Marsov varnostni rover. Zanimiva dejstva o roverju Curiosity. Vesoljske komunikacijske postaje

NASA je na Rdeči planet izstrelila še en rover. Za razliko od projektov, povezanih s tem planetom pri nas, ameriškim raziskovalcem takšne misije uspeva izvajati dokaj uspešno. Spomnimo, da je ruski analog Curiosityja Phobos-Grunt odpovedal zaradi programske napake pri vstopu v nizkozemeljsko orbito.

Cilji misije Curiosity. Curiosity je več kot le Marsov rover. Projekt se izvaja v okviru misije Mars Science Laboratory in je platforma, na kateri je nameščena številna znanstvena oprema, ki je bila pripravljena za reševanje več problemov.

Prva naloga, s katero se sooči Curiosity, ni izvirna – iskanje življenja na tem surovem planetu. Za to bo morala naslednja generacija roverja odkriti in preučiti naravo organskih ogljikovih spojin. Poiščite snovi, kot so vodik, dušik, fosfor, kisik, ogljik in žveplo. Prisotnost takšnih snovi kaže na predpogoje za nastanek življenja.

Poleg tega so Curiosityju dodeljene še druge naloge. Marsov rover bo moral s svojo opremo posredovati informacije o podnebju in geologiji planeta ter se pripraviti na pristanek osebe.

Značilnosti roverja Curiosity. Curiosity je dolg 3 metre in širok 2,7 metra. Opremljen je s šestimi 51 cm kolesi. Vsako kolo poganja neodvisen električni motor. Sprednja in zadnja kolesa bodo roverju pomagala pri obračanju v želeno smer. Zahvaljujoč posebni zasnovi in ​​optimalnemu premeru lahko Curiosity premaga 75 cm visoko oviro in pospeši do 90 metrov na uro.

Rover poganja mini reaktor. Plutonij-238, ki ga vsebuje, zadostuje za 14 let delovanja. Za opustitev sončnih panelov so se odločili zaradi problema močne zaprašenosti v atmosferi Marsa.

Polet in pristanek roverja Curiosity. Za kraj pristanka roverja Curiosity je bil izbran krater Gale. Dokaj ravno mesto, ki ne bi smelo predstavljati težav.

Rover je bil izstreljen v geostacionarno orbito z dvostopenjsko raketo Atlantis-5 541, od koder bo postaja nadaljevala proti Marsu. In potem se začne zelo zanimiv trenutek - pristanek Curiosityja.

Atmosfera Marsa je precej zapletena. Njegove goste plasti ne dovoljujejo, da bi pristajalni motorji popravili ta proces. Zaradi tega je bila razvita precej zanimiva tehnologija, ki naj bi zaobšla te težave.

Med vstopom v atmosfero bo Curiosity zložen v posebno zaščitno kapsulo. Od visoke temperature pri vstopu v goste plasti atmosfere z veliko hitrostjo ga bo zaščitil poseben premaz iz ogljikovih vlaken, impregniran s fenol-formaldehidno smolo.

V gosti atmosferi Marsa se bo hitrost naprave zmanjšala s 6 km/s na dvakratno hitrost zvoka. Spuščeni balast bo popravil položaj kapsule. Toplotno zaščitna "odeja" se bo odstrelila in pri hitrosti 470 m/s se bo odprlo nadzvočno padalo.

Ko prečkate višino 3,7 km nad planetom, bi se morala zagnati kamera, nameščena na dnu roverja. Posnel bo površino planeta, visoko natančni okvirji bodo pomagali preprečiti težave s krajem, kjer naj bi Curiosity pristal.

Ves ta čas je padalo služilo kot zavora, na višini 1,8 km nad Rdečim planetom pa je rover ločen od spustne enote, nadaljnji spust pa bo potekal s pomočjo platforme, opremljene s pristajalnimi motorji.

Motorji s spremenljivim potiskom prilagajajo položaj ploščadi. Na tej točki bi moral imeti Curiosity čas, da se razgradi in pripravi na pristanek. Da bi bil ta proces precej gladek, je bila izumljena druga tehnologija - "leteči žerjav".

"Leteči žerjav" je 3 kabli, ki bodo gladko spustili rover na površje planeta, medtem ko platforma lebdi na višini 7,5 metrov.

Oprema roverja Curiosity. Nameščen na roverju Curiosity veliko število znanstvena oprema. Med njimi je naprava, ki so jo razvili ruski strokovnjaki. Rover je opremljen z robotsko roko, ki je precej občutljiva. Vsebuje vrtalnik, lopato in drugo opremo, ki vam bo omogočila zbiranje vzorcev zemlje in kamnin.

Na roverju je nameščenih 10 instrumentov, nekatere bomo opisali v nadaljevanju.

MastCam je kamera, ki se nahaja na visokem jamboru nad roverjem. Ona je oči operaterjev, ki bodo ob prejemu slike na Zemlji nadzorovali napravo.

SAM je masni spektrometer, laserski spektrometer in plinski kromatograf »v eni steklenici«, ki omogoča analizo vzorcev zemlje. SAM je tisti, ki mora najti organske spojine, dušik, kisik in vodik.

Robotska roka mora vzorce dostaviti na posebno mesto na roverju, kjer jih bo pregledal instrument SAM.

CheMin- druga naprava za analizo kamnin. Identificira kemične in mineralne spojine.

CheCam- To je najbolj zanimiva oprema na krovu roverja Curiositi. Poenostavljeno povedano, gre za laser, ki je sposoben taliti vzorce prsti ali kamnin na razdalji 9 metrov od roverja in naj bi po pregledu hlapov določil njihovo strukturo.

APXS– spektrometer, ki z obsevanjem vzorcev z rentgenskimi žarki in alfa delci le-te lahko identificira. APXS se nahaja na robotski roki roverja.

DAN- naprava, ki so jo razvili naši rojaki. Sposoben je zaznati prisotnost vode ali ledu tudi na majhnih globinah pod površjem planeta.

RAD– bo določil razpoložljivost radioaktivno sevanje na planetu.

REMS– občutljiva vremenska postaja na krovu Curiosityja.

Rover Curiosity je ambiciozen projekt človeštva, ki nas bo popeljal do... nova raven raziskovanje Marsa. Pristanek in preučevanje Rdečega planeta s to napravo bosta pomagala odgovoriti na dve vprašanji, ki že dolgo preganjata človeštvo: ali obstaja življenje na Marsu in ali je ta planet mogoče kolonizirati v bližnji prihodnosti.

