รถแลนด์โรเวอร์รักษาความปลอดภัยบนดาวอังคาร ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับรถแลนด์โรเวอร์ Curiosity สถานีสื่อสารอวกาศ

NASA ได้เปิดตัวรถแลนด์โรเวอร์อีกลำไปยังดาวเคราะห์สีแดง แตกต่างจากโครงการที่เกี่ยวข้องกับโลกนี้ในประเทศของเรา นักวิจัยชาวอเมริกันสามารถปฏิบัติภารกิจดังกล่าวได้สำเร็จ ให้เราระลึกว่า Phobos-Grunt อะนาล็อกของรัสเซียของ Curiosity ล้มเหลวเนื่องจากข้อผิดพลาดของซอฟต์แวร์เมื่อเข้าสู่วงโคจรโลกต่ำ

วัตถุประสงค์ภารกิจอยากรู้อยากเห็นความอยากรู้อยากเห็นเป็นมากกว่ารถแลนด์โรเวอร์บนดาวอังคาร โครงการนี้ดำเนินการโดยเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ดาวอังคารและเป็นแพลตฟอร์มที่ติดตั้งอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากซึ่งเตรียมพร้อมสำหรับการแก้ปัญหาหลายประการ

ภารกิจแรกที่ Curiosity เผชิญนั้นไม่ใช่เรื่องดั้งเดิม - การค้นหาชีวิตบนดาวเคราะห์อันโหดร้ายใบนี้ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ รถแลนด์โรเวอร์รุ่นต่อไปจะต้องตรวจจับและศึกษาธรรมชาติของสารประกอบคาร์บอนอินทรีย์ ค้นหาสารต่างๆ เช่น ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ออกซิเจน คาร์บอน และซัลเฟอร์ การมีอยู่ของสารดังกล่าวบ่งบอกถึงข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการกำเนิดของชีวิต

นอกจากนี้ Curiosity ยังได้รับมอบหมายงานอื่นๆ อีกด้วย รถแลนด์โรเวอร์ Mars ที่ใช้อุปกรณ์จะต้องส่งข้อมูลเกี่ยวกับสภาพอากาศและธรณีวิทยาของโลกตลอดจนเตรียมการลงจอดของบุคคล

ลักษณะของรถแลนด์โรเวอร์คิวริออซิตี้คิวริออซิตี้มีความยาว 3 เมตร กว้าง 2.7 เมตร มีล้อขนาด 51 ซม. หกล้อ แต่ละล้อขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าอิสระ ล้อหน้าและล้อหลังจะช่วยให้รถแลนด์โรเวอร์หมุนไปในทิศทางที่ต้องการ ด้วยการออกแบบพิเศษและเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสม Curiosity จึงสามารถเอาชนะสิ่งกีดขวางที่สูง 75 ซม. และเร่งความเร็วได้ถึง 90 เมตรต่อชั่วโมง

รถแลนด์โรเวอร์ขับเคลื่อนด้วยเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็ก พลูโทเนียม-238 ที่มีอยู่ในนั้นเพียงพอสำหรับการใช้งาน 14 ปี พวกเขาตัดสินใจละทิ้งแผงโซลาร์เซลล์เนื่องจากปัญหาฝุ่นหนักในชั้นบรรยากาศดาวอังคาร

การบินและการลงจอดของรถแลนด์โรเวอร์ Curiosity Gale Crater ได้รับเลือกให้เป็นสถานที่ลงจอดของรถแลนด์โรเวอร์ Curiosity สถานที่ที่ค่อนข้างราบเรียบซึ่งไม่น่ามีปัญหาใดๆ

รถแลนด์โรเวอร์ถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรค้างฟ้าด้วยจรวด Atlantis-5 541 สองขั้น จากนั้นสถานีจะเดินทางต่อไปยังดาวอังคาร จากนั้นช่วงเวลาที่น่าสนใจมากก็เริ่มต้นขึ้น - การลงจอดของความอยากรู้อยากเห็น

บรรยากาศของดาวอังคารค่อนข้างซับซ้อน ชั้นที่หนาแน่นไม่อนุญาตให้เครื่องยนต์ลงจอดเพื่อแก้ไขกระบวนการนี้ ด้วยเหตุนี้จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยีที่ค่อนข้างน่าสนใจซึ่งควรจะหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้

ในระหว่างการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ คิวริออซิตีจะถูกพับเก็บอยู่ภายในแคปซูลป้องกันพิเศษ จาก อุณหภูมิสูงเมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นด้วยความเร็วสูงจะได้รับการปกป้องโดยการเคลือบพิเศษของเส้นใยคาร์บอนที่ชุบด้วยเรซินฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์

ในชั้นบรรยากาศหนาแน่นของดาวอังคาร ความเร็วของอุปกรณ์จะลดลงจาก 6 กม./วินาที เป็นสองเท่าของความเร็วเสียง บัลลาสต์ที่ตกจะแก้ไขตำแหน่งของแคปซูล “ผ้าห่ม” ที่ป้องกันความร้อนจะยิงออกไป และร่มชูชีพความเร็วเหนือเสียงจะเปิดออกด้วยความเร็ว 470 เมตร/วินาที

เมื่อผ่านระดับความสูง 3.7 กม. เหนือดาวเคราะห์ กล้องที่ติดตั้งที่ด้านล่างของรถแลนด์โรเวอร์ควรเริ่มทำงาน มันจะบันทึกภาพพื้นผิวของโลก เฟรมที่มีความแม่นยำสูงจะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาเกี่ยวกับสถานที่ที่ Curiosity ควรลงจอด

ตลอดเวลานี้ร่มชูชีพทำหน้าที่เป็นเบรกและที่ระดับความสูง 1.8 กม. เหนือดาวเคราะห์สีแดงรถแลนด์โรเวอร์จะถูกแยกออกจากหน่วยโคตรและการสืบเชื้อสายต่อไปจะเกิดขึ้นโดยใช้แพลตฟอร์มที่ติดตั้งเครื่องยนต์ลงจอด

มอเตอร์แรงขับแบบแปรผันจะปรับตำแหน่งของแท่น ณ จุดนี้ Curiosity น่าจะมีเวลาสลายตัวและเตรียมลงจอด เพื่อให้กระบวนการนี้ค่อนข้างราบรื่นจึงมีการคิดค้นเทคโนโลยีอื่นขึ้นมา - "เครนบิน"

“เครนบิน” คือสายเคเบิล 3 เส้นที่จะลดรถแลนด์โรเวอร์ลงสู่พื้นผิวโลกได้อย่างราบรื่นในขณะที่แท่นลอยอยู่ที่ความสูง 7.5 เมตร

อุปกรณ์ของรถแลนด์โรเวอร์ Curiosityติดตั้งบนรถแลนด์โรเวอร์ Curiosity จำนวนมากอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ ในหมู่พวกเขามีอุปกรณ์ที่พัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญชาวรัสเซีย รถแลนด์โรเวอร์ติดตั้งแขนหุ่นยนต์ที่ค่อนข้างไว ประกอบด้วยสว่าน พลั่ว และอุปกรณ์อื่นๆ ที่จะช่วยให้คุณสามารถเก็บตัวอย่างดินและหินได้

มีเครื่องมือ 10 ชิ้นที่ติดตั้งอยู่บนรถแลนด์โรเวอร์ ซึ่งบางส่วนเราจะอธิบายด้านล่าง

แมสต์แคมเป็นกล้องที่ตั้งอยู่บนเสาสูงเหนือรถแลนด์โรเวอร์ เธอเป็นดวงตาของผู้ปฏิบัติงานที่ได้รับภาพบนโลกจะควบคุมอุปกรณ์

แซมคือแมสสเปกโตรมิเตอร์ เลเซอร์สเปกโตรมิเตอร์ และแก๊สโครมาโตกราฟี “ในขวดเดียว” ที่ให้คุณวิเคราะห์ตัวอย่างดินได้ มันคือ SAM ที่ต้องค้นหา สารประกอบอินทรีย์ไนโตรเจน ออกซิเจน และไฮโดรเจน

แขนหุ่นยนต์จะต้องส่งตัวอย่างไปยังสถานที่พิเศษบนรถแลนด์โรเวอร์ ซึ่งจะมีการตรวจสอบตัวอย่างด้วยเครื่องมือ SAM

เชมิน- อีกหนึ่งอุปกรณ์สำหรับวิเคราะห์หิน ระบุสารประกอบทางเคมีและแร่ธาตุ

เชแคม- นี่คืออุปกรณ์ที่น่าสนใจที่สุดบนรถแลนด์โรเวอร์ Curiositi พูดง่ายๆ ก็คือนี่คือเลเซอร์ที่สามารถละลายตัวอย่างดินหรือหินที่ระยะห่าง 9 เมตรจากรถแลนด์โรเวอร์ และหลังจากตรวจสอบไอระเหยแล้ว ควรกำหนดโครงสร้างของพวกมัน

APXS– สเปกโตรมิเตอร์ที่สามารถระบุตัวอย่างเหล่านั้นได้โดยการฉายรังสีตัวอย่างด้วยรังสีเอกซ์และอนุภาคอัลฟ่า APXS ตั้งอยู่บนแขนหุ่นยนต์ของรถแลนด์โรเวอร์

แดน- อุปกรณ์ที่พัฒนาโดยเพื่อนร่วมชาติของเรา สามารถตรวจจับการมีอยู่ของน้ำหรือน้ำแข็งได้แม้ในระดับความลึกตื้นใต้พื้นผิวโลก

ราด– จะกำหนดความพร้อม รังสีกัมมันตภาพรังสีบนโลกนี้

เรมส์– สถานีตรวจอากาศที่มีความละเอียดอ่อนบนเรือ Curiosity

Curiosity Rover เป็นโครงการอันทะเยอทะยานของมนุษยชาติที่จะพาเราไป... ระดับใหม่สำรวจดาวอังคาร การลงจอดและศึกษาดาวเคราะห์สีแดงด้วยอุปกรณ์นี้จะช่วยตอบคำถามสองข้อที่ตามหลอกหลอนมนุษยชาติมายาวนาน นั่นคือ สิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารมีอยู่หรือไม่ และเป็นไปได้ไหมที่จะตั้งอาณานิคมดาวเคราะห์ดวงนี้ในอนาคตอันใกล้นี้

• ChemCam คือชุดเครื่องมือสำหรับดำเนินการวิเคราะห์ทางเคมีระยะไกลของตัวอย่างต่างๆ งานดำเนินไปดังต่อไปนี้: เลเซอร์จะยิงชุดนัดไปที่วัตถุที่กำลังศึกษาอยู่ จากนั้นวิเคราะห์สเปกตรัมของแสงที่ปล่อยออกมาจากหินระเหย ChemCam สามารถศึกษาวัตถุที่อยู่ในระยะห่างจากวัตถุได้สูงสุดถึง 7 เมตร ราคาของอุปกรณ์อยู่ที่ประมาณ 10 ล้านดอลลาร์ (ค่าใช้จ่ายเกิน 1.5 ล้านดอลลาร์) ในโหมดปกติ เลเซอร์จะโฟกัสไปที่วัตถุโดยอัตโนมัติ
• MastCam: ระบบที่ประกอบด้วยกล้องสองตัว และมีฟิลเตอร์สเปกตรัมจำนวนมาก สามารถถ่ายภาพด้วยสีธรรมชาติขนาด 1600 × 1200 พิกเซลได้ วิดีโอที่มีความละเอียด 720p (1280 × 720) ถ่ายที่ความเร็วสูงสุด 10 เฟรมต่อวินาทีและถูกบีบอัดด้วยฮาร์ดแวร์ กล้องตัวแรกคือกล้องมุมกลาง (MAC) มีความยาวโฟกัส 34 มม. และมุมมอง 15 องศา 1 พิกเซลเท่ากับ 22 ซม. ที่ระยะ 1 กม.
• กล้องมุมแคบ (NAC) มีความยาวโฟกัส 100 มม. มุมมอง 5.1 องศา 1 พิกเซลเท่ากับ 7.4 ซม. ที่ระยะ 1 กม. กล้องแต่ละตัวมีหน่วยความจำแฟลชขนาด 8GB ซึ่งสามารถจัดเก็บภาพดิบได้มากกว่า 5,500 ภาพ มีการรองรับการบีบอัด JPEG และการบีบอัