К'юріосіті

«К'юріосіті» — роботизований ровер, розмірами з автомобіль, який досліджує Марс та є частиною програми NASA Марсіанська наукова лабораторія.

Curiosity
Місія «Mars Science Laboratory» (Автопортрет К'юріосіті на Марсі, 31 жовтня 2012 року)
Основні параметри
Повна назва Curiosity, Mars Science Laboratory
NORAD ID MARSCILAB
Організація NASA  США
Виготівник Boeing, Lockheed Martin  США
Оператор Лабораторія реактивного руху  США
Тип апарата Марсохід
Дата запуску 26 листопада 2011 року 15:02:00.211 UTC[1]
Ракета-носій Atlas V 541 № AV-028
Космодром LC-1SLC-41 Канаверал
Схід з орбіти 5 серпня 2012
Технічні параметри
Маса 899 кг
Потужність 3 кВт
Джерела живлення РІТЕГ
Час активного існування 8 років
Посадка на небесне тіло
Небесне тіло Марс
Дата і час посадки 5 серпня 2012
Місце посадки Кратер Ґейла[2][3][4]
Вебсторінка
Вебсторінка Сайт проекту

«К'юріосіті» був запущений з мису Канаверал 26 листопада 2011, в 10:02 на борту космічного корабля Марсіанська наукова лабораторія (МНЛ) і приземлився на Aeolis Palus в кратері Ґейла на Марсі 6 серпня 2012, о 5:17. Місце посадки Bradbury Landing, розташовується менше ніж в 2,4 км (1,5 миль) від точки приземлення марсохода після подорожі завдовжки 563 млн км (350 млн миль).

Мета марсохода охоплює дослідження клімату та геології Марса; чи були в вибраній ділянці кратера Ґейла коли-небудь сприятливі умови навколишнього середовища для мікробного життя, включаючи дослідження ролі води і заселення планети в процесі підготовки для подальшого освоєння космосу людиною.

Дизайн «К'юріосіті» послужить основою для планованої місії (Марс 2020). У грудні 2012 року, місія «К'юріосіті» була продовжена на невизначений термін.

24 червня 2014 «К'юріосіті» завершив марсіанський рік 687 земних діб — він виявив, що Марс колись мав умови навколишнього середовища, сприятливі для мікробного життя.

Завдання та цілі місії

MSL має чотири основні цілі:

  • З'ясувати, чи існувало коли-небудь життя на Марсі.
  • Отримати докладні відомості про клімат Марса.
  • Отримати докладні відомості про планетологію Марса.
  • Здійснити підготовку до висадки людини на Марс.

Для досягнення цих цілей перед MSL поставлено вісім основних завдань:

  • Виявити та встановити природу марсіанських органічних вуглецевих сполук.
  • Виявити речовини, необхідні для існування життя: вуглець, водень, азот, кисень, фосфор, сірку.
  • Виявити можливі сліди перебігу біологічних процесів.
  • Визначити хімічний склад марсіанської поверхні.
  • Встановити процес формування марсіанських каменів і ґрунту.
  • Оцінити процес еволюції марсіанської атмосфери в довгостроковому періоді.
  • Визначити поточний стан, розподіл і кругообіг води та вуглекислого газу.
  • Встановити спектр радіоактивного випромінювання на поверхні Марса.

Характеристики марсохода

«К'юріосіті» складає 23 відсотки ваги 3893 кг (8583 фунтів) Марсіанської наукової лабораторії (MSL). Вага марсохода 899 кг, 2401 кг — вага спускного апарату (включаючи 390 кг палива для м'якої посадки); 539 кг — вага перелітного модуля необхідного для польоту до Марса.

Вага основних компонентів Космічного апарату
Основні складовіКомпонентВагаДоповнення
Перелітний модуль539 кгз якого 70 кг паливо
Спускний апаратТеплозахисний екран382 кг
Капсула349 кг
«Небесний кран»829 кг
Паливо390 кг
Всього2400 кг
Марсохід К'юріосіті899 кг
Вся вага3839 кг

Маса «К'юріосіті» після м'якої посадки склала 899 кг, у тому числі 80 кг наукового обладнання.[5]

