Curiosity rover naujausias. Svarbiausi roverio Curiosity atradimai

Taigi, kaip susisiekti su marsaeigiu Marse? Pagalvokite apie tai – net kai Marsas yra artimiausiu atstumu nuo Žemės, signalas turi nukeliauti penkiasdešimt penkis milijonus kilometrų! Tai tikrai didžiulis atstumas. Tačiau kaip mažas, vienišas marsaeigis sugeba perduoti savo mokslinius duomenis ir gražius spalvotus vaizdus iki šiol ir tokiais skaičiais? Iš pirmo žvilgsnio jis atrodo maždaug taip (labai stengiausi, tikrai):

Taigi, informacijos perdavimo procese dažniausiai dalyvauja trys pagrindinės „figūros“ – vienas iš kosminių ryšių centrų Žemėje, vienas iš dirbtinių Marso palydovų ir, tiesą sakant, pats marsaeigis. Pradėkime nuo senosios Žemės ir pakalbėkime apie DSN (Deep Space Network) kosminio ryšio centrus.

Kosminės komunikacijos stotys

Bet kuri NASA kosminė misija yra skirta užtikrinti, kad ryšys su erdvėlaiviu būtų įmanomas 24 valandas per parą (arba bent jau tada, kai tai įmanoma). iš esmės). Kadangi, kaip žinome, Žemė gana greitai sukasi aplink savo ašį, tam, kad būtų užtikrintas signalo tęstinumas, reikalingi keli duomenų priėmimo/perdavimo taškai. Šie taškai yra DSN stotys. Jie išsidėstę trijuose žemynuose ir vienas nuo kito yra atskirti maždaug 120 ilgumos laipsnių, kas leidžia iš dalies persidengti vienas kito aprėpties zonas ir dėl to „vadovauti“ erdvėlaiviui 24 valandas per parą. Norėdami tai padaryti, kai erdvėlaivis palieka vienos iš stočių aprėpties zoną, jo signalas perduodamas kitai.

Vienas iš DSN kompleksų yra JAV (Goldstone kompleksas), antrasis – Ispanijoje (apie 60 kilometrų nuo Madrido), trečiasis – Australijoje (apie 40 kilometrų nuo Kanberos).

Kiekvienas iš šių kompleksų turi savo antenų rinkinį, tačiau funkcionalumo požiūriu visi trys centrai yra maždaug vienodi. Pačios antenos vadinamos DSS (Deep Space Stations), turi savo numeraciją – JAV antenos numeruojamos 1X-2X, Australijoje – 3X-4X, o Ispanijoje – 5X-6X. Tad jei kur nors išgirsite „DSS53“, galite būti tikri, kad tai viena iš ispaniškų antenų.

Kanberos kompleksas dažniausiai naudojamas bendravimui su roveriais, tad pakalbėkime apie tai kiek plačiau.

Kompleksas turi savo svetainę, kurioje galima rasti gana daug įdomios informacijos. Pavyzdžiui, labai greitai – šių metų balandžio 13 dieną – antenai DSS43 sukaks 40 metų.

Iš viso šiuo metu Kanberoje esančioje stotyje yra trys aktyvios antenos: DSS-34 (34 metrų skersmens), DSS-43 (įspūdingi 70 metrų) ir DSS-45 (vėl 34 metrai). Žinoma, per daugelį centro veiklos metų buvo naudojamos ir kitos antenos, kurios dėl įvairių priežasčių buvo išimtos. Pavyzdžiui, pati pirmoji antena – DSS42 – buvo uždaryta 2000 m. gruodį, o DSS33 (11 metrų skersmens) – 2002 m. vasario mėn., o po to 2009 m. buvo nugabenta į Norvegiją, kad galėtų tęsti savo darbą kaip atmosferos tyrimo instrumentas. .

Pirmoji iš minėtų veikiančių antenų, DSS34, buvo pastatytas 1997 metais ir tapo pirmuoju naujos kartos šių įrenginių atstovu. Jo skiriamasis bruožas yra tas, kad priėmimo / perdavimo ir signalo apdorojimo įranga yra ne tiesiai ant lėkštės, o po juo esančioje patalpoje. Tai leido žymiai palengvinti indą, taip pat leido aptarnauti įrangą nesustabdant pačios antenos veikimo. DSS34 yra reflektoriaus antena, jos veikimo schema atrodo maždaug taip:

Kaip matote, po antena yra patalpa, kurioje atliekamas visas gauto signalo apdorojimas. Prie tikrosios antenos ši patalpa yra po žeme, tad nuotraukose to nepamatysi.


DSS34, galima spustelėti

Transliacija:

  • X juosta (7145–7190 MHz)
  • S juosta (2025–2120 MHz)
Priėmimas:
  • X-band (8400–8500 MHz)
  • S juosta (2200–2300 MHz)
  • Ka-band (31,8–32,3 GHz)
Padėties nustatymo tikslumas: Posūkio greitis:
  • 2,0°/sek
Atsparumas vėjui:
  • Nuolatinis vėjas 72km/h
  • Gūsiai +88km/val

DSS43(kurio jubiliejus netrukus) yra daug senesnis pavyzdys, pastatytas 1969–1973 m., o atnaujintas 1987 m. DSS43 yra didžiausia mobilioji parabolinė antena pietiniame mūsų planetos pusrutulyje. Masyvi, daugiau nei 3000 tonų sverianti konstrukcija sukasi ant maždaug 0,17 mm storio alyvos plėvelės. Plokštės paviršius sudarytas iš 1272 aliuminio plokščių, jos plotas yra 4180 kvadratinių metrų.

DSS43, galima spustelėti

kai kurios techninės specifikacijos

Transliacija:

  • X juosta (7145–7190 MHz)
  • S juosta (2025–2120 MHz)
Priėmimas:
  • X-band (8400–8500 MHz)
  • S juosta (2200–2300 MHz)
  • L juosta (1626–1708 MHz)
  • K juosta (12,5 GHz)
  • Ku-band (18-26GHz)
Padėties nustatymo tikslumas:
  • 0,005° (nukreipimo į dangaus tašką tikslumas)
  • 0,25 mm (pačios antenos judėjimo tikslumas)
Posūkio greitis:
  • 0,25°/sek
Atsparumas vėjui:
  • Nuolatinis vėjas 72km/h
  • Gūsiai +88km/val
  • Maksimalus dizainas – 160km/val

DSS45. Ši antena buvo baigta statyti 1986 m. ir iš pradžių buvo skirta susisiekti su Voyager 2, kuris tyrinėjo Uraną. Jis sukasi ant apvalaus 19,6 metro skersmens pagrindo, tam panaudojant 4 ratus, iš kurių du varomieji.

DSS45, galima spustelėti

kai kurios techninės specifikacijos

Transliacija:

  • X juosta (7145–7190 MHz)
Priėmimas:
  • X-band (8400–8500 MHz)
  • S juosta (2200–2300 MHz)
Padėties nustatymo tikslumas:
  • 0,015° (nukreipimo į dangaus tašką tikslumas)
  • 0,25 mm (pačios antenos judėjimo tikslumas)
Posūkio greitis:
  • 0,8°/sek
Atsparumas vėjui:
  • Nuolatinis vėjas 72km/h
  • Gūsiai +88km/val
  • Maksimalus dizainas – 160km/val

Jei kalbėsime apie kosminės komunikacijos stotį kaip visumą, galime išskirti keturias pagrindines užduotis, kurias ji turi atlikti:
telemetrija- gauti, iššifruoti ir apdoroti telemetrijos duomenis, gaunamus iš kosminių transporto priemonių. Paprastai šiuos duomenis sudaro mokslinė ir inžinerinė informacija, perduodama oru. Telemetrijos sistema priima duomenis, stebi jų pokyčius ir atitiktį normai bei perduoda juos apdorojant patvirtinimo sistemoms ar mokslo centrams.
Stebėjimas- sekimo sistema turėtų sudaryti galimybę užmegzti abipusį ryšį tarp Žemės ir erdvėlaivio, apskaičiuoti jo vietą ir greičio vektorių, kad būtų galima teisingai nustatyti lėkštės padėtį.
Kontrolė- suteikia specialistams galimybę perduoti valdymo komandas į erdvėlaivį.
Stebėjimas ir kontrolė- Leidžiu valdyti ir valdyti paties DSN sistemas

Verta pažymėti, kad Australijos stotis šiuo metu aptarnauja apie 45 erdvėlaivius, todėl jos darbo grafikas yra aiškiai reglamentuotas, o papildomo laiko gauti nėra taip paprasta. Kiekviena antena taip pat turi techninę galimybę vienu metu aptarnauti iki dviejų skirtingų įrenginių.

Taigi, duomenys, kurie turi būti perduodami marsaeigiui, siunčiami į DSN stotį, iš kurios jie leidžiasi į trumpą (5–20 minučių) kosminę kelionę į Raudonąją planetą. Dabar pereikime prie paties roverio peržiūros. Kokias bendravimo priemones jis turi?

Smalsumas

„Curiosity“ turi tris antenas, kurių kiekviena gali būti naudojama informacijai priimti ir perduoti. Tai UHF antena, LGA ir HGA. Visi jie yra ant roverio „nugarėlės“, skirtingose ​​vietose.


HGA – didelio stiprinimo antena
MGA – vidutinio stiprinimo antena
LGA – mažo stiprinimo antena
UHF-Ultra High Frequency
Kadangi santrumpos HGA, MGA ir LGA jau turi žodį antena, tai kitaip nei santrumpa UHF, šio žodžio jiems daugiau nepriskirsiu.


Mus domina RUHF, RLGA ir didelio stiprinimo antena

Dažniausiai naudojama UHF antena. Su juo roveris gali perduoti duomenis per MRO ir Odyssey palydovus (apie juos kalbėsime vėliau) maždaug 400 megahercų dažniu. Palydovų naudojimas signalo perdavimui yra pageidaujamas dėl to, kad jie yra DSN stočių regėjimo lauke daug ilgiau nei pats marsaeigis, sėdintis vienas Marso paviršiuje. Be to, kadangi jie yra daug arčiau roverio, pastarasis turi eikvoti mažiau energijos duomenims perduoti. Perdavimo sparta gali siekti iki 256 kb/s naudojant Odyssey ir iki 2Mb/s MRO. B O Didžioji dalis iš „Curiosity“ gaunamos informacijos patenka per MRO palydovą. Pati UHF antena yra roverio gale ir atrodo kaip pilkas cilindras.

„Curiosity“ taip pat turi HGA, kurią gali naudoti komandoms gauti tiesiai iš Žemės. Ši antena yra mobili (gali būti nukreipta į Žemę), tai yra, norint ją naudoti, roveriui nereikia keisti savo vietos, tereikia pasukti HGA reikiama kryptimi ir tai leidžia sutaupyti energijos. HGA yra sumontuotas maždaug per vidurį kairėje roverio pusėje ir yra šešiakampis, kurio skersmuo yra apie 30 centimetrų. HGA gali perduoti duomenis tiesiai į Žemę maždaug 160 bps greičiu 34 m antenose arba iki 800 bps greičiu 70 m antenose.

Galiausiai, trečioji antena yra vadinamoji LGA.
Jis siunčia ir priima signalus visomis kryptimis. LGA veikia X juostoje (7-8 GHz). Tačiau šios antenos galia yra gana maža, o perdavimo greitis palieka daug norimų rezultatų. Dėl šios priežasties jis daugiausia naudojamas informacijai gauti, o ne perduoti.
Nuotraukoje LGA yra baltas bokštelis pirmame plane.
Fone matoma UHF antena.

Verta paminėti, kad roveris generuoja didžiulį kiekį mokslinių duomenų, ir ne visada juos galima išsiųsti. NASA ekspertai teikia pirmenybę svarbai: aukščiausią prioritetą turinti informacija bus perduodama pirmiausia, o žemesnio prioriteto informacija lauks kito komunikacijos lango. Kartais kai kuriuos mažiausiai svarbius duomenis tenka iš viso ištrinti.

Odisėjos ir MRO palydovai

Taigi, mes išsiaiškinome, kad paprastai norint susisiekti su „Curiosity“, reikalinga „tarpinė nuoroda“ vieno iš palydovų pavidalu. Tai leidžia pailginti laiką, per kurį apskritai įmanomas ryšys su Curiosity, taip pat padidinti perdavimo greitį, nes galingesnės palydovinės antenos gali perduoti duomenis į Žemę daug didesniu greičiu.

Kiekvienas iš palydovų turi du ryšio langus su marsaeigiu kiekvieną solą. Dažniausiai šie langai būna gana trumpi – vos kelios minutės. Avariniu atveju „Curiosity“ taip pat gali susisiekti su Europos kosmoso agentūros palydovu „Mars Express Orbiter“.

Marso odisėja


Marso odisėja
Palydovas „Mars Odyssey“ buvo paleistas 2001 metais ir iš pradžių buvo skirtas planetos sandarai tirti ir mineralų paieškai. Palydovo matmenys yra 2,2 x 2,6 x 1,7 metro, o jo svoris viršija 700 kilogramų. Jo orbitos aukštis svyruoja nuo 370 iki 444 kilometrų. Šiuo palydovu aktyviai naudojosi ir ankstesni roveriai: per jį buvo transliuojama apie 85 procentus iš „Spirit“ ir „Opportunity“ gautų duomenų. „Odyssey“ gali susisiekti su „Curiosity“ UHF juostoje. Kalbant apie ryšius, jis turi HGA, MGA (vidutinio stiprinimo anteną), LGA ir UHF anteną. Iš esmės duomenų perdavimui į Žemę naudojamas HGA, kurio skersmuo yra 1,3 metro. Perdavimas atliekamas 8406 MHz dažniu, o duomenys priimami 7155 MHz dažniu. Sijos kampinis dydis yra apie du laipsniai.


Palydovinių instrumentų vieta

Ryšys su roveriais vyksta naudojant UHF anteną 437 MHz (perdavimo) ir 401 MHz (priėmimo) dažniais, duomenų keitimosi greitis gali būti 8, 32, 128 arba 256 kb / s.

„Mars Reconnaissance Orbiter“.


MRO

2006 m. prie Odisėjos palydovo prisijungė MRO – Mars Reconnaissance Orbiter, kuris šiandien yra pagrindinis Curiosity pašnekovas.
Tačiau, be signalininko darbo, pats MRO turi įspūdingą mokslinių instrumentų arsenalą, o įdomiausia, kad yra įrengta HiRISE kamera, kuri, tiesą sakant, yra atspindintis teleskopas. 300 kilometrų aukštyje HiRISE gali fotografuoti iki 0,3 metro viename pikselyje skiriamosios gebos vaizdus (palyginimui, palydovinės Žemės nuotraukos dažniausiai būna apie 0,5 metro viename pikselyje). MRO taip pat gali sukurti paviršiaus stereoporas stulbinančiu 0,25 metro tikslumu. Labai rekomenduoju susipažinti, pavyzdžiui, bent su keliomis turimomis nuotraukomis. Ko vertas, pavyzdžiui, šis Viktorijos kraterio vaizdas (spustelėti, originalas yra apie 5 megabaitus):


Siūlau dėmesingiausiems nuotraukoje susirasti „Opportunity rover“ ;)

atsakymas (spustelėti)

Atkreipkite dėmesį, kad dauguma spalvotų kadrų daryta išplėstame diapazone, tad jei užklydote į kadrą, kurio paviršiaus dalis ryškiai melsvai žalsva, neskubėkite veltis į sąmokslo teorijas;) Tačiau galite būti tikri, kad skirtinguose identiškų veislių kadrai bus tos pačios spalvos. Tačiau grįžkime prie ryšių sistemų.

MRO yra keturios antenos, kurios yra sukurtos taip, kad atitiktų roverį - UHF antena, HGA ir dvi LGA. Pagrindinė palydovo naudojama antena – HGA – yra trijų metrų skersmens, veikia X juostoje. Būtent ji naudojama duomenims į Žemę perduoti. HGA taip pat yra 100 vatų signalo stiprintuvas.


1 – HGA, 3 – UHF, 10 – LGA (abu LGA montuojami tiesiai ant HGA)

„Curiosity“ ir „MRO“ bendrauja naudodami UHF anteną, „Sol“ du kartus atsidaro ryšio langas ir trunka maždaug 6–9 minutes. MRO per dieną skiria 5 GB duomenims, gaunamiems iš roverių, ir saugo juos tol, kol bus matoma viena iš DSN stočių Žemėje, o po to perduoda duomenis ten. Duomenų perdavimas į roverį atliekamas tuo pačiu principu. 30 Mb/sol skirta komandoms, kurios bus perduodamos į roverį, saugoti.

DSN stotys atlieka MRO 16 valandų per dieną (likusias 8 valandas palydovas yra tolimoje Marso pusėje ir negali keistis duomenimis, nes yra uždarytas planetos), 10-11 iš jų perduoda duomenis į Žemę. Paprastai palydovas veikia tris dienas per savaitę su 70 metrų DSN antena ir du kartus su 34 metrų antena (deja, neaišku, ką jis veikia likusias dvi dienas, bet mažai tikėtina, kad jis turi laisvų dienų ). Perdavimo greitis gali svyruoti nuo 0,5 iki 4 megabitų per sekundę – jis mažėja Marsui tolstant nuo Žemės ir didėja artėjant dviem planetoms. Dabar (straipsnio publikavimo metu) Žemė ir Marsas yra beveik maksimaliu atstumu vienas nuo kito, todėl perdavimo greitis greičiausiai nėra labai didelis.

NASA teigia (palydovinėje svetainėje yra specialus valdiklis), kad per visą savo veiklos laikotarpį MRO į Žemę perdavė daugiau nei 187 terabitus (!) duomenų – tai daugiau nei visos prieš ją į kosmosą išsiųstos transporto priemonės kartu sudėjus. .

Išvada

Taigi, apibendrinkime. Siunčiant valdymo komandas roveriui, nutinka taip:
  • JPL specialistai siunčia komandas į vieną iš DSN stočių.
  • Ryšio seanso su vienu iš palydovų metu (greičiausiai tai bus MRO), DSN stotis perduoda jam komandų rinkinį.
  • Palydovas saugo duomenis vidinėje atmintyje ir laukia kito ryšio su marsaeigiu lango.
  • Kai marsaeigis yra prieigos zonoje, palydovas perduoda jam valdymo komandas.

Perduodant duomenis iš roverio į Žemę, viskas vyksta atvirkštine tvarka:

  • Roveris saugo mokslinius duomenis vidinėje atmintyje ir laukia kito palydovinio ryšio lango.
  • Kai yra palydovas, roveris siunčia jam informaciją.
  • Palydovas priima duomenis, išsaugo juos savo atmintyje ir laukia, kol bus pasiekiama viena iš DSN stočių.
  • Kai atsiranda DSN, palydovas siunčia gautus duomenis į jį.
  • Galiausiai, gavusi signalą, DSN stotis jį iššifruoja ir gautus duomenis siunčia tiems, kam jie skirti.

Tikiuosi, kad man pavyko daugiau ar mažiau trumpai apibūdinti susisiekimo su „Curiosity“ procesą. Visa ši informacija (d Anglų kalba; plius didžiulė krūva priedų, įskaitant, pavyzdžiui, gana išsamias technines ataskaitas apie tai, kaip veikia kiekvienas iš palydovų) yra įvairiose JPL svetainėse, kurias labai lengva rasti, kai žinote, kas jus domina.

Praneškite apie klaidas ir rašybos klaidas!

Apklausoje gali dalyvauti tik registruoti vartotojai. Užeik, prašau.

2012 metų rugpjūčio 6 dieną Marso paviršiuje nusileido „Curiosity“ nusileidimo aparatas. Per ateinančius 23 mėnesius marsaeigis tyrinės planetos paviršių, mineraloginę sudėtį ir spinduliuotės spektrą, ieškos gyvybės pėdsakų, taip pat įvertins žmogaus nusileidimo galimybę.

Pagrindinė tyrimo taktika – įdomių uolienų paieška didelės raiškos kameromis. Jei jie atsiranda, tada roveris iš tolo apšvitina tiriamą uolieną lazeriu. Spektrinės analizės rezultatas nustato, ar reikia išimti manipuliatorių su mikroskopu ir rentgeno spektrometru. Tada „Curiosity“ gali išgauti ir įkelti mėginį į vieną iš 74 puodelių vidinėje laboratorijoje tolesnei analizei.

Su visu savo dideliu kėbulo komplektu ir išoriniu lengvumu aparatas turi automobilio masę (900 kg), o Marso paviršiuje sveria 340 kg. Visa įranga maitinama plutonio-238 skilimo energija iš Boeing radioizotopinio termoelektrinio generatoriaus, kurio eksploatavimo trukmė yra mažiausiai 14 metų. Šiuo metu pagaminama 2,5 kWh šiluminės energijos ir 125 W elektros, laikui bėgant elektros galia sumažės iki 100 W.

Roveryje vienu metu sumontuotos kelių skirtingų tipų kameros. „Mast Camera“ – tai dviejų neidentiškų įprastų spalvotų kamerų sistema, galinti fotografuoti (įskaitant stereoskopines) 1600x1200 pikselių raiška ir, kas nauja roveriams, įrašyti aparatine įranga suspaustą 720p vaizdo srautą (1280x720). Gautai medžiagai saugoti sistema turi 8 gigabaitus „flash“ atminties kiekvienai iš kamerų – tiek, kad tilptų keli tūkstančiai nuotraukų ir pora valandų vaizdo įrašymo. Nuotraukų ir vaizdo įrašų apdorojimas vyksta neapkraunant Curiosity valdymo elektronikos. Nepaisant gamintojo priartinimo konfigūracijos, fotoaparatai neturi priartinimo, nes nebuvo laiko išbandyti.


Vaizdo iliustracija iš MastCam. Spalvingos Marso paviršiaus panoramos gaunamos suklijavus jau kelis vaizdus. „MastCam“ kameros bus naudojamos ne tik linksminti visuomenę su raudonosios planetos orais, bet ir kaip pagalbinė priemonė manipuliatoriumi išimant mėginius ir judėjimo metu.

Taip pat prie stiebo pritvirtinta ChemCam sistemos dalis. Tai lazerinės kibirkšties emisijos spektrometras ir vaizdo gavimo blokas, veikiantys poromis: išgaravus nedideliam tiriamos uolienos kiekiui, 5 ns lazerio impulsas analizuoja susidariusios plazmos spinduliuotės spektrą, kuris nustatys elementinę mėginio sudėtis. Tokiu atveju manipuliatoriaus pratęsti nebūtina.

Įrangos skiriamoji geba yra 5-10 kartų didesnė nei įdiegtos ankstesniuose roveriuose. Iš 7 metrų ChemCam gali nustatyti tiriamos uolienos tipą (pvz., vulkaninę ar nuosėdinę), dirvožemio ir uolienų struktūrą, sekti dominuojančius elementus, atpažinti ledą ir mineralus su vandens molekulėmis kristalų struktūroje, išmatuoti erozijos žymes ant uolienų ir vizualiai padėti. tiriant uolienas manipuliatoriumi.

ChemCam kaina buvo 10 milijonų dolerių (mažiau nei pusė procento visos ekspedicijos kainos). Sistema susideda iš lazerio ant stiebo ir trijų korpuso viduje esančių spektrografų, į kuriuos spinduliuotė tiekiama per šviesolaidinį šviesos kreiptuvą.

Marsaeigio manipuliatoriuje yra „Mars Hand Lens Imager“, galintis užfiksuoti 1600 × 1200 pikselių vaizdus, ​​kurie gali rodyti net 12,5 mikrometro detales. Fotoaparatas turi baltą foninį apšvietimą, kurį galima naudoti tiek dieną, tiek naktį. Ultravioletinis apšvietimas yra būtinas norint sukelti karbonatų ir evaporito mineralų emisiją, kurių buvimas rodo, kad vanduo dalyvavo formuojant Marso paviršių.

