgyorsul.
A rovert egy minireaktor hajtja. A bele ágyazott plutónium-238 14 évig fog működni. Tól től napelemekúgy döntött, hogy megtagadja a Mars légkörének nagy porosodása miatt.
A Curiosity rover repülése és leszállása. A Gale-krátert választották a Curiosity rover leszállóhelyéül. Elég lapos hely, ami nem jelenthet problémát.
A rovert egy kétfokozatú Atlantis-5 541 rakéta állította geostacionárius pályára, ahonnan az állomás a Mars felé indul. És itt kezdődik egy nagyon érdekes pillanat - a Curiosity landolása.
A Mars légköre meglehetősen összetett. Sűrű rétegei nem teszik lehetővé a leszálló hajtóművek számára, hogy kijavítsák ezt a folyamatot. Emiatt egy meglehetősen érdekes technológiát fejlesztettek ki, amely megkerüli ezeket a nehézségeket.
A légkörbe való belépéskor a Curiosity egy speciális védőkapszulába kerül. Tól től magas hőmérsékletek amikor nagy sebességgel belép a légkör sűrű rétegeibe, speciális, fenol-formaldehid gyantával impregnált szénszál-bevonat védi.
A Mars sűrű légkörében az eszköz sebessége 6 km/s-ról a hangsebesség kétszeresére csökken. A leejtett ballasztok javítják a kapszula helyzetét. A hővédő „fátyol” el fog lőni, és 470 m/s sebességgel kinyílik a szuperszonikus ejtőernyő.
Amikor 3,7 km-es magasságban elhaladunk a bolygó felett, a rover aljára szerelt kamerának el kell indulnia. Képeket készít a bolygó felszínéről, a nagy pontosságú keretek segítenek elkerülni a problémákat a Curiosity leszállási helyével.
Ez idő alatt az ejtőernyő fékként működött, és a Vörös Bolygó felett 1,8 km-es magasságban a rover el van választva a leszállóegységtől, és a további süllyedés leszálló motorokkal felszerelt platformon történik.
A változtatható tolóerő motorok állítják be a platform helyzetét. Ezen a ponton a Curiosity-nek ideje lesz lebomlani és felkészülni a leszállásra. Annak érdekében, hogy ez a folyamat meglehetősen zökkenőmentes legyen, egy másik technológiát találtak fel - a „repülő darut”.
A „repülő daru” 3 kábelből áll, amelyek simán leengedik a rovert a bolygó felszínére, miközben a platform 7,5 méteres magasságban lebeg.
A Curiosity rover felszerelése. A Curiosity rover nagy mennyiségű tudományos felszereléssel rendelkezik. Köztük van egy olyan eszköz is, amelyet orosz szakemberek fejlesztettek ki. A rover egy robotkarral van felszerelve, amely meglehetősen érzékeny. Fúró, lapát és egyéb berendezések vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a talaj- és kőzetminták gyűjtését.
A rovernek 10 műszere van, amelyek közül néhányat az alábbiakban ismertetünk.
MastCam egy kamera, amely egy magas árbocon található a rover felett. Ő a kezelők szeme, akik a Földről képet kapva irányítják a készüléket.
SAM egy tömegspektrométer, egy lézerspektrométer és egy gázkromatográf „egy palackban”, amelyek lehetővé teszik a talajminták elemzését. A SAM-nak kell megtalálnia a szerves vegyületeket, a nitrogént, az oxigént és a hidrogént.
A robotkarnak a rover egy speciális helyére kell szállítania a mintákat, ahol azokat a SAM-eszköz megvizsgálja.
CheMin- egy másik eszköz a kőzetek elemzésére. Meghatározza a kémiai és ásványi vegyületeket.
checam ez a legérdekesebb felszerelés a Curiositi rover fedélzetén. Leegyszerűsítve ez egy lézer, amely képes megolvasztani a talaj- vagy kőzetmintákat a rovertől 9 méter távolságra, és a párok megvizsgálása után meg kell határoznia azok szerkezetét.
APXS- spektrométer, amely a minták röntgensugárzással és alfa-részecskékkel történő besugárzásával képes lesz azonosítani azokat. Az APXS a rover robotkarján ül.
DAN- honfitársaink által kifejlesztett készülék. Még a bolygó felszíne alatti sekély mélységben is képes észlelni a víz vagy a jég jelenlétét.
RAD- meghatározza a radioaktív sugárzás jelenlétét a bolygón.