  • Розміри: Марсохід має довжину 3 м, висоту з встановленою щоглою 2,1 м, ширину 2,7 м.[6]. «К'юріосіті» набагато більше своїх попередників — марсоходів « Спірит» і «Марсохід «Опортюніті»», які мали довжину 1,5 м і масу 174 кг (у тому числі 6,8 кг наукової апаратури).[7][8][9]
  • Пересування: На поверхні Марса марсохід здатен долати перешкоди до 75 сантиметрів заввишки. Максимальна очікувана швидкість на пересічній місцевості становить 90 метрів на годину у разі автоматичної навігації. Середня ж швидкість становитиме 30 метрів на годину. Очікується, що за час дворічної місії MSL здолає не менше 19 кілометрів. Максимальна швидкість на твердій рівній поверхні становить 144 метра на годину.[10]
Радіоізотопна електрична система (RPSs) є генератором, який виробляє електроенергію від природного розпаду ізотопу плутонію-238. Тепло виділяється при природному розпаді цього ізотопу, і пізніше перетворюється в електроенергію, забезпечуючи постійний струм протягом усього року, вдень і вночі; також тепло може використовуватися для підігріву обладнання (переходячи до них по трубах). При цьому заощаджується електроенергія, яка може бути використана для пересування марсохода і роботи його інструментів[11][12]. «К'юріосіті» отримує електроживлення від енергоустановки, наданої Міністерством Енергетики США[13], містить 4,8 кг плутонію-238[13], закупленого імовірно, в Росії[14][15][16]. Плутоній у вигляді діоксиду упакований в 32 керамічні гранули, кожна розміром приблизно в 2 сантиметри.[7]
Генератор «К'юріосіті» є останнім поколінням РІТЕГ, зроблений компанією Boeing, і називається «Багатозадачний Радіоізотопний термоелектричний генератор» або MMRTG.[17], Заснований на класичною технологією РІТЕГ, але є більш гнучким і компактним,[17] розрахований на виробництво 125 Вт електричної енергії (0,16 кінських сил в перерахунку на одиниці вимірювання потужності автомобільних двигунів) з приблизно 2 кВт теплової (на початку місії).[11][12] З часом MMRTG стане виробляти менше, ніж 125 Вт. При мінімальному терміні служби в 14 років, його вихідна потужність знизиться лише до 100 Вт.[18][19] Енергоустановка MSL генерує 2,5 кВт*год кожен марсіанський день, що набагато більше, ніж вихід енергоустановок марсоходів Спірит і Марсохід «Опортюніті» (близько 0,6 кВт * год за марсіанський день).
  • Система відводу тепла:(HRS) Температура області, в якій буде перебувати «К'юріосіті», у травні може коливатися від +30 до −127°С. Таким чином, система відводу тепла (HRS), прокачує рідину через труби загальною довжиною в 60 м в тілі MSL, щоб чутливі елементи системи перебували в оптимальній температурі.[20].Інші методи нагріву внутрішніх компонентів включають в себе використання тепла, яке було виділено від приладів, а також зайвого тепла від генератора MMRTG. HRS також має здатність охолоджувати свої компоненти, якщо це необхідно.[20] На космічному апараті встановлений кріогенний теплообмінник, вироблений в Ізраїлі компанією Ricor Cryogenic and Vacuum Systems. Він дозволяє зберігати температуру різних відсіків апарату на позначці в — 173 градуса Цельсія[21].
  • Комп'ютер: На марсоході встановлено два однакових бортових комп'ютера під назвою «Rover Compute Element» (RCE) під управлінням процесора RAD750 з частотою 200 МГц; вони містять радіаційностійку пам'ять. Кожен комп'ютер включає в себе 256 кБ EEPROM, 256 МБ DRAM, і 2 ГБ флеш-пам'яті.[22] Ця кількість, в цілому, більше 3 МБ EEPROM,[23] 128 Мб DRAM, і 256 Мб флеш-пам'яті, які були на марсоходах Спірит і Марсохід «Опортюніті»[24] Використовується багатозадачна ОСРВ VxWorks.
Комп'ютер постійно стежить за марсоходом: наприклад, сам може підвищити або знизити температуру в ті моменти, коли це необхідно.[22] Він дає команди на фотографування, керування марсоходом, відправку звіту про технічний стан інструментів. Накази марсоходу передаються операторами із Землі.[22]
Комп'ютери використовують процесор RAD750, який є наступником процесора RAD6000, використаного в Mars Exploration Rover.[25][26] RAD750 здатний виконувати до 400 мільйонів операцій в секунду, тоді як RAD6000 здатний виконувати до 35 мільйонів операцій в секунду.[27][28] З двох бортових комп'ютерів один налаштований як резервний і візьме на себе управління в разі виникнення проблем з основним комп'ютером.[22]
Марсохід має Інерціональний Вимірювальний Пристрій (Inertial Measurement Unit),[22] він надає інформацію про місцезнаходження марсохода, використовується як навігаційний інструмент.
  • Зв'язок: «К'юріосіті» має дві системи зв'язку. У першу входять передавач і приймач X-діапазону, за допомогою яких марсохід зв'язується безпосередньо з Землею, зі швидкістю до 32 кбіт/с. Друга працює в діапазоні ДМВ (UHF) і створена на базі програмно-визначальної радіосистеми Electra — Lite, розробленої в JPL спеціально для космічних апаратів. ДМВ-радіо використовується для зв'язку з штучними супутниками Марса. Незважаючи на те, що у «К'юріосіті» є можливість прямого зв'язку з Землею, велика частина даних буде ретранслюватись орбітальними апаратами, що забезпечують більшу пропускну здатність за рахунок більшого діаметра антен і більш потужних передавачів. Швидкості передачі даних між «К'юріосіті» і кожним орбітальним апаратом можуть бути 2 Мбіт/с (Марсіанський розвідувальний супутник) і 256 кбіт/с (Марс Одіссей), кожен супутник має можливість тримати зв'язок з «К'юріосіті» приблизно 8 хвилин в день.[29] Також у орбітальних апаратів помітно більше часове вікно в якому є можливість зв'язку з Землею.
При посадці телеметрія могла відслідковуватися всіма трьома супутниками, що знаходяться на орбіті Марса: Марс Одіссей, Марсіанським розвідувальним супутником і Марс-експрес — Європейського космічного агентства. Марс Одіссей служив як ретранслятор і передавав телеметрію на Землю в потоковому режимі. На Землі сигнал приймали з затримкою в 13 хвилин 46 секунд, необхідних для подолання радіосигналом відстані між планетами.
  • Маніпулятор: На ровері встановлений трьохсуглобовий маніпулятор довжиною 2,1 м, на якому змонтовані 5 приладів загальною масою близько 30 кг. Вони змонтовані на кінці маніпулятора в хрестоподібній вежі-турелі (turret), здатної повертатися на 350 градусів. Діаметр башти з інструментами становить близько 60 см. Під час руху маніпулятор складається.
Два прилади: APXS і MAHLI — є контактними (in-situ) інструментами. Решта 3 прилади: ударний дріль, щітка (brush) і механізм для забору (scooping) і просіювання зразків ґрунту — виконують функції видобутку і приготування матеріалу (зразків) для дослідження. Дріль має 2 запасних бура. Вона здатна робити отвори в камені діаметром 1,6 см і глибиною в 5 см. Добуті маніпулятором зразки можуть, також досліджуватися приладами SAM і CheMin, які розташовані в передній частині корпусу ровера[30][31][32]
Через різницю між земною і марсіанською (38% земної) гравітацією, масивний маніпулятор піддається різного ступеня деформації, для компенсації різниці якої, встановлюється спеціальне програмне забезпечення (ПЗ). Робота маніпулятора з даними ПЗ в умовах Марса вимагає додаткового часу для налагодження.[33]
  • Мобільність марсохода: Як і в попередніх марсоходах — Mars Exploration Rover s і Mars Pathfinder, «К'юріосіті» має платформу з науковим обладнанням, все це встановлено на шести колесах, кожне з яких має свій електродвигун, причому два передніх і два задніх колеса будуть брати участь у керуванні, що дозволить апарату розвертатися на 360 градусів, залишаючись при цьому на місці.[34] Колеса «К'юріосіті» значно більше, ніж ті, які використовувалися в попередніх місіях. Кожне колесо має певну конструкцію, яка буде допомагати марсоходу підтримувати тягу, якщо він застрягне в піску, також колеса марсохода будуть залишати слід у вигляді регулярного відбитку на піщаній поверхні Марса. У цьому відбитку за допомогою коду Морзе у вигляді отворів записані букви JPL (Лабораторія реактивного руху, англ. Jet Propulsion Laboratory).[35]
За допомогою бортових камер марсохід розпізнає елементи регулярного відбитка коліс (візерунки) і зможе визначити пройдену відстань.
  • Підвіска: Високу прохідність марсохода забезпечує запатентована в США підвіска Rocker-bogie.