Žemėlapių sudarymo tikslais buvo naudojama Mars Descent Imager (MARDI) kamera, kuri transporto priemonei leidžiantis fiksavo 1600 × 1200 pikselių dydžio vaizdus 8 gigabaitų „flash“ atmintyje. Kai paviršius buvo už kelių kilometrų, fotoaparatas pradėjo daryti penkias spalvotas nuotraukas per sekundę. Gauti duomenys leis kartografuoti Curiosity buveinę.

Roverio šonuose yra dvi poros nespalvotų kamerų, kurių žiūrėjimo kampas yra 120 laipsnių. Hazcams sistema naudojama manipuliuojant ir plečiant manipuliatorių. Ant stiebo yra Navcams sistema, kurią sudaro dvi juodai baltos kameros, kurių žiūrėjimo kampas yra 45 laipsniai. Marsaeigių programos pagal šių kamerų duomenis nuolat kuria pleišto formos 3D žemėlapį, kuris leidžia išvengti susidūrimų su netikėtomis kliūtimis. Vienas pirmųjų „Curiosity“ kadrų yra Hazcam kameros nuotrauka.

Roveryje buvo įrengta stebėjimo stotis oro sąlygoms matuoti. aplinką(„Rover Environmental Monitoring Station“), matuojantis slėgį, atmosferos ir paviršiaus temperatūrą, vėjo greitį ir ultravioletinę spinduliuotę. REMS apsaugotas nuo Marso dulkių.

NASA į Raudonąją planetą paleido kitą roverį. Kitaip nei su šia planeta susiję projektai mūsų šalyje, amerikiečių mokslininkams tokias misijas pavyksta atlikti gana sėkmingai. Prisiminkite, kad rusiškas „Curiosity“ analogas „Phobos-Grunt“ sugedo dėl programinės įrangos klaidos patenkant į žemą Žemės orbitą.

„Curiosity“ misijos tikslai. Curiosity – ne tik roveris. Projektas vykdomas kaip „Mars Science Laboratory“ misijos dalis ir yra platforma, ant kurios sumontuota daug mokslinės įrangos, kuri buvo parengta išspręsti kelias problemas.

Pirmoji užduotis, su kuria susiduria Curiosity, nėra originali – gyvybės paieškos šioje atšiaurioje planetoje. Norėdami tai padaryti, naujos kartos roveris turės aptikti ir ištirti organinės anglies junginių prigimtį. Raskite tokias medžiagas kaip vandenilis, azotas, fosforas, deguonis, anglis ir siera. Tokių medžiagų buvimas rodo būtinas gyvybės atsiradimo sąlygas.

Be to, „Curiosity“ skiriamos ir kitos užduotys. Roveris savo įrangos pagalba turės perduoti informaciją apie planetos klimatą ir geologiją, taip pat pasiruošti žmogaus nusileidimui.

„Curiosity“ roverio charakteristikos. Curiosity yra 3 metrų ilgio ir 2,7 metro pločio. Jame yra šeši 51 cm ratai. Kiekvienas ratas yra varomas nepriklausomu elektros varikliu. Priekiniai ir galiniai ratai padės roveriui pasukti reikiama kryptimi. Dėl ypatingo dizaino ir optimalus skersmuo, Curiosity sugeba įveikti 75 cm aukščio kliūtį ir įsibėgėti iki 90 metrų per valandą.

Roverį varo mini reaktorius. Į jį įdėtas plutonis-238 tarnaus 14 metų. Iš saulės elementai nusprendė atsisakyti dėl didelio Marso atmosferos dulkėtumo problemos.

„Curiosity“ marsaeigio skrydis ir nusileidimas. Gale krateris buvo pasirinktas kaip „Curiosity“ marsaeigio nusileidimo vieta. Gana plokščia vieta, kuri neturėtų kelti problemų.

Marsaeigį į geostacionarią orbitą iškėlė dviejų pakopų raketa Atlantis-5 541. Iš kur stotis vyks į Marsą. Ir čia prasideda labai įdomus momentas – Curiosity nusileidimas.

Marso atmosfera yra gana sudėtinga. Tankūs jo sluoksniai neleidžia tūpimo varikliams ištaisyti šio proceso. Dėl šios priežasties buvo sukurta gana įdomi technologija, kuri turėtų apeiti šiuos sunkumus.

Patekimo į atmosferą metu Curiosity bus sulankstytas specialioje apsauginėje kapsulėje. Iš aukšta temperatūra dideliu greičiu patekęs į tankius atmosferos sluoksnius, jis bus apsaugotas specialia fenolio-formaldehido derva impregnuota anglies pluošto danga.

Tankioje Marso atmosferoje įrenginio greitis sumažės nuo 6 km/s iki dvigubo garso greičio. Numesti balastai pataisys kapsulės padėtį. Nuo karščio skraidantis „šydas“ nusišovė ir 470 m/s greičiu atsivers viršgarsinis parašiutas.

Pravažiuojant 3,7 km aukštį virš planetos, turėtų įsijungti roverio apačioje sumontuota kamera. Jame bus fotografuojamas planetos paviršius, didelės raiškos kadrai padės išvengti problemų dėl vietos, kur turėtų nusileisti „Curiosity“.

Visą šį laiką parašiutas veikė kaip stabdys, o 1,8 km aukštyje virš Raudonosios planetos roveris yra atskirtas nuo nusileidimo bloko, o tolesnis nusileidimas vyks naudojant platformą, kurioje įrengti tūpimo varikliai.

Kintamos traukos varikliai reguliuoja platformos padėtį. Šiuo metu „Curiosity“ turėtų turėti laiko suirti ir pasiruošti nusileidimui. Kad šis procesas būtų gana sklandus, buvo išrasta kita technologija - „skraidantis kranas“.

„Skraidantis kranas“ yra 3 trosai, kurie sklandžiai nuleis marsaeigį į planetos paviršių, o platforma pakils 7,5 metro aukštyje.

Rover Curiosity įranga. Rover Curiosity turi daug mokslinės įrangos. Tarp jų yra ir įrenginys, kurį sukūrė Rusijos specialistai. Roveryje sumontuota gana jautri roboto ranka. Jame sumontuotas grąžtas, kastuvas ir kita įranga, kuri leis surinkti grunto ir uolienų pavyzdžius.

Roveryje yra 10 instrumentų, kai kuriuos iš jų apibūdinsime toliau.

MastCam yra kamera, esanti ant aukšto stiebo virš roverio. Ji yra operatorių akys, kurios, gaudamos nuotrauką Žemėje, valdys aparatą.

SAM yra masės spektrometras, lazerinis spektrometras ir dujų chromatografas „viename butelyje“, leidžiantis analizuoti dirvožemio mėginius. Būtent SAM turi rasti organinius junginius, azotą, deguonį ir vandenilį.

Roboto ranka mėginius turėtų pristatyti į specialią roverio vietą, kur juos ištirs SAM įrenginys.

CheMin- kitas uolienų analizės įrenginys. Jis apibrėžia cheminius ir mineralinius junginius.

checam yra įdomiausia „Curiositi“ marsaeigio įranga. Paprastais žodžiais tariant, tai yra lazeris, galintis ištirpdyti grunto ar uolienų pavyzdžius 9 metrų atstumu nuo roverio ir, ištyręs poras, turėtų nustatyti jų struktūrą.

APXS- spektrometras, kuris, apšvitinus mėginius rentgeno spinduliais ir alfa dalelėmis, galės juos identifikuoti. APXS sėdi ant roverio roboto rankos.

DAN– mūsų tautiečių sukurtas įrenginys. Jis gali aptikti vandens ar ledo buvimą net sekliame gylyje po planetos paviršiumi.

RAD- nustatys radioaktyviosios spinduliuotės buvimą planetoje.

REMS yra jautri oro stotis laive „Curiosity“.

