Biztonsági marsjáró. Érdekes tények a Curiosity roverről. Űrkommunikációs állomások

A NASA újabb járgányt indított a Vörös Bolygóra. Ellentétben hazánk e bolygójához kapcsolódó projektekkel, az amerikai kutatóknak elég sikeresen sikerül ilyen küldetéseket végrehajtaniuk. Emlékeztetünk arra, hogy a Curiosity orosz analógja-Phobos-Grunt szoftverhiba miatt fiaskót szenvedett, amikor földközeli pályára lépett.

A Curiosity küldetés céljai. A kíváncsiság nem csak egy rover. A projekt a Mars Tudományos Laboratórium missziójának részeként valósul meg, és egy olyan platform, amelyre különféle tudományos berendezéseket telepítettek, és amelyeket számos probléma megoldására készítettek fel.

A Curiosity első kihívása nem eredeti - az élet keresése ezen a kemény bolygón. Ehhez a következő generációs rovernek fel kell fedeznie és tanulmányoznia kell a szerves szénvegyületek természetét. Keressen olyan anyagokat, mint a hidrogén, nitrogén, foszfor, oxigén, szén és kén. Az ilyen anyagok jelenléte az élet keletkezésének előfeltételeire utal.

Ezenkívül a Curiosity más feladatokat is kijelöl. A rovernek felszerelései segítségével információt kell továbbítania a bolygó éghajlatáról és geológiájáról, valamint fel kell készülnie egy személy leszállására.

A Curiosity rover jellemzői. A Curiosity 3 méter hosszú és 2,7 méter széles. Hat 51 cm -es kerékkel van felszerelve. Mindegyik kereket önálló villanymotor hajtja. Az első és hátsó kerekek segítik a rovert a kívánt irányba fordulni. Különleges kialakításának és optimális átmérőjének köszönhetően a Curiosity képes leküzdeni a 75 cm magasságú akadályokat és 90 méter / órára gyorsulni.

A rovert egy mini reaktor hajtja. A beépített plutónium-238 14 éves működésre elegendő. Úgy döntöttek, hogy elhagyják a napelemeket a Mars nagy poros légköre miatt.

A Curiosity rover repülése és leszállása. Gale krátert választották a Curiosity rover leszállóhelyének. Elég lapos hely, amely nem okozhat problémát.

A rovert az Atlantis-5 541 kétlépcsős rakéta indította geostacionárius pályára. Innen az állomás a Mars felé halad. És akkor kezdődik egy nagyon érdekes pillanat - a Curiosity leszállása.

A Mars légköre meglehetősen összetett. Sűrű rétegei nem teszik lehetővé, hogy a leszálló motorok korrigálják ezt a folyamatot. Emiatt egy meglehetősen érdekes technológiát fejlesztettek ki, amelynek meg kell akadályoznia ezeket a nehézségeket.

A légkörbe való belépés során a Curiosity egy speciális védőkapszulába kerül. A légkör sűrű rétegeibe való nagy sebességgel történő belépéskor védi a magas hőmérsékletektől egy speciális fenol-formaldehid gyantával átitatott szénszálas bevonat.

A Mars sűrű légkörében a jármű sebessége 6 km / s -ról a hangsebesség kétszeresére csökken. A leeresztett előtétek korrigálják a kapszula helyzetét. A hővédő „takaró” visszalő, és a szuperszonikus ejtőernyő 470 m / s sebességgel nyílik ki.

Amikor elhalad a 3,7 km magasság felett a bolygó felett, a rover aljára telepített kamerának el kell indulnia. Képeket készít a bolygó felszínéről, a nagy pontosságú felvételek segítenek elkerülni azokat a problémákat, amelyekkel a Curiosity hol szálljon le.

Ez idő alatt az ejtőernyő fékként szolgált, és 1,8 km -es magasságban a Vörös bolygó felett a rovert el kell választani a süllyedési egységtől, és a további ereszkedés leszálló motorokkal felszerelt platform segítségével történik.

Változtatható tolóerő -motorok a megfelelő állást. Ezen a ponton a Curiosity -nek ideje kell, hogy lebomoljon és felkészüljön a leszállásra. Annak érdekében, hogy ez a folyamat meglehetősen gördülékeny legyen, egy másik technológiát találtak ki - a „repülő darut”.

A "repülő daru" 3 kábel, amelyek simán leengedik a rovert a bolygó felszínére, miközben a platform 7,5 méter magasságban lebeg.

A Curiosity rover felszerelése. A Curiosity rover telepítve van nagyszámú tudományos berendezések. Köztük van egy orosz szakemberek által kifejlesztett eszköz. A rover egy robotkarral van felszerelve, amely meglehetősen érzékeny. Fúró, lapát és egyéb berendezések vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a talaj- és kőzetminták gyűjtését.

A roverre 10 műszer van telepítve, néhányat az alábbiakban ismertetünk.

MastCam A kamera a rover felett magas árbocban található. Az operátorok szeme az, aki a Földön képet kapva működteti a készüléket.

SAM Ez egy tömegspektrométer, lézerspektrométer és gázkromatográf „egy üvegben”, amely lehetővé teszi a talajminták elemzését. A SAM -nak szerves vegyületeket, nitrogént, oxigént és hidrogént kell találnia.

A robotkarnak a mintákat a rover egy speciális helyére kell szállítania, ahol a SAM készülék megvizsgálja őket.

CheMin- egy másik eszköz a kőzetek elemzésére. Kémiai és ásványi vegyületeket azonosít.

CheCam A Curiositi rover fedélzetének legérdekesebb berendezése. Egyszerűen fogalmazva, ez egy lézer, amely képes felolvasztani a talajt vagy kőzetmintákat a járgánytól 9 méterre, és miután megvizsgálta a párokat, meg kell határoznia azok szerkezetét.

APXS- spektrométer, amely a mintákat röntgensugárzással és alfa-részecskékkel besugárzva képes lesz azonosítani azokat. Az APXS a rover robotkarján ül.

DAN- honfitársaink által kifejlesztett készülék. Képes meghatározni a víz vagy jég jelenlétét még a bolygó felszíne alatti sekély mélységben is.

RAD- meghatározza a jelenlétet sugárzás a bolygón.

REMS- érzékeny időjárás állomás a Curiosity fedélzetén.

A Curiosity rover az emberiség ambiciózus projektje, amely elvisz minket új szint a Mars felfedezése. A Vörös bolygó leszállása és tanulmányozása ezzel a készülékkel segít megválaszolni két kérdést, amelyek régóta kísértik az emberiséget: létezik -e élet a Marson, és lehetséges -e a közeljövőben kolonizálni ezt a bolygót.

• A ChemCam egy eszköztár különböző minták távoli kémiai elemzésére. A munka az alábbiak szerint halad: a lézer felvételek sorozatát végzi a vizsgált objektumon. Ezután elemezzük az elpárolgott kőzet által kibocsátott fény spektrumát. A ChemCam képes a tőle legfeljebb 7 méteres távolságban lévő tárgyak tanulmányozására. A készülék költsége körülbelül 10 millió dollár volt (1,5 millió dolláros túllépés). Normál módban a lézer automatikusan a tárgyra fókuszál.
• MastCam: kettős kamerás rendszer, amely számos spektrális szűrőt tartalmaz. A képek természetes színekben készíthetők, 1600 × 1200 képpont méretűek. A 720p (1280 × 720) videót másodpercenként 10 képkocka sebességgel rögzítik, és hardveresen tömörítik. Az első kamera - közepes szögű kamera (MAC), fókusztávolsága 34 mm, és 15 fokos látómező, 1 pixel 22 cm 1 km távolságban.
• Keskeny szögű kamera (NAC), fókusztávolsága 100 mm, 5,1 fokos látómező, 1 képpont 7,4 cm -rel 1 km távolságban. Minden kamera 8 GB flash memóriával rendelkezik, amely több mint 5500 nyers kép tárolására képes; támogatja a JPEG tömörítést és a veszteségmentes tömörítést. A fényképezőgépek autofókusz funkcióval rendelkeznek, amely lehetővé teszi számukra, hogy 2,1 métertől a végtelenig fókuszáljanak a témákra. Annak ellenére, hogy a gyártó konfigurálta a zoom objektívet, a kamerák nem rendelkeznek nagyítással, mivel nem volt idő a tesztelésre. Minden kamera beépített Bayer RGB szűrővel és 8 kapcsolható infravörös szűrővel rendelkezik. A Spirit and Opportunity (MER) alapú panoráma kamerához képest, amely 1024 × 1024 pixel méretű fekete -fehér képeket fogad, a MAC MastCam kamera szögfelbontása 1,25 -ször nagyobb, és a NAC MastCam kamera - 3,67 -szer fent.
• Mars kézi lencse képalkotó (MAHLI): A rendszer egy, a rover robotkarjára szerelt kamerából áll, amelyet a sziklák és a talaj mikroszkopikus képeinek rögzítésére használnak. A MAHLI 1600 x 1200 képpontos képeket képes rögzíteni, és legfeljebb 14,5 µm / pixel felbontást. A MAHLI fókusztávolsága 18,3 mm - 21,3 mm, látómezője 33,8 - 38,5 fok. A MAHLI fehér és UV LED -es megvilágítással is rendelkezik a sötétben vagy fluoreszkáló megvilágításhoz. Az ultraibolya megvilágítás szükséges a karbonátos és párolgó ásványok sugárzásának kiváltásához, amelyek jelenléte arra utal, hogy a víz részt vett a Mars felszínének kialakításában. A MAHLI 1 mm -es tárgyakra fókuszál. A rendszer több képet is készíthet, különös tekintettel a képfeldolgozásra. A MAHLI mentheti a feldolgozatlan fényképeket minőségromlás nélkül, vagy tömöríthet egy JPEG fájlt.
• MSL Mars Descent Imager (MARDI): A Mars felszínére süllyedés közben a MARDI 1600 × 1200 képpontos színes képet továbbított 1,3 ms expozíciós idővel, a kamera 3,7 km távolságban kezdte a felvételt, és kb. 5 méterre a Mars felszínétől, színes képeket készített 5 képkocka / másodperc gyakorisággal, a felvétel körülbelül 2 percig tartott. 1 képpont 2 km távolságban 1,5 méter, 2 méter távolságban 1,5 mm, a kamera látószöge 90 fok. A MARDI 8 GB belső memóriát tartalmaz, amely több mint 4000 fénykép tárolására képes. A kamera képei lehetővé tették a környező terep megtekintését a leszállóhelyen. A JunoCam, amelyet a Juno űrszondához építettek, a MARDI technológián alapul.
• Alfa-részecske röntgen-spektrométer (APXS): Ez az eszköz besugározza az alfa-részecskéket, és összehasonlítja a röntgen-spektrumokat, hogy meghatározza a kőzet elemi összetételét. Az APXS a részecskék által kiváltott röntgensugárzás (PIXE) egyik formája, amelyet korábban a Mars Pathfinder és a Mars Exploration Rovers rendszerekben használtak. Az APXS -t a Kanadai Űrügynökség fejlesztette ki. MacDonald Dettwiler (MDA) - Az APXS tervezéséért és kivitelezéséért a Canadarmot és a RADARSAT -ot építő kanadai repülőgépgyártó cég felelős. Az APXS fejlesztői csoport tagjai a Guelphi Egyetem, a New Brunswicki Egyetem, a Nyugat -Ontarioi Egyetem, a NASA, a Kaliforniai Egyetem, a San Diego és a Cornell Egyetem tagjai.
• Gyűjtés és kezelés a helyszíni marsi kőzetelemzéshez (CHIMRA): A CHIMRA egy 4x7 cm-es vödör, amely felveszi a talajt. A CHIMRA belső üregeiben egy 150 mikronos cellás szitán átszitálják, amit a vibrációs mechanizmus munkája segít, a felesleget eltávolítják, és a következő részt szitálásra küldik. Összesen három szakaszból áll a mintavétel a vödörből és a talaj szűrése. Ennek eredményeképpen a szükséges frakcióból egy kis por marad, amelyet a rover testen lévő talajfogadóba továbbítanak, és a felesleget eldobják. Ennek eredményeként a teljes vödörből 1 mm -es talajréteg kerül elemzésre. Az elkészített port CheMin és SAM készülékekkel vizsgálják.
• CheMin: A Chemin kémiai és ásványtani összetételét vizsgálja röntgen fluoreszkáló műszer és röntgendiffrakció segítségével. A CheMin a négy spektrométer egyike. A CheMin lehetővé teszi a Marson található ásványi anyagok mennyiségének meghatározását. Az eszközt David Blake fejlesztette ki a NASA Ames kutatóközpontjában és a NASA sugárhajtómű -laboratóriumában. A rover belefúr a sziklákba, és a kapott port összegyűjti a szerszám. Ezután röntgensugarakat irányítanak a porra, az ásványok belső kristályszerkezete tükröződik a sugarak diffrakciós mintázatában. A röntgensugár-diffrakció különböző ásványi anyagoknál eltérő, így a diffrakciós minta lehetővé teszi a tudósok számára, hogy meghatározzák az anyag szerkezetét. Az atomok fényességére és a diffrakciós mintára vonatkozó információkat egy speciálisan előkészített 600x600 képpont méretű E2V CCD-224 mátrix távolítja el. A Curiosity 27 cellával rendelkezik a minták elemzéséhez, egy minta vizsgálata után a cella újra felhasználható, de a rajta végzett elemzés kisebb pontosságú lesz az előző mintával való szennyeződés miatt. Így a rovernek mindössze 27 kísérlete van a minták teljes körű tanulmányozására. További 5 lezárt sejt tárolja a Földről származó mintákat. Szükségük van a készülék teljesítményének tesztelésére marsi körülmények között. A készülék működéséhez -60 Celsius fokos hőmérsékletre van szükség, különben a DAN eszköz interferenciája zavarni fogja.
• Mintaelemzés a Marson (SAM): A SAM eszköztár elemzi a szilárd mintákat, a szerves anyagokat és a légköri összetételt. Az eszközt sok más partnerrel együtt fejlesztette ki: Goddard Űrrepülési Központ, Inter-Universitaire Laboratory, francia CNRS és Honeybee Robotics.
• Sugárzásértékelő érzékelő (RAD): Ez a műszer adatokat gyűjt a szint értékeléséhez sugárzási háttér, amely hatással lesz a jövőbeni Mars -expedíciók résztvevőire. Az eszköz szinte a rover "szívébe" van felszerelve, és így egy űrhajót szimulál egy űrhajóban. A RAD -t az MSL első tudományos műszereként kapcsolta be, alacsony Föld körüli pályára, és háttérsugárzást rögzített a készülék belsejében - majd a rover belsejében, miközben a Mars felszínén működött. Kétféle típusú sugárzás intenzitásáról gyűjt adatokat: nagy energiájú galaktikus sugarakról és a nap által kibocsátott részecskékről. A RAD-t Németországban fejlesztette ki a Délnyugati Kutatóintézet (SwRI) a Földönkívüli Fizika számára a Christian-Albrechts-Universität zu Kiel csoportban, a NASA központjában és Németországban található Exploration Systems Mission pénzügyi támogatásával.
• Dinamikus neutronok albedója (DAN): "Dinamikus neutronok albedója" (DAN), amelyet a Szövetségi Űrügynökség (Roscosmos) biztosít a hidrogén, vízjég észlelésére a Mars felszíne közelében. Ez az Automatizálás Tudományos Kutatóintézetének közös fejlesztése. NL Dukhova, a Rosatom (impulzus neutrongenerátor), az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutató Intézete (detektáló egység) és a Joint Institute for Nuclear Research (kalibrálás). Az eszköz fejlesztésének költsége körülbelül 100 millió rubel volt. Fotó a készülékről. A készülék tartalmaz egy impulzusos neutronforrást és egy neutron sugárzó vevőt. A generátor rövid ideig sugároz, erős impulzusok neutronok. Az impulzus időtartama körülbelül 1 μs, a fluxusteljesítmény akár 10 millió neutron, impulzusonként 14 MeV energiával. A részecskék behatolnak a Mars talajába 1 m mélységig, ahol kölcsönhatásba lépnek a fő kőzetképző elemek magjaival, aminek következtében lelassulnak és részben felszívódnak. A többi neutront visszaveri és rögzíti a vevő. Pontos mérések lehetségesek 50 - 70 cm mélységig A Vörös Bolygó felszínének aktív felmérése mellett a készülék képes felszín természetes háttérsugárzásának megfigyelésére (passzív felmérés).
• Rover környezeti megfigyelő állomás (REMS): meteorológiai műszerek és UV -érzékelő készlet, amelyet a spanyol oktatási és tudományos minisztérium biztosít. A kutatócsoport, amelyet Javier Gomez-Elvira, a Centro Astrobiology (Madrid) vezet, a finn Meteorológiai Intézetet is partnerként használja. Telepítettük a kamera árbocára, hogy mérjük a légköri nyomást, a páratartalmat, a szélirányt, a levegő és a talaj hőmérsékletét, valamint az ultraibolya sugárzást. Minden érzékelő három részből áll: két szórókeret van a roverhez rögzítve, a távérzékelő oszlop (RSM), az ultraibolya érzékelő (UVS) a rover felső árbocában, a műszervezérlő egység (ICU) pedig a hajótest. A REMS új betekintést nyújt a helyi hidrológiai viszonyokba, az ultraibolya sugárzás pusztító hatásaiba és a föld alatti életbe.
• MSL belépési és leszállási műszerek (MEDLI): A MEDLI fő célja a légköri környezet tanulmányozása. A leereszkedő jármű lassulása után a roverrel a légkör sűrű rétegeiben elvált a hőpajzs - ebben az időszakban gyűjtötték össze a szükséges adatokat a marsi légkörről. Ezeket az adatokat felhasználjuk a jövőbeli küldetések során, lehetővé téve a légkör paramétereinek meghatározását. Ezek felhasználhatók a süllyedő jármű kialakításának megváltoztatására is a jövőbeli Mars -missziók során. A MEDLI három fő műszerből áll: a MEDLI integrált érzékelő dugókból (MISP), a Mars Entry Atmospheric Data System (MEADS) és az érzékelő támogató elektronikából (SSE).
• Veszély elkerülő kamerák (Hazcams): A rover két pár fekete -fehér navigációs kamerával rendelkezik a jármű oldalán. Arra használják, hogy elkerüljék a veszélyt a rover mozgása közben, és biztonságosan irányítsák a manipulátort a sziklákra és a talajra. A kamerák 3D -s képeket készítenek (az egyes kamerák látómezeje 120 fok), feltérképezik a terepet a rover előtt. Az összeállított térképek lehetővé teszik a rover számára, hogy elkerülje a véletlen ütközéseket, és a jármű szoftverei segítségével kiválasztják az akadályok leküzdéséhez szükséges utat.
• Navigációs kamerák (Navcams): A navigációhoz a rover egy pár fekete -fehér kamerát használ, amelyek az árbocra vannak szerelve a rover mozgásának nyomon követésére. A kamerák 45 fokos látómezővel rendelkeznek, 3D-s képeket készítenek. Felbontásuk lehetővé teszi, hogy 25 méter távolságból 2 centiméteres objektumot lásson.

Tehát hogyan lehet felvenni a kapcsolatot egy roverrel a Marson? Gondolj bele - még akkor is, ha a Mars a legkisebb távolságra van a Földtől, a jelnek ötvenöt millió kilométert kell megtennie! Ez tényleg hatalmas távolság. De hogyan képes egy kicsi, magányos rover átvinni eddigi és ilyen mennyiségű tudományos adatait és gyönyörű színes képeit? A legelső közelítésben valahogy így néz ki (nagyon próbáltam, tényleg):

Tehát az információátadás folyamatában általában három kulcsfontosságú "figura" vesz részt - az űrkommunikáció egyik központja a Földön, az egyik mesterséges műholdak A Mars és valójában maga a rover. Kezdjük a régi Földdel, és beszéljünk a DSN (Deep Space Network) kommunikációs központokról.

Űrkommunikációs állomások

A NASA űrmisszióinak bármelyikét arra tervezték, hogy a kommunikációnak az űrhajóval a nap 24 órájában lehetségesnek kell lennie (nos, vagy legalábbis mindig, amikor lehetséges) alapvetően). Mivel, mint tudjuk, a Föld meglehetősen gyorsan forog saját tengelyén, a jel folyamatosságának biztosítása érdekében több pontra van szükség az adatok fogadásához / továbbításához. Ezek azok a pontok, amelyek a DSN állomások. Három kontinensen helyezkednek el, és egymástól körülbelül 120 hosszúsági fok választja el őket, ami lehetővé teszi számukra, hogy részben átfedjék egymás lefedettségi területeit, és ennek köszönhetően a nap 24 órájában "vezetik" az űrhajót. Ehhez, amikor az űreszköz elhagyja az egyik állomás lefedettségi területét, a jele átkerül a másikra.

A DSN -komplexumok egyike az USA -ban található (Goldstone -komplexum), a második Spanyolországban (körülbelül 60 kilométerre Madridtól), a harmadik pedig Ausztráliában (körülbelül 40 kilométerre Canberrától).

Mindegyik komplexumnak megvan a maga antennakészlete, de funkcionalitás szempontjából mindhárom központ megközelítőleg egyenlő. Magukat az antennákat DSS-nek (Deep Space Stations) hívják, és saját számozással rendelkeznek-az Egyesült Államokban az antennák 1X-2X, Ausztráliában az antennák 3X-4X, Spanyolországban pedig az 5X-6X-esek. Tehát ha valahol a „DSS53” hangot hallja, biztos lehet benne, hogy az egyik spanyol antennáról beszélünk.

A roverekkel való kommunikációhoz leggyakrabban a canberrai komplexumot használják, ezért beszéljünk róla részletesebben.

A komplexumnak saját weboldala van, ahol meglehetősen sok érdekes információt találhat. Például nagyon hamar - idén április 13 -án - a DSS43 antenna ünnepli fennállásának 40. évfordulóját.

Összesen, tovább jelenleg A Canberra állomásnak három aktív antennája van: DSS-34 (34 méter átmérőjű), DSS-43 (lenyűgöző 70 méter) és DSS-45 (ismét 34 méter). Természetesen a központ működésének évei során más antennákat is használtak, amelyek szerint különböző okok leszerelték. Például a legelső antennát, a DSS42 -t 2000 decemberében kivonták a forgalomból, a DSS33 -at (11 méter átmérőjű) pedig 2002 februárjában leszerelték, majd 2009 -ben Norvégiába szállították, hogy tovább folytassa munkáját, mint a légkör tanulmányozásának eszközét.

Az említett működő antennák közül az első, DSS34, 1997 -ben épült, és ezen eszközök új generációjának első képviselője lett. Neki megkülönböztető jellemzője hogy a jel vételére / továbbítására és feldolgozására szolgáló berendezés nem közvetlenül a lemezen, hanem az alatta lévő helyiségben található. Ez lehetővé tette az edény jelentős megvilágítását, és lehetővé tette a berendezés szervizelését anélkül, hogy leállítaná az antenna működését. A DSS34 fényvisszaverő antenna, működési sémája így néz ki:

Amint láthatja, az antenna alatt van egy helyiség, amelyben a vett jel összes feldolgozása történik. Valódi antennával ez a szoba a föld alatt van, így nem fogja látni a fényképeken.

DSS34, kattintható

Adás:

• X-sáv (7145-7190 MHz)
• S-sáv (2025-2120 MHz)

Recepció:

• X-sáv (8400-8500 MHz)
• S-sáv (2200-2300 MHz)
• Ka-sáv (31,8-32,3 GHz)

Pozicionálási pontosság: Lengési sebesség:

• 2,0 ° / mp

Szélállóság:

• Állandó szél 72 km / h
• Lökések + 88 km / h

DSS43(amely éppen az évfordulóját ünnepli) egy sokkal régebbi példány, 1969-1973-ban épült és 1987-ben felújították. A DSS43 a legnagyobb mobil parabolikus antenna bolygónk déli féltekéjén. A több mint 3000 tonna súlyú szerkezet körülbelül 0,17 milliméter vastag olajfólián forog. Az edény felülete 1272 alumínium panelből áll, területe 4180 négyzetméter.

DSS43, kattintható

néhány műszaki jellemző

Adás:

• X-sáv (7145-7190 MHz)
• S-sáv (2025-2120 MHz)

Recepció:

• X-sáv (8400-8500 MHz)
• S-sáv (2200-2300 MHz)
• L-sáv (1626-1708 MHz)
• K-sáv (12,5 GHz)
• Ku-sáv (18-26 GHz)

Pozicionálási pontosság:

• 0,005 ° -on belül (az ég pontjára történő célzás pontossága)
• 0,25 mm -en belül (az antenna mozgásának pontossága)

Lengési sebesség:

• 0,25 ° / mp

Szélállóság:

• Állandó szél 72 km / h
• Lökések + 88 km / h
• Maximum számított - 160 km / h

DSS45... Ez az antenna 1986 -ban készült el, és eredetileg az Uránuszt tanulmányozó Voyager 2 -vel való kommunikációra szánták. Kerek, 19,6 méter átmérőjű alapon forog, 4 kerék segítségével, amelyek közül kettő vezet.

DSS45, kattintható

néhány műszaki jellemző

Adás:

• X-sáv (7145-7190 MHz)

Recepció:

• X-sáv (8400-8500 MHz)
• S-sáv (2200-2300 MHz)

Pozicionálási pontosság:

• 0,015 ° -on belül (az ég pontjára történő célzás pontossága)
• 0,25 mm -en belül (az antenna mozgásának pontossága)

Lengési sebesség:

• 0,8 ° / mp

Szélállóság:

• Állandó szél 72 km / h
• Lökések + 88 km / h
• Maximum számított - 160 km / h

Ha az űrkommunikációs állomás egészéről beszélünk, akkor négy fő feladatot kell végrehajtania:
Telemetria- az űrhajóktól kapott telemetriai adatok fogadása, dekódolása és feldolgozása. Általában ezek az adatok rádiócsatornán keresztül továbbított tudományos és műszaki információkból állnak. A telemetriai rendszer adatokat fogad, figyelemmel kíséri azok változásait és a normának való megfelelést, és továbbítja azokat az érvényesítő rendszerekhez ill. tudományos központok feldolgozása.
Követés- a nyomkövető rendszernek biztosítania kell a kétirányú kommunikáció lehetőségét a Föld és az űrhajó között, és ki kell számítania annak helyét és sebességvektorát a torony helyes elhelyezése érdekében.
Ellenőrzés- lehetővé teszi a szakemberek számára, hogy vezérlőparancsokat továbbítsanak az űrhajóra.
Felügyelet és ellenőrzés- Megengedem, hogy maga vezesse és kezelje a DSN rendszereit

Érdemes megjegyezni, hogy az ausztrál állomás jelenleg mintegy 45 űrszondát szolgál ki, így a működésének menetrendje egyértelműen szabályozott, és nem is olyan egyszerű további időt szerezni. Mindegyik antenna rendelkezik azzal a technikai képességgel, hogy akár két különböző eszközt is kiszolgálhat egyszerre.

Tehát a roverre továbbítandó adatokat a DSN állomásra küldik, ahonnan röviden (5–20 perc) küldik őket. űrutazás a Vörös bolygóra. Most térjünk át magára a roverre. Milyen kommunikációs eszközei vannak?

Kíváncsiság

A Curiosity három antennával van felszerelve, amelyek mindegyike használható információ fogadására és továbbítására. Ezek UHF antenna, LGA és HGA. Mindegyik a rover "hátán" található, különböző helyeken.

HGA - nagy erősítésű antenna
MGA - közepes erősítésű antenna
LGA - alacsony erősítésű antenna
UHF - ultra magas frekvencia
Mivel a HGA, MGA és LGA rövidítésekben már szerepel az antenna szó, nem fogom újra hozzárendelni ezt a szót hozzájuk, ellentétben az UHF rövidítéssel.

RUHF, RLGA és High Gain antenna érdekel minket

Leggyakrabban UHF antennát használnak. Segítségével a rover adatokat tud továbbítani az MRO és az Odyssey műholdakon keresztül (amelyekről később beszélünk) körülbelül 400 megahertzes frekvencián. A műholdak jelátvitelre való használata előnyösebb, mivel sokkal hosszabb ideig vannak a DSN állomások látómezőjében, mint maga a rover, egyedül ülve a Mars felszínén. Ezenkívül, mivel sokkal közelebb vannak a roverhez, az utóbbinak kevesebb energiát kell költenie az adatok továbbítására. Az átviteli sebesség akár 256 Kbps is lehet Odyssey esetén, és legfeljebb 2 Mbps MRO esetén. B O A Curiosity -től származó információk nagy része az MRO műholdon keresztül halad. Maga az UHF antenna a rover hátulján található, és úgy néz ki, mint egy szürke henger.

A Curiosity HGA -val is rendelkezik, amellyel parancsokat fogadhat közvetlenül a Földről. Ez az antenna mozgatható (a Föld felé irányíthatja), vagyis használatához a rovernek nem kell megváltoztatnia a helyét, elegendő egyszerűen a HGA -t a kívánt irányba fordítani, és ez energiát takarít meg. A HGA nagyjából a rover bal oldalán középre van szerelve, és egy hatszög, amelynek átmérője körülbelül 30 centiméter. A HGA képes adatokat továbbítani közvetlenül a Földre körülbelül 160 bps sebességgel 34 m -es antennákon, vagy akár 800 bps -ig 70 m -es antennákon.

Végül a harmadik antenna az úgynevezett LGA.
Minden irányba jeleket küld és fogad. Működteti az LGA-t az X-sávban (7-8 GHz). Ennek az antennának a teljesítménye azonban meglehetősen alacsony, és az átviteli sebesség gyenge. Emiatt elsősorban információk fogadására és nem továbbítására használják.
A fotón az LGA a fehér torony az előtérben.
Az UHF antenna látható a háttérben.

Érdemes megjegyezni, hogy a rover hatalmas mennyiségű tudományos adatot állít elő, és nem mindig lehetséges az összes elküldése. A NASA szakértői a fontosságot helyezik előtérbe: először a legmagasabb prioritású információkat továbbítják, az alacsonyabb prioritásúak pedig várják a következő kommunikációs ablakot. Néha a legkevésbé fontos adatok közül néhányat teljesen törölni kell.

Az Odyssey és a MRO műholdak

Tehát rájöttünk, hogy a Curiosityvel való kommunikációhoz általában szükség van egy "köztes kapcsolatra" az egyik műhold formájában. Ennek köszönhetően meg lehet hosszabbítani azt az időt, amely alatt a Curiosityvel való kommunikáció általában lehetséges, valamint növelni lehet az átviteli sebességet, mivel az erősebb műholdantennák sokkal nagyobb sebességgel képesek adatokat továbbítani a Földre.

Mindegyik műholdnak két kommunikációs ablaka van, egy -egy roverrel. Általában ezek az ablakok elég rövidek - csak néhány perc. Vészhelyzet esetén a Curiosity kommunikálhat az Európai Űrügynökség Mars Express Orbiter műholdjával is.

Mars odüsszeia

Mars odüsszeia
A Mars Odyssey műholdat 2001 -ben bocsátották fel, és eredetileg a bolygó szerkezetének tanulmányozására és ásványok keresésére volt hivatott. A műhold mérete 2,2x2,6x1,7 méter, súlya pedig több mint 700 kilogramm. Keringési magassága 370-444 kilométer. Ezt a műholdat a korábbi járók aktívan használták: a Spirit and Opportunity -tól kapott adatok mintegy 85 százaléka ezen keresztül sugárzott. Az Odyssey képes kommunikálni a Curiosity -val az UHF tartományban. Kommunikáció tekintetében HGA, MGA (közepes erősítésű antenna), LGA és UHF antenna van. Alapvetően a Földre történő adatátvitelhez a HGA -t használják, amelynek átmérője 1,3 méter. Az átvitel 8406 MHz frekvencián, az adatok fogadása 7155 MHz frekvencián történik. A gerenda szögmérete két fok nagyságrendű.

Műholdas műszerek elhelyezkedése

A kommunikáció a roverekkel UHF antenna segítségével történik 437 MHz -en (adás) és 401 MHz -en (vétel), az adatcsere sebessége 8, 32, 128 vagy 256 kb / s lehet.

Mars Reconnaissance Orbiter

MRO

2006 -ban csatlakozott az Odyssey műholdhoz az MRO - Mars Reconnaissance Orbiter, amely most a Curiosity fő beszélgetőpartnere.
A jelzőművészként végzett munka mellett azonban maga az MRO is lenyűgöző tudományos műszerekkel rendelkezik, és ami a legérdekesebb, HiRISE kamerával van felszerelve, ami valójában egy reflektoros távcső. A 300 kilométeres tengerszint feletti magasságban található HiRISE akár 0,3 méter / pixel felbontású képeket is készíthet (összehasonlításképpen általában a Föld műholdképei állnak rendelkezésre körülbelül 0,5 méter / pixel felbontással). Az MRO elképesztő 0,25 méter pontossággal képes felületek sztereopárjait is létrehozni. Erősen ajánlom, hogy ismerkedjen meg például legalább néhány rendelkezésre álló képpel. Például mit ér, például ez a Victoria -kráter képe (kattintható, az eredeti körülbelül 5 megabájt):

Azt javaslom, hogy a legfigyelmesebbek találják meg az Opportunity rovert a képen;)

válasz (kattintható)

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a legtöbb színes kép kibővített tartományban készült, így ha olyan képre bukkan, amelyen a felület világos kék-zöldes, ne rohanjon összeesküvés-elméletekbe;) De biztos lehet benne, hogy különböző képeken ugyanazok a fajták azonos színűek lesznek. Vissza azonban a kommunikációs rendszerekhez.

Az MRO négy antennával van felszerelve, amelyek céljukban megegyeznek a rover antennáival - egy UHF antennával, egy HGA -val és két LGA -val. A műhold által használt főantenna - a HGA - átmérője három méter, és az X -sávban működik. Ő az, aki adatokat továbbít a Földre. A HGA 100 wattos erősítővel is rendelkezik.

1 - HGA, 3 - UHF, 10 - LGA (mindkét LGA közvetlenül a HGA -ra van felszerelve)

A Curiosity és az MRO UHF antenna segítségével kommunikál, a kommunikációs ablak kétszer nyílik meg solban, és körülbelül 6-9 percig tart. Az MRO napi 5 GB -ot foglal le a roverektől kapott adatokra, és tárolja mindaddig, amíg a Föld egyik DSN -állomásának látómezejébe nem kerül, majd továbbítja az adatokat. Az adatátvitel a roverre ugyanúgy történik. A roverre továbbítandó parancsok tárolásához 30 MB / sol van lefoglalva.

A DSN állomások napi 16 órát végeznek MRO -t (a fennmaradó 8 órában a műhold van hátoldal Mars, és nem tud adatokat cserélni, mivel a bolygó lezárja), amelyek közül 10-11 adatokat továbbít a Földre. Általában a műhold heti három napon 70 méteres DSN antennával működik, kétszer 34 méteres antennával (sajnos nem világos, hogy mit csinál a hátralévő két napban, de alig van hétvége). Az átviteli sebesség 0,5-4 megabit / másodperc között változhat - csökken a Mars távolságától a Földtől, és két bolygó közeledtével nő. Most (a cikk megjelenésekor) a Föld és a Mars majdnem a maximális távolságra vannak egymástól, így az átviteli sebesség nagy valószínűséggel nem túl magas.

A NASA azt állítja (van egy speciális widget a műhold honlapján), hogy működése során az MRO több mint 187 terabit (!) Adatot továbbított a Földre - ez több, mint az előtte az űrbe küldött összes eszköz összerakni.

Következtetés

Tehát foglaljuk össze. Amikor vezérlőparancsokat továbbít a rovernek, a következők történnek:

• A JPL szakemberei parancsokat küldenek az egyik DSN állomásra.
• Az egyik műholddal folytatott kommunikáció során (valószínűleg MRO lesz) a DSN állomás parancskészletet küld neki.
• A műhold tárolja az adatokat a belső memóriában, és várja a következő kommunikációs ablakot a roverrel.
• Amikor a rover a hozzáférési zónában van, a műhold vezérlőparancsokat küld neki.

Amikor adatokat továbbít a roverről a Földre, mindez fordított sorrendben történik:

• A Rover tudományos adatait a belső memóriában tárolja, és műholddal várja a következő kommunikációs ablakot.
• Ha rendelkezésre áll egy műhold, a rover információt továbbít neki.
• A műhold adatokat fogad, tárolja a memóriájában, és várja az egyik DSN állomás elérhetőségét
• Amikor egy DSN állomás elérhetővé válik, a műhold elküldi a kapott adatokat.
• Végül a jel vétele után a DSN állomás dekódolja és elküldi a kapott adatokat azoknak, akiknek szánták.

Remélem, többé -kevésbé röviden le tudtam írni a Curiosityval folytatott kommunikáció folyamatát. Mindezek az információk (on angol nyelv; plusz egy csomó további, köztük például az egyes műholdak működési elvéről szóló meglehetősen részletes műszaki jelentések) elérhetők a különböző JPL -oldalakon, nagyon könnyű megtalálni, ha pontosan tudja, mi érdekli ban ben.

Kérjük, hogy minden hibát és elírást személyes üzenetben jelezzen!

A felmérésben csak regisztrált felhasználók vehetnek részt. Gyere be kérlek.

A kráter átmérője több mint 150 kilométer,központjában üledékes kőzetek kúpja található, 5,5 kilométer magas - Sharpe -hegy.A sárga pont jelzi a rover leszállóhelyétKíváncsiság - Bradbury Landing

Az űreszköz majdnem egy adott ellipszis közepén ereszkedett le Aeolis Mons közelében (Eolis, Mount Sharp) - a fő tudományos célra küldetés.

Curiosity Trail in Gale Crater (leszállás 2012.08.06. - 2018.08.01., 2128. sz.)

Az útvonal fő szakaszai meg vannak jelölve tudományos munkák... A fehér vonal a leszálló ellipszis déli határa. Hat évig a rover körülbelül 20 km -t tett meg, és több mint 400 ezer fényképet küldött a Vörös bolygóról

A Curiosity 16 helyszínen gyűjtött mintákat "földalatti" talajból

(a NASA / JPL szerint)

Curiosity rover a Vera Rubin Ridge -en

Fentről jól látható a viharvert Murray Buttes -dombvidék régiója, a Bagnold -dűnék sötét homokja és a Gale -kráter északi gerincének előtti Aeolis Palus (Eol -mocsár) síksága. A kép jobb oldalán található kráterfal magas csúcsa körülbelül 31,5 km -re van a rovertől, magassága pedig ~ 1200 méter
A Marsi Tudományos Laboratórium nyolc fő feladata:
1. A marsi szerves szénvegyületek természetének felfedezése és megalapozása.
2. Fedezze fel az élethez szükséges anyagokat: szén, hidrogén,
nitrogén, oxigén, foszfor, kén.
3. Keresse meg a lehetséges biológiai folyamatok nyomait.
4. Határozza meg a Mars felszínének kémiai összetételét.
5. A Mars kövek és talaj kialakulásának folyamatának megállapítása.
6. A marsi légkör hosszú távú fejlődési folyamatának becslése.
7. Határozza meg a víz és a szén -dioxid jelenlegi állapotát, eloszlását és keringését.
8. Határozza meg a Mars felszínéről származó radioaktív sugárzás spektrumát.

Fő feladata- olyan körülmények keresése, amelyek valaha kedvezőek voltak a mikroorganizmusok lakására - A kíváncsiság az alföldi ősi marsi folyó kiszáradt medrének vizsgálatával valósult meg. A rover erős bizonyítékot talált arra, hogy a hely ősi tó volt, és alkalmas volt a legegyszerűbb életformák támogatására.

A kíváncsiság járókelőjeYellowknife öböl

A fenséges Sharpe -hegy emelkedik a láthatáron ( Aeolis Mons,Eolis)

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

Egyéb fontos eredmények vannak:
- A sugárzás természetes szintjének felmérése a Marsra való repülés során és a Mars felszínén; ez az értékelés szükséges egy sugárvédelem megalkotásához egy emberes Mars -járathoz

( )

- A nehéz és könnyű izotópok arányának mérése kémiai elemek a marsi légkörben. Ez a tanulmány kimutatta, hogy a Mars ősi légkörének nagy részét szétszórta az űrbe a bolygó gázburkolatának felső rétegeiből származó fényatomok elvesztése ( )

Az első mérés a kőzetek koráról a Marson és becslés a pusztulásuk idejéről közvetlenül a felszínen a kozmikus sugárzás hatására. Ez az értékelés lehetővé teszi számunkra, hogy megtudjuk a bolygó vízi múltjának időkeretét, valamint az ősi szerves anyagok pusztulásának mértékét a Mars szikláiban és talajában.

CA Gale -kráter központi töltését - a Sharpe -hegyet - réteges üledékes kőzetekből alakították ki egy ősi tóban tízmillió év alatt

A rover felfedezte a metántartalom tízszeres növekedését a Vörös Bolygó légkörében, és megtalálta szerves molekulák talajmintákban

RoverKíváncsiság a leszálló ellipszis déli szélén 2014. június 27., 672. old

(Kép a Mars Reconnaissance Orbiter HiRISE kamerájából)

2014 szeptemberétől 2015 márciusáig a rover felfedezte a Pahrump -dombokat. A bolygó tudósai szerint a Gale -kráter középhegységének alapkőzetét képviseli, és geológiailag nem utal az alja felszínére. Ettől kezdve a Curiosity elkezdte felfedezni a Sharpe -hegyet.

Felvidéki kilátás a "Pahrump Hills" -re

A "Confidence Hills", "Mojave 2" és "Telegraph Peak" lapok fúrási helyei meg vannak jelölve. A bal oldali háttérben a Sharpe -hegy lejtői láthatók, fent pedig a Bálna -szikla, a Salsberry Peak és a Newspaper Rock kiemelkedései. Az MSL hamarosan a Sharpe -hegy magasabb lejtőire utazott a "Artist's Drive" nevű üregen keresztül

(NASA / JPL)

A Mars Reconnaissance Orbiter HiRISE kamerája 2015. április 8 -án látta a rovert299 km magasságból.

Észak fent van. A kép körülbelül 500 méter széles területet ölel fel. A dombormű világos területei - üledékes sziklák, sötétek - homokkal borítva

(NASA / JPL-Caltech / Univ. Of Arizona)

A Rover folyamatosan felméri a területet és néhány rajta lévő tárgyat, műszerekkel figyeli a környezetet. A navigációs kamerák a felhőket keresve az égre is felnéznek.

Önarcképa Marias -hágó közelében

2015. július 31 -én a Curiosity Buckskin kőlapot fúrt egy szokatlanul magas szilícium -dioxidos üledékes területen. Ezzel a kőzettípussal először a Marsi Tudományos Laboratórium (MSL) találkozott a Gale -kráterben töltött három év alatt. Talajmintát véve a rover továbbment a Sharpe -hegyre

(NASA / JPL)

Curiosity rover a dűnén Namib Dune

A Namib Dune meredek szélső lejtője 28 fokos szögben 5 méter magasra emelkedik. A horizonton látható a Gale Crater északnyugati gerinc

Az eszköz névleges műszaki élettartama két földi év - 2014. június 23 -án a Sol -668 -on, de a Curiosity jó állapotban van, és sikeresen folytatja a Mars felszínének tanulmányozását

Az Aeolis lejtőin réteges dombok, amelyek elrejtik a Marsi Gale -kráter geológiai történetét és a Vörös bolygó környezeti változásainak nyomait, a Curiosity jövőbeli otthona

Előttünk sivatag, meztelen és élettelen. A horizontot egy kráter széle jelöli, közepén egy öt kilométeres csúcs emelkedik.

Előttünk sivatag, meztelen és élettelen. A horizontot egy kráter széle jelöli, közepén egy öt kilométeres csúcs emelkedik. A rover kerekei és panelei közvetlenül a lábunk előtt csillognak. Ne féljen: Londonban vagyunk, ahol egy egyedülálló Data Observatory lehetővé teszi a geológusoknak, hogy a Mars -sivatagba utazzanak, és együtt dolgozzanak a Curiosity -val, a valaha volt legkifinomultabb robottal, amely az űrbe megy.
A monitorokon izzó panoráma a rover által a Földre küldött keretekből áll. A kék ég ne tévesszen meg: a Marson tompa sárga, de az emberi szem jobban ismeri azokat az árnyalatokat, amelyeket a földi légkör által szétszórt fény hoz létre. Ezért a képeket természetellenes színekben dolgozzák fel és jelenítik meg, így nyugodtan megvizsgálhatja az egyes kavicsokat. „A geológia tereptudomány” - magyarázta nekünk Sanjev Gupta, a londoni Imperial College professzora. - Imádunk kalapáccsal járni a földön. Öntsön kávét egy termoszból, vizsgálja meg az eredményeket, és válassza ki a laboratórium számára legérdekesebbet. " A Marson nincsenek laboratóriumok vagy termoszok, de a geológusok odaküldték a Curiosity -t, elektronikus párjukat. A szomszédos bolygó régóta érdekli az emberiséget, és minél többet tudunk meg róla, minél gyakrabban beszélünk a jövőbeli gyarmatosításról, annál komolyabb az oka ennek a kíváncsiságnak.

Valamikor a Föld és a Mars nagyon hasonló volt. Mindkét bolygón volt folyékony víz óceán és nyilvánvalóan meglehetősen egyszerű szerves anyag. A Marson pedig, akárcsak a Földön, vulkánok törtek ki, sűrű légkör kavargott, de egy szerencsétlen pillanatban valami elromlott. „Megpróbáljuk megérteni, milyen volt ez a hely milliárdokkal ezelőtt, és miért változott ennyire” - mondta John Grötzinger, a Kaliforniai Technológiai Intézet geológiai professzora. - Hisszük, hogy volt víz, de nem tudjuk, hogy képes -e támogatni az életet. És ha tehette, támogatta. Ha igen, nem tudni, hogy legalább néhány bizonyíték maradt -e fenn a kövekben. " Mindezt a rover geológusnak kellett eldöntenie.

A kíváncsiságot rendszeresen és gondosan fényképezik, lehetővé téve önmaga megvizsgálását és általános állapotának felmérését. Ez a „szelfi” MAHLI kamerával készített képekből áll. Háromcsuklós manipulátoron található, amely a képek egyesítésekor szinte láthatatlannak bizonyult. Egy ütőfúró, egy vödör a laza minták gyűjtésére, egy szita azok szitálására és a fém kefék a kövek portól való tisztítására nem tartoztak a keretbe. A MAHLI makrókamera és a minták kémiai összetételének elemzésére szolgáló APXS röntgen-spektrométer szintén nem látható.
1. Az erőteljes rover rendszerekben nem lesz elegendő napelem, és egy radioizotóp termoelektromos generátor (RTG) táplálja. 4,8 kg plutónium-238-dioxid a burkolat alatt napi 2,5 kWh energiát szolgáltat. A hűtő radiátor lapátjai láthatók.
2. A ChemCam készülék lézere 50-75 nanosekundumos impulzusokat bocsát ki, amelyek 7 m távolságban elpárologtatják a követ, és lehetővé teszik a kapott plazma spektrumának elemzését a célpont összetételének meghatározásához.
3. Egy pár MastCam színes fényképezőgép különböző infravörös szűrőkön keresztül fényképez.
4. A REMS meteorológiai állomás figyeli a nyomást és a szelet, a hőmérsékletet, a páratartalmat és az ultraibolya sugárzást.
5. Manipulátor eszköz- és eszközkészlettel (nem látható).
6. SAM - gázkromatográf, tömegspektrométer és lézerspektrométer
az illékony anyagok összetételének megállapítására az elpárologtatott mintákban és a légkörben.
7. A CheMin meghatározza a zúzott minták összetételét és ásványtanát a röntgendiffrakciós mintából.
8. A RAD sugárzásérzékelő még földközeli pályán működött, és adatokat gyűjtött a Marsra tartó teljes repülés során.
9. A DAN neutrondetektor érzékeli a vízmolekulákban megkötött hidrogént. Ez orosz hozzájárulás a rover munkájához.
10. Antennaház a Mars Reconnaissance Orbiter (kb. 2 Mbps) és a Mars Odyssey (kb. 200 Mbps) műholdakkal való kommunikációhoz.
11. Antenna a Földdel való közvetlen kommunikációhoz az X-sávban (0,5-32 kbit / s).
12. A süllyedés során a MARDI kamera nagy felbontású színes fényképezést végzett, lehetővé téve a leszállás helyének részletes megtekintését.
13. Jobb és bal pár fekete -fehér Navcams kamera a legközelebbi terület 3D modelljeinek elkészítéséhez.
14. A panel tiszta mintákkal lehetővé teszi a rover kémiai elemzőinek működésének ellenőrzését.
15. Tartalék fúrók a fúróhoz.
16. Az előkészített mintákat e tálcába öntik egy vödörből, amelyet MAHLI makró kamerával vagy APXS spektrométerrel kell tanulmányozni.
17. 20 hüvelykes kerekek független hajtásokkal, titán rugós küllőkön. A hullámzás által hagyott nyomok felhasználhatók a talaj tulajdonságainak felmérésére és a mozgás nyomon követésére. A rajz Morse -betűket tartalmaz - JPL.

Az expedíció kezdete

A Ferrari Mars szerencsétlen célpont az űrhajósok számára. Az 1960 -as évek óta csaknem ötven jármű ment hozzá, amelyek nagy része lezuhant, lekapcsolt, nem tudott pályára lépni, és örökre eltűnt az űrben. Az erőfeszítések azonban nem voltak hiábavalók, és a bolygót nemcsak pályáról, hanem akár több rover segítségével is tanulmányozták. 1997-ben egy 10 kilogrammos Sojourner lovagolt át a Marson. A Spirit and Opportunity ikrek legendává váltak: a második közülük hősiesen folytatja munkáját több mint 12 éve egymás után. De a Curiosity a leglenyűgözőbb mind közül, egy egész robotlabor akkora, mint egy autó.

2012. augusztus 6 -án a Curiosity leszálló ejtőernyős rendszert dobott le, amely lehetővé tette, hogy ritka légkörben lassítson. Nyolc sugárhajtómű beindult, és a kábelrendszer óvatosan leengedte a rovert a Gale -kráter aljára. A leszállás helyét sok vita után választották ki: Sanjev Gupta szerint itt találták meg az összes feltételt annak érdekében, hogy jobban megismerjék a Mars geológiai - látszólag nagyon viharos - múltját. Az orbitális felmérések agyagok jelenlétére utaltak, amelyek megjelenéséhez víz jelenléte szükséges, és amelyekben a szerves anyagok jól megőrződnek a Földön. A Sharpa -hegy (Aeolis) magas lejtői ígéretet tettek az ősi sziklák rétegeinek megtekintésére. A meglehetősen lapos felület biztonságosnak tűnt. A Curiosity sikeresen felvette a kapcsolatot és frissítette a szoftvert. A repülés és a leszállás során használt kód egy részét felváltotta egy új - az űrhajósból a rover végül geológus lett.
Első év: víznyomok

Hamarosan a geológus "kinyújtotta a lábát" - hat alumínium kereket, számos kamerát és berendezést vizsgált meg. Kollégái a Földön minden oldalról szemügyre vették a leszállási pontot, és irányt választottak. A Sharpe -hegyre vezető út körülbelül egy évig tartott, és ezalatt sok munka volt. A Földdel való közvetlen kommunikációs csatorna nem rendelkezik jó sávszélességgel, de minden marsi (szol) körpálya átrepül a rover felett. A velük való adatcsere ezerszer gyorsabb, lehetővé téve, hogy naponta több száz megabit adatot vigyen át. A tudósok elemzik őket a Data Observatoryban, megnézik a képernyőképeket a számítógép képernyőjén, kiválasztják a következő vagy több feladat feladatát, és elküldik a kódot a Marsra.
Gyakorlatilag egy másik bolygón dolgoznak, sokan közülük kénytelenek a marsi naptár szerint élni és alkalmazkodni valamivel hosszabb napokhoz. Ma számukra "tosol", holnap "solvtra" (szolmorrow), és a nap csak szol. Tehát 40 Solov után Sanjev Gupta előadást tartott, amelyen bejelentette: A kíváncsiság egy ősi folyó medrében halad. A vízzel vágott apró kavicsok körülbelül 1 m / s sebességű és „bokáig érő” vagy „térdig érő” áramot jeleztek. Később feldolgozták a DAN készülék adatait is, amelyeket a Curiosity számára készített az Igor Mitrofanov csapata az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutató Intézetéből. A neutronokkal átvilágított talajon a detektor kimutatta, hogy a víz 4% -a még mindig mélyen tárolódik benne. Természetesen szárazabb, mint a legszárazabb szárazföldi sivatagok, de a múltban a Mars még mindig tele volt nedvességgel, és a rover áttehette ezt a kérdést a listájáról.

A kráter közepén
64 nagy felbontású képernyő 313 fokos panorámát hoz létre: A londoni Imperial College KPMG Data Observatory lehetővé teszi a geológusoknak, hogy közvetlenül a Gale-kráterhez utazzanak és a Marson dolgozzanak, ugyanúgy, mint a Földön. - Nézze meg közelebbről, itt is nyomok vannak a vízre: a tó elég mély volt. Természetesen nem ugyanaz, mint a Bajkál, de elég mély ”, - az illúzió annyira valóságos volt, hogy úgy tűnt, mintha Sanzhev Gupta professzor kőről kőre ugrálna. Meglátogattuk a Data Observatory-t, és beszélgettünk a tudóssal a brit-orosz tudomány és oktatás 2017-es éve keretében, amelyet a British Council és a brit nagykövetség szervezett.
Második év: egyre veszélyesebb

A Curiosity ünnepélyesen ünnepelte első évfordulóját a Marson, és eljátszotta a "Happy birthday to you" dallamot, megváltoztatva a vödör rezgési frekvenciáját a nehéz, 2,1 méteres manipulátoron. Egy vödörrel a "robotkar" felveszi a laza talajt, kiegyenlíti, szitálja és egy kicsit önt a kémiai elemzőkészülékek vevőkészülékeibe. Az üreges, cserélhető fúrókkal ellátott fúrógép lehetővé teszi a kemény kőzetekkel való munkát, és a képlékeny homok, amelyet a rover közvetlenül kerekekkel keverhet, megnyitva a szerszámok belső rétegeit. Ezek a kísérletek hamar meglehetősen kellemetlen meglepetést okoztak: a kalcium- és magnézium -perklorátok legfeljebb 5% -a volt megtalálható a helyi talajban.

Az anyagok nemcsak mérgezőek, hanem robbanásveszélyesek is, és ammónium -perklorátot használnak a szilárd rakéta -üzemanyag alapjául. A Phoenix -szonda leszállóhelyén perklorátokat már kimutattak, de most kiderült, hogy ezek a sók a Marson globális jelenség. Jeges, oxigénmentes légkörben a perklorátok stabilak és ártalmatlanok, és a koncentrációjuk sem túl magas. A leendő gyarmatosítók számára a perklorát hasznos üzemanyagforrás és komoly egészségügyi veszélyt jelenthet. A Curiosity -val dolgozó geológusok azonban véget vethetnek a szerves anyagok felfedezésének esélyeinek. A mintákat elemezve a rover felmelegíti őket, és ilyen körülmények között a perklorátok gyorsan lebontják a szerves vegyületeket. A reakció hevesen, égéssel és füsttel megy végbe, és nem hagy észrevehető nyomokat a kiindulási anyagokból.

Harmadik év: lábánál

A Curiosity azonban szerves anyagokat is felfedezett - ezt később jelentették be, miután a Sol 746 -on, összesen 6,9 km -t megtéve, a rover -geológus elérte a Sharpe -hegy lábát. „Miután megkaptam ezeket az adatokat, azonnal arra gondoltam, hogy mindent ellenőrizni kell” - mondta John Grötzinger. Valóban, még akkor is, amikor a Curiosity a Marson dolgozott, kiderült, hogy néhány szárazföldi baktérium - például a Tersicoccus phoenicis - ellenáll a tiszta helyiségek tisztítási módszereinek. Még azt is kiszámították, hogy az indítás idejére a rovernek 20-40 ezer stabil vitát kellett volna hagynia. Senki sem tudja garantálni, hogy egyikük sem ért vele a Sharpe -hegyre.

A fedélzeten kis mennyiségű tiszta minta is található az érzékelők ellenőrzéséhez. szerves anyag lezárt fémtartályokban - mondhatjuk -e teljes bizonyossággal, hogy lezártak? A NASA sajtótájékoztatóján bemutatott grafikonok azonban nem okoztak kétségeket: a munka során a marsi geológus több éles - egyszerre tízszeri - ugrást rögzített a légkör metántartalmában. Ez a gáz nem biológiai eredetű lehet, de a lényeg az, hogy egyszer összetettebb szerves anyagok forrásává válhat. Nyomaikat, elsősorban klór -benzolt, a Mars talaján találták meg.
Negyedik és ötödik év: Élő folyók

A Curiosity ekkor már vagy tucatnyi lyukat fúrt, és tökéletesen kerek, 1,6 centiméteres lábnyomokat hagyott az út mentén, amelyek valamikor jelzik az expedíciójának szentelt turistaútvonalat. Az elektromágneses mechanizmus, amely miatt a fúró percenként 1800 ütést ért el a legkeményebb kőzetnél, meghibásodott. A hematit agyagok és kristályok, a szilikáttartók rétegeinek és a víz által elvágott csatornáknak a vizsgált kinövései azonban már egyértelmű képet mutattak: egykor a kráter egy tó volt, amelybe egy elágazó folyó delta ereszkedett le.

A Curiosity fényképezőgépei most a Sharpe -hegy lejtőire nyíltak, amelyek megjelenése alig hagyott kétséget üledékes eredetükről. Rétegről rétegre, több száz millió évig a víz beáramlott, majd visszahúzódott, köveket rakott le és erodálódott a kráter közepén, míg végül el nem ment, összegyűjtve az egész csúcsot. „Ahol a hegy most emelkedik, valaha volt egy medence, amelyet időnként vízzel töltöttek meg” - magyarázta John Grötzinger. A tó magassága rétegzett volt: a sekély vízben és a mélyben uralkodó körülmények mind hőmérsékletben, mind összetételben különböztek. Elméletileg ez feltételeket teremthet különféle reakciók, sőt mikrobiális formák kialakulásához.

A Gale Crater 3D modelljének színei megfelelnek a magasságnak. Középen az Aeolis -hegy (Aeolis Mons, 01) található, amely 5,5 km -rel emelkedik az azonos nevű síkság (Aeolis Palus, 02) fölé a kráter alján. A Curiosity (03) leszállóhelyét, valamint a Farah -völgyet (Farah Vallis, 04), a ma már kihalt tóba ömlő ősi folyók egyik feltételezett csatornáját jegyzik fel.
Az utazás folytatódik

A Curiosity expedíciónak még koránt sincs vége, és a fedélzeti generátor energiájának elegendőnek kell lennie a Föld 14 éves működéséhez. A geológus csaknem 1750 szolon marad úton, miután több mint 16 km -t tett meg és 165 m -t mászott meg. A geológiai robot továbbmászik, Sanjev Gupta és kollégái pedig már a következő leszállási helyet választják. A Schiaparelli visszatérő szonda elvesztése ellenére a TGO pályamodul tavaly sikeresen pályára lépett, ezzel elindítva az európai-orosz Exomars program első szakaszát. A rover, amelyet 2020 -ban dobnak piacra, lesz a következő.

Már két orosz készülék is lesz benne. Maga a robot a Curiosity súlyának körülbelül a fele, de fúrógépe akár 2 m mélységből is képes mintákat venni, a Pasteur műszerkomplexum pedig a múlt nyomainak közvetlen keresésére szolgáló eszközöket - vagy akár egészen az most - az élet. - Van dédelgetett vágya, lelete, amiről különösen álmodik? - kérdeztük Gupta professzort. „Természetesen van: kövület” - válaszolta a tudós habozás nélkül. - De ez persze nem valószínű, hogy megtörténik. Ha lenne élet ott, akkor csak néhány mikrobát ... De látod, ez valami hihetetlen lesz. "