مریخ نورد امنیتی مریخ. حقایق جالب در مورد مریخ نورد کنجکاوی. ایستگاه های ارتباطی فضایی

ناسا مریخ نورد دیگری را به سیاره سرخ پرتاب کرده است. بر خلاف پروژه های مربوط به این سیاره در کشور ما، محققان آمریکایی موفق می شوند چنین ماموریت هایی را با موفقیت انجام دهند. به یاد بیاوریم که آنالوگ روسی کنجکاوی، Phobos-Grunt، به دلیل یک خطای نرم افزاری هنگام ورود به مدار پایین زمین، از کار افتاد.

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

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

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

ویژگی های مریخ نورد کنجکاوی.کنجکاوی 3 متر طول و 2.7 متر عرض دارد. مجهز به شش چرخ 51 سانتی متری است. هر چرخ توسط یک موتور الکتریکی مستقل حرکت می کند. چرخ های جلو و عقب به چرخش مریخ نورد در جهت دلخواه کمک می کنند. کنجکاوی به لطف طراحی خاص و قطر بهینه خود قادر است بر مانعی به ارتفاع 75 سانتی متر غلبه کند و به سرعت 90 متر در ساعت برسد.

این مریخ نورد از یک مینی راکتور نیرو می گیرد. پلوتونیوم-238 موجود در آن برای 14 سال کار کافی است. آنها تصمیم گرفتند به دلیل مشکل گرد و غبار شدید در جو مریخ، پنل های خورشیدی را کنار بگذارند.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

تجهیزات مریخ نورد کنجکاوی.روی مریخ نورد کنجکاوی نصب شده است تعداد زیادیتجهیزات علمی در میان آنها دستگاهی وجود دارد که توسط متخصصان روسی ساخته شده است. مریخ نورد مجهز به بازوی رباتیکی است که کاملا حساس است. این شامل یک مته، یک بیل و سایر تجهیزات است که به شما امکان می دهد نمونه های خاک و سنگ را جمع آوری کنید.

10 ابزار بر روی مریخ نورد نصب شده است که در ادامه به شرح برخی از آنها می پردازیم.

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

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

بازوی رباتیک باید نمونه ها را به مکان خاصی در مریخ نورد تحویل دهد، جایی که توسط ابزار SAM مورد بررسی قرار می گیرد.

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

CheCam- این جالب ترین تجهیزات روی مریخ نورد Curiositi است. به بیان ساده، این لیزری است که قادر است نمونه هایی از خاک یا سنگ را در فاصله 9 متری مریخ نورد ذوب کند و پس از بررسی بخارات، ساختار آنها را مشخص کند.

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

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

RAD- در دسترس بودن را تعیین می کند تشعشعات رادیواکتیودر این سیاره

REMS- یک ایستگاه هواشناسی حساس در کشتی کنجکاوی.