„Curiosity rover“ yra ambicingas žmonijos projektas, kuris mus nuves naujas lygis Marso tyrimas. Nusileidimas ir Raudonosios planetos tyrinėjimas šiuo aparatu padės atsakyti į du žmoniją jau seniai persekiojančius klausimus: ar Marse yra gyvybės ir ar įmanoma artimiausiu metu šią planetą kolonizuoti.

  • „ChemCam“ yra nuotolinio valdymo įrankių rinkinys cheminė analizėįvairūs pavyzdžiai. Darbas atliekamas taip: lazeris atlieka seriją šūvių į tiriamą objektą. Tada analizuojamas išgaravusios uolienos skleidžiamos šviesos spektras. ChemCam gali tyrinėti objektus, esančius iki 7 metrų atstumu nuo jo. Priemonė kainavo apie 10 mln. USD (1,5 mln. USD viršijimas). Įprastu režimu lazeris automatiškai fokusuoja objektą.
  • MastCam: Dviejų kamerų sistema su keliais spektriniais filtrais. Galima daryti natūralių spalvų nuotraukas, kurių dydis yra 1600 × 1200 pikselių. 720p (1280 × 720) raiškos vaizdo įrašas fiksuojamas iki 10 kadrų per sekundę greičiu ir yra suglaudinamas aparatinės įrangos. Pirmosios kameros, vidutinio kampo kameros (MAC), židinio nuotolis yra 34 mm ir 15 laipsnių matymo laukas, 1 pikselis lygus 22 cm 1 km atstumu.
  • Siauro kampo kamera (NAC), židinio nuotolis 100 mm, 5,1 laipsnio matymo laukas, 1 pikselis lygus 7,4 cm 1 km atstumu. Kiekviena kamera turi 8 GB „flash“ atmintį, kurioje galima saugoti daugiau nei 5500 neapdorotų vaizdų; palaikomas JPEG glaudinimas ir glaudinimas be nuostolių. Kameros turi automatinio fokusavimo funkciją, kuri leidžia sufokusuoti objektus nuo 2,1 m iki begalybės. Nepaisant gamintojo priartinimo konfigūracijos, fotoaparatai neturi priartinimo, nes nebuvo laiko išbandyti. Kiekviena kamera turi įmontuotą Bayer RGB filtrą ir 8 perjungiamus IR filtrus. Palyginti su „Spirit and Opportunity“ (MER) panoramine kamera, kuri fiksuoja nespalvotus 1024 × 1024 pikselių vaizdus, ​​MAC MastCam kampinė skiriamoji geba yra 1,25 karto didesnė, o NAC MastCam 3,67 karto kampinė.
  • „Mars Hand Lens Imager“ (MAHLI): sistemą sudaro kamera, pritvirtinta prie roverio roboto rankos, naudojama mikroskopiniams uolienų ir dirvožemio vaizdams daryti. MAHLI gali užfiksuoti 1600 × 1200 pikselių vaizdą ir iki 14,5 mikronų viename pikselyje. MAHLI židinio nuotolis yra nuo 18,3 mm iki 21,3 mm, o matymo laukas yra nuo 33,8 iki 38,5 laipsnių. MAHLI turi ir baltą, ir ultravioletinę LED foninis apšvietimas darbui tamsoje arba naudojant fluorescencinį apšvietimą. Ultravioletinis apšvietimas yra būtinas norint sukelti karbonatų ir evaporito mineralų emisiją, kurių buvimas rodo, kad vanduo dalyvavo formuojant Marso paviršių. MAHLI fokusuoja net 1 mm objektus. Sistema gali nufotografuoti kelis vaizdus, ​​​​pabrėždama vaizdo apdorojimą. MAHLI gali išsaugoti neapdorotą nuotrauką neprarandant kokybės arba suspausti JPEG failą.
  • MSL Mars Descent Imager (MARDI): nusileisdamas į Marso paviršių MARDI perdavė 1600 × 1200 pikselių spalvotą vaizdą, kurio ekspozicijos laikas buvo 1,3 ms, kamera prasidėjo 3,7 km atstumu ir baigėsi 5 atstumu. metrų nuo Marso paviršiaus, fotografavo spalvotą vaizdą 5 kadrų per sekundę dažniu, fotografavimas truko apie 2 minutes. 1 pikselis lygus 1,5 metro 2 km atstumu, o 1,5 mm – 2 metrų atstumu, kameros žiūrėjimo kampas – 90 laipsnių. MARDI turi 8 GB vidinės atminties, kurioje galima saugoti daugiau nei 4000 nuotraukų. Kameros kadrai leido pamatyti aplinkinį reljefą nusileidimo vietoje. „JunoCam“, sukurta erdvėlaiviui „Juno“, yra pagrįsta MARDI technologija.
  • Alfa dalelių rentgeno spektrometras (APXS): šis prietaisas apšvitins alfa daleles ir koreliuos rentgeno spindulių spektrus, kad nustatytų elementinę uolienos sudėtį. APXS yra dalelių sukeltos rentgeno spinduliuotės (PIXE) forma, kurią anksčiau naudojo „Mars Pathfinder“ ir „Mars Exploration Rovers“. APXS sukūrė Kanados kosmoso agentūra. MacDonald Dettwiler (MDA) – Kanados aviacijos ir kosmoso kompanija, kuri gamina Canadarm ir RADARSAT, yra atsakinga už APXS projektavimą ir konstravimą. APXS kūrimo komandą sudaro nariai iš Guelfo universiteto, Naujojo Bransviko universiteto, Vakarų Ontarijo universiteto, NASA, Kalifornijos universiteto San Diege ir Kornelio universiteto.
  • In-Situ Marso uolienų analizės (CHIMRA) surinkimas ir tvarkymas: CHIMRA yra 4x7 cm kibiras, kuriuo semiamas dirvožemis. Vidinėse CHIMRA ertmėse sijojama per sietelį su 150 mikronų ląstele, tam padeda veikiant vibraciniam mechanizmui, pašalinamas perteklius, o kita porcija siunčiama sijoti. Iš viso yra trys mėginių ėmimo iš kibiro ir dirvožemio sijojimo etapai. Dėl to lieka šiek tiek reikiamos frakcijos miltelių, kurie siunčiami į dirvožemio imtuvą, ant roverio korpuso, o perteklius išmetamas. Dėl to analizei iš viso kibiro patenka 1 mm dirvožemio sluoksnis. Paruošti milteliai tiriami CheMin ir SAM aparatais.
  • CheMin: Chemin tiria cheminę ir mineraloginę sudėtį naudodamas rentgeno fluorescencijos prietaisą ir rentgeno spindulių difrakciją. CheMin yra vienas iš keturių spektrometrų. CheMin leidžia nustatyti mineralų gausą Marse. Prietaisą sukūrė Davidas Blake'as NASA Ames tyrimų centre ir NASA Jet Propulsion Laboratory. Roveris grįš į akmenis, o gautus miltelius surinks instrumentas. Tada rentgeno spinduliai bus nukreipti į miltelius, vidinė mineralų kristalinė struktūra atsispindės spindulių difrakcijos paveiksle. Rentgeno spindulių difrakcija skirtingiems mineralams yra skirtinga, todėl difrakcijos modelis leis mokslininkams nustatyti medžiagos struktūrą. Informaciją apie atomų šviesumą ir difrakcijos modelį paims specialiai paruošta 600x600 pikselių E2V CCD-224 matrica. „Curiosity“ mėginio analizei turi 27 ląsteles, ištyrus vieną mėginį, ląstelę galima panaudoti pakartotinai, tačiau joje atlikta analizė bus mažiau tiksli dėl užterštumo iš ankstesnio mėginio. Taigi, roveris turi tik 27 bandymus iki galo ištirti pavyzdžius. Dar 5 sandarios ląstelės saugo mėginius iš Žemės. Jų reikia norint patikrinti įrenginio veikimą Marso sąlygomis. Kad prietaisas veiktų, reikalinga -60 laipsnių Celsijaus temperatūra, priešingu atveju trukdys DAN įrenginio trikdžiai.
  • Mėginių analizė Marse (SAM): SAM įrankių rinkinys analizuos kietuosius mėginius, organines medžiagas ir atmosferos sudėtį. Priemonę sukūrė: Goddard Space Flight Center, Inter-Universitaire Laboratory, Prancūzijos CNRS ir Honeybee Robotics, kartu su daugeliu kitų partnerių.
  • Radiacijos vertinimo detektorius (RAD), „Radiacijos vertinimo detektorius“: šis įrenginys renka duomenis, kad įvertintų foninės spinduliuotės lygį, kuris turės įtakos būsimų misijų į Marsą dalyviams. Įrenginys sumontuotas beveik pačioje marsaeigio „širdyje“ ir taip imituoja kosmonautą erdvėlaivio viduje. RAD buvo įjungtas pirmuoju iš mokslinių instrumentų, skirtų MSL, dar esant Žemės orbitoje, ir užfiksavo radiacijos foną įrenginio viduje, o vėliau ir marsaeigio viduje, kai jis veikia Marso paviršiuje. Jis renka duomenis apie dviejų tipų švitinimo intensyvumą: didelės energijos galaktikos spindulius ir Saulės skleidžiamas daleles. RAD sukūrė Vokietijoje Pietvakarių tyrimų institutas (SwRI) nežemiškos fizikos tyrimams Christian-Albrechts-Universität zu Kiel grupėje, finansiškai remiant NASA būstinės ir Vokietijos tyrinėjimo sistemų misijos direktoratui.
  • Dinaminis neutronų albedas (DAN): Dinaminis neutronų albedas (DAN) naudojamas vandeniliui, vandens ledui netoli Marso paviršiaus aptikti, kurį teikia Federalinė kosmoso agentūra (Roskosmos). Tai bendras Automatikos tyrimų instituto vystymas. N. L. Dukhovas Rosatome (impulsinis neutronų generatorius), Rusijos mokslų akademijos Kosmoso tyrimų institute (aptikimo blokas) ir Jungtiniame branduolinių tyrimų institute (kalibravimas). Prietaiso sukūrimo kaina buvo apie 100 milijonų rublių. Prietaiso nuotrauka. Įrenginyje yra impulsinis neutronų šaltinis ir neutroninės spinduliuotės detektorius. Generatorius skleidžia trumpus, galingus neutronų impulsus Marso paviršiaus link. Impulso trukmė yra apie 1 μs, srauto galia iki 10 milijonų neutronų, kurių energija yra 14 MeV vienam impulsui. Dalelės prasiskverbia į Marso dirvožemį iki 1 m gylio, kur sąveikauja su pagrindinių uolieną formuojančių elementų šerdimis, dėl to sulėtėja ir dalinai absorbuojamos. Likusius neutronus atspindi ir registruoja imtuvas. Tikslūs matavimai galimi iki 50 -70cm gylio Be aktyvaus Raudonosios planetos paviršiaus tyrimo, prietaisas gali stebėti natūralų paviršiaus radiacinį foną (pasyvus tyrimas).
  • „Rover“ aplinkos stebėjimo stotis (REMS): meteorologinių prietaisų rinkinį ir ultravioletinių spindulių jutiklį pateikė Ispanijos švietimo ir mokslo ministerija. Javier Gomez-Elvira vadovaujama tyrimų grupė, Astrobiologijos centras (Madridas), apima Suomijos meteorologijos institutą kaip partnerį. Įmontavome jį ant kameros stiebo, kad matuotų atmosferos slėgį, drėgmę, vėjo kryptį, oro ir žemės temperatūrą, ultravioletinę spinduliuotę. Visi jutikliai išdėstyti iš trijų dalių: prie roverio pritvirtintos dvi strėlės, nuotolinio aptikimo stiebas (RSM), ultravioletinių spindulių jutiklis (UVS) yra viršutiniame marsaeigio stiebe, o prietaisų valdymo blokas (ICU) yra viduje. kūnas. REMS suteiks naujų įžvalgų apie vietines hidrologines sąlygas, žalingą ultravioletinės spinduliuotės poveikį ir požeminę gyvybę.
  • MSL įėjimo nusileidimo ir nusileidimo prietaisai (MEDLI): pagrindinis MEDLI tikslas yra tirti atmosferos aplinką. Nusileidusiai transporto priemonei su roveriu sulėtėjus tankiuose atmosferos sluoksniuose šilumos skydas atsiskyrė – per šį laikotarpį buvo surinkti reikiami duomenys apie Marso atmosferą. Šie duomenys bus naudojami būsimose misijose, todėl bus galima nustatyti atmosferos parametrus. Jie taip pat gali būti naudojami keičiant nusileidžiančios transporto priemonės dizainą būsimose misijose į Marsą. MEDLI susideda iš trijų pagrindinių instrumentų: MEDLI integruotų jutiklių kištukų (MISP), Marso įėjimo atmosferos duomenų sistemos (MEADS) ir jutiklių palaikymo elektronikos (SSE).
  • Pavojaus išvengimo kameros (Hazcams): roveris turi dvi poras nespalvotų navigacinių kamerų, esančių transporto priemonės šonuose. Jie naudojami siekiant išvengti pavojaus roverio judėjimo metu ir saugiai nukreipti manipuliatorių į akmenis ir dirvą. Kameros daro 3D vaizdus (kiekvienos kameros matymo laukas yra 120 laipsnių), nustato teritoriją prieš marsaeigį. Sudaryti žemėlapiai leidžia roveriui išvengti atsitiktinių susidūrimų ir juos naudoja įrenginio programinė įranga, kad pasirinktų reikiamą kelią kliūtims įveikti.
  • Navigacinės kameros (Navcams): navigacijai roveris naudoja porą nespalvotų kamerų, kurios yra sumontuotos ant stiebo, kad galėtų sekti roverio judėjimą. Kameros turi 45 laipsnių matymo lauką ir sukuria 3D vaizdus. Jų skiriamoji geba leidžia matyti 2 centimetrų dydžio objektą iš 25 metrų atstumo.