• ChemCam je nabor orodij za izvajanje kemijskih analiz na daljavo različnih vzorcev. Delo poteka na naslednji način: laser sproži serijo strel na preučevani predmet. Nato se analizira spekter svetlobe, ki jo oddaja izparela kamnina. ChemCam lahko preučuje predmete, ki so od njega oddaljeni do 7 metrov. Stroški naprave so bili približno 10 milijonov dolarjev (presežek 1,5 milijona dolarjev). V normalnem načinu laser samodejno izostri objekt.
• MastCam: sistem, sestavljen iz dveh kamer, ki vsebuje veliko spektralnih filtrov. Možno je fotografirati v naravnih barvah z velikostjo 1600 × 1200 slikovnih pik. Video z ločljivostjo 720p (1280 × 720) se snema s hitrostjo do 10 sličic na sekundo in je strojno stisnjen. Prva kamera je srednjekotna kamera (MAC), ima goriščno razdaljo 34 mm in 15 stopinjsko vidno polje, 1 piksel je enak 22 cm na razdalji 1 km.
• Ozkokotna kamera (NAC) ima goriščno razdaljo 100 mm, vidno polje 5,1 stopinje, 1 piksel je enak 7,4 cm na razdalji 1 km. Vsaka kamera ima 8 GB bliskovnega pomnilnika, ki lahko shrani več kot 5500 neobdelanih slik; Obstaja podpora za stiskanje JPEG in stiskanje brez izgub. Kamere imajo funkcijo samodejnega ostrenja, ki omogoča ostrenje predmetov od 2,1 m do neskončnosti. Kljub temu, da ima proizvajalec zoom konfiguracijo, kamere nimajo zooma, ker ni bilo časa za testiranje. Vsaka kamera ima vgrajen RGB Bayerjev filter in 8 preklopljivih IR filtrov. V primerjavi s panoramsko kamero na Spirit and Opportunity (MER), ki zajema črno-bele slike 1024 x 1024 slikovnih pik, ima MAC MastCam 1,25-krat večjo kotno ločljivost, NAC MastCam pa 3,67-krat večjo kotno ločljivost.
• Mars Hand Lens Imager (MAHLI): Sistem je sestavljen iz kamere, nameščene na robotski roki roverja in se uporablja za zajemanje mikroskopskih slik kamnin in zemlje. MAHLI lahko zajame sliko 1600 × 1200 slikovnih pik in ločljivostjo do 14,5 µm na slikovno piko. MAHLI ima goriščno razdaljo od 18,3 mm do 21,3 mm in vidno polje od 33,8 do 38,5 stopinj. MAHLI ima belo in UV LED osvetlitev za delovanje v temi ali uporabo fluorescenčne svetlobe. Ultravijolična osvetlitev je potrebna za sprožitev emisije karbonatnih in evaporitnih mineralov, katerih prisotnost nakazuje, da je voda sodelovala pri nastanku površja Marsa. MAHLI se osredotoča na predmete, majhne kot 1 mm. Sistem lahko posname več slik s poudarkom na obdelavi slik. MAHLI lahko shrani neobdelano fotografijo brez izgube kakovosti ali stisne datoteko JPEG.
• MSL Mars Descent Imager (MARDI): med spuščanjem na površje Marsa je MARDI poslal barvno sliko 1600 × 1200 slikovnih pik s časom osvetlitve 1,3 ms, kamera je začela snemati na razdalji 3,7 km in končala na razdalji 5 metrov od površine Marsa je posnel barvno sliko s frekvenco 5 sličic na sekundo, snemanje je trajalo približno 2 minuti. 1 piksel je enak 1,5 metra na razdalji 2 km in 1,5 mm na razdalji 2 metra, vidni kot kamere je 90 stopinj. MARDI vsebuje 8 GB notranjega pomnilnika, ki lahko shrani več kot 4000 fotografij. Slike iz kamere so omogočile ogled okolice na mestu pristanka. JunoCam, izdelan za vesoljsko plovilo Juno, temelji na tehnologiji MARDI.
• Rentgenski spektrometer alfa delcev (APXS): Ta naprava bo obsevala alfa delce in primerjala rentgenske spektre za določitev elementarne sestave kamnine. APXS je oblika rentgenskega sevanja, povzročenega z delci (PIXE), ki se je prej uporabljalo v napravah Mars Pathfinder in Mars Exploration Rovers. APXS je razvila Kanadska vesoljska agencija. MacDonald Dettwiler (MDA) – Kanadsko vesoljsko podjetje, ki gradi Canadarm in RADARSAT, je odgovorno za načrtovanje in konstrukcijo APXS. Razvojna ekipa APXS vključuje člane z Univerze Guelph, Univerze New Brunswick, Univerze Zahodni Ontario, Nase, Univerze Kalifornije v San Diegu in Univerze Cornell.
• Zbiranje in ravnanje za analizo marsovskih kamnin in situ (CHIMRA): CHIMRA je vedro velikosti 4 x 7 centimetrov, ki zajema zemljo. V notranjih votlinah CHIMRA se preseje skozi sito s celico 150 mikronov, ki mu pomaga delovanje vibrirajočega mehanizma, presežek se odstrani in naslednji del se pošlje v presejanje. Skupaj obstajajo tri stopnje vzorčenja iz vedra in presejanja zemlje. Posledično ostane malo prahu zahtevane frakcije, ki se pošlje v posodo za zemljo na telesu roverja, presežek pa se zavrže. Posledično je iz celotnega vedra za analizo prejet 1 mm sloj zemlje. Pripravljen prah preučujemo z napravama CheMin in SAM.
• CheMin: Chemin preučuje kemično in mineraloško sestavo z uporabo rentgenske fluorescence in rentgenske difrakcije. CheMin je eden od štirih spektrometrov. CheMin vam omogoča, da določite številčnost mineralov na Marsu. Instrument je razvil David Blake v Nasinem raziskovalnem centru Ames in Nasinem Laboratoriju za reaktivni pogon. Rover bo vrtal v skale, nastali prah pa bo zbiral instrument. Nato bodo rentgenski žarki usmerjeni na prah, notranja kristalna struktura mineralov se bo odražala v uklonskem vzorcu žarkov. Rentgenska difrakcija se med minerali razlikuje, zato bo uklonski vzorec znanstvenikom omogočil določitev strukture snovi. Podatke o svetilnosti atomov in uklonskem vzorcu bo zajemala posebej pripravljena matrika E2V CCD-224 velikosti 600x600 slikovnih pik. Curiosity ima 27 celic za analizo vzorcev; po študiju enega vzorca se celica lahko ponovno uporabi, vendar bo analiza, opravljena na njej, manj točna zaradi kontaminacije prejšnjega vzorca. Tako ima rover le 27 poskusov, da v celoti preuči vzorce. Drugih 5 zapečatenih celic hrani vzorce z Zemlje. Potrebni so za testiranje delovanja naprave v Marsovih razmerah. Naprava za delovanje potrebuje temperaturo −60 stopinj Celzija, sicer bo prišlo do motenj naprave DAN.
• Analiza vzorcev na Marsu (SAM): Komplet instrumentov SAM bo analiziral trdne vzorce, organsko snov in atmosfersko sestavo. Orodje so razvili: Goddard Space Flight Center, Inter-Universitaire Laboratory, francoski CNRS in Honeybee Robotics, skupaj s številnimi drugimi partnerji.
• Detektor za oceno sevanja (RAD), »Detektor za oceno sevanja«: ta naprava zbira podatke za oceno ravni sevanje ozadja, kar bo vplivalo na udeležence prihodnjih odprav na Mars. Naprava je nameščena skoraj v samem "srcu" roverja in s tem simulira astronavta v notranjosti vesoljska ladja. RAD je bil prvi od znanstvenih instrumentov za MSL, ki so ga vklopili še v Zemljini orbiti in zabeležili sevanje ozadja v napravi – in nato v roverju med njegovim delom na površju Marsa. Zbira podatke o jakosti sevanja dveh vrst: visokoenergijsko galaktični žarki in delci, ki jih oddaja Sonce. RAD je v Nemčiji razvil Southwest Research Institute (SwRI) za zunajzemeljsko fiziko v skupini Christian-Albrechts-Universität zu Kiel s finančno podporo direktorata za misijo raziskovalnih sistemov na sedežu NASA in Nemčije.
• Dinamični albedo nevtronov (DAN): Dinamični albedo nevtronov (DAN) se uporablja za zaznavanje vodika in vodnega ledu blizu površine Marsa, ki ga zagotavlja Zvezna vesoljska agencija (Roscosmos). Je skupni razvoj Inštituta za raziskave avtomatizacije poimenovanega po. N. L. Dukhova pri Rosatomu (generator impulznih nevtronov), Inštitutu za vesoljske raziskave Ruske akademije znanosti (enota za zaznavanje) in Združenem inštitutu za jedrske raziskave (kalibracija). Stroški razvoja naprave so bili približno 100 milijonov rubljev. Fotografija naprave. Naprava vključuje impulzni vir nevtronov in sprejemnik nevtronskega sevanja. Generator oddaja kratke, močni impulzi nevtroni. Trajanje impulza je približno 1 μs, moč pretoka je do 10 milijonov nevtronov z energijo 14 MeV na impulz. Delci prodrejo v tla Marsa do globine 1 m, kjer sodelujejo z jedri glavnih elementov, ki tvorijo kamnine, zaradi česar se upočasnijo in delno absorbirajo. Preostali del nevtronov se odbija in registrira sprejemnik. Natančne meritve so možne do globine 50-70 cm Poleg aktivnega raziskovanja površja Rdečega planeta je naprava sposobna spremljati naravno radiacijsko ozadje površja (pasivno raziskovanje).
• Postaja za spremljanje okolja Rover (REMS): komplet meteoroloških instrumentov in ultravijolični senzor je zagotovilo špansko ministrstvo za izobraževanje in znanost. Raziskovalna skupina, ki jo vodi Javier Gómez-Elvira iz Centra za astrobiologijo (Madrid), vključuje Finski meteorološki inštitut kot partnerja. Za meritve smo ga namestili na drog kamere. atmosferski tlak, vlažnost, smer vetra, temperatura zraka in tal, ultravijolično sevanje. Vsi senzorji so v treh delih: dve roki, pritrjeni na rover, teleskop za daljinsko zaznavanje (RSM), ultravijolični senzor (UVS), ki se nahaja na zgornjem jamboru roverja, in enota za nadzor instrumentov (ICU) znotraj telesa. REMS bo ponudil nov vpogled v lokalno hidrološko stanje, uničujoče učinke ultravijoličnega sevanja in podzemno življenje.
• MSL vstopni instrumenti za spuščanje in pristajanje (MEDLI): Glavni namen MEDLI je preučevanje atmosferskega okolja. Ko se je spuščajoče vozilo z roverjem upočasnilo v gostih plasteh atmosfere, se je toplotni ščit v tem času ločil, zbrani so bili potrebni podatki o Marsovi atmosferi. Ti podatki bodo uporabljeni v prihodnjih misijah, kar bo omogočilo določitev atmosferskih parametrov. Uporabijo jih lahko tudi za spremembo zasnove pristajalne naprave v prihodnjih misijah na Mars. MEDLI je sestavljen iz treh glavnih instrumentov: MEDLI Integrated Sensor Plugs (MISP), Mars Entry Atmospheric Data System (MEADS) in Sensor Support Electronics (SSE).
• Kamere za izogibanje nevarnostim (Hazcams): Rover ima dva para črno-belih navigacijskih kamer, nameščenih ob straneh vozila. Uporabljajo se za izogibanje nevarnosti med premikanjem roverja in za varno usmerjanje manipulatorja v skale in zemljo. Kamere posnamejo 3D slike (vidno polje vsake kamere je 120 stopinj) in ustvarijo zemljevid območja pred roverjem. Zbrani zemljevidi omogočajo roverju, da se izogne ​​naključnim trkom, programska oprema naprave pa jih uporablja za izbiro potrebne poti za premagovanje ovir.
• Navigacijske kamere (Navcams): Za navigacijo rover uporablja par črno-belih kamer, ki so nameščene na jamboru in spremljajo gibanje roverja. Kamere imajo vidno polje 45 stopinj in zajemajo 3D slike. Njihova ločljivost omogoča ogled predmeta velikosti 2 centimetra z razdalje 25 metrov.

Kako lahko torej komunicirate z roverjem na Marsu? Pomislite – tudi ko je Mars najmanj oddaljen od Zemlje, mora signal prepotovati petinpetdeset milijonov kilometrov! To je res ogromna razdalja. Toda kako majhnemu, osamljenemu roverju uspe prenašati svoje znanstvene podatke in čudovite barvne slike tako daleč in v tolikšnih količinah? V prvem približku izgleda nekako tako (res sem se zelo potrudil):

Torej so v procesu prenosa informacij običajno vključene tri ključne "figure" - eden od centrov vesoljskih komunikacij na Zemlji, eden od umetni sateliti Mars in pravzaprav sam rover. Začnimo s staro ženo Zemljo in se pogovorimo o vesoljskih komunikacijskih centrih DSN (Deep Space Network).

Vesoljske komunikacijske postaje

Vsaka NASA-ina vesoljska misija je zasnovana tako, da mora biti komunikacija z vesoljskim plovilom mogoča 24 ur na dan (ali vsaj kadar koli je to mogoče). načeloma). Ker kot vemo, se Zemlja precej hitro vrti okoli lastne osi, je za zagotovitev kontinuitete signala potrebnih več točk za sprejem/oddajo podatkov. To so točno točke, ki so DSN postaje. Nahajajo se na treh celinah in so med seboj ločeni s približno 120 stopinjami zemljepisne dolžine, kar jim omogoča, da delno prekrivajo območja pokrivanja drug drugega in zahvaljujoč temu "vodijo" vesoljsko plovilo 24 ur na dan. Če želite to narediti, ko vesoljsko plovilo zapusti območje pokritosti ene od postaj, se njegov signal prenese na drugo.

Eden od kompleksov DSN se nahaja v ZDA (kompleks Goldstone), drugi v Španiji (približno 60 kilometrov od Madrida), tretji pa v Avstraliji (približno 40 kilometrov od Canberre).

Vsak od teh kompleksov ima svoj nabor anten, vendar so po funkcionalnosti vsi trije centri približno enaki. Same antene se imenujejo DSS (Deep Space Stations) in imajo svoje številčenje - antene v ZDA so oštevilčene 1X-2X, antene v Avstraliji - 3X-4X in v Španiji - 5X-6X. Torej, če nekje slišite "DSS53", ste lahko prepričani, da govorimo o o eni izmed španskih anten.

Kompleks v Canberri se najpogosteje uporablja za komunikacijo z Marsovimi roverji, zato se o njem pogovorimo nekoliko podrobneje.

Kompleks ima svojo spletno stran, kjer lahko najdete kar nekaj zanimivih informacij. Na primer, zelo kmalu - 13. aprila letos - bo antena DSS43 stara 40 let.

Skupaj, naprej sedanji trenutek, ima postaja Canberra tri aktivne antene: DSS-34 (premer 34 metrov), DSS-43 (impozantnih 70 metrov) in DSS-45 (spet 34 metrov). Seveda so v letih delovanja centra uporabljali še druge antene, ki različni razlogi so bili odvzeti iz službe. Na primer, prva antena DSS42 je bila umaknjena decembra 2000, DSS33 (11 metrov v premeru) pa je bila razgrajena februarja 2002, nato pa je bila leta 2009 prepeljana na Norveško, da bi nadaljevala svoje delo kot instrument za preučevanje atmosfere. .

Prva od omenjenih delujočih anten, DSS34, je bil izdelan leta 1997 in je postal prvi predstavnik nove generacije teh naprav. Njo posebnost je, da se oprema za sprejemanje/oddajanje in obdelavo signala ne nahaja neposredno na krožniku, temveč v prostoru pod njim. To je bistveno olajšalo krožnik, omogočilo pa je tudi servisiranje opreme brez zaustavitve delovanja same antene. DSS34 je reflektorska antena, njen diagram delovanja izgleda nekako takole:

Kot lahko vidite, je pod anteno prostor, v katerem se izvaja vsa obdelava prejetega signala. Za pravo anteno je ta soba pod zemljo, zato je na fotografijah ne boste videli.

DSS34, klikniti

Oddaja:

• X-pas (7145–7190 MHz)
• S-pas (2025–2120 MHz)

Recepcija:

• X-band (8400-8500 MHz)
• S-pas (2200-2300 MHz)
• Pas Ka (31,8–32,3 GHz)

Natančnost pozicioniranja: Hitrost obračanja:

• 2,0°/sek

Odpornost na veter:

• Konstanten veter 72km/h
• Sunki +88km/h

DSS43(ki bo kmalu praznoval obletnico) je veliko starejši primerek, zgrajen v letih 1969-1973 in posodobljen leta 1987. DSS43 je največja premična parabolična antena v južni polobli našega planeta. Masivna struktura, težka več kot 3000 ton, se vrti na približno 0,17 milimetra debelem oljnem filmu. Površina posode je sestavljena iz 1272 aluminijastih plošč in ima površino 4180 kvadratnih metrov.

DSS43, klikniti

nekaj tehničnih lastnosti

Oddaja:

• X-pas (7145–7190 MHz)
• S-pas (2025–2120 MHz)

Recepcija:

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

Natančnost pozicioniranja:

• znotraj 0,005° (natančnost kazanja na točko neba)
• znotraj 0,25 mm (natančnost gibanja same antene)

Hitrost obračanja:

• 0,25°/sek

Odpornost na veter:

• Konstanten veter 72km/h
• Sunki +88km/h
• Največja ocenjena hitrost - 160 km/h

DSS45. Ta antena je bila dokončana leta 1986 in je bila prvotno namenjena komunikaciji z Voyagerjem 2, ki je proučevala Uran. Vrti se na okrogli podlagi s premerom 19,6 metrov, s pomočjo 4 koles, od katerih sta dve pogonski.

DSS45, klikniti

nekaj tehničnih lastnosti

Oddaja:

• X-pas (7145–7190 MHz)

Recepcija:

• X-band (8400-8500 MHz)
• S-pas (2200-2300 MHz)

Natančnost pozicioniranja:

• znotraj 0,015° (natančnost kazanja na točko neba)
• znotraj 0,25 mm (natančnost gibanja same antene)

Hitrost obračanja:

• 0,8°/sek

Odpornost na veter:

• Konstanten veter 72km/h
• Sunki +88km/h
• Največja ocenjena hitrost - 160 km/h

Če govorimo o vesoljski komunikacijski postaji kot celoti, lahko ločimo štiri glavne naloge, ki jih mora opravljati:
Telemetrija- sprejemanje, dekodiranje in obdelava telemetričnih podatkov, ki prihajajo iz vesoljsko plovilo. Ti podatki so običajno sestavljeni iz znanstvenih in inženirskih informacij, ki se prenašajo po radijski povezavi. Telemetrijski sistem sprejema podatke, spremlja njihove spremembe in skladnost s standardom ter jih posreduje validacijskim sistemom oz. znanstvena središča vključeni v njihovo obdelavo.
Sledenje- sistem za sledenje mora zagotavljati možnost dvosmerne komunikacije med Zemljo in vesoljskim plovilom ter izvajati izračune njegove lokacije in vektorja hitrosti za pravilno pozicioniranje satelita.
Nadzor- daje strokovnjakom možnost prenosa kontrolnih ukazov na vesoljsko plovilo.
Spremljanje in nadzor- omogoča nadzor in upravljanje sistemov samega DSN

Omeniti velja, da avstralska postaja trenutno služi približno 45 vesoljskim plovilom, zato je njen delovni čas strogo reguliran in ni tako enostavno dobiti dodatnega časa. Vsaka antena ima tudi tehnično možnost, da služi do dve različni napravi hkrati.

Torej se podatki, ki jih je treba prenesti na rover, pošljejo na postajo DSN, od koder se pošljejo na kratko (od 5 do 20 minut) vesoljsko potovanje na Rdeči planet. Zdaj pa preidimo na sam rover. Kakšno komunikacijsko sredstvo ima?

Radovednost

Curiosity je opremljen s tremi antenami, od katerih se lahko vsaka uporablja za sprejemanje in oddajanje informacij. To so UHF antene, LGA in HGA. Vsi se nahajajo na "zadnji strani" roverja, na različnih mestih.

HGA - Antena z visokim ojačanjem
MGA - srednje ojačana antena
LGA - Antena z nizkim ojačanjem
UHF - ultra visoka frekvenca
Ker imajo okrajšave HGA, MGA in LGA že v sebi besedo antena, jim te besede ne bom ponovno dodal, za razliko od okrajšave UHF.

Zanimajo nas antene RUHF, RLGA in High Gain

Najpogosteje se uporablja UHF antena. Z njegovo pomočjo lahko rover prenaša podatke prek satelitov MRO in Odyssey (o katerih bomo govorili kasneje) na frekvenci približno 400 megahercev. Uporaba satelitov za prenos signala je boljša zaradi dejstva, da so v vidnem polju postaj DSN veliko dlje kot sam rover, ki sam sedi na površini Marsa. Poleg tega, ker so veliko bližje roverju, slednji porabi manj energije za prenos podatkov. Hitrosti prenosa lahko dosežejo 256 kbps za Odyssey in do 2 Mbps za MRO. B O Večina informacij, ki prihajajo iz Curiosityja, gre skozi satelit MRO. Sama UHF antena se nahaja na zadnji strani roverja in je videti kot siv valj.

Curiosity ima tudi HGA, ki ga lahko uporablja za sprejemanje ukazov neposredno z Zemlje. Ta antena je premična (lahko jo usmerite proti Zemlji), to pomeni, da za njeno uporabo roverju ni treba spreminjati svoje lokacije, samo obrnite HGA v želeno smer, kar vam omogoča varčevanje z energijo. HGA je nameščen približno na sredini na levi strani roverja in je šesterokotnik s premerom približno 30 centimetrov. HGA lahko prenaša podatke neposredno na Zemljo s hitrostjo približno 160 bps na 34-metrskih antenah ali do 800 bps na 70-metrskih antenah.

Končno, tretja antena je tako imenovana LGA.
Pošilja in sprejema signale v katero koli smer. LGA deluje v X-pasu (7-8 GHz). Vendar je moč te antene precej nizka, hitrost prenosa pa pušča veliko želenega. Zaradi tega se uporablja predvsem za sprejemanje informacij in ne za njihov prenos.
Na fotografiji je LGA bela kupola v ospredju.
V ozadju je vidna UHF antena.

Omeniti velja, da rover ustvarja ogromno znanstvenih podatkov in ni vedno mogoče poslati vseh. Nasini strokovnjaki dajejo prednost pomembnemu: najprej bodo poslane informacije z najvišjo prioriteto, informacije z nižjo prioriteto pa bodo čakale na naslednje komunikacijsko okno. Včasih je treba nekatere najmanj pomembne podatke v celoti izbrisati.

Sateliti Odyssey in MRO

Tako smo ugotovili, da običajno za komunikacijo z Curiosity potrebujete "vmesno povezavo" v obliki enega od satelitov. S tem je mogoče povečati čas, v katerem je sploh mogoča komunikacija z Curiosityjem, in tudi povečati hitrost prenosa, saj zmogljivejše satelitske antene zmorejo prenašati podatke na Zemljo z veliko večjo hitrostjo.

Vsak od satelitov ima dve komunikacijski okni z roverjem na vsako sol. Običajno so ta okna precej kratka – le nekaj minut. V nujnih primerih bi lahko Curiosity vzpostavil stik tudi s satelitom Mars Express Orbiter Evropske vesoljske agencije.

Mars Odiseja

Mars Odiseja
Satelit Mars Odyssey je bil izstreljen leta 2001 in je bil prvotno namenjen preučevanju zgradbe planeta in iskanju mineralov. Satelit ima dimenzije 2,2x2,6x1,7 metra in maso več kot 700 kilogramov. Nadmorska višina njegove orbite je od 370 do 444 kilometrov. Ta satelit so v veliki meri uporabljali prejšnji Marsovi roverji: približno 85 odstotkov podatkov, prejetih od Spirita in Opportunityja, je bilo oddanih prek njega. Odyssey lahko komunicira z Curiosityjem v območju UHF. Kar zadeva komunikacije, ima HGA, MGA (antena s srednjim ojačanjem), LGA in UHF anteno. V bistvu se HGA, ki ima premer 1,3 metra, uporablja za prenos podatkov na Zemljo. Prenos poteka na frekvenci 8406 MHz, sprejem podatkov pa na frekvenci 7155 MHz. Kotna velikost žarka je približno dve stopinji.

Lokacija satelitskega instrumenta

Komunikacija z roverji se izvaja z UHF anteno na frekvencah 437 MHz (oddaja) in 401 MHz (sprejem), hitrost izmenjave podatkov je lahko 8, 32, 128 ali 256 kbps.

Mars Reconnaissance Orbiter

MRO

Leta 2006 se je satelitu Odyssey pridružil še MRO - Mars Reconnaissance Orbiter, ki je danes glavni sogovornik Curiosityja.
Vendar ima MRO poleg dela komunikacijskega operaterja impresiven arzenal znanstvenih instrumentov in, kar je najbolj zanimivo, opremljen s kamero HiRISE, ki je v bistvu odsevni teleskop. HiRISE, ki se nahaja na nadmorski višini 300 kilometrov, lahko posname slike z ločljivostjo do 0,3 metra na slikovno piko (za primerjavo, satelitske slike Zemlje so običajno na voljo z ločljivostjo približno 0,5 metra na slikovno piko). MRO lahko ustvari tudi stereo pare površin z natančnostjo do osupljivih 0,25 metra. Toplo priporočam, da si ogledate vsaj nekaj slik, ki so na voljo, npr. Kaj je vredno, na primer, ta slika kraterja Victoria (klikniti, izvirnik je približno 5 megabajtov):

Predlagam, da najbolj pozorni poiščejo Opportunity rover na sliki ;)

odgovor (klikniti)

Upoštevajte, da je večina barvnih fotografij posnetih v razširjenem razponu, zato, če naletite na fotografijo, na kateri je del površine svetlo modro-zelenkaste barve, ne hitite s teorijami zarote;) Vendar ste lahko prepričani, da v različnih fotografije istih pasem bodo imele enako barvo. Vendar se vrnimo k komunikacijskim sistemom.

MRO je opremljen s štirimi antenami, ki so po namenu enake antenam roverja – UHF anteno, HGA in dvema LGA. Glavna antena, ki jo uporablja satelit - HGA - ima premer tri metre in deluje v X-pasu. To je tisto, kar se uporablja za prenos podatkov na Zemljo. HGA je opremljen tudi s 100-vatnim ojačevalnikom signala.

1 - HGA, 3 - UHF, 10 - LGA (oba LGA sta nameščena neposredno na HGA)

Curiosity in MRO komunicirata s pomočjo UHF antene, komunikacijsko okno se odpre dvakrat na sol in traja približno 6-9 minut. MRO dodeli 5 GB podatkov na dan, prejetih od roverjev, in jih shrani, dokler ni v vidnem polju ene od postaj DSN na Zemlji, nato pa podatke pošlje tja. Prenos podatkov na rover poteka po istem principu. 30 MB/sol je dodeljenih za shranjevanje ukazov, ki jih je treba prenesti na rover.

Postaje DSN izvajajo MRO 16 ur na dan (preostalih 8 ur je satelit s hrbtna stran Mars in ne more izmenjevati podatkov, ker je zaprt s planetom), 10-11 od tega prenaša podatke na Zemljo. Običajno satelit deluje s 70-metrsko anteno DSN tri dni v tednu in dvakrat s 34-metrsko anteno (žal ni jasno, kaj počne preostala dva dneva, vendar je malo verjetno, da ima proste dneve ). Hitrost prenosa se lahko spreminja od 0,5 do 4 megabitov na sekundo – upada, ko se Mars oddaljuje od Zemlje, in povečuje, ko se planeta približujeta drug drugemu. Zdaj (v času objave članka) sta Zemlja in Mars skorajda na največji oddaljenosti drug od drugega, zato hitrost prenosa najverjetneje ni zelo visoka.

NASA trdi (na spletni strani satelita je poseben pripomoček), da je med celotnim delovanjem MRO na Zemljo poslal več kot 187 terabitov (!) podatkov - to je več kot vse naprave, poslane v vesolje, preden je skupaj.

Zaključek

Torej, povzamemo. Pri prenosu krmilnih ukazov na rover se zgodi naslednje:

• Strokovnjaki JPL pošiljajo ukaze eni od postaj DSN.
• Med komunikacijsko sejo z enim od satelitov (najverjetneje bo to MRO) mu postaja DSN posreduje niz ukazov.
• Satelit shrani podatke v notranji pomnilnik in čaka na naslednje komunikacijsko okno z roverjem.
• Ko je rover v območju dostopa, mu satelit oddaja krmilne ukaze.

Pri prenosu podatkov iz roverja na Zemljo se vse to zgodi v obratnem vrstnem redu:

• Rover shranjuje svoje znanstvene podatke v notranji pomnilnik in čaka na najbližje komunikacijsko okno s satelitom.
• Ko je satelit na voljo, mu rover posreduje informacije.
• Satelit sprejme podatke, jih shrani v svoj pomnilnik in počaka, da postane na voljo ena od DSN postaj.
• Ko postaja DSN postane na voljo, ji satelit pošlje prejete podatke.
• Nazadnje, po prejemu signala, ga postaja DSN dekodira in prejete podatke pošlje tistim, ki so jim namenjeni.

Upam, da sem uspel bolj ali manj na kratko opisati proces komunikacije z Curiosityjem. Vse te informacije (na angleščina; plus ogromen kup dodatkov, vključno z na primer precej podrobnimi tehničnimi poročili o principih delovanja vsakega od satelitov) je na voljo na različnih straneh JPL, ga je zelo enostavno najti, če veste, kaj točno vas zanima.

Morebitne napake ali tipkarske napake sporočite na ZS!

V anketi lahko sodelujejo samo registrirani uporabniki. prosim prijavite se

Premer kraterja je več kot 150 kilometrov,v središču je stožec sedimentnih kamnin visok 5,5 kilometrov - Mount Sharp.Rumena pika označuje pristanek roverja.radovednost - Bradbury Landing

Vesoljsko plovilo se je spustilo skoraj v središče dane elipse nedaleč od Aeolis Mons (Aeolis, Mount Sharp) - glavne znanstveni namen misije.

Curiosityjeva pot v kraterju Gale (pristanek 8. 6. 2012 - 1. 8. 2018, Sol 2128)

Glavni odseki poti so označeni znanstvena dela. Bela črta je južna meja pristajalne elipse. V šestih letih je rover prepotoval okoli 20 km in poslal preko 400 tisoč fotografij Rdečega planeta.

Curiosity je zbral vzorce "podzemne" zemlje na 16 lokacijah

(po NASA/JPL)

Curiosity rover na grebenu Vera Rubin

Od zgoraj lahko jasno vidite erodirane Murray Buttes, temen pesek sipin Bagnold in Aeolis Palus pred severnim robom kraterja Gale. Visoki vrh stene kraterja na desni strani slike se nahaja na razdalji približno 31,5 km od roverja, njegova višina pa je ~ 1200 metrov
Osem glavnih nalog Marsa znanstveni laboratorij:
1. Odkrijte in ugotovite naravo Marsovih organskih ogljikovih spojin.
2. Zaznati snovi, potrebne za obstoj življenja: ogljik, vodik,
dušik, kisik, fosfor, žveplo.
3. Zaznavanje sledi možnih bioloških procesov.
4. Določite kemično sestavo Marsovega površja.
5. Ugotovite proces nastanka Marsovih kamnin in zemlje.
6. Dolgoročno ocenite proces razvoja Marsove atmosfere.
7. Ugotovite trenutno stanje, porazdelitev in kroženje vode in ogljikovega dioksida.
8. Določite spekter radioaktivnega sevanja s površine Marsa.

Vaša glavna naloga- Curiosity je opravil iskanje razmer, ki bi bile kdaj ugodne za življenjski prostor mikroorganizmov, tako da je preiskal suho strugo starodavne marsovske reke v nižini. Rover je našel trdne dokaze, da je bilo to mesto starodavno jezero in je bilo primerno za podpiranje preprostih oblik življenja.

Curiosityjev marsovski roverYellowknife Bay

Na obzorju se dviga veličastna gora Sharp ( Aeolis Mons,Eolis)

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

Drugi pomembni rezultati so:
- Ocena naravne stopnje sevanja med poletom na Mars in na površini Marsa; ta ocena je potrebna za ustvarjanje zaščite pred sevanjem za let človeške posadke na Mars

( )

- Merjenje razmerja težkih in lahkih izotopov kemični elementi v Marsovi atmosferi. Ta študija je pokazala, da se je velik del Marsove prvobitne atmosfere razpršil v vesolje zaradi izgube lahkih atomov iz zgornjega plinastega ovoja planeta ( )

Prva meritev starosti kamnin na Marsu in ocena časa njihovega uničenja neposredno na površini pod vplivom kozmičnega sevanja. Ta ocena bo razkrila časovni okvir vodne preteklosti planeta, pa tudi stopnjo uničenja starodavne organske snovi v kamninah in tleh Marsa.

COsrednja gomila kraterja Gale, Mount Sharp, je nastala iz plastne usedline v starodavnem jezeru več deset milijonov let.

Marsovski rover je odkril desetkratno povečanje vsebnosti metana v ozračju Rdečega planeta in ugotovil organske molekule v vzorcih tal

Marsov roverZanimivost na južnem robu pristajalne elipse 27. junij 2014, Sol 672

(Slika iz kamere HiRISE Mars Reconnaissance Orbiterja)

Od septembra 2014 do marca 2015 je rover raziskoval gričevje Pahrump Hills. Po mnenju planetologov predstavlja izdanek kamninske podlage v osrednji gori kraterja Gale in ni geološko povezan s površino njegovega dna. Od takrat je Curiosity začel preučevati Mount Sharp.

Pogled na hribe Pahrump

Označena so mesta vrtanja ploščic "Confidence Hills", "Mojave 2" in "Telegraph Peak". V ozadju na levi so vidna pobočja gore Sharp, zgoraj pa so vzpetine Whale Rock, Salsberry Peak in Newspaper Rock. MSL se je kmalu usmeril na višja pobočja gore Sharp skozi žleb, imenovan "Artist's Drive".

(NASA/JPL)

Kamera visoka ločljivost HiRISE Mars Reconnaissance Orbiterja je videl rover 8. aprila 2015z višine 299 km.

Sever je gor. Slika zajema približno 500 metrov široko območje. Svetla območja reliefa so sedimentne kamnine, temna območja so prekrita s peskom.

(NASA/JPL-Caltech/Univerza Arizone)

Rover ves čas pregleduje območje in nekatere predmete na njem ter z instrumenti spremlja okolje. Tudi navigacijske kamere gledajo v nebo v iskanju oblakov.

Avtoportretv bližini prelaza Marias Pass

31. julija 2015 je Curiosity izvrtal kamnito ploščo "Buckskin" na območju sedimentne kamnine z nenavadno visoko vsebnostjo kremena. Na to vrsto kamnine je prvi naletel Mars Science Laboratory (MSL) med svojim triletnim bivanjem v kraterju Gale. Po odvzemu vzorca prsti je rover nadaljeval pot proti gori Sharp

(NASA/JPL)

Marsov rover Curiosity na sipini Namib

Strmo zavetrno pobočje sipine Namib se dviga pod kotom 28 stopinj do višine 5 metrov. Na obzorju je viden severozahodni rob kraterja Gale.

Nazivna tehnična življenjska doba naprave je dve zemeljska leta- 23. junij 2014 na Sol-668, vendar je Curiosity v dobrem stanju in uspešno nadaljuje z raziskovanjem Marsove površine

Večplastni hribi na pobočjih Eolisa, ki skrivajo geološko zgodovino kraterja Mars Gale in sledi okoljskih sprememb na Rdečem planetu, so prihodnje mesto Curiosityja

Pred nami je puščava, gola in brez življenja. Horizont zaznamuje rob kraterja, v središču katerega se dviga petkilometrski vrh.

Pred nami je puščava, gola in brez življenja. Horizont zaznamuje rob kraterja, v središču katerega se dviga petkilometrski vrh. Kolesa in plošče roverja se svetijo tik pred našimi nogami. Naj vas ne skrbi: smo v Londonu, kjer edinstveni podatkovni observatorij omogoča geologom, da odpotujejo v marsovsko puščavo in delajo vzporedno z Curiosityjem, najbolj izpopolnjenim robotom, ki je bil kdaj poslan v vesolje.
Panorama, ki žari na monitorjih, je sestavljena iz slik, ki jih je rover poslal na Zemljo. Modro nebo ne bi smelo zavajati: na Marsu je motno rumeno, a človeško oko bolj pozna odtenke, ki jih ustvarja svetloba, razpršena v atmosferi naše Zemlje. Zato so slike obdelane in prikazane v nenaravnih barvah, kar vam omogoča, da mirno pregledate vsak kamenček. »Geologija je terenska veda,« nam je pojasnil Sanjeev Gupta, profesor na Imperial College London. - Radi hodimo po tleh s kladivom. Natoči kavo iz termovke, pregledaj najdbe in izberi najbolj zanimivo za laboratorij.” Na Marsu ni laboratorijev in termovk, so pa geologi tja poslali svojega elektronskega kolega Curiosity. Sosednji planet že dolgo navdušuje človeštvo in več kot izvemo o njem, pogosteje ko razpravljamo o prihodnji kolonizaciji, resnejši so razlogi za to radovednost.

Nekoč sta si bila Zemlja in Mars zelo podobna. Oba planeta sta imela oceane tekoče vode in očitno čisto preprosto organsko snov. In na Marsu so tako kot na Zemlji izbruhnili vulkani, vrtinčilo se je gosto ozračje, a v nekem nesrečnem trenutku je šlo nekaj narobe. "Poskušamo razumeti, kakšen je bil ta kraj pred milijardami let in zakaj se je tako spremenil," je v intervjuju dejal John Groetzinger, profesor geologije na Caltechu. "Verjamemo, da je bila tam voda, vendar ne vemo, ali bi lahko podpirala življenje." In če je lahko, ali je podprla? Če je tako, ni znano, ali je v kamnih še kakšen dokaz.« Vse to je moral ugotoviti roverski geolog.

Curiosity se redno in skrbno fotografira, da se ga pregleda in oceni njegovo splošno stanje. Ta "selfie" je sestavljen iz slik, posnetih s kamero MAHLI. Nahaja se na trisklepnem manipulatorju, ki se je pri združevanju slik izkazal za skoraj nevidnega. Udarni vrtalnik, zajemalka za zbiranje razsutih vzorcev, sito za njihovo presejanje in kovinske krtače za čiščenje prahu s kamenja niso bili vključeni v okvir. Prav tako nista vidna makro kamera MAHLI in rentgenski spektrometer APXS za analizo kemična sestava vzorcev.
1. Sončne baterije niso dovolj za zmogljive sisteme roverja, zato ga napaja radioizotopski termoelektrični generator (RTG). 4,8 kg plutonijevega dioksida-238 pod ohišjem zagotavlja 2,5 kWh dnevno. Vidne so lamele hladilnega radiatorja.
2. Laser naprave ChemCam proizvaja 50-75 nanosekundnih impulzov, ki izhlapijo kamen na razdalji do 7 m in vam omogočajo analizo spektra nastale plazme za določitev sestave tarče.
3. Par barvnih kamer MastCam snema skozi različne IR filtre.
4. Vremenska postaja REMS spremlja tlak in veter, temperaturo, vlažnost in ravni ultravijoličnega sevanja.
5. Manipulator z naborom orodij in naprav (ni viden).
6. SAM - plinski kromatograf, masni spektrometer in laserski spektrometer
za določanje sestave hlapnih snovi v uparjenih vzorcih in atmosferi.
7. CheMin določi sestavo in mineralogijo zdrobljenih vzorcev iz vzorca rentgenske difrakcije.
8. Detektor sevanja RAD je začel delovati v nizki zemeljski orbiti in zbiral podatke med poletom na Mars.
9. Detektor nevtronov DAN vam omogoča zaznavanje vodika, vezanega v molekulah vode. to ruski prispevek v delo marsovskega roverja.
10. Ohišje antene za komunikacijo s satelitoma Mars Reconnaissance Orbiter (približno 2 Mbit/s) in Mars Odyssey (približno 200 Mbit/s).
11. Antena za direktno komunikacijo z Zemljo v X-pasu (0,5−32 kbit/s).
12. Med spuščanjem je kamera MARDI posnela barvno fotografijo visoke ločljivosti, ki je omogočila podroben ogled mesta pristanka.
13. Desni in levi par črno-belih Navcam za izdelavo 3D modelov okolice.
14. Plošča s čistimi vzorci omogoča preverjanje delovanja kemičnih analizatorjev roverja.
15. Rezervni svedri.
16. Pripravljeni vzorci iz zajemalke se vlijejo v ta pladenj za študij z makro kamero MAHLI ali spektrometrom APXS.
17. 20-palčna kolesa z neodvisnimi pogoni, na titanovih vzmetnih naperah. S pomočjo sledi, ki jih pušča valovitost, lahko ocenite lastnosti tal in spremljate gibanje. Dizajn vključuje Morsejeve abecede - JPL.

Začetek odprave

Hudi Mars je nesrečna tarča za astronavtike. Od šestdesetih let prejšnjega stoletja so vanjo poslali skoraj petdeset naprav, ki so se večinoma porušile, ugasnile, niso uspele v orbito in so za vedno izginile v vesolju. Vendar prizadevanja niso bila zaman in planet so preučevali ne le iz orbite, ampak celo s pomočjo več roverjev. Leta 1997 je 10-kilogramski Sojourner jahal po Marsu. Dvojčka Spirit in Opportunity sta postala legendi: drugi od njiju junaško nadaljuje z delom že več kot 12 let zapored. Toda Curiosity je najbolj impresiven od vseh, cel robotski laboratorij v velikosti avtomobila.

6. avgusta 2012 je pristajalna naprava Curiosity spustila sistem padal, ki so ji omogočili upočasnitev v tanki atmosferi. Sprožilo se je osem zavornih reaktivnih motorjev in sistem kablov je previdno spustil rover na dno kraterja Gale. Mesto pristanka je bilo izbrano po dolgih razpravah: po besedah ​​Sanjeeva Gupte so bili tu najdeni vsi pogoji za boljše razumevanje geološke – očitno zelo burne – preteklosti Marsa. Orbitalne raziskave so pokazale prisotnost gline, za pojav katere je potrebna prisotnost vode in v kateri je organska snov na Zemlji dobro ohranjena. Visoka pobočja gore Sharp (Aeolid) so obljubljala priložnost videti plasti starih kamnin. Precej ravna površina je bila videti varna. Curiosity je uspešno vzpostavil stik in posodobil programsko opremo. Del kode, ki so jo uporabljali med letom in pristankom, so zamenjali z novo – iz astronavta je rover končno postal geolog.
Prvo leto: sledi vode

Kmalu je geolog pretegnil noge – šest aluminijastih koles, pregledal številne kamere in preizkusil opremo. Njegovi kolegi na Zemlji so pristajališče pregledali z vseh strani in izbrali smer. Pot do Mount Sharp naj bi trajala približno eno leto, v tem času pa je bilo treba opraviti veliko dela. Neposredni komunikacijski kanal z Zemljo nima dobre prepustnosti, vendar vsak marsovski dan (sol) rover preletijo orbiterji. Izmenjave z njimi potekajo tisočkrat hitreje, kar omogoča prenos na stotine megabitov podatkov dnevno. Znanstveniki jih analizirajo v podatkovnem observatoriju, pogledajo slike na računalniških zaslonih, izberejo naloge za naslednjo sol ali več hkrati in pošljejo kodo nazaj na Mars.
Ker delajo tako rekoč na drugem planetu, so mnogi od njih prisiljeni živeti po marsovskem koledarju in se prilagoditi nekoliko daljšemu dnevu. Danes je za njih »solvra« (tosol), jutri je »solvtra« (solmorrow), dan pa preprosto sol. Tako je 40 solov pozneje Sanjeev Gupta naredil predstavitev, na kateri je napovedal: Curiosity se giblje po strugi starodavne reke. Majhni kamniti kamenčki, ki jih je zmleta voda, so kazali na tok približno 1 m/s in globino "do gležnjev ali kolen". Kasneje so bili obdelani tudi podatki instrumenta DAN, ki ga je za Curiosity izdelala ekipa Igorja Mitrofanova z Inštituta za vesoljske raziskave Ruske akademije znanosti. Z obsevanjem zemlje z nevtroni je detektor pokazal, da se v globini še vedno zadržuje do 4 % vode. To je seveda bolj suho kot celo najbolj suha Zemljina puščava, vendar je bil Mars v preteklosti še vedno poln vlage in rover bi to vprašanje lahko črtal s svojega seznama.