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

• ChemCam مجموعه ای از ابزارها برای انجام تجزیه و تحلیل شیمیایی از راه دور نمونه های مختلف است. کار به این صورت پیش می رود: لیزر یک سری شلیک به سمت شی مورد مطالعه شلیک می کند. سپس طیف نور ساطع شده توسط سنگ تبخیر شده مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. ChemCam می تواند اجسام واقع در فاصله 7 متری از آن را مطالعه کند. هزینه دستگاه حدود 10 میلیون دلار (خرج بیش از حد 1.5 میلیون دلار) بود. در حالت عادی، لیزر به طور خودکار بر روی جسم متمرکز می شود.
• MastCam: سیستمی متشکل از دو دوربین و حاوی فیلترهای طیفی زیادی است. امکان گرفتن عکس با رنگ های طبیعی با سایز 1600 × 1200 پیکسل وجود دارد. ویدئو با وضوح 720p (1280 × 720) تا 10 فریم در ثانیه گرفته می شود و توسط سخت افزار فشرده می شود. دوربین اول، دوربین زاویه متوسط ​​(MAC) است، دارای فاصله کانونی 34 میلی متر و میدان دید 15 درجه، 1 پیکسل برابر با 22 سانتی متر در فاصله 1 کیلومتری است.
• دوربین زاویه باریک (NAC)، دارای فاصله کانونی 100 میلی متر، میدان دید 5.1 درجه، 1 پیکسل برابر با 7.4 سانتی متر در فاصله 1 کیلومتری است. هر دوربین دارای 8 گیگابایت حافظه فلش است که قادر است بیش از 5500 تصویر خام را ذخیره کند. پشتیبانی از فشرده سازی JPEG و فشرده سازی بدون اتلاف وجود دارد. دوربین ها دارای ویژگی فوکوس خودکار هستند که به آنها اجازه می دهد بر روی اشیاء از 2.1 متر تا بی نهایت فوکوس کنند. علیرغم اینکه سازنده پیکربندی زوم دارد، دوربین ها زوم ندارند زیرا زمانی برای آزمایش باقی نمانده بود. هر دوربین دارای یک فیلتر RGB Bayer داخلی و 8 فیلتر IR قابل تعویض است. در مقایسه با دوربین پانوراما در Spirit and Opportunity (MER) که تصاویر سیاه و سفید با رزولوشن 1024 در 1024 پیکسل می گیرد، MAC MastCam 1.25 برابر وضوح زاویه ای دارد و NAC MastCam دارای وضوح زاویه ای 3.67 برابر است.
• تصویرگر لنز دستی مریخ (MAHLI): این سیستم متشکل از دوربینی است که روی بازوی روباتیک مریخ نورد نصب شده و برای گرفتن تصاویر میکروسکوپی از سنگ ها و خاک استفاده می شود. MAHLI می تواند تصویری با وضوح 1600 × 1200 پیکسل و وضوح تصویر تا 14.5 میکرومتر در هر پیکسل ثبت کند. MAHLI دارای فاصله کانونی 18.3 میلی متر تا 21.3 میلی متر و میدان دید 33.8 تا 38.5 درجه است. MAHLI دارای نور سفید و UV LED برای کار در تاریکی یا استفاده از نور فلورسنت است. تابش اشعه ماوراء بنفش برای انتشار مواد معدنی کربناته و تبخیری ضروری است که وجود آنها نشان می دهد که آب در شکل گیری سطح مریخ شرکت داشته است. MAHLI بر روی اجسام کوچک به اندازه 1 میلی متر تمرکز می کند. این سیستم می تواند چندین تصویر را با تاکید بر پردازش تصویر بگیرد. MAHLI می تواند یک عکس خام را بدون افت کیفیت ذخیره کند یا یک فایل JPEG را فشرده کند.
• MSL Mars Descent Imager (MARDI): در طول نزول خود به سطح مریخ، MARDI یک تصویر رنگی 1600 × 1200 پیکسل با زمان نوردهی 1.3 میلی ثانیه ارسال کرد، دوربین از فاصله 3.7 کیلومتری شروع به عکاسی کرد و در فاصله 1200 پیکسلی به پایان رسید. در فاصله 5 متری از سطح مریخ، تصویری رنگی با فرکانس 5 فریم بر ثانیه گرفت، تصویربرداری حدود 2 دقیقه به طول انجامید. 1 پیکسل برابر با 1.5 متر در فاصله 2 کیلومتری و 1.5 میلی متر در فاصله 2 متری است که زاویه دید دوربین 90 درجه است. MARDI دارای 8 گیگابایت حافظه داخلی است که می تواند بیش از 4000 عکس را ذخیره کند. تصاویر دوربین این امکان را فراهم می کند که زمین های اطراف را در محل فرود مشاهده کنید. JunoCam که برای فضاپیمای جونو ساخته شده است، بر اساس فناوری MARDI ساخته شده است.
• طیف سنج اشعه ایکس ذرات آلفا (APXS): این دستگاه ذرات آلفا را تابش می کند و طیف اشعه ایکس را برای تعیین ترکیب عنصری سنگ مقایسه می کند. APXS شکلی از انتشار اشعه ایکس ناشی از ذرات (PIXE) است که قبلاً در مریخ نوردها و مریخ نوردهای کاوشگر مریخ استفاده می شد. APXS توسط آژانس فضایی کانادا ساخته شده است. MacDonald Dettwiler (MDA) - شرکت هوافضای کانادایی سازنده Canadarm و RADARSAT مسئول طراحی و ساخت APXS هستند. تیم توسعه APXS شامل اعضایی از دانشگاه گوئلف، دانشگاه نیوبرانزویک، دانشگاه غربی انتاریو، ناسا، دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو و دانشگاه کورنل است.
• جمع آوری و مدیریت برای تجزیه و تحلیل سنگ مریخ درجا (CHIMRA): CHIMRA یک سطل 4x7 سانتی متری است که خاک را جمع می کند. در حفره های داخلی CHIMRA از غربال با سلول 150 میکرون الک می شود که با کار مکانیزم ارتعاشی کمک می شود و اضافی آن حذف می شود و قسمت بعدی برای الک فرستاده می شود. در مجموع سه مرحله نمونه برداری از سطل و الک کردن خاک وجود دارد. در نتیجه کمی پودر از کسر مورد نیاز باقی می ماند که به مخزن خاک روی بدنه مریخ نورد فرستاده می شود و مازاد آن دور ریخته می شود. در نتیجه یک لایه 1 میلی متری خاک از کل سطل برای تجزیه و تحلیل دریافت می شود. پودر تهیه شده توسط دستگاه های CheMin و SAM مورد مطالعه قرار می گیرد.
• CheMin: Chemin ترکیب شیمیایی و کانی شناسی را با استفاده از فلورسانس اشعه ایکس و پراش اشعه ایکس بررسی می کند. CheMin یکی از چهار طیف سنج است. CheMin به شما امکان می دهد تا فراوانی مواد معدنی را در مریخ تعیین کنید. این ابزار توسط دیوید بلیک در مرکز تحقیقات ایمز ناسا و آزمایشگاه رانش جت ناسا ساخته شده است. مریخ نورد سنگ ها را سوراخ می کند و پودر حاصل توسط ابزار جمع آوری می شود. سپس اشعه ایکس به سمت پودر هدایت می شود، ساختار کریستالی داخلی مواد معدنی در الگوی پراش پرتوها منعکس می شود. پراش پرتو ایکس بین مواد معدنی متفاوت است، بنابراین الگوی پراش به دانشمندان اجازه می دهد تا ساختار یک ماده را تعیین کنند. اطلاعات مربوط به درخشندگی اتم‌ها و الگوی پراش توسط یک ماتریس E2V CCD-224 با اندازه‌گیری 600x600 پیکسل تهیه می‌شود. کنجکاوی دارای 27 سلول برای آنالیز نمونه است، پس از مطالعه یک نمونه، سلول قابل استفاده مجدد است، اما تجزیه و تحلیل انجام شده بر روی آن به دلیل آلودگی از نمونه قبلی، دقت کمتری خواهد داشت. بنابراین، مریخ نورد تنها 27 تلاش برای مطالعه کامل نمونه ها دارد. 5 سلول مهر و موم شده دیگر نمونه هایی از زمین را ذخیره می کنند. آنها برای آزمایش عملکرد دستگاه در شرایط مریخ مورد نیاز هستند. دستگاه برای کار کردن به دمای -60 درجه سانتیگراد نیاز دارد، در غیر این صورت تداخل دستگاه DAN باعث اختلال می شود.
• تجزیه و تحلیل نمونه در مریخ (SAM): مجموعه ابزارهای SAM نمونه های جامد، مواد آلی و ترکیبات اتمسفر را تجزیه و تحلیل خواهند کرد. این ابزار توسط: مرکز پرواز فضایی گودارد، آزمایشگاه بین دانشگاهی، CNRS فرانسه و رباتیک Honeybee به همراه بسیاری از شرکای دیگر توسعه یافته است.
• آشکارساز ارزیابی تشعشع (RAD)، "ردیاب ارزیابی تشعشع": این دستگاه داده ها را برای ارزیابی سطح تابش پس زمینه، که بر شرکت کنندگان در سفرهای آتی به مریخ تأثیر می گذارد. این دستگاه تقریباً در "قلب" مریخ نورد نصب شده است و در نتیجه یک فضانورد را در داخل شبیه سازی می کند. سفینه فضایی. RAD اولین ابزار علمی برای MSL بود که روشن شد، در حالی که هنوز در مدار زمین بود، و تابش پس زمینه را در داخل دستگاه ثبت کرد - و سپس در داخل مریخ نورد در حین کار بر روی سطح مریخ. این داده ها را در مورد شدت تابش دو نوع جمع آوری می کند: پرانرژی پرتوهای کهکشانیو ذرات ساطع شده از خورشید RAD در آلمان توسط موسسه تحقیقات جنوب غربی (SwRI) برای فیزیک فرازمینی در گروه Christian-Albrechts-Universität zu Kiel، با حمایت مالی اداره ماموریت سیستم های اکتشافی در مقر ناسا و آلمان توسعه داده شد.
• آلبدوی پویای نوترون ها (DAN): آلبدوی پویای نوترون ها (DAN) برای شناسایی هیدروژن، یخ آب در نزدیکی سطح مریخ استفاده می شود که توسط آژانس فضایی فدرال (روسکاسموس) ارائه شده است. این یک توسعه مشترک از موسسه تحقیقات اتوماسیون به نام است. N.L. Dukhov در Rosatom (مولد نوترون پالس)، موسسه تحقیقات فضایی آکادمی علوم روسیه (واحد تشخیص) و موسسه مشترک تحقیقات هسته ای (کالیبراسیون). هزینه توسعه دستگاه حدود 100 میلیون روبل بود. عکس دستگاه. این دستگاه شامل یک منبع نوترونی پالسی و یک گیرنده تابش نوترونی است. ژنراتور کوتاه منتشر می کند، تکانه های قدرتمندنوترون ها مدت زمان پالس حدود 1 میکرو ثانیه است، قدرت شار تا 10 میلیون نوترون با انرژی 14 مگا ولت در هر پالس است. ذرات تا عمق 1 متری به خاک مریخ نفوذ می کنند، جایی که با هسته عناصر اصلی سنگ ساز تعامل می کنند، در نتیجه سرعت آنها کاهش می یابد و تا حدی جذب می شوند. قسمت باقی مانده از نوترون ها توسط گیرنده منعکس و ثبت می شود. اندازه گیری دقیق تا عمق 50-70 سانتی متری امکان پذیر است، این دستگاه علاوه بر بررسی فعال سطح سیاره سرخ، قادر به نظارت بر پس زمینه تشعشعات طبیعی سطح نیز می باشد.
• ایستگاه نظارت محیطی مریخ نورد (REMS): مجموعه ای از ابزارهای هواشناسی و حسگر اشعه ماوراء بنفش توسط وزارت آموزش و پرورش اسپانیا ارائه شد. تیم تحقیقاتی به رهبری خاویر گومز-الویرا، از مرکز اختربیولوژی (مادرید) شامل موسسه هواشناسی فنلاند به عنوان شریک است. برای اندازه گیری روی دکل دوربین نصب کردیم. فشار اتمسفر، رطوبت، جهت باد، دمای هوا و زمین، اشعه ماوراء بنفش. همه سنسورها در سه قسمت قرار دارند: دو بازوی متصل به مریخ نورد، دکل سنجش از راه دور (RSM)، سنسور فرابنفش (UVS) واقع در دکل بالایی مریخ نورد، و واحد کنترل ابزار (ICU) در داخل بدنه. REMS بینش جدیدی در مورد وضعیت هیدرولوژیکی محلی، اثرات مخرب پرتوهای فرابنفش و حیات زیرزمینی ارائه خواهد کرد.
• ابزار دقیق فرود و فرود ورود MSL (MEDLI): هدف اصلی MEDLI مطالعه محیط جوی است. پس از کاهش سرعت وسیله نقلیه فرود با مریخ نورد در لایه های متراکم جو، سپر حرارتی در این مدت جدا شد، داده های لازم در مورد جو مریخ جمع آوری شد. این داده ها در ماموریت های آینده مورد استفاده قرار خواهند گرفت و امکان تعیین پارامترهای جوی را فراهم می کنند. همچنین می توان از آنها برای تغییر طراحی کاوشگر در ماموریت های بعدی به مریخ استفاده کرد. MEDLI از سه ابزار اصلی تشکیل شده است: Plugs حسگر یکپارچه MEDLI (MISP)، سیستم داده جوی ورودی مریخ (MEADS) و الکترونیک پشتیبانی حسگر (SSE).
• دوربین های اجتناب از خطر (Hazcams): مریخ نورد دارای دو جفت دوربین ناوبری سیاه و سفید است که در کناره های خودرو قرار گرفته اند. از آنها برای جلوگیری از خطر در حین حرکت مریخ نورد و برای هدایت ایمن دستکاری کننده به سمت سنگ ها و خاک استفاده می شود. دوربین ها تصاویر سه بعدی می گیرند (میدان دید هر دوربین 120 درجه است) و نقشه ای از ناحیه روبروی مریخ نورد ایجاد می کنند. نقشه های گردآوری شده به مریخ نورد اجازه می دهد تا از برخورد تصادفی جلوگیری کند و توسط نرم افزار دستگاه برای انتخاب مسیر لازم برای غلبه بر موانع استفاده می شود.
• دوربین های ناوبری (Navcams): برای جهت یابی، مریخ نورد از یک جفت دوربین سیاه و سفید استفاده می کند که بر روی دکل نصب شده اند تا حرکات مریخ نورد را ردیابی کنند. دوربین ها دارای میدان دید 45 درجه هستند و تصاویر سه بعدی می گیرند. وضوح آنها به شما این امکان را می دهد که از فاصله 25 متری یک جسم به اندازه 2 سانتی متر را ببینید.

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

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

ایستگاه های ارتباطی فضایی

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

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

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

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

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

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

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

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

DSS34، قابل کلیک

پخش:

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

پذیرایی:

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

دقت موقعیت یابی: سرعت چرخش:

• 2.0 درجه در ثانیه

مقاومت در برابر باد:

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

DSS43(که در آستانه جشن گرفتن سالگرد خود است) یک نمونه بسیار قدیمی است که در سال های 1969-1973 ساخته شده و در سال 1987 مدرن شده است. DSS43 بزرگترین آنتن سهموی متحرک است نیمکره جنوبیسیاره ما این سازه عظیم با وزن بیش از 3000 تن بر روی یک لایه روغنی به ضخامت حدود 0.17 میلی متر می چرخد. سطح ظرف شامل 1272 پانل آلومینیومی و دارای مساحت 4180 متر مربع می باشد.

DSS43، قابل کلیک

برخی از مشخصات فنی

پخش:

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

پذیرایی:

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

دقت موقعیت یابی:

• در 0.005 درجه (دقت اشاره به نقطه آسمان)
• در 0.25 میلی متر (دقت حرکت خود آنتن)

سرعت چرخش:

• 0.25 درجه در ثانیه

مقاومت در برابر باد:

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

DSS45. این آنتن در سال 1986 تکمیل شد و در ابتدا برای ارتباط با وویجر 2 که اورانوس را مطالعه می کرد، در نظر گرفته شد. با استفاده از 4 چرخ که دو چرخ آن در حال حرکت هستند، روی یک پایه گرد به قطر 19.6 متر می چرخد.

DSS45، قابل کلیک

برخی از مشخصات فنی

پخش:

• باند X (7145-7190 مگاهرتز)

پذیرایی:

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

دقت موقعیت یابی:

• در 0.015 درجه (دقت اشاره به نقطه آسمان)
• در 0.25 میلی متر (دقت حرکت خود آنتن)

سرعت چرخش:

• 0.8 درجه در ثانیه

مقاومت در برابر باد:

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

اگر در مورد ایستگاه ارتباطات فضایی به عنوان یک کل صحبت کنیم، می توانیم چهار وظیفه اصلی را که باید انجام دهد تشخیص دهیم:
تله متری- دریافت، رمزگشایی و پردازش داده های تله متری که از آنها می آید فضاپیما. به طور معمول این داده ها شامل اطلاعات علمی و مهندسی است که از طریق یک پیوند رادیویی منتقل می شود. سیستم تله متری داده ها را دریافت می کند، تغییرات و انطباق آن با استاندارد را نظارت می کند و آن را به سیستم های اعتبارسنجی یا مراکز علمیدر پردازش آنها نقش دارند.
ردیابی- سیستم ردیابی باید امکان ارتباط دو طرفه بین زمین و فضاپیما را فراهم کند و محاسبات مکان و بردار سرعت آن را برای موقعیت یابی صحیح ماهواره انجام دهد.
کنترل کنید- به متخصصان این فرصت را می دهد تا دستورات کنترلی را به فضاپیما منتقل کنند.
نظارت و کنترل- به شما اجازه می دهد تا سیستم های خود DSN را کنترل و مدیریت کنید

شایان ذکر است که ایستگاه استرالیا در حال حاضر به حدود 45 فضاپیما خدمات می دهد، بنابراین برنامه زمانی عملیاتی آن به شدت تنظیم شده است و دریافت زمان اضافی چندان آسان نیست. هر آنتن همچنین دارای توانایی فنی برای سرویس دهی به دو دستگاه مختلف به طور همزمان است.

بنابراین، داده هایی که باید به مریخ نورد منتقل شوند، به ایستگاه DSN ارسال می شوند و از آنجا در کوتاه مدت (از 5 تا 20 دقیقه) ارسال می شوند. سفر فضاییبه سیاره سرخ اکنون به سراغ خود مریخ نورد می رویم. چه وسیله ارتباطی دارد؟

کنجکاوی

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

HGA - آنتن با بهره بالا
MGA - آنتن با بهره متوسط
LGA - آنتن کم بهره
UHF - فرکانس فوق العاده بالا
از آنجایی که اختصارات HGA، MGA و LGA قبلاً کلمه antenna را در خود دارند، برخلاف اختصار UHF این کلمه را دوباره به آنها نسبت نمی دهم.

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

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

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

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

شایان ذکر است که مریخ نورد حجم عظیمی از داده های علمی تولید می کند و همیشه امکان ارسال همه آنها وجود ندارد. کارشناسان ناسا موارد مهم را اولویت بندی می کنند: اطلاعات با بالاترین اولویت ابتدا منتقل می شود و اطلاعات با اولویت پایین تر منتظر پنجره ارتباطی بعدی خواهند بود. گاهی اوقات برخی از داده های کم اهمیت باید به طور کامل حذف شوند.

ماهواره های Odyssey و MRO

بنابراین، متوجه شدیم که معمولاً برای برقراری ارتباط با کنجکاوی به یک "لینک میانی" در قالب یکی از ماهواره ها نیاز دارید. این امر باعث می شود مدت زمان ارتباط با کنجکاوی را افزایش داده و همچنین سرعت انتقال را افزایش دهد، زیرا آنتن های ماهواره ای قدرتمندتر قادر به انتقال داده ها به زمین با سرعت بسیار بالاتری هستند.

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

ادیسه مریخ

ادیسه مریخ
ماهواره Mars Odyssey در سال 2001 به فضا پرتاب شد و در ابتدا برای مطالعه ساختار سیاره و جستجوی مواد معدنی در نظر گرفته شد. ابعاد این ماهواره 2.2x2.6x1.7 متر و جرم آن بیش از 700 کیلوگرم است. ارتفاع مدار آن بین 370 تا 444 کیلومتر است. این ماهواره به طور گسترده توسط مریخ نوردهای قبلی مورد استفاده قرار گرفته است: حدود 85 درصد از داده های دریافتی از Spirit و Opportunity از طریق آن پخش شده است. Odyssey می تواند با کنجکاوی در محدوده UHF ارتباط برقرار کند. از نظر ارتباطی دارای آنتن HGA، MGA (آنتن متوسط)، LGA و UHF می باشد. اساسا از HGA که قطر آن 1.3 متر است برای انتقال داده ها به زمین استفاده می شود. انتقال در فرکانس 8406 مگاهرتز و دریافت اطلاعات با فرکانس 7155 مگاهرتز انجام می شود. اندازه زاویه ای تیر حدود دو درجه است.

مکان ابزار ماهواره ای

ارتباطات با مریخ نوردها با استفاده از یک آنتن UHF در فرکانس های 437 مگاهرتز (انتقال) و 401 مگاهرتز (دریافت) انجام می شود.