Prieš mus – dykuma, nuoga ir negyva. Horizontą žymi kraterio kraštas, centre kyla penkių kilometrų viršūnė.

Prieš mus – dykuma, nuoga ir negyva. Horizontą žymi kraterio kraštas, centre kyla penkių kilometrų viršūnė. Roverio ratai ir plokštės spindi tiesiai prie mūsų kojų. Neišsigąskite: esame Londone, kur unikali duomenų observatorija leidžia geologams žengti į Marso dykumą ir dirbti kartu su Curiosity – įmantriausiu kada nors į kosmosą iškeltu robotu.
Monitoriuose šviečianti panorama sudaryta iš kadrų, kuriuos marsaeigė siunčia į Žemę. Mėlynas dangus neturėtų apgauti: Marse jis blankiai geltonas, tačiau žmogaus akiai labiau pažįstami atspalviai, kuriuos sukuria mūsų Žemės atmosferos išsklaidyta šviesa. Todėl vaizdai apdorojami ir atvaizduojami nenatūraliomis spalvomis, leidžiančiais ramiai apžiūrėti kiekvieną akmenuką. „Geologija yra lauko mokslas“, – paaiškino Sanjevas Gupta, Londono imperatoriškojo koledžo profesorius. – Mums patinka vaikščioti žeme su plaktuku. Supilkite kavą iš termoso, apžiūrėkite radinius ir išrinkite laboratorijai įdomiausią.“ Marse nėra laboratorijų ar termosų, tačiau geologai ten nusiuntė savo elektroninį kolegą Curiosity. Kaimyninė planeta jau seniai domino žmoniją ir kuo daugiau apie ją sužinome, kuo dažniau diskutuojame apie būsimą kolonizaciją, tuo rimtesnės šio smalsumo priežastys.

Kadaise Žemė ir Marsas buvo labai panašūs. Abi planetos turėjo skysto vandens vandenynus ir, matyt, gana paprastą organinę medžiagą. O Marse, kaip ir Žemėje, išsiveržė ugnikalniai, sūkuriavo tiršta atmosfera, bet vieną nelaimingą akimirką kažkas nutiko. „Mes bandome suprasti, kokia ši vieta buvo prieš milijardus metų ir kodėl ji taip pasikeitė“, – interviu sakė Caltech geologijos profesorius Johnas Grötzingeris. „Manome, kad ten buvo vandens, bet nežinome, ar jis galėtų palaikyti gyvybę. O jei galėjo, ar palaikė? Jei taip, nežinoma, ar akmenyse buvo išlikę kokių nors įkalčių. Visa tai turėjo išsiaiškinti roverio geologas.

„Curiosity“ fotografuojamas reguliariai ir kruopščiai, leidžiantis apžiūrėti save ir įvertinti savo bendrą būklę. Ši „selfie“ sudaryta iš nuotraukų, darytų MAHLI fotoaparatu. Jis yra ant trijų jungčių manipuliatoriaus, kuris sujungus vaizdus pasirodė beveik nematomas. Smūginis grąžtas, kaušas biriems mėginiams surinkti, sietelis jiems sijoti, metaliniai šepečiai akmenims nuo dulkių valyti nepateko į rėmą. Taip pat nematoma MAHLI makrokamera ir APXS rentgeno spektrometras analizei. cheminė sudėtis pavyzdžiai.
1. Galingose ​​rover sistemose nepakaks saulės baterijų, o ji maitinama radioizotopiniu termoelektriniu generatoriumi (RTG). 4,8 kg plutonio-238 dioksido po apvalkalu kasdien tiekiama 2,5 kWh. Matosi aušinimo radiatoriaus mentės.
2. ChemCam įrenginio lazeris gamina 50-75 nanosekundžių impulsus, kurie išgaruoja akmenį iki 7 m atstumu ir leidžia analizuoti susidariusios plazmos spektrą, siekiant nustatyti taikinio sudėtį.
3. MastCam spalvotų kamerų pora fotografuoja per įvairius IR filtrus.
4. REMS meteorologinė stotis stebi slėgį ir vėją, temperatūrą, drėgmę ir UV lygius.
5. Manipuliatorius su įrankių ir prietaisų komplektu (nematomas).
6. SAM - dujų chromatografas, masės spektrometras ir lazerinis spektrometras
nustatyti lakiųjų medžiagų sudėtį išgaravusiuose mėginiuose ir atmosferoje.
7. CheMin pagal rentgeno spindulių difrakcijos modelį išsiaiškina žemės mėginių sudėtį ir mineralogiją.
8. Radiacijos detektorius RAD vis dar veikė artimoje Žemės orbitoje ir rinko duomenis viso skrydžio į Marsą metu.
9. DAN neutronų detektorius gali aptikti vandenilį, surištą vandens molekulėse. Tai Rusijos indėlis į roverio darbą.
10. Antenos korpusas ryšiui su palydovais Mars Reconnaissance Orbiter (apie 2 Mbps) ir Mars Odyssey (apie 200 Mbps).
11. Antena tiesioginiam ryšiui su Žeme X juostoje (0,5-32 kbps).
12. Nusileidimo metu MARDI kamera užfiksavo didelės raiškos spalvotus kadrus, leidžiančius detaliai matyti nusileidimo vietą.
13. Dešinės ir kairiosios juodos ir baltos „Navcams“ kamerų poros, skirtos aplinkinių teritorijų 3D modeliams kurti.
14. Skydas su švariais mėginiais leidžia patikrinti roverio cheminių analizatorių veikimą.
15. Atsarginiai grąžtai.
16. Paruošti mėginiai iš kibiro pilami į šį dėklą, kad juos būtų galima ištirti MAHLI makrokamera arba APXS spektrometru.
17. 20 colių ratai su nepriklausoma pavara, ant titaninių spyruoklinių stipinų. Pagal banguotumo paliktus pėdsakus galima įvertinti grunto savybes ir sekti judėjimą. Modelyje yra Morzės abėcėlės raidės – JPL.

Ekspedicijos pradžia

Žiaurus Marsas yra nelaimingas astronautikos taikinys. Nuo septintojo dešimtmečio pas jį važiavo beveik penkiasdešimt transporto priemonių, kurių dauguma sudužo, užgeso, nepateko į orbitą ir amžiams dingo kosmose. Tačiau pastangos nenuėjo veltui, planeta buvo tiriama ne tik iš orbitos, bet net ir kelių planetinių roverių pagalba. 1997 metais 10 kilogramų Sojourner pervažiavo Marsą. Dvyniai Spirit ir Opportunity tapo legenda: antroji iš jų herojiškai tęsia savo darbą jau daugiau nei 12 metų iš eilės. Tačiau „Curiosity“ yra įspūdingiausia iš visų – visa automobilio dydžio robotų laboratorija.

2012 m. rugpjūčio 6 d. „Curiosity“ desantas išstūmė parašiuto sistemą, kuri leido jam sulėtinti greitį retėjančioje atmosferoje. Dirbo aštuoni reaktyviniai varikliai stabdant, o trosų sistema atsargiai nuleido roverį į Geilo kraterio dugną. Nusileidimo vieta buvo pasirinkta po ilgų diskusijų: anot Sanjevo Guptos, būtent čia buvo rastos visos sąlygos geriau pažinti geologinę – iš pažiūros labai neramią – Marso praeitį. Orbitiniai tyrimai parodė, kad yra molių, kurių išvaizdai reikia vandens ir kuriuose organinės medžiagos yra gerai išsilaikiusios Žemėje. Aukšti Šarpo (Eolido) kalno šlaitai žadėjo galimybę pamatyti senovinių uolienų klodus. Gana lygus paviršius atrodė saugus. „Curiosity“ sėkmingai susisiekė ir atnaujino programinę įrangą. Dalis skrydžio ir tūpimo metu naudoto kodo buvo pakeista nauju – iš astronauto roveris pagaliau tapo geologu.
Pirmieji metai: vandens pėdsakai

Netrukus geologas „ištiesė kojas“ – šešis aliuminio ratus, patikrino daugybę kamerų ir išbandė įrangą. Jo kolegos Žemėje apsvarstė nusileidimo tašką iš visų pusių ir pasirinko kryptį. Kelionė į Šarpo kalną turėjo trukti apie metus, o per tą laiką reikėjo nuveikti daug darbų. Tiesioginio ryšio kanalas su Žeme nėra labai geras. pralaidumas, bet kiekvieną Marso dieną (sol) orbitos skrieja virš marsaeigio. Keitimasis su jais yra tūkstančius kartų greitesnis, todėl kasdien galite perkelti šimtus megabitų duomenų. Mokslininkai juos analizuoja Duomenų observatorijoje, peržiūri vaizdus kompiuterių ekranuose, parenka užduotis kitam Soliui ar kelioms iš karto ir siunčia kodą atgal į Marsą.
Dirbdami praktiškai kitoje planetoje, daugelis jų priversti gyventi pagal Marso kalendorių ir prisitaikyti prie kiek ilgesnės dienos. Šiandien jiems „saulė“ (tosol), rytoj – „solvtra“ (solmorrow), o diena tik sol. Taigi, po 40 solų, Sanjeev Gupta surengė pristatymą, kuriame paskelbė: Smalsumas juda senovės upės vaga. Maži, vandeniu paversti akmeniniai akmenukai rodė srovę, kurios greitis buvo apie 1 m/s, o gylis „iki kulkšnies ar kelio“. Vėliau buvo apdoroti ir duomenys iš DAN įrenginio, kurį „Curiosity“ sukūrė Igorio Mitrofanovo komanda iš Rusijos mokslų akademijos Kosmoso tyrimų instituto. Nuskenavęs dirvožemį neutronais detektorius parodė, kad iki šiol jame gylyje sulaikoma iki 4 proc. Žinoma, jis yra sausesnis nei net sausiausios Žemės dykumos, tačiau anksčiau Marse vis dar buvo pilna drėgmės, ir marsaeigis galėjo išbraukti šią problemą iš sąrašo.

kraterio centre
64 didelės raiškos ekranai sukuria 313 laipsnių panoramą: Londono imperatoriškajame koledže esanti KPMG duomenų observatorija leidžia geologus nugabenti tiesiai į Geilo kraterį ir dirbti Marse taip pat, kaip ir Žemėje. „Pažiūrėkite atidžiau, čia irgi yra vandens pėdsakų: ežeras buvo gana gilus. Žinoma, ne kaip Baikalas, bet pakankamai gilus“, – iliuzija buvo tokia tikra, kad atrodė, kad profesorius Sanjevas Gupta šokinėja nuo akmens ant akmens. Apsilankėme Duomenų observatorijoje ir kalbėjomės su mokslininke, dalyvaujant Britų tarybos ir Didžiosios Britanijos ambasados ​​organizuojamuose JK ir Rusijos mokslo ir švietimo 2017 metais.
Antri metai: tampa vis pavojingesnis

„Curiosity“ atšventė savo pirmąsias metines Marse ir sugrojo melodiją „Happy Birthday to You“, keisdamas kaušelio virpesių dažnį ant sunkaus 2,1 metro manipuliatoriaus. Su „roboruko“ kibiru surenka purią žemę, išlygina, išsijoja ir truputį pila į savo cheminių analizatorių imtuvus. Gręžtuvas su tuščiaviduriais keičiamais antgaliais leidžia dirbti su kietomis uolienomis, o roveris gali maišyti lankstų smėlį tiesiai savo ratais, atverdamas vidinius sluoksnius įrankiams. Būtent šie eksperimentai netrukus atnešė gana nemalonią staigmeną: vietinėje dirvoje kalcio ir magnio perchloratų buvo rasta iki 5 proc.

Medžiagos yra ne tik nuodingos, bet ir sprogios, o amonio perchloratas naudojamas kaip kietojo raketinio kuro pagrindas. Perchloratų jau buvo aptikta zondo „Phoenix“ nusileidimo vietoje, tačiau dabar paaiškėjo, kad šios druskos Marse yra pasaulinis reiškinys. Ledinėje atmosferoje, kurioje nėra deguonies, perchloratai yra stabilūs ir nekenksmingi, o jų koncentracijos nėra per didelės. Būsimiems kolonistams perchloratai gali būti naudingas kuro šaltinis ir rimtas pavojus sveikatai. Tačiau geologams, dirbantiems su „Curiosity“, jie gali panaikinti galimybę rasti organinių medžiagų. Analizuodamas mėginius, roveris juos įkaitina, o tokiomis sąlygomis perchloratai greitai skaido organinius junginius. Reakcija vyksta smarkiai, dega ir dūmai nepalieka jokių išskirtinių pradinių medžiagų pėdsakų.

Treji metai: pėdoje

Tačiau „Curiosity“ aptiko ir organinių medžiagų – apie tai buvo pranešta vėliau, kai Sol 746, iš viso įveikęs 6,9 km, geologinis roveris pasiekė Sharp kalno papėdę. „Gavęs šiuos duomenis iš karto pagalvojau, kad reikia dar kartą viską patikrinti“, – sakė Johnas Grötzingeris. Iš tiesų, jau tada, kai „Curiosity“ dirbo Marse, buvo nustatyta, kad kai kurios antžeminės bakterijos, tokios kaip Tersicoccus phoenicis, yra atsparios švarių patalpų valymo praktikai. Netgi buvo paskaičiuota, kad paleidimo metu marsaeigyje turėjo būti likę nuo 20 000 iki 40 000 atsparių sporų. Niekas negali garantuoti, kad kai kurie iš jų kartu su juo nepateko į Šarpo kalną.

Norint patikrinti jutiklius, laive taip pat yra nedidelis kiekis švarių organinių medžiagų mėginių sandariuose metaliniuose konteineriuose – ar galima visiškai užtikrintai teigti, kad jie liko sandarūs? Tačiau NASA spaudos konferencijoje pristatyti grafikai nekėlė abejonių: darbo metu Marso geologas užfiksavo kelis staigius – iš karto dešimteriopai – metano kiekio šuolius atmosferoje. Šios dujos gali būti nebiologinės kilmės, tačiau svarbiausia, kad jos kažkada galėjo tapti sudėtingesnių organinių medžiagų šaltiniu. Marso dirvožemyje taip pat buvo rasta jų pėdsakų, pirmiausia chlorbenzeno.
Ketvirtieji ir penktieji metai: Gyvos upės

Iki to laiko „Curiosity“ jau buvo išgręžęs keliolika skylių, palikdamas savo kelyje idealiai apvalius 1,6 centimetro takelius, kurie kada nors žymės turistinį maršrutą, skirtą jo ekspedicijai. Sugedo elektromagnetinis mechanizmas, privertęs grąžtą atlikti iki 1800 smūgių per minutę, kad galėtų dirbti su kiečiausia uoliena. Tačiau tirtos molio ir hematito kristalų atodangos, silikatinių spygliuočių sluoksniai ir vandens iškirsti kanalai jau atskleidė nedviprasmišką vaizdą: kažkada krateris buvo ežeras, į kurį nusileido išsišakojusi upės delta.

„Curiosity“ kameros dabar turėjo vaizdą į Sharp kalno šlaitus, kurių matymas nepaliko jokių abejonių dėl jų nuosėdinės kilmės. Sluoksnis po sluoksnio šimtus milijonų metų vanduo arba patekdavo, arba traukdavosi, sukeldamas uolienas ir palikdamas eroziją kraterio centre, kol galiausiai išėjo, surinkęs visą viršūnę. „Ten, kur dabar kyla kalnas, kažkada buvo baseinas, karts nuo karto pripildytas vandens“, – paaiškino Johnas Grötzingeris. Ežeras buvo stratifikuotas aukštyje: sąlygos sekliame vandenyje ir gylyje skyrėsi tiek temperatūra, tiek sudėtimi. Teoriškai tai galėtų sudaryti sąlygas vystytis įvairioms reakcijoms ir net mikrobų formoms.

Gale Crater 3D modelio spalvos atitinka aukštį. Centre yra Eolio kalnas (Aeolis Mons, 01), iškilęs 5,5 km virš to paties pavadinimo lygumos (Aeolis Palus, 02) kraterio apačioje. Pažymima Curiosity (03) nusileidimo vieta, taip pat Faros slėnis (Farah Vallis, 04) – vienas iš tariamų senovės upių kanalų, įtekėjusių į dabar išnykusį ežerą.
Kelionė tęsiasi

„Curiosity“ ekspedicija toli gražu nesibaigė, o laive esančio generatoriaus energijos turėtų pakakti 14 Žemės metų darbui. Geologas kelyje išvažiavo beveik 1750 solų, įveikęs daugiau nei 16 km ir įkopęs į 165 m šlaitą.Kiek gali pažiūrėti jo įrankiai, aukščiau dar matomi senovinio ežero nuosėdinių uolienų pėdsakai, bet kas žino, kur jie baigiasi ir ką dar nurodo? Geologas robotas tęsia savo kilimą, o Sanjeevas Gupta ir jo kolegos jau renkasi nusileidimo vietą kitam. Nepaisant nusileidimo zondo „Schiaparelli“ žūties, TGO orbitinis modulis sėkmingai įskrido į orbitą pernai, pradėdamas pirmąjį Europos ir Rusijos „ExoMars“ programos etapą. Kitas bus roveris, kuris turėtų būti paleistas 2020 m.

Jame jau bus du rusiški įrenginiai. Pats robotas yra maždaug perpus lengvesnis nei „Curiosity“, tačiau jo gręžtuvas galės imti mėginius iš iki 2 m gylio, o „Pasteur“ prietaisuose bus įrankiai, skirti tiesiogiai ieškoti praeities – ar net išsaugotos – gyvybės pėdsakų. "Tu turi puoselėjamas troškimas, radinys, apie kurį ypač svajojate? – paklausėme profesoriaus Guptos. „Žinoma, yra: fosilija“, – nedvejodamas atsakė mokslininkas. Bet tai, žinoma, vargu ar įvyks. Jei ten būtų gyvybė, tai tik kažkokie mikrobai... Bet, matai, tai būtų kažkas neįtikėtino.

Panašūs straipsniai