V središču kraterja
64 zaslonov z visoko ločljivostjo ustvarja 313-stopinjsko panoramo: podatkovni observatorij KPMG na Imperial College London omogoča geologom, da potujejo neposredno v krater Gale in delajo na Marsu na približno enak način kot na Zemlji. »Poglejte bližje, tu so tudi sledi vode: jezero je bilo precej globoko. Seveda ne kot Baikal, a dovolj globoko,« je bila iluzija tako resnična, da se je zdelo, kot da profesor Sanjev Gupta skače s kamna na kamen. Podatkovni observatorij smo obiskali in se z znanstvenikom pogovarjali v okviru dogodkov britansko-ruskega leta znanosti in izobraževanja - 2017, ki ga organizirata British Council in Britansko veleposlaništvo.
Drugo leto: postane bolj nevarno

Curiosity je praznoval svojo prvo obletnico na Marsu in zaigral melodijo »Happy Birthday to You« ter spremenil frekvenco vibriranja zajemalke na svojem težkem 2,1-metrskem manipulatorju. Robotska roka z zajemalko zajema razsuto zemljo, jo poravna, preseje in nekaj nasuje v sprejemnike svojih kemičnih analizatorjev. Vrtalnik z votlimi zamenljivimi nastavki vam omogoča delo s trdim kamenjem, rover pa lahko meša prožen pesek neposredno s svojimi kolesi in razkrije notranje plasti za svoje orodje. Prav ti poskusi so kmalu prinesli precej neprijetno presenečenje: v lokalni zemlji so našli do 5% kalcijevih in magnezijevih perkloratov.

Snovi niso le strupene, ampak tudi eksplozivne, amonijev perklorat pa se uporablja celo kot osnova za trdno raketno gorivo. Perklorate so odkrili že na pristanišču sonde Phoenix, zdaj pa se je izkazalo, da so te soli na Marsu globalni pojav. V ledeni atmosferi brez kisika so perklorati stabilni in neškodljivi, koncentracije pa niso previsoke. Za bodoče koloniste bi lahko bil perklorat koristen vir goriva in resna nevarnost za zdravje. Toda za geologe, ki delajo z Curiosity, bi lahko končali svoje možnosti za iskanje organske snovi. Pri analizi vzorcev jih rover segreva in v takih pogojih perklorati hitro razgradijo organske spojine. Reakcija poteka burno, z gorenjem in dimom, pri čemer ni opaznih sledi prvotnih snovi.

Tretje leto: ob vznožju

Vendar pa je Curiosity odkril tudi organske snovi - to je bilo objavljeno pozneje, potem ko je na 746. sol, po skupno 6,9 km, rover-geolog dosegel vznožje gore Sharp. "Ko sem prejel te podatke, sem takoj pomislil, da je treba vse dvakrat preveriti," je dejal John Grötzinger. Pravzaprav se je že, ko je Curiosity delal na Marsu, izkazalo, da so nekatere zemeljske bakterije – na primer Tersicoccus phoenicis – odporne na metode čiščenja čistih prostorov. Izračunali so celo, da naj bi do izstrelitve na roverju ostalo od 20 do 40 tisoč stabilnih spor. Nihče ne more zagotoviti, da nekateri od njih niso dosegli Mount Sharp z njim.

Za testiranje senzorjev je na krovu tudi majhna zaloga čistih vzorcev organske snovi v zaprtih kovinskih posodah – ali je mogoče s popolno gotovostjo trditi, da so ostali nepredušni? Vendar pa grafi, predstavljeni na tiskovni konferenci v Nasi, niso vzbudili dvomov: med delom je marsovski geolog zabeležil več ostrih - desetkratnih - skokov v vsebnosti metana v ozračju. Ta plin je lahko nebiološkega izvora, glavna stvar pa je, da bi nekoč lahko postal vir bolj zapletenih organskih snovi. Njihove sledi, predvsem klorobenzena, so našli tudi v tleh Marsa.
Četrto in peto leto: žive reke

V tem času je Curiosity izvrtal že ducat lukenj in na svoji poti pustil popolnoma okrogle 1,6-centimetrske sledi, ki bodo nekoč zaznamovale turistično pot, posvečeno njegovi odpravi. Elektromagnetni mehanizem, ki je prisilil vrtalnik, da naredi do 1800 udarcev na minuto za delo z najtršo skalo, je odpovedal. Vendar pa so proučeni izdanki gline in kristali hematita, plasti silikatnih ostankov in kanali, ki jih je prerezala voda, razkrili nedvoumno sliko: krater je bil nekoč jezero, v katerega se je spuščala razvejana rečna delta.

Curiosityjeve kamere so zdaj razkrile pobočja gore Sharp, katerih sam videz ni puščal dvoma o njihovem sedimentnem izvoru. Plast za plastjo, v stotinah milijonov let, je voda naraščala in se nato umikala, odlagala kamnine in jih pustila erodirati v središču kraterja, dokler ni končno odšla in zbrala celotnega vrha. »Kjer zdaj stoji gora, je bil nekoč bazen, ki se je občasno napolnil z vodo,« je pojasnil John Grötzinger. Jezero je bilo razslojeno po višini: razmere v plitvi in ​​globoki vodi so se razlikovale tako po temperaturi kot po sestavi. Teoretično bi to lahko zagotovilo pogoje za razvoj različnih reakcij in celo mikrobnih oblik.

Barve na 3D modelu kraterja Gale ustrezajo višini. V središču je gora Eolis (Aeolis Mons, 01), ki se dviga 5,5 km nad istoimensko ravnico (Aeolis Palus, 02) na dnu kraterja. Označeno je mesto pristanka Curiosity (03) in Farah Vallis (04) - eden od domnevnih kanalov starodavnih rek, ki so se izlivale v zdaj izginulo jezero.
Pot se nadaljuje

Odprava Curiosity še zdaleč ni končana, energija vgrajenega generatorja pa naj bi zadostovala za 14 zemeljskih let delovanja. Geolog je na poti že skoraj 1750 solov, prevozil je več kot 16 km in se povzpel na pobočje za 165 m. se končajo in na kaj bodo še pokazali? Robot geolog nadaljuje svoj vzpon, Sanjeev Gupta in njegovi kolegi pa že izbirajo kraj za pristanek naslednjega. Kljub smrti pristajalnega modula Schiaparelli je orbitalni modul TGO lani varno vstopil v orbito in začel prvo stopnjo evropsko-ruskega programa ExoMars. Marsovski rover, ki naj bi ga izstrelili leta 2020, bo naslednji.

V njem bosta že dve ruski napravi. Sam robot je približno polovico lažji od Curiosityja, vendar bo njegov vrtalnik lahko jemal vzorce iz globine do 2 m, Pasteurjev instrumentalni kompleks pa bo vseboval orodja za neposredno iskanje sledi preteklega - ali celo še ohranjenega - življenja . "Imate željo, najdbo, o kateri še posebej sanjate?" - smo vprašali profesorja Gupta. »Seveda obstaja: fosil,« je brez oklevanja odgovoril znanstvenik. - Ampak to se seveda verjetno ne bo zgodilo. Če bi bilo tam življenje, bi bili to samo nekakšni mikrobi ... Ampak, vidite, to bi bilo nekaj neverjetnega.”