REMS egy érzékeny meteorológiai állomás a Curiosity fedélzetén.
A Curiosity rover az emberiség ambiciózus projektje, amely elvezet minket új szint a Mars tanulmányozása. A Vörös Bolygó leszállása és ezzel a készülékkel való tanulmányozása segít megválaszolni két olyan kérdést, amelyek régóta kísértik az emberiséget: van-e élet a Marson, és lehetséges-e a közeljövőben kolonizálni ezt a bolygót.
- A ChemCam egy eszközkészlet a távirányításhoz kémiai elemzés különféle minták. A munka a következőképpen történik: a lézer egy sorozat felvételt készít a vizsgált tárgyon. Ezután elemzik az elpárolgott kőzet által kibocsátott fény spektrumát. A ChemCam képes a tőle legfeljebb 7 méteres távolságban található objektumok tanulmányozására. A műszer körülbelül 10 millió dollárba került (1,5 millió dollár túllépés). Normál módban a lézer automatikusan a tárgyra fókuszál.
- MastCam: Kettős kamerarendszer több spektrális szűrővel. Lehetőség van természetes színekben 1600 × 1200 pixeles méretű képek készítésére. A 720p (1280 × 720) felbontású videó akár 10 képkocka/másodperc sebességgel is rögzíthető, és hardveres tömörítéssel készül. Az első kamera, a Medium Angle Camera (MAC), gyújtótávolsága 34 mm, látómezeje 15 fok, 1 pixel 1 km távolságban 22 cm-nek felel meg.
- Keskeny szögű kamera (NAC), gyújtótávolsága 100 mm, látómezeje 5,1 fok, 1 pixel 7,4 cm-nek felel meg 1 km távolságban. Mindegyik fényképezőgép 8 GB flash memóriával rendelkezik, amely több mint 5500 nyers kép tárolására képes; támogatja a JPEG tömörítést és a veszteségmentes tömörítést. A fényképezőgépek autofókusz funkcióval rendelkeznek, amely lehetővé teszi, hogy 2,1 métertől a végtelenig tartó témákra fókuszáljanak. Annak ellenére, hogy a gyártó zoom konfigurációval rendelkezik, a kamerákban nincs zoom, mert nem volt idő a tesztelésre. Mindegyik kamera beépített Bayer RGB szűrővel és 8 kapcsolható IR szűrővel rendelkezik. A Spirit and Opportunity (MER) panorámakamerához képest, amely 1024 × 1024 pixeles fekete-fehér képeket készít, a MAC MastCam 1,25-szörös, a NAC MastCam pedig 3,67-szeres szögfelbontással rendelkezik.
- Mars Hand Lens Imager (MAHLI): A rendszer a rover robotkarjához erősített kamerából áll, amellyel mikroszkopikus képeket készítenek a sziklákról és a talajról. A MAHLI 1600 × 1200 pixeles és legfeljebb 14,5 mikron/pixel méretű képet tud rögzíteni. A MAHLI gyújtótávolsága 18,3-21,3 mm, látómezeje 33,8-38,5 fok. A MAHLI fehér és ultraibolya színű LED háttérvilágítás sötétben végzett munkához vagy fluoreszkáló világításhoz. Ultraibolya megvilágítás szükséges a karbonát és evaporit ásványok kibocsátásához, amelyek jelenléte arra utal, hogy a víz részt vett a Mars felszínének kialakulásában. A MAHLI 1 mm-es tárgyakra fókuszál. A rendszer több képet is tud készíteni, a képfeldolgozásra helyezve a hangsúlyt. A MAHLI minőségromlás nélkül mentheti a nyers fotót, vagy tömörítheti a JPEG fájlt.
- MSL Mars Descent Imager (MARDI): A Mars felszínére való leereszkedés során a MARDI 1600 × 1200 pixeles színes képet közvetített 1,3 ms expozíciós idővel, a kamera 3,7 km-es távolságból indult és 5 távolságra ért véget. méterrel a Mars felszínétől, színes képet lőtt 5 képkocka/másodperc frekvenciával, a forgatás körülbelül 2 percig tartott. 1 pixel 2 km távolságban 1,5 méter, 2 méter távolságban 1,5 mm, a kamera látószöge 90 fok. A MARDI 8 GB beépített memóriát tartalmaz, amely több mint 4000 fénykép tárolására képes. A kamerafelvételek lehetővé tették a környező terep betekintését a leszállóhelyen. A Juno űrhajóhoz épített JunoCam a MARDI technológián alapul.
- Alfa-részecskék röntgenspektrométer (APXS): Ez az eszköz besugározza az alfa-részecskéket és korrelálja a röntgenspektrumokat a kőzet elemi összetételének meghatározásához. Az APXS a részecske-indukált röntgensugárzás (PIXE) egyik formája, amelyet korábban a Mars Pathfinder és a Mars Exploration Rovers használtak. Az APXS-t a Kanadai Űrügynökség fejlesztette ki. MacDonald Dettwiler (MDA) – Az APXS tervezéséért és kivitelezéséért a Canadarm-ot és a RADARSAT-ot építő kanadai repülőgép-ipari vállalat felelős. Az APXS fejlesztőcsapatában a Guelph Egyetem, a New Brunswicki Egyetem, a Nyugat-Ontariói Egyetem, a NASA, a Kaliforniai Egyetem, San Diego és a Cornell Egyetem tagjai.
- Gyűjtés és kezelés in-situ marsi kőzetelemzéshez (CHIMRA): A CHIMRA egy 4x7 cm-es vödör, amely felszívja a talajt. A CHIMRA belső üregeiben 150 mikronos cellás szitán átszitálják, amit a vibrációs mechanizmus működése segít, a felesleget eltávolítják, majd a következő adagot szitára küldik. Összesen három szakaszból áll a mintavétel a vödörből és a talaj szitálása. Ennek eredményeként a szükséges frakcióból egy kevés por marad, amelyet a talajfogadóba küldenek a rover testén, és a felesleget kidobják. Ennek eredményeként a teljes vödörből 1 mm-es talajréteg kerül elemzésre. Az elkészített port CheMin és SAM műszerekkel vizsgálják.
- CheMin: A Chemin a kémiai és ásványtani összetételt vizsgálja röntgenfluoreszcens műszer és röntgendiffrakció segítségével. A CheMin a négy spektrométer egyike. A CheMin lehetővé teszi az ásványok mennyiségének meghatározását a Marson. A műszert David Blake fejlesztette ki a NASA Ames Kutatóközpontjában és a NASA Jet Propulsion Laboratory-ban. A rover sziklákba fúr, és a kapott port a szerszám összegyűjti. Ekkor a röntgensugarak a porra irányulnak, az ásványok belső kristályszerkezete tükröződik a sugarak diffrakciós mintázatában. A röntgendiffrakció a különböző ásványok esetében eltérő, így a diffrakciós mintázat lehetővé teszi a tudósok számára, hogy meghatározzák az anyag szerkezetét. Az atomok fényességéről és a diffrakciós mintázatról egy speciálisan elkészített 600x600 pixeles E2V CCD-224 mátrix veszi az információt. A Curiosity 27 cellával rendelkezik a mintaelemzéshez, egy minta vizsgálata után a cella újra felhasználható, de az előző mintából származó szennyeződés miatt kisebb lesz a rajta végzett elemzés pontossága. Így a rovernek csak 27 kísérlete van a minták teljes tanulmányozására. További 5 lezárt cella tárolja a Földről származó mintákat. Ezekre azért van szükség, hogy teszteljék az eszköz teljesítményét marsi körülmények között. Az eszköz működéséhez -60 Celsius fokos hőmérsékletre van szükség, különben a DAN-eszköz zavarása zavarja.
- Mintaelemzés a Marson (SAM): A SAM eszközkészlet szilárd mintákat, szerves anyagokat és a légkör összetételét elemzi. Az eszközt a Goddard Space Flight Center, az Inter-Universitaire Laboratory, a francia CNRS és a Honeybee Robotics fejlesztette ki számos más partnerrel együtt.
- Sugárzásértékelő detektor (RAD), „Sugárzásértékelő detektor”: Ez az eszköz adatokat gyűjt a háttérsugárzás azon szintjének becsléséhez, amely hatással lesz a jövőbeni Mars-expedíciók tagjaira. Az eszközt szinte a rover "szívébe" szerelték be, és így egy űrhajóst imitál az űrhajó belsejében. A RAD-ot az MSL tudományos műszerei közül az első kapcsolta be, még Föld körüli pályán, és rögzítette a sugárzási hátteret a készülék belsejében, majd a Mars felszínén való működése során a rover belsejében. Kétféle besugárzás intenzitásáról gyűjt adatokat: nagy energiájú galaktikus sugarak és a Nap által kibocsátott részecskék. A RAD-ot Németországban a Southwestern Research Institute (SwRI) fejlesztette ki földönkívüli fizika számára a Christian-Albrechts-Universität zu Kiel csoportban, a NASA központjában és Németországban működő Exploration Systems Mission Directorate pénzügyi támogatásával.
- Dynamic Albedo of Neutrons (DAN): A neutronok dinamikus albedója (DAN) a hidrogén és a vízjég észlelésére szolgál a Mars felszíne közelében, amelyet a Szövetségi Űrügynökség (Roskosmos) biztosít. Az Automatizálási Kutatóintézet közös fejlesztése. N. L. Dukhov a Roszatomnál (impulzusneutrongenerátor), az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézetében (észlelési egység) és a Közös Nukleáris Kutatóintézetben (kalibráció). Az eszköz fejlesztésének költsége körülbelül 100 millió rubel volt. Fotó a készülékről. A készülék egy impulzusos neutronforrást és egy neutronsugárzás vevőt tartalmaz. A generátor rövid, erőteljes neutronimpulzusokat bocsát ki a Mars felszíne felé. Az impulzus időtartama körülbelül 1 μs, a fluxus teljesítménye legfeljebb 10 millió neutron, impulzusonként 14 MeV energiával. A részecskék 1 m mélységig behatolnak a Mars talajába, ahol kölcsönhatásba lépnek a fő kőzetalkotó elemek magjaival, aminek következtében lelassulnak és részben felszívódnak. A többi neutront a vevő visszaveri és regisztrálja. Pontos mérések 50 -70cm mélységig lehetségesek A készülék a Vörös Bolygó felszínének aktív felmérése mellett a felszín természetes sugárzási hátterének monitorozására is alkalmas (passzív felmérés).
- Rover környezeti megfigyelő állomás (REMS): A spanyol Oktatási és Tudományos Minisztérium egy meteorológiai műszerkészletet és egy ultraibolya érzékelőt biztosított. A Javier Gomez-Elvira (Madridi Astrobiológiai Központ) által vezetett kutatócsoportban partnerként a Finn Meteorológiai Intézet is részt vesz. A légköri nyomás, páratartalom, szélirány, levegő- és talajhőmérséklet, valamint ultraibolya sugárzás mérésére a kamera árbocára szereltük fel. Az összes érzékelő három részből áll: két gém van a roverhez rögzítve, a távérzékelő árboc (RSM), az ultraibolya érzékelő (UVS) a rover felső árbocán, és a műszervezérlő egység (ICU) belül található. a test. A REMS új betekintést nyújt a helyi hidrológiai körülményekbe, az ultraibolya sugárzás káros hatásaiba és a földalatti életbe.
- MSL belépő süllyedés és leszálló műszer (MEDLI): A MEDLI fő célja a légköri környezet tanulmányozása. Miután a roverrel ereszkedő jármű lelassult a légkör sűrű rétegeiben, a hőpajzs levált - ebben az időszakban gyűltek össze a szükséges adatok a marsi légkörről. Ezeket az adatokat a jövőbeni küldetések során fogják felhasználni, lehetővé téve a légkör paramétereinek meghatározását. Használhatók a leszálló jármű kialakításának megváltoztatására is a jövőbeni Mars-küldetések során. A MEDLI három fő műszerből áll: MEDLI Integrated Sensor Plugs (MISP), Mars Entry Atmospheric Data System (MEADS) és Sensor Support Electronics (SSE).
- Veszélyelhárító kamerák (Hazcams): A rover két fekete-fehér navigációs kamerával rendelkezik a jármű oldalain. Arra használják, hogy elkerüljék a veszélyt a rover mozgása során, és biztonságosan irányítsák a manipulátort sziklákra és talajra. A kamerák 3D képeket készítenek (az egyes kamerák látómezeje 120 fok), feltérképezi a rover előtti területet. Az összeállított térképek lehetővé teszik a rover számára, hogy elkerülje a véletlen ütközéseket, és a készülék szoftvere arra használja, hogy kiválassza az akadályok leküzdéséhez szükséges utat.
- Navigációs kamerák (Navcams): A navigációhoz a rover egy pár fekete-fehér kamerát használ, amelyek az árbocra vannak szerelve a rover mozgásának követésére. A kamerák 45 fokos látómezővel rendelkeznek, és 3D képeket készítenek. Felbontásuk lehetővé teszi, hogy 25 méter távolságból lássunk egy 2 centiméteres tárgyat.
Előttünk egy sivatag, meztelenül és élettelenül. A horizontot a kráter széle jelzi, közepén egy öt kilométeres csúcs emelkedik.
Előttünk egy sivatag, meztelenül és élettelenül. A horizontot a kráter széle jelzi, közepén egy öt kilométeres csúcs emelkedik. A rover kerekei és panelei közvetlenül a lábunk előtt csillognak. Ne ijedjen meg: Londonban vagyunk, ahol az egyedülálló Data Observatory lehetővé teszi a geológusok számára, hogy belépjenek a marsi vadonba, és együtt dolgozzanak a Curiosityvel, a valaha volt legkifinomultabb robottal, amely valaha az űrbe jutott.
A monitorokon izzó panoráma a rover által a Földre küldött képkockákból áll össze. A kék ég ne tévesszen meg: a Marson tompa sárga, de az emberi szem jobban ismeri azokat az árnyalatokat, amelyeket a Föld légköre által szórt fény hoz létre. Ezért a képeket feldolgozzák és természetellenes színekben jelenítik meg, így nyugodtan megvizsgálhatja az egyes kavicsokat. „A geológia egy tereptudomány” – magyarázta Sanjev Gupta, a londoni Imperial College professzora. - Szeretünk kalapáccsal a földön járni. Öntsön kávét egy termoszból, vizsgálja meg a leleteket, és válassza ki a laboratórium számára legérdekesebbet." A Marson nincsenek laboratóriumok vagy termoszok, de a geológusok odaküldték a Curiosity-t, az elektronikai kollégájukat. A szomszédos bolygó már régóta foglalkoztatja az emberiséget, és minél többet tudunk meg róla, minél gyakrabban beszélünk a jövőbeni gyarmatosításról, annál komolyabb okai vannak ennek a kíváncsiságnak.
Valamikor a Föld és a Mars nagyon hasonló volt. Mindkét bolygó óceánjai folyékony vízből és látszólag meglehetősen egyszerű szerves anyagokból álltak. A Marson pedig, akárcsak a Földön, vulkánok törtek ki, sűrű légkör kavargott, de egy szerencsétlen pillanatban valami elromlott. „Megpróbáljuk megérteni, milyen volt ez a hely évmilliárdokkal ezelőtt, és miért változott meg annyira” – mondta John Grötzinger, a Caltech geológus professzora egy interjúban. „Azt hisszük, hogy volt víz, de nem tudjuk, hogy képes lenne fenntartani az életet. És ha tehette, támogatta? Ha igen, nem tudni, hogy maradtak-e bizonyítékok a kövekben. Mindezt a rovergeológusnak kellett kiderítenie.
A Curiosity-t rendszeresen és körültekintően fényképezik, lehetővé téve, hogy megvizsgálja magát és felmérje általános állapotát. Ez a "szelfi" a MAHLI kamerával készült képekből áll. Egy háromcsuklós manipulátoron található, amely a képek kombinálásakor szinte láthatatlannak bizonyult. Nem került a keretbe az ütvefúró, a laza minták gyűjtésére szolgáló üst, a szitáló szita, a kövek portól való tisztítására szolgáló fémkefék. Szintén láthatatlan a MAHLI makró kamera és az APXS röntgenspektrométer az elemzéshez. kémiai összetétel minták.
1. Az erős rover rendszerekben nem lesz elegendő napelem, és egy radioizotópos termoelektromos generátor (RTG) táplálja. A burkolat alatt található 4,8 kg plutónium-238-dioxid naponta 2,5 kWh-t szolgáltat. A hűtőradiátor lapátjai láthatóak.
2. A ChemCam készülék lézere 50-75 nanomásodperces impulzusokat állít elő, amelyek akár 7 m távolságban elpárologtatják a követ, és lehetővé teszik a kapott plazma spektrumának elemzését a célpont összetételének meghatározásához.
3. Egy pár MastCam színes kamera különböző infravörös szűrőkön keresztül fényképez.
4. A REMS meteorológiai állomás figyeli a nyomást és a szelet, a hőmérsékletet, a páratartalmat és az UV szintet.
5. Manipulátor szerszám- és eszközkészlettel (nem látható).
6. SAM - gázkromatográf, tömegspektrométer és lézerspektrométer
az elpárolgott mintákban és a légkörben lévő illékony anyagok összetételének megállapítására.
7. A CheMin a röntgendiffrakciós mintázatból kideríti az őrölt minták összetételét és ásványtani jellemzőit.
8. A RAD sugárzásérzékelő még mindig a Föld-közeli pályán működött, és adatokat gyűjtött a Marsra való repülés során.
9. A DAN neutrondetektor képes kimutatni a vízmolekulákban megkötött hidrogént. Ez az orosz hozzájárulás a rover munkájához.
10. Antennaház a Mars Reconnaissance Orbiter (kb. 2 Mbps) és a Mars Odyssey (kb. 200 Mbps) műholdakkal való kommunikációhoz.
11. Antenna a Földdel való közvetlen kommunikációhoz az X-sávban (0,5-32 kbps).
12. Az ereszkedés során a MARDI kamera nagy felbontású színes felvételeket készített, így részletesen megtekinthető a leszállóhely.
13. Jobb és bal oldali fekete-fehér Navcams kamerapár a környező terület 3D-s modelljének készítéséhez.
14. A tiszta mintákat tartalmazó panel lehetővé teszi a rover vegyelemzőinek működésének ellenőrzését.
15. Tartalék fúrószárak.
16. A vödörből előkészített mintákat ebbe a tálcába öntik a MAHLI makró kamera vagy az APXS spektrométer általi vizsgálat céljából.
17. 20 colos kerekek független meghajtással, titán rugós küllőkkel. A hullámosság által hagyott nyomok alapján lehetőség nyílik a talaj tulajdonságainak felmérésére, a mozgás nyomon követésére. A minta Morse-kód betűket tartalmaz - JPL.
Az expedíció kezdete
A vad Mars szerencsétlen célpont az űrhajós számára. Az 1960-as évektől kezdődően csaknem ötven jármű ment hozzá, amelyek többsége lezuhant, lekapcsolt, nem sikerült pályára állnia, és örökre eltűnt az űrben. Az erőfeszítések azonban nem voltak hiábavalók, a bolygót nemcsak pályáról, hanem akár több bolygójáró segítségével is tanulmányozták. 1997-ben egy 10 kilogrammos Sojourner áthajtott a Marson. A Spirit és az Opportunity ikrek legendává váltak: a másodikuk már több mint 12 éve folytatja hősiesen munkáját. De a Curiosity a legimpozánsabb mind közül, egy egész robotlabor akkora, mint egy autó.
2012. augusztus 6-án a Curiosity leszállóegység kilökött egy ejtőernyős rendszert, amely lehetővé tette, hogy lelassítson egy ritka légkörben. Nyolc dolgozott sugárhajtóművek fékezett, és egy kábelrendszer óvatosan leengedte a rovert a Gale-kráter aljára. Hosszas vita után választották ki a leszállóhelyet: Sanjev Gupta szerint itt minden feltétel adott ahhoz, hogy jobban megismerjék a Mars geológiai - láthatóan igen viharos - múltját. Az orbitális felmérések agyagok jelenlétét jelezték, amelyek megjelenéséhez víz jelenléte szükséges, és amelyekben a szerves anyagok jól megőrződnek a Földön. A Mount Sharp (Eolid) magas lejtői lehetőséget ígértek az ősi sziklák rétegeinek megtekintésére. A meglehetősen lapos felület biztonságosnak tűnt. A Curiosity sikeresen felvette a kapcsolatot és frissítette a szoftvert. A repülés és leszállás során használt kód egy részét újra cserélték - egy űrhajósból a rover végül geológus lett.
Első év: víznyomok
Hamarosan a geológus "kinyújtotta a lábát" - hat alumínium kereket, számos kamerát ellenőriz, és tesztelte a berendezést. Földi kollégái minden oldalról figyelembe vették a leszállóhelyet, és irányt választottak. Az Sharp-hegyhez vezető út körülbelül egy évig tartott, és ezalatt rengeteg munka volt még hátra. A Földdel való közvetlen kommunikációs csatorna nem túl jó. áteresztőképesség, de minden marsi napon (sol) keringők repülnek a rover felett. A velük való csere több ezerszer gyorsabb, így naponta több száz megabites adatátvitelt tesz lehetővé. A tudósok elemzik őket a Data Observatory-ban, megtekintik a képeket a számítógép képernyőjén, kiválasztják a feladatokat a következő naphoz vagy egyszerre többhez, és visszaküldik a kódot a Marsra.
Gyakorlatilag egy másik bolygón dolgozva sokan kénytelenek a marsi naptár szerint élni és alkalmazkodni egy kicsit hosszabb naphoz. Ma számukra "sun" (tosol), holnap - "solvtra" (solmorrow), és a nap csak sol. Tehát 40 szolást követően Sanjeev Gupta előadást tartott, amelyen bejelentette: A kíváncsiság egy ősi folyó medrében mozog. A kicsi, vízbe forgatott kőkavicsok körülbelül 1 m/s sebességű áramlatot és „bokáig vagy térdig érő” mélységet jeleztek. Később az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézetének Igor Mitrofanov csapata által a Curiosity számára készített DAN-eszköz adatait is feldolgozták. A talaj neutronos pásztázásával a detektor kimutatta, hogy eddig a víz akár 4%-át is visszatartották benne mélységben. Természetesen szárazabb, mint a legszárazabb földi sivatagok, de a múltban a Mars még mindig tele volt nedvességgel, és a rover ezt a kérdést kihúzhatta a listáról.
a kráter közepén
64 nagyfelbontású képernyő 313 fokos panorámát hoz létre: A londoni Imperial College KPMG Data Obszervatóriuma lehetővé teszi, hogy a geológusokat közvetlenül a Gale-kráterbe szállítsák, és ugyanúgy dolgozzanak a Marson, mint a Földön. „Nézd meg jobban, itt is vannak víznyomok: elég mély volt a tó. Természetesen nem úgy, mint a Bajkál, de elég mélyen” – az illúzió annyira valóságos volt, hogy úgy tűnt, Sanjev Gupta professzor kőről kőre ugrál. A British Council és a Brit Nagykövetség által szervezett 2017-es, az Egyesült Királyság és Oroszország Tudomány és Oktatás Éve 2017 keretében meglátogattuk a Data Observatory-t, és egy tudóssal beszélgettünk.
Második év: egyre veszélyesebb
A Curiosity a Marson ünnepelte fennállásának első évfordulóját, és a „Happy Birthday to You” dallamot játszotta el úgy, hogy megváltoztatta a merőkanál rezgésének frekvenciáját nehéz, 2,1 méteres manipulátorán. A "roboruk" vödörével felszedi a laza talajt, elegyengeti, szitálja és egy keveset önt vegyelemzőinek vevőegységeibe. Az üreges, cserélhető fúrófejekkel ellátott fúró lehetővé teszi, hogy kemény kövekkel dolgozzon, a rover pedig közvetlenül a kerekeivel tudja felkavarni a hajlékony homokot, megnyitva a belső rétegeket a szerszámok számára. Ezek a kísérletek voltak azok, amelyek hamarosan meglehetősen kellemetlen meglepetést hoztak: a kalcium- és magnézium-perklorátok akár 5%-át is találták a helyi talajban.
Az anyagok nemcsak mérgezőek, hanem robbanásveszélyesek is, és az ammónium-perklorátot szilárd rakéta-üzemanyagként használják. A Phoenix szonda leszállóhelyén már perklorátokat is kimutattak, most azonban kiderült, hogy ezek a sók a Marson globális jelenségnek számítanak. A jeges oxigénmentes atmoszférában a perklorátok stabilak és ártalmatlanok, koncentrációjuk sem túl magas. A jövőbeli gyarmatosítók számára a perklorátok hasznos üzemanyagforrások lehetnek, és komoly egészségügyi kockázatot jelenthetnek. A Curiosity-vel dolgozó geológusok számára azonban véget vethetnek a szerves anyagok megtalálásának esélyeinek. A rover a minták elemzése közben felmelegíti azokat, és ilyen körülmények között a perklorátok gyorsan lebontják a szerves vegyületeket. A reakció hevesen megy végbe, égés és füst kíséretében, és a kiindulási anyagoknak nem marad nyoma.
Harmadik év: a lábánál
A Curiosity azonban szerves anyagokat is felfedezett – ezt később jelentették be, miután a Sol 746-on, összesen 6,9 km-t megtéve, a geológus rover elérte a Sharp-hegy lábát. „Miután megkaptam ezeket az adatokat, azonnal arra gondoltam, hogy mindent újra kell ellenőrizni” – mondta John Grötzinger. Valójában már akkor, amikor a Curiosity a Marson dolgozott, azt találták, hogy egyes szárazföldi baktériumok – például a Tersicoccus phoenicis – ellenállnak a tisztatér tisztítási gyakorlatának. Még azt is kiszámolták, hogy az induláskor a roverben 20-40 ezer rezisztens spórának kellett volna maradnia. Senki sem tudja garantálni, hogy néhányan nem jutottak el vele a Mount Sharpe-ra.
Az érzékelők ellenőrzésére a fedélzeten található egy kis mennyiségű tiszta szervesanyag-minta is, zárt fémtartályokban – teljesen biztosan kijelenthető, hogy zárva maradtak? A NASA sajtótájékoztatóján bemutatott grafikonok azonban nem keltettek kétséget: a munka során a marsi geológus több éles - egyszerre tízszeres - ugrást rögzített a légkör metántartalmában. Lehet, hogy ez a gáz nem biológiai eredetű, de a lényeg az, hogy egyszer bonyolultabb szerves anyagok forrásává válhatott. Ezek nyomait, elsősorban a klórbenzolt a Mars talajában is megtalálták.
Negyedik és ötödik év: Élő folyók
A Curiosity ekkorra már másfél tucat lyukat fúrt, és útja mentén tökéletesen kerek, 1,6 centiméteres nyomokat hagyott maga után, amelyek egyszer majd kijelölik az expedíciójának szentelt turistaútvonalat. Az elektromágneses mechanizmus, amely a fúrót percenként akár 1800 ütés megtételére kényszerítette, hogy a legkeményebb kővel dolgozzon, meghibásodott. A vizsgált agyag- és hematitkristályok, szilikáthátrétegek és víz által vágott csatornák azonban már egyértelmű képet tártak fel: a kráter egykor egy tó volt, amelybe egy elágazó folyódelta ereszkedett alá.
A Curiosity kamerái most a Sharp-hegy lejtőit láthatták, amelyeknek már a látványa sem hagyott kétséget az üledékes eredetüket illetően. Rétegről rétegre, több száz millió éven keresztül a víz vagy megérkezett, vagy visszahúzódott, aminek következtében a sziklák a kráter közepén erodálódtak, míg végül az egész csúcsot összegyűjtve távozott. „Ahol most emelkedik a hegy, valaha egy medence volt, amely időnként megtelt vízzel” – magyarázta John Grötzinger. A tó magasságában rétegzett volt: a sekély vízben és a mélységben a viszonyok mind hőmérsékletben, mind összetételben eltérőek voltak. Elméletileg ez feltételeket teremthet a különféle reakciók, sőt mikrobiális formák kialakulásához.
A Gale Crater 3D modell színei megfelelnek a magasságnak. Középen az Aeolis-hegy (Aeolis Mons, 01) található, amely 5,5 km-rel emelkedik a kráter alján lévő azonos nevű síkság (Aeolis Palus, 02) fölé. Feljegyezték a Curiosity (03) leszállóhelyét, valamint a Farah-völgyet (Farah Vallis, 04) - az ősi folyók egyik állítólagos csatornája, amely a mára eltűnt tóba ömlött.
Az utazás folytatódik
A Curiosity expedíció még korántsem ért véget, és a fedélzeti generátor energiája 14 földi év munkájához elegendő. A geológus közel 1750 szolt úton van, több mint 16 km-t tett meg és 165 méteres lejtőt mászott meg. Amennyire a szerszámai el tudják látni, az ősi tó üledékes kőzeteinek nyomai még mindig láthatók magasabban, de aki tudja, hol érnek véget, és mit jeleznek még? A geológusrobot folytatja az emelkedést, míg Sanjeev Gupta és munkatársai már a következő leszállóhelyet választják. A Schiaparelli leszállószonda halála ellenére a TGO orbitális modul tavaly sikeresen pályára állt, elindítva az európai-orosz ExoMars program első szakaszát. A 2020-ban induló rover lesz a következő.
Már két orosz készülék lesz benne. Maga a robot körülbelül feleannyi súlyú, mint a Curiosity, de fúrógépe akár 2 méteres mélységből is tud majd mintát venni, a Pasteur műszerezettségében pedig olyan eszközök is helyet kapnak majd, amelyekkel közvetlenül meg lehet keresni a múlt - vagy akár megőrzött - élet nyomait. "Neked van dédelgetett vágy, egy olyan lelet, amelyről különösen álmodozik? – kérdeztük Gupta professzort. „Természetesen van: egy kövület” – válaszolta a tudós habozás nélkül. De ez persze nem valószínű, hogy megtörténik. Ha lenne ott élet, akkor csak néhány mikroba... De látod, az valami hihetetlen lenne.