مدارگرد شناسایی مریخ

MRO

در سال 2006، ماهواره Odyssey توسط MRO - مدارگرد شناسایی مریخ، که امروز گفتگوی اصلی کنجکاوی است، ملحق شد.
با این حال، علاوه بر کار یک اپراتور ارتباطات، MRO خود دارای زرادخانه قابل توجهی از ابزارهای علمی است و از همه جالبتر، مجهز به دوربین HiRISE است که در اصل یک تلسکوپ بازتابی است. HiRISE که در ارتفاع 300 کیلومتری قرار دارد می تواند تصاویری با وضوح 0.3 متر در هر پیکسل بگیرد (در مقایسه، تصاویر ماهواره ای از زمین معمولاً با وضوح حدود 0.5 متر بر پیکسل در دسترس هستند). MRO همچنین می‌تواند جفت‌های استریو از سطوح را با دقت شگفت‌انگیز 0.25 متر ایجاد کند. اکیداً توصیه می کنم حداقل تعدادی از تصاویر موجود را بررسی کنید، مانند . به عنوان مثال، این تصویر از دهانه ویکتوریا چه ارزشی دارد (قابل کلیک، نسخه اصلی حدود 5 مگابایت است):

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

پاسخ (قابل کلیک)

لطفاً توجه داشته باشید که بیشتر عکس‌های رنگی در محدوده وسیعی گرفته می‌شوند، بنابراین اگر به عکسی برخورد کردید که قسمتی از سطح آن به رنگ آبی مایل به سبز روشن است، در تئوری‌های توطئه عجله نکنید؛) اما می‌توانید مطمئن باشید که در موارد مختلف عکس ها همان نژادها رنگ مشابهی خواهند داشت. با این حال، اجازه دهید به سیستم های ارتباطی بازگردیم.

MRO مجهز به چهار آنتن است که از نظر هدف مشابه آنتن های مریخ نورد هستند - یک آنتن UHF، یک HGA و دو LGA. آنتن اصلی استفاده شده توسط ماهواره - HGA - دارای قطر سه متر است و در باند X کار می کند. این همان چیزی است که برای انتقال داده ها به زمین استفاده می شود. HGA همچنین مجهز به تقویت کننده سیگنال 100 واتی است.

1 - HGA، 3 - UHF، 10 - LGA (هر دو LGA مستقیماً روی HGA نصب می شوند)

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

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

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

نتیجه گیری

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

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

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

• مریخ نورد داده های علمی خود را در حافظه داخلی ذخیره می کند و منتظر نزدیکترین پنجره ارتباطی با ماهواره است.
• زمانی که ماهواره در دسترس باشد، مریخ نورد اطلاعات را به آن مخابره می کند.
• ماهواره داده ها را دریافت می کند، آن ها را در حافظه خود ذخیره می کند و منتظر می ماند تا یکی از ایستگاه های DSN در دسترس قرار گیرد.
• هنگامی که یک ایستگاه DSN در دسترس می شود، ماهواره داده های دریافتی را برای آن ارسال می کند.
• در نهایت، پس از دریافت سیگنال، ایستگاه DSN آن را رمزگشایی می کند و داده های دریافتی را برای کسانی که برای آنها در نظر گرفته شده است ارسال می کند.

امیدوارم تونسته باشم کم و بیش به طور خلاصه روند ارتباط با کنجکاوی رو توضیح بدم. تمام این اطلاعات (روشن انگلیسی; به علاوه انبوهی از موارد اضافی، از جمله، به عنوان مثال، گزارش های فنی کاملاً دقیق در مورد اصول عملکرد هر یک از ماهواره ها) در سایت های مختلف JPL موجود است، اگر بدانید دقیقاً به چه چیزی علاقه دارید، پیدا کردن آن بسیار آسان است.

لطفا هرگونه اشتباه یا غلط املایی را از طریق PM گزارش دهید!

فقط کاربران ثبت نام شده می توانند در نظرسنجی شرکت کنند. لطفا وارد شوید

قطر دهانه بیش از 150 کیلومتر است،در مرکز یک مخروط از سنگ های رسوبی به ارتفاع 5.5 کیلومتر وجود دارد - کوه شارپ.نقطه زرد محل فرود مریخ نورد را مشخص می کند.کنجکاوی - برادبری فرود

فضاپیما تقریباً در مرکز یک بیضی مشخص نه چندان دور از Aeolis Mons (آئولیس، کوه شارپ) فرود آمد - اصلی ترین هدف علمیماموریت ها

مسیر کنجکاوی در دهانه گیل (فرود 08/06/2012 - 08/1/2018، Sol 2128)

بخش های اصلی مسیر مشخص شده است آثار علمی. خط سفید مرز جنوبی بیضی فرود است. در مدت شش سال، مریخ نورد حدود 20 کیلومتر سفر کرد و بیش از 400 هزار عکس از سیاره سرخ ارسال کرد.

کنجکاوی نمونه هایی از خاک "زیرزمینی" را در 16 سایت جمع آوری کرد

(طبق گزارش NASA/JPL)

مریخ نورد کنجکاوی در ریج ورا روبین

از بالا، به وضوح می توانید موری باتس فرسوده شده، شن های تیره تپه های شنی باگنولد و Aeolis Palus را در مقابل لبه شمالی دهانه گیل ببینید. قله بلند دیواره دهانه سمت راست تصویر در فاصله حدود 31.5 کیلومتری مریخ نورد قرار دارد و ارتفاع آن 1200 متر است.
هشت وظیفه اصلی مریخ آزمایشگاه علمی:
1. شناسایی و تعیین ماهیت ترکیبات کربن آلی مریخ.
2. کشف مواد لازم برای وجود حیات: کربن، هیدروژن،
نیتروژن، اکسیژن، فسفر، گوگرد.
3. ردیابی فرآیندهای بیولوژیکی ممکن.
4. ترکیب شیمیایی سطح مریخ را تعیین کنید.
5. فرآیند تشکیل سنگ ها و خاک مریخ را ایجاد کنید.
6. روند تکامل جو مریخ را در دراز مدت ارزیابی کنید.
7. تعیین وضعیت فعلی، توزیع و چرخه آب و دی اکسید کربن.
8. ایجاد طیف تشعشعات رادیواکتیو از سطح مریخ.

وظیفه اصلی شما- کنجکاوی با بررسی بستر خشک یک رودخانه مریخی باستانی در یک دشت، جستجوی شرایطی را انجام داد که همیشه برای زیستگاه میکروارگانیسم‌ها مطلوب باشد. مریخ نورد شواهد محکمی پیدا کرد که نشان می‌دهد این مکان یک دریاچه باستانی بوده و برای حمایت از اشکال ساده زندگی مناسب است.