Дослідницькі прилади
Інструменти. Компонування.
Дві камери з системи MastCam у порівнянні з Швейцарським армійським ножем.
Спектрометр (ліворуч), лазерний телескоп (праворуч) у центрі. (ChemCam)
Верхівка датчика (ліворуч) і електроніка (праворуч) APXS.
SAM на тестуванні.
Інструмент RAD.
Камера MAHLI.
Камера 'MARDI' у порівнянні з Швейцарським армійським ножем.

Наукові прилади апарату дозволяють ефективно виявляти органічні молекули й визназначати їх структуру, а також зондувати товстий шар ґрунту в пошуках слідів води за допомогою нейтронного детектора, створеного Роскосмосом. За допомогою інфрачервоного лазера можна буде видаляти з мінералів зайві нашарування (пил, продукти корозії) й одразу здійснювати лазерний хімічний аналіз на відстані до 10 метрів. «Серце» наукової апаратури — прилад SAM. Він буде визначати хімічний склад ґрунту й шукати в ньому органічні молекули. Цей прилад буде передавати п'яту частку всіх даних з Марса.

Список основних приладів на марсоході:

  • Три спеціальні камери було розроблено компанією Malin Space Science Systems. Вони використовують однакові компоненти, зокрема модуль обробки зображень, світлочутливі елементи (ПЗС-матриці — 1600x1200 пікселів) та RGB фільтри Байєра
  1. MastCam: Система складається з двох камер, і містить багато спектральних фільтрів. Можливе отримання знімків в природних кольорах розміром 1600x1200 пікселів та відео з роздільною здатністю 720p (1280x720), апаратною компресією та з частотою до 10 кадрів на секунду. Перша камера (Medium Angle Camera — MAC), має фокусну відстань 34 мм і 15-градусне поле зору, 1 піксель дорівнює 22 см на відстані 1 км. Друга камера (Narrow Angle Camera — NAC) має фокусну відстань 100 мм, 5,1 градусне поле зору, 1 піксель дорівнює 7,4 см на відстані 1 км. Кожна камера має по 8 Гб флеш-пам'яті, яка здатна зберігати більше 5500 необроблених зображень, є підтримка JPEG-компресії й стиснення без втрати якості. В обох камерах є функція автоматичного фокусування, яка дозволяє їм сфокусуватися на об'єктах, від 2,1 м до нескінченності. Незважаючи на наявність у виробника конфігурації з трансфокатором, камери не мають зуму, оскільки часу для тестування не залишалося. Кожна камера має вбудований фільтр Байера RGB і по 8 ІЧ-фільтрів. У порівнянні з панорамної камерою, яка стоїть на «Спірит» і «Опортьюніті» (MER) і отримує чорно-білі зображення розміром 1024 × 1024 пікселів, камера MAC MastCam має кутовий дозвіл в 1,25 рази вище, а камера NAC MastCam — в 3,67 рази вище.
  1. Mars Hand Lens Imager (MAHLI): складається з камери, закріпленої на роботизованій руці марсохода й застосовується для отримання мікроскопічних зображень гірських порід та ґрунту. Камера отримує зображення розміром 1600x1200 пікселів з роздільною здатністю до 14,5 мкм на піксель. Має фокусну відстань від 18,3 до 21,3 мм і поле зору від 33,8 до 38,5 градусів. Для роботи в темряві є вбудована світлодіодна підсвітка (звичайна біла й ультрафіолетова). Ця камера здатна сфокусуватися на об'єктах від 1 мм. Система може також зробити серію зображень для подальшої обробки знімка. Є можливість зберегти необроблене фото без втрати якості або ж зробити стиснення в JPEG форматі.
  1. Mars Descent Imager (MARDI) передавала під час спуску на поверхню Марса кольорове зображення розміром 1600x1200 пікселів з витримкою 1,3 мс та з частотою 5 кадрів на секунду. Камера почала зйомку на висоті 3,7 км і закінчила на висоті 5 метрів над поверхнею Марса, зйомка тривала близько 2 хвилин. Містить 8 Гб вбудованої пам'яті, яка може зберігати більше 4000 фотографій. Знімки з камери дозволили побачити навколишній рельєф на місці посадки.
  • ChemCam: це набір інструментів дистанційного дослідження, зокрема спектрометр Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) та камера Remote Micro-Imager (RMI). LIBS генерує 50-75 імпульсів інфрачервоного лазера з довжиною хвилі 1067 нм та загальною тривалістю 5 наносекунд, і фокусується на зразках на відстані до 7 метрів. Прилад аналізує спектр світла, що випромінюється плазмою зразка, у видимому, ультрафіолетовому й ближньому інфрачервоному діапазонах (240–800 нм). RMI-камера використовує оптику LIBS і дозволяє розгледіти об'єкти розмірами від 1 мм на відстані 10 м, поле зору на таких відстанях становить 20 см. ChemCam було розроблено в Лос-Аламоській національній лабораторії та французькій лабораторії CESR. Вартість ChemCam для НАСА становила близько $10 млн, зокрема, перевитрати близько $1,5 млн. Роздільна здатність устаткування в 5-10 разів вища, ніж у встановленого на попередні марсоходи. З семи метрів ChemCam може визначити тип досліджуваної породи (наприклад, вулканічна або осадова), структуру ґрунту й каміння, відстежити домінуючі елементи, розпізнати лід і гідратовані мінерали, дослідити сліди ерозії на каменях і візуально допомогти при дослідженні порід маніпулятором. Вартість ChemCam для НАСА склала близько $ 10 млн, у тому числі перевитрата близько $ 1,5 млн. Інструмент був розроблений Лос-Аламоською національною лабораторією спільно з французькою лабораторією CSR. Розробка була завершена, а обладнання було готове до доставки в JPL в лютому 2008 року.
  • Alpha-particle X-ray spectrometer (APXS): рентгенівський спектрометр на альфа-частинках буде опромінювати альфа-частинками зразки й зіставляти спектри в рентгенівських променях для визначення елементного складу породи. Прилад створено Канадським космічним агентством. MacDonald Dettwiler (MDA) — Аерокосмічна канадська компанія, яка будує Canadarm і RADARSAT, несуть відповідальність за проектування і будівництво APXS. Команда з розробки APXS включає в себе членів з Університету Гвельфів, Університету Нью-Брансвік, Університету Західного Онтаріо, НАСА, Університет Каліфорнії, Сан-Дієго і Корнельського університету.
  • Collection and Handling for In-Situ Martian Rock Analysis (CHIMRA): CHIMRA являє собою ківш 4х7 сантиметрів, який зачерпує ґрунт. У внутрішніх порожнинах CHIMRA він просівається через сито з осередком 150 мікрон, чому допомагає робота вібромеханізму, зайве віддаляється, а на просіювання відправляється наступна порція. Всього проходить три етапи паркану з ковша і просіювання ґрунту. В результаті залишається трохи порошку необхідної фракції, який і відправляється в ґрунтоприймач, на тілі ровера, а зайве викидається. У результаті з усього ковша на аналіз надходить шар ґрунту в 1 мм. Підготовлений порошок вивчають прилади CHEMIN і SAM.
  • CheMin: цей спектрометр досліджує хімічний і мінералогічний склад за допомогою рентгенівського флуоресцентного аналізу й рентгенівської дифракції. Chemin дозволяє визначити велику кількість корисних копалин на Марсі. Інструмент було розроблено Девідом Блейком з Ames Research Center та Лабораторії реактивного руху (англ. Jet Propulsion Laboratory) НАСА. Марсохід буде бурити гірські породи, а отриманий порошок збирається інструментом та опромінюється рентгенівськими променями. Дифракція рентгенівських променів різна для різних мінералів, тому картина дифракції дозволяє визначити структуру речовини. Інформацію про світність атомів і дифракційну картину буде знімати спеціально підготовлена E2V CCD-224 матриця розміром 600х600 пікселів. У «К'юріосіті» є 27 осередків для аналізу зразків, після вивчення одного зразка осередок може бути перевикористаний, але аналіз буде мати меншу точність через забруднення попереднім зразком. Таким чином у ровера є всього 27 спроб для повноцінного вивчення зразків. Ще 5 запаяних осередків зберігають зразки з Землі[36]. Вони потрібні щоб протестувати працездатність приладу в марсіанських умовах. Для роботи приладу потрібна температура −60 градусів Цельсія, інакше будуть заважати перешкоди від приладу DAN.
  • Sample Analysis at Mars (SAM): цей вимірювальний комплекс інструментів є найважчим і найбільшим на марсоході, його маса 38 кг, це майже половина маси всіх наукових приладів на борту. SAM було розроблено й зібрано в Goddard Space Flight Center. За допомогою трьох комбінованих сенсорних систем він має відповісти на питання, чи було колись на Марсі середовище, придатне для живих організмів, і чи існує таке середовище на планеті сьогодні. SAM дозволяє аналізувати як тверді зразки, наприклад, зразки ґрунту, так і атмосферний газ, і здатен виявляти та аналізувати органічні сполуки, легкі елементи, а також співвідношення ізотопів у атмосфері. Попередня підготовка зразків відбувається в Sample Manipulation System (SMS), де передбачено численні сита та 74 контейнери. Комплекс має також дві електропечі потужністю 40 Вт із максимальною температурою до 1100 °C, котрі дозволяють виділити леткі речовини з твердих зразків, а також здійснити піроліз органічних сполук. Отриманий газ (чи безпосередньо проба з атмосфери) потрапляє в Chemical Separation and Processing Laboratory (CMPL). Тут є ціла система для подальшої підготовки до вимірювання, що складається з 50 клапанів, 15 вентильних блоків, великої кількості абсорбційних комбінованих фільтрів, змішувачів, сепараторів та насосів. Після такої підготовчої фази газ може бути спрямовано послідовно в один з трьох вимірювальних приладів: газовий хроматограф (GS — Gas Chromatograph), лазерний спектрометр Tunable Laser Spectrometer (TLS) чи квадрупольний мас-спектрометр Quadrupole Mass Spectrometer (QMS). GS використовується для розділення суміші газів на компоненти, які в подальшому спрямовуються на мас-спектрометр QMS. TLS дозволяє точно визначити відношення ізотопів кисню та вуглецю у вуглекислому газі (CO2) та метані (CH4), і, у свою чергу, дозволяє визначити походження цих газів (біологічне або геохімічне)[37][38][39].
  • Radiation assessment detector (RAD): він досліджує радіаційний фон усередині марсохода. Зібрані детектором RAD дані на шляху до планети й на поверхні Марса служитимуть для оцінки рівня радіації в майбутніх місіях. Прилад встановлений практично в самому «серці» ровера, і тим самим імітує астронавта, що знаходиться всередині космічного корабля. RAD був включений першим з науково інструментів для MSL, ще на навколоземній орбіті, і фіксував радіаційний фон всередині апарату — а потім і всередині ровера під час його роботи на поверхні Марса. Він збирає дані про інтенсивність опромінення двох типів: високоенергетичних галактичних променів і частинок, що випускаються Сонцем. RAD був розроблений в Німеччині Південно-західним дослідним інститутом (SwRI) позаземної фізики в групі Christian-Albrechts-Universität zu Kiel за фінансової підтримки управління Exploration Systems Mission в штаб-квартирі НАСА та Німеччини.
  • Dynamic Albedo of Neutrons (DAN): прилад використовується для виявлення водню, води й льоду на поверхні Марса, складається з імпульсного нейтронного генератора та детектора. Для MSL прилад надано Федеральним Космічним Агентством (Роскосмос). Вартість розробки приладу становила понад $ 3 млн. Є спільною розробкою НДІ автоматики ім. Н. Л. Духова при «Росатомі» (імпульсний нейтронний генератор), Інституту космічних досліджень РАН (блок детектування) і Об'єднаного інституту ядерних досліджень (калібрування).[40][41] До складу приладу входять імпульсне джерело нейтронів і приймач нейтронного випромінювання. Генератор випромінює в сторону марсіанської поверхні короткі, потужні імпульси нейтронів. Тривалість імпульсу становить близько 1 мкс, потужність потоку — до 10 млн нейтронів з енергією 14 МеВ за один імпульс. Частинки проникають в ґрунт Марса на глибину до 1 м, де взаємодіють з ядрами основних породоутворюючих елементів, внаслідок чого, сповільнюються і частково поглинаються. Частина, що залишилася нейтронів відбивається і реєструється приймачем. Точні виміри можливі до глибини 50 — 70 см. Крім активного обстеження поверхні Червоної планети, прилад здатний вести моніторинг природного радіаційного фону поверхні (пасивне обстеження).[42]
  • Rover environmental monitoring station (REMS): Метеорологічний комплекс приладів для вимірювання атмосферного тиску, вологості, напряму вітру, повітряних і наземних температур, ультрафіолетового випромінювання. REMS дасть нові уявлення про місцевий гідрологічний стан, про руйнівний вплив ультрафіолетового випромінювання й про можливі ознаки життя в поверхневому ґрунті планети. Дослідницька група на чолі з Хав'єром Гомес-Ельвіром, Центру астробіології (Мадрид) включає Фінський Метеорологічний інститут як партнера. Встановили її на щоглу камери для вимірювання атмосферного тиску, вологості, напрямку вітру, повітряних і наземних температур, ультрафіолетового випромінювання. Всі датчики розташовані в трьох частинах: дві стріли приєднані до марсоходу, Remote Sensing Mast (RSM), Ultraviolet Sensor (UVS) знаходиться на верхній щоглі марсохода, і Instrument Control Unit (ICU) всередині корпусу.
  • MSL entry descent and landing instrumentation (MEDLI): Основною метою приладу було вивчення атмосферного середовища на Марсі під час спуску після гальмування й відокремлення теплозахисного екрану. Саме в цей період були зібрані необхідні дані про марсіанську атмосферу. Ці дані будуть використані в майбутніх місіях. Прилад складається з трьох основних вузлів: MEDLI Integrated Sensor Plugs (MISP), Mars Entry Atmospheric Data System (MEADS) і Sensor Support Electronics (SSE).
  • Hazard avoidance cameras (Hazcams): марсохід має дві пари чорно-білих навігаційних камер, розташованих з боків апарату. Вони застосовуються для оцінки небезпеки під час пересування марсоходу і для безпечного наведення маніпулятора на зразки каміння й ґрунту. Камери роблять 3D зображення (поле зору кожної камери — 120 градусів), складають карту місцевості попереду марсохода. Складені карти дозволяють марсоходу уникати випадкових зіткнень і використовуються програмним забезпеченням апарату для вибору необхідного шляху під час подолання перешкод.
  • Navigation cameras (Navcams): для навігації марсохід використовує пару чорно-білих камер, які встановлено на щоглі для стеження за пересуванням. Камери мають 45 градусне поле зору, роблять 3D-зображення. Їх роздільна здатність дозволяє бачити об'єкт розміром в 2 сантиметри з відстані 25 метрів.

Порівняння «Mars Science Laboratory» з іншими марсоходами
Моделі трьох марсоходів у порівнянні: Соджорнер (найменший), Оппортьюніті (середній), Curiosity (найбільший)
К'юріосітіMERSojourner
Запуск201120031996
Маса (кг)89917410,6
Розміри (В метрах, Д×Ш×В)3,1 × 2,7 × 2,11,6 × 2,3 × 1,50,7 × 0,5 × 0,3
Енергія (кВт/сол)2.5-2,70,3—0,9< 0,1
Наукові інструменти1054
Максимальна швидкість (см/сек)451
Передача даних (МБ/добу)19—316—25< 3,5
Продуктивність (MIPS)400200,1
Пам'ять (МБ)2561280,5
Розрахунковий район посадки (км)20x780x12200x100

Посадка

Посадковий модуль відокремився від перельотного модуля перед входом в атмосферу. Для гальмування посадкового модуля спочатку використовувався опір атмосфери, потім парашут, і, нарешті, гальмівні двигуни. Сам посадковий модуль не одразу торкнувся поверхні планети — на певній висоті ровер опустився на тросах, які потім від'єдналися, а посадковий модуль відлетів убік, щоб не забруднювати реактивними вихлопами місце посадки ровера. 6 серпня 2012 космічний апарат Curiosity здійснив успішну посадку на Марс у кратері Ґейла. Трансляція посадки в прямому ефірі здійснювалася на сайті NASA.

Посадка апарата на поверхню була унікальною операцією, яку ще ніколи не виконували. Унікальність зумовлена використанням нової технології Sky Crane для посадки апаратів на поверхню.

«К'юріосіті» і околиці

Система посадки

Спуск на поверхню Марса великої маси дуже складний. Атмосфера занадто розріджена, щоб парашути й аеродинамічне гальмування виявилися ефективними, однак занадто щільна, щоб забезпечити істотне гальмування ракетними двигунами, оскільки використання тяги реактивного струменя на надзвукових швидкостях пов'язане з нестабільністю[джерело?]. Попередні місії використовували аеробалони для пом'якшення удару під час посадки, але новий марсохід занадто важкий для використання такого варіанту.

Галерея
Landing on Mars
Спуск марсохода «К'юріосіті» (відео-02: 26; 6 Серпня 2012) 
Curiosity rover
Щогла з камерами ChemCam, MastCam-34, MastCam-100, NavCam.
Щогла з камерами ChemCam, MastCam-34, MastCam-100, NavCam. 
Колесо ровера, діаметром 50 см.
Колесо ровера, діаметром 50 см. 

Aerial images
  • Марсохід «К'юріосіті» під парашутом (6 Серпня, 2012; MRO).
  • Ляскання парашуту «К'юріосіті» (12 Серпня, 2012 до 13 Січня, 2013; MRO)
  • Місце посадки «К'юріосіті» на Aeolis Palus біля Mount Sharp (північ внизу).
  • Mount Sharp піднімається з середини кратера Ґейла; Зелена точка «К'юріосіті» - місце посадки (північ внизу).
  • Зелена точка місце приземлення «К'юріосіті»; верхня синя точка -Glenelg; нижня синя точка база Mount Sharp.
  • Еліпс, названий "Йеллоукнайф", відзначає місце, де «К'юріосіті» фактично приземлився.
  • Квадрат 51 (розміри 1 миля - довжина, 1 миля -ширина), ділянка кратера Ґейл, місце приземлення «К'юріосіті» позначено.
  • Уламки парашута на debris field розкидані в 614 м. від - «К'юріосіті» (3-D: rover & parachute) (17 Серпня, 2012; MRO).
  • Місце приземлення «К'юріосіті», Bradbury Landing, сфотографоване MRO(14 Серпня, 2012)
  • Перші сліди «К'юріосіті», сфотографовані MRO/HiRISE (6 Вересня, 2012)
  • Перший рік на Марсі - перша пройдена миля «К'юріосіті» Traverse Map (1 Серпня, 2013) (3-D).

Фото, зроблені марсоходом
  • Відкинутий тепловий щит, сфотографований «К'юріосіті», спускається на поверхню Марса (6 Серпня 2012).
  • Перше фото «К'юріосіті» після приземлення (6 Серпня). Видно колесо марсохода.
  • Перше фото «К'юріосіті» після приземлення (без кришки для захисту від пилу, 6 Серпня, 2012).
  • Приземлення «К'юріосіті» 6 Серпня 2012 біля бази Aeolis Mons (або "Mount Sharp").
  • Перше кольорове фото марсіанського пейзажу «К'юріосіті» зроблене MAHLI (6 Серпня, 2012).
  • "Селфі" «К'юріосіті» з закритою кришкою від пилу (7 Вересня, 2012).
  • "Селфі" «К'юріосіті» (7 Вересня, 2012; з корекцією кольору).
  • Калібровка MAHLI (9 Вересня, 2012; alternate 3-D version)
  • Колеса «К'юріосіті». Mount Sharp на фоні (MAHLI, September 9, 2012).
  • Сліди «К'юріосіті» на першому тест-драйві (22 Серпня, 2012).
  • Збалансовані кольори фото на Aeolis Mons на Марсі (23 Серпня, 2012)
  • «К'юріосіті» криєвид Aeolis Mons (9 Серпня, 2012;
  • Прошарки на базі Aeolis Mons. Темний камінь на збільшеному фото - такого ж розміру, як «К'юріосіті».

Панорами
Перша 360° панорама «К'юріосіті» (8 Серпня, 2012).
Панорама «К'юріосіті» краєвиду Glenelg, відстань близько 200 м., вважається важливим місцем для науки (19 Вересня, 2012).
Краєвид Mount Sharp зроблений «К'юріосіті» (20 Вересня, 2012; raw color version).
Краєвид Rocknest зроблений «К'юріосіті». Південь в центрі, північ на обох кінцях фото. Mount Sharp на передньому плані, Glenelg зліва від центру, сліди від коліс ровера справа. (16 Листопада, 2012; збалансовані кольори; raw color version; high-res panoramic).
Фото «К'юріосіті» зроблене з Rocknest огляд Точки Lake (в центрі) на шляху до Glenelg (26 Листопада, 2012; збалансовані кольори; raw color version).
Краєвид неба Марса на сході Сонця (Лютий 2013; схід Сонця змодельований художником).
На початку 2018 р. опублікована панорама одержана зі знімків жовтня 2017 р. Знімки були зроблені з місцевості, яка називається хребет Віри Рубін. Чітко видні особливості рельєфу в кратері Гейла, обідок самого кратера і навіть гора, яка розташована на відстані понад 80 кілометрів від нього.[43].

Результати досліджень
  • Детальні знімки Марса з ровера Curiosity виявили сліди повеней і паводків, які відбувалися 4 млрд років тому[44]
  • Станом на 16 квітня 2020 року ровер знаходився на відстані 21,66 милі від місця посадки.[45]
  • Станом на 31 березня 2021 р. Curiosity почав наближатися до гірського утворення, яке вчені назвали Mont Mercou (Мон-Мерку) на честь гори у Франції. Марсохід взяв уже 30 зразків породи шляхом вибурювання свердловин.[46]

Див. також

Посилання

Примітки
  1. Стан місії Mars Science Laboratory (англ.)
  2. Webster, Guy; Brown, Dwayne (22 липня 2011). NASA's Next Mars Rover To Land At Gale Crater. NASA JPL. Архів оригіналу за 16 липня 2013. Процитовано 22 липня 2011.
  3. Chow, Dennis (22 липня 2011). NASA's Next Mars Rover to Land at Huge Gale Crater. Space.com. Архів оригіналу за 16 липня 2013. Процитовано 22 липня 2011.
  4. Amos, Jonathan (22 липня 2011). Mars rover aims for deep crater. BBC News. Процитовано 22 липня 2011.
  5. Troubles parallel ambitions in NASA Mars project
  6. Mars Science Laboratory Size Video. NASA/JPL. Архів оригіналу за 20 лютого 2012. Процитовано 18 грудня 2014.
  7. Watson, Traci (14 квітня 2008). Troubles parallel ambitions in NASA Mars project. USA Today. Процитовано 27 травня 2009.
  8. Mars Rovers: Pathfinder, MER (Spirit and Opportunity), and MSL [video]. Процитовано September 22, 2011.
  9. MER Launch Press Kit. Архів оригіналу за 9 червня 2013. Процитовано 18 грудня 2014.
  10. Mars Science Laboratory — Homepage. NASA. Архів оригіналу за 13 лютого 2006. Процитовано 22 вересня 2011. Вказано більш, ніж один |deadlink= та |deadurl= (довідка)
  11. Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator. NASA/JPL. 1 січня 2008. Архів оригіналу за 17 серпня 2012. Процитовано 7 вересня 2009.
  12. Mars Exploration: Radioisotope Power and Heating for Mars Surface Exploration. NASA/JPL. 18 квітня 2006. Архів оригіналу за 17 серпня 2012. Процитовано 7 вересня 2009.
  13. Mars Science Laboratory Launch Nuclear Safety. NASA/JPL/DoE. 2 березня 2011. Архів оригіналу за 17 серпня 2012. Процитовано 28 листопада 2011.
  14. Mars rover fueled by Russian plutonium // fuelfix.com, August 21, 2012
  15. Curiosity's Dirty Little Secret. Need to send a rover to Mars? Stop by a Soviet nuclear weapons plant to borrow a cup of plutonium. // Slate.com «… A few pounds of Stalin's finest plutonium-238 hitched a ride to Mars on the back of Curiosity.»
  16. Любопытный марсоход работает на российском плутонии Архівовано 2014-02-22 у Wayback Machine. // CNN USA (via Inotv Russia Today), August 23, 2012
  17. Technologies of Broad Benefit: Power. Архів оригіналу за червень 14, 2008. Процитовано 20 вересня 2008.
  18. Mars Science Laboratory – Technologies of Broad Benefit: Power. NASA/JPL. Архів оригіналу за 17 серпня 2012. Процитовано 23 квітня 2011.
  19. Ajay K. Misra (26 червня 2006). Overview of NASA Program on Development of Radioisotope Power Systems with High Specific Power. NASA/JPL. Архів оригіналу за 17 серпня 2012. Процитовано 12 травня 2009.
  20. Susan Watanabe (9 серпня 2009). Keeping it Cool (...or Warm!). NASA/JPL. Архів оригіналу за 17 серпня 2012. Процитовано 19 січня 2011.
  21. Израильтяне оставили свой след на Марсе. Архів оригіналу за 24 серпня 2012. Процитовано 19 грудня 2014.
  22. Mars Science Laboratory: Mission: Rover: Brains. NASA/JPL. Архів оригіналу за 17 серпня 2012. Процитовано 27 березня 2009.
  23. Print Page — Curiosity lands successfully, kicks off new era in Mars exploration | ExtremeTech
  24. Bajracharya, Max; Mark W. Maimone; Daniel Helmick (December 2008). Autonomy for Mars rovers: past, present, and future. Computer 41 (12): 45. ISSN 0018-9162. doi:10.1109/MC.2008.9.
  25. BAE Systems Computers to Manage Data Processing and Command For Upcoming Satellite Missions (прес-реліз). BAE Systems. 17 червня 2008. Процитовано 17 листопада 2008. Архівовано вересень 6, 2008, у Wayback Machine.
  26. E&ISNow — Media gets closer look at Manassas. BAE Systems. 1 серпня 2008. Архів оригіналу за 17 грудня 2008. Процитовано 17 листопада 2008. Вказано більш, ніж один |deadlink= та |deadurl= (довідка)
  27. RAD750 radiation-hardened PowerPC microprocessor (PDF). BAE Systems. 1 липня 2008. Процитовано 7 вересня 2009.
  28. RAD6000 Space Computers (PDF). BAE Systems. 23 червня 2008. Архів оригіналу за жовтень 4, 2009. Процитовано 7 вересня 2009.
  29. Andre Makovsky, Peter Ilott, Jim Taylor (2009). Mars Science Laboratory Telecommunications System Design. JPL. Архів оригіналу за 17 серпня 2012. Процитовано 19 грудня 2014.
  30. Mars Science Laboratory: Curiosity Stretches its Arm. Архів оригіналу за 22 серпня 2012. Процитовано 21 грудня 2014.
  31. Mars Science Laboratory: Arm and Hand
  32. http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20100021927_2010023816.pdf
  33. Curiosity взял образец атмосферы Марса для анализа
  34. Марс испарят лазером // Популярная механика : журнал. — 2011. — № 4 (102). — С. 37.
  35. New Mars Rover to Feature Morse Code. National Association for Amateur Radio. Архів оригіналу за 17 серпня 2012. Процитовано 21 грудня 2014.
  36. MSL Science Corner: Chemistry & Mineralogy (CheMin). NASA/JPL. Архів оригіналу за 5 листопада 2012. Процитовано 21 грудня 2014.
  37. Nasa.gov — MSL Science Corner: Sample Analysis at Mars (SAM)
  38. Nasa.gov — Sample Ananlysis at Mars on the rover Curiosity
  39. Space Science Reviews, The Sample Analysis at Mars Investigation and Instrument Suite, DOI: 10.1007/s11214-012-9879-z 2012[недоступне посилання з листопадаа 2019]
  40. ФЕДЕРАЛЬНОЕ КОСМИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО (РОСКОСМОС)| Российский нейтронный детектор ДАН для проекта мобильного посадочного аппарата НАСА «Марсианская научная лаборатория»
  41. Лаборатория космической гамма-спектроскопии — ДАН
  42. Журнал Новости Космонавтики — Журнал
  43. Марсохід Curiosity показав панораму Червоної планети
  44. Ровер Curiosity знайшов сліди древніх повеней на Марсі
  45. MSL Notebook - Curiosity Mars Rover data. an.rsl.wustl.edu. Процитовано 20 квітня 2020.
  46. Марсохід NASA Curiosity надіслав нове селфі з гірським утворенням
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.