مریخ نورد کنجکاویخلیج زرد نایف

کوه باشکوه شارپ در افق طلوع می کند ( آئولیس مونس،آئولیس)

(NASA/JPL-Caltech/Marco Di Lorenzo/Ken Kremer)

نتایج مهم دیگرعبارتند از:
- ارزیابی سطح طبیعی تابش در طول پرواز به مریخ و در سطح مریخ. این ارزیابی برای ایجاد حفاظت در برابر تشعشع برای پرواز سرنشین دار به مریخ ضروری است

( )

- اندازه گیری نسبت ایزوتوپ های سنگین و سبک عناصر شیمیاییدر جو مریخ این مطالعه نشان داد که بیشتر اتمسفر اولیه مریخ از طریق از دست دادن اتم های نور از پوشش گازی بالایی سیاره به فضا پراکنده شده است. )

اولین اندازه گیری سن سنگ ها در مریخ و تخمین زمان نابودی آنها به طور مستقیم بر روی سطح تحت تأثیر تشعشعات کیهانی. این ارزیابی چارچوب زمانی گذشته آبی سیاره و همچنین میزان تخریب مواد آلی باستانی در سنگ‌ها و خاک مریخ را آشکار خواهد کرد.

سیتپه مرکزی دهانه گیل، کوه شارپ، از رسوبات لایه‌ای در دریاچه‌ای باستانی طی ده‌ها میلیون سال تشکیل شده است.

مریخ نورد افزایش ده برابری محتوای متان را در جو سیاره سرخ کشف کرد و کشف کرد مولکول های آلیدر نمونه های خاک

مریخ نوردکنجکاوی در لبه جنوبی بیضی فرود 27 ژوئن 2014، سل 672

(تصویر از دوربین HiRISE مدارگرد شناسایی مریخ)

از سپتامبر 2014 تا مارس 2015، مریخ نورد تپه های غلتشی تپه های Pahrump را کاوش کرد. به گفته دانشمندان سیاره‌شناسی، این نشان دهنده یک رخنمون از سنگ بستر در کوه مرکزی دهانه گیل است و از نظر زمین‌شناسی با سطح کف آن ارتباطی ندارد. از آن زمان، کنجکاوی مطالعه کوه شارپ را آغاز کرده است.

نمایی از تپه های پهلومپ

سایت های حفاری کاشی "Confidence Hills"، "Mojave 2" و "Telegraph Peak" مشخص شده اند. دامنه های کوه شارپ در پس زمینه در سمت چپ، با رخنمون های صخره نهنگ، قله سالزبری و صخره روزنامه در بالا قابل مشاهده است. MSL به زودی از طریق خندقی به نام "Artist's Drive" به سمت دامنه های بلندتر کوه شارپ حرکت کرد.

(NASA/JPL)

دوربین وضوح بالا HiRISE از مدارگرد شناسایی مریخ، مریخ نورد را در 8 آوریل 2015 مشاهده کرد.از ارتفاع 299 کیلومتری.

شمال بالاست تصویر منطقه ای به عرض تقریبی 500 متر را پوشش می دهد. مناطق روشن نقش برجسته سنگ های رسوبی است، مناطق تاریک پوشیده از ماسه است.

(NASA/JPL-Caltech/University of Arizona)

مریخ نورد دائماً منطقه و برخی از اشیاء روی آن را بررسی می کند و با ابزارهایی محیط را زیر نظر دارد. دوربین های ناوبری نیز در جستجوی ابرها به آسمان نگاه می کنند.

سلف پرترهدر مجاورت گذرگاه ماریا

در 31 جولای 2015، کنجکاوی در دال سنگ "Buckskin" در منطقه ای از سنگ های رسوبی با محتوای سیلیس به طور غیرعادی بالا حفاری کرد. این نوع سنگ اولین بار توسط آزمایشگاه علوم مریخ (MSL) در طول اقامت سه ساله خود در دهانه گیل مشاهده شد. پس از نمونه برداری از خاک، مریخ نورد به مسیر خود به سمت کوه شارپ ادامه داد

(NASA/JPL)

مریخ نورد کنجکاوی در تپه نامیب

شیب تند بادگیر تپه نامیب با زاویه 28 درجه تا ارتفاع 5 متر بالا می رود. لبه شمال غربی دهانه گیل در افق قابل مشاهده است.

عمر اسمی خدمات فنی دستگاه دو است سال های زمینی- 23 ژوئن 2014 در Sol-668، اما کنجکاوی در شرایط خوبی است و با موفقیت به کاوش در سطح مریخ ادامه می دهد.

تپه های لایه ای در دامنه های Aeolis، که تاریخ زمین شناسی دهانه مریخ گیل و آثاری از تغییرات محیطی در سیاره سرخ را پنهان می کند، مکان آینده کنجکاوی است.

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

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

روزی روزگاری زمین و مریخ بسیار شبیه هم بودند. هر دو سیاره دارای اقیانوس هایی از آب مایع و ظاهراً مواد آلی بسیار ساده بودند. و در مریخ، مانند زمین، آتشفشان ها فوران کردند، جو غلیظی چرخید، اما در یک لحظه ناگوار مشکلی رخ داد. جان گروتزینگر، استاد زمین شناسی کلتک، در مصاحبه ای گفت: «ما در تلاشیم تا بفهمیم این مکان میلیاردها سال پیش چگونه بوده و چرا اینقدر تغییر کرده است. ما معتقدیم که آب در آنجا وجود داشته است، اما نمی دانیم که آیا می تواند زندگی را پشتیبانی کند یا خیر. و اگر می توانست حمایت می کرد؟ اگر چنین است، معلوم نیست که آیا شواهدی در سنگ‌ها باقی مانده است یا خیر.» این به زمین شناس مریخ نورد بستگی داشت که همه اینها را دریابد.

کنجکاوی به طور منظم و با دقت عکسبرداری می شود و به خود اجازه می دهد تا از نظر وضعیت عمومی آن مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد. این "سلفی" از تصاویر گرفته شده با دوربین MAHLI تشکیل شده است. این روی یک دستکاری کننده سه مفصلی قرار دارد که هنگام ترکیب تصاویر تقریباً نامرئی است. مته ضربه‌ای، ملاقه‌ای برای جمع‌آوری نمونه‌های شل، الک برای الک کردن آن‌ها و برس‌های فلزی برای تمیز کردن گرد و غبار از سنگ‌ها در قاب قرار نداشتند. دوربین ماکرو MAHLI و طیف سنج اشعه ایکس APXS برای آنالیز نیز قابل مشاهده نیستند ترکیب شیمیایینمونه ها
1. باتری های خورشیدی برای سیستم های قدرتمند مریخ نورد کافی نیستند و یک ژنراتور ترموالکتریک ایزوتوپ رادیویی (RTG) انرژی آن را تامین می کند. روزانه 4.8 کیلوگرم دی اکسید پلوتونیوم-238 در زیر بدنه، 2.5 کیلووات ساعت را تامین می کند. پره های رادیاتور خنک کننده قابل مشاهده است.
2. لیزر دستگاه ChemCam پالس های 50-75 نانوثانیه ای تولید می کند که سنگ را تا فاصله 7 متری تبخیر می کند و به شما امکان می دهد طیف پلاسمای حاصل را برای تعیین ترکیب هدف تجزیه و تحلیل کنید.
3. یک جفت دوربین رنگی MastCam از فیلترهای IR مختلف عکاسی می کنند.
4. ایستگاه هواشناسی REMS فشار و باد، دما، رطوبت و سطوح تابش فرابنفش را کنترل می کند.
5. دستکاری با مجموعه ای از ابزار و ابزار (قابل مشاهده).
6. SAM - گاز کروماتوگراف، طیف سنج جرمی و طیف سنج لیزری
برای تعیین ترکیب مواد فرار در نمونه های تبخیر شده و در اتمسفر.
7. CheMin ترکیب و کانی شناسی نمونه های خرد شده را از الگوی پراش اشعه ایکس تعیین می کند.
8. آشکارساز تشعشع RAD در مدار پایین زمین شروع به کار کرد و در طول پرواز به مریخ داده ها را جمع آوری کرد.
9. آشکارساز نوترون DAN به شما امکان می دهد تا هیدروژن محدود شده در مولکول های آب را تشخیص دهید. این مشارکت روسیهبه کار مریخ نورد.
10. محفظه آنتن برای ارتباط با ماهواره مدارگرد شناسایی مریخ (حدود 2 مگابیت بر ثانیه) و مریخ اودیسه (حدود 200 مگابیت بر ثانیه).
11. آنتن برای ارتباط مستقیم با زمین در باند X (0.5-32 kbit/s).
12. در حین فرود، دوربین MARDI عکاسی رنگی با وضوح بالا را ثبت کرد و امکان مشاهده دقیق محل فرود را فراهم کرد.
13. جفت ناوكم سياه و سفيد راست و چپ براي ساخت مدل هاي سه بعدي محيط اطراف.
14. یک پانل با نمونه های تمیز به شما امکان می دهد تا عملکرد آنالایزرهای شیمیایی مریخ نورد را بررسی کنید.
15. مته های یدکی.
16. نمونه های آماده شده از ملاقه برای مطالعه با دوربین ماکرو MAHLI یا طیف سنج APXS در این سینی ریخته می شود.
17. چرخ های 20 اینچی با درایوهای مستقل، روی پره های فنر تیتانیومی. با استفاده از مسیرهای به جا مانده از راه راه، می توانید خواص خاک را ارزیابی کنید و حرکت را نظارت کنید. این طرح شامل حروف کد مورس - JPL است.

آغاز اکسپدیشن

مریخ درنده یک هدف بد شانس برای فضانوردی است. از دهه 1960، تقریباً 50 دستگاه به آن ارسال شده است که اکثر آنها سقوط کردند، خاموش شدند، وارد مدار نشدند و برای همیشه در فضا ناپدید شدند. با این حال، تلاش ها بیهوده نبود و این سیاره نه تنها از مدار، بلکه حتی با کمک چندین مریخ نورد مورد مطالعه قرار گرفت. در سال 1997 یک Sojourner 10 کیلوگرمی سوار بر مریخ شد. دوقلوهای روح و فرصت تبدیل به افسانه شده اند: دومی آنها قهرمانانه بیش از 12 سال متوالی به کار خود ادامه داده است. اما کنجکاوی از همه آنها چشمگیرتر است، یک آزمایشگاه رباتیک کامل به اندازه یک ماشین.

در 6 آگوست 2012، فرودگر کنجکاوی سیستمی از چتر نجات را منتشر کرد که به آن اجازه می داد در جو نازک سرعت خود را کاهش دهد. هشت موتور جت ترمزدار شلیک کردند و یک سیستم کابلی با احتیاط مریخ نورد را تا کف دهانه گیل پایین آورد. محل فرود پس از بحث های فراوان انتخاب شد: به گفته سانجیو گوپتا، اینجا بود که همه شرایط برای درک بهتر گذشته زمین شناسی - ظاهراً بسیار متلاطم - مریخ پیدا شد. بررسی‌های مداری نشان‌دهنده وجود خاک‌هایی بود که ظاهر آن‌ها مستلزم وجود آب است و در آن مواد آلی به خوبی روی زمین حفظ می‌شود. دامنه های بلند کوه شارپ (آئولید) فرصتی برای دیدن لایه هایی از صخره های باستانی را نوید می داد. سطح نسبتا صاف آن امن به نظر می رسید. کنجکاوی با موفقیت با نرم افزار تماس گرفت و آن را به روز کرد. بخشی از کد مورد استفاده در طول پرواز و فرود با کد جدیدی جایگزین شد - از یک فضانورد، مریخ نورد سرانجام به یک زمین شناس تبدیل شد.
سال اول: آثار آب

به زودی زمین شناس پاهای خود را دراز کرد - شش چرخ آلومینیومی، دوربین های متعدد و تجهیزات آزمایش شده را بررسی کرد. همکاران او در زمین نقطه فرود را از هر طرف بررسی کردند و جهتی را انتخاب کردند. قرار بود سفر به کوه شارپ حدود یک سال طول بکشد و در این مدت کارهای زیادی باید انجام می شد. کانال ارتباط مستقیم با زمین از توان عملیاتی خوبی برخوردار نیست، اما هر روز مریخی (sol) مدارگردها بر فراز مریخ نورد پرواز می کنند. تبادل با آنها هزاران بار سریعتر انجام می شود و اجازه می دهد صدها مگابیت داده روزانه منتقل شود. دانشمندان آن‌ها را در رصدخانه داده تجزیه و تحلیل می‌کنند، به تصاویر روی صفحه‌های کامپیوتر نگاه می‌کنند، وظایفی را برای اولین یا چند مورد به طور همزمان انتخاب می‌کنند و کد را به مریخ باز می‌فرستند.
بسیاری از آنها که عملاً روی سیاره دیگری کار می کنند مجبورند طبق تقویم مریخی زندگی کنند و خود را با یک روز کمی طولانی تر تطبیق دهند. امروز برای آنها "solvra" (توسول)، فردا "solvtra" (solmorrow) و یک روز به سادگی سول است. بنابراین، 40 سال بعد، سانجیو گوپتا ارائه ای ارائه کرد که در آن اعلام کرد: کنجکاوی در امتداد بستر یک رودخانه باستانی حرکت می کند. سنگریزه های کوچک سنگی که توسط آب ساییده شده اند، جریانی در حدود 1 متر بر ثانیه و عمق "تا مچ پا یا زانو" را نشان می دهند. بعداً داده‌های ابزار DAN که توسط تیم ایگور میتروفانوف از موسسه تحقیقات فضایی آکادمی علوم روسیه برای کنجکاوی تولید شده بود نیز پردازش شد. این آشکارساز با درخشش در خاک با نوترون ها نشان داد که تا 4 درصد از آب هنوز در عمق باقی می ماند. البته این خشک‌تر از خشک‌ترین بیابان‌های زمین است، اما مریخ در گذشته هنوز پر از رطوبت بود و مریخ‌نورد می‌توانست این سوال را از فهرست خود حذف کند.

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

کنجکاوی اولین سالگرد خود را در مریخ جشن گرفت و آهنگ "تولدت مبارک تو" را پخش کرد و فرکانس ارتعاش اسکوپ را روی دستکاری کننده سنگین 2.1 متری خود تغییر داد. بازوی رباتیک خاک سست را با یک اسکوپ جمع می کند، آن را تراز می کند، الک می کند و مقداری را در گیرنده های آنالایزرهای شیمیایی خود می ریزد. یک مته با تکه‌های توخالی قابل تعویض به شما امکان می‌دهد با سنگ‌های سخت کار کنید و مریخ نورد می‌تواند مستقیماً با چرخ‌های خود ماسه‌های انعطاف‌پذیر را تکان دهد و لایه‌های داخلی ابزارهای خود را آشکار کند. این آزمایشات بود که به زودی یک شگفتی نسبتاً ناخوشایند به همراه داشت: تا 5٪ پرکلرات کلسیم و منیزیم در خاک محلی یافت شد.

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

سال سوم: در پای

با این حال، کنجکاوی همچنین مواد آلی را کشف کرد - این بعداً اعلام شد، پس از اینکه در Sol 746، که در مجموع 6.9 کیلومتر را پوشش داد، زمین شناس-مریخ نورد به پای کوه شارپ رسید. جان گروتزینگر گفت: "وقتی این داده ها را دریافت کردم، بلافاصله فکر کردم که همه چیز باید دوباره بررسی شود." در واقع، زمانی که کنجکاوی روی مریخ کار می کرد، مشخص شد که برخی از باکتری های زمینی - مانند Tersicoccus phoenicis - به روش های تمیز کردن اتاق تمیز مقاوم هستند. حتی محاسبه شد که تا زمان پرتاب باید از 20 تا 40 هزار هاگ پایدار روی مریخ نورد باقی مانده باشد. هیچ کس نمی تواند تضمین کند که برخی از آنها با او به کوه شارپ نرسیده اند.

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

در این زمان، کنجکاوی قبلاً ده ها سوراخ حفر کرده بود و در طول مسیر خود آثاری کاملاً 1.6 سانتی متری ایجاد کرده بود که روزی مسیر گردشگری را مشخص می کرد که به سفر خود اختصاص داده شده است. مکانیسم الکترومغناطیسی که مته را مجبور به انجام 1800 ضربه در دقیقه برای کار با سخت ترین سنگ می کرد، شکست خورد. با این حال، رخنمون‌های رسی و کریستال‌های هماتیت، لایه‌هایی از اسپارهای سیلیکات و کانال‌های بریده شده توسط آب، تصویری مبهم را نشان دادند: دهانه زمانی دریاچه‌ای بود که دلتای رودخانه‌ای منشعب به درون آن فرود آمد.

دوربین‌های کنجکاوی اکنون دامنه‌های کوه شارپ را نشان می‌دهند که ظاهر آن شکی در مورد منشأ رسوبی آنها باقی نمی‌گذارد. لایه به لایه، طی صدها میلیون سال، آب بالا آمد و سپس عقب نشینی کرد، سنگ ها را رسوب داد و آنها را رها کرد تا در مرکز دهانه فرسایش پیدا کنند، تا اینکه سرانجام خارج شد و کل قله را جمع کرد. جان گروتزینگر توضیح داد: «جایی که اکنون کوه ایستاده است، زمانی استخری وجود داشت که هر از گاهی با آب پر می شد. دریاچه بر اساس ارتفاع طبقه بندی شد: شرایط در آب های کم عمق و عمیق در دما و ترکیب متفاوت بود. از نظر تئوری، این می تواند شرایطی را برای توسعه انواع واکنش ها و حتی اشکال میکروبی فراهم کند.

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

اکسپدیشن کنجکاوی هنوز به پایان نرسیده است و انرژی ژنراتور پردازنده باید برای 14 سال کار زمینی کافی باشد. این زمین شناس تقریباً 1750 سال در جاده بوده است، بیش از 16 کیلومتر را طی کرده و از شیب 165 متری بالا رفته است، تا آنجا که ابزارهای او می توانند ببینند، هنوز آثاری از سنگ های رسوبی دریاچه باستانی در بالا قابل مشاهده است، اما چه کسی می داند کجاست. پایان می یابند و به چه چیز دیگری اشاره می کنند؟ ربات زمین شناس به صعود خود ادامه می دهد و سانجیو گوپتا و همکارانش در حال انتخاب مکانی برای فرود بعدی هستند. علیرغم مرگ فرودگر Schiaparelli، ماژول مداری TGO سال گذشته با خیال راحت وارد مدار شد و اولین مرحله از برنامه اگزومارس اروپا-روسیه را راه اندازی کرد. مریخ نورد که قرار است در سال 2020 پرتاب شود، بعدی خواهد بود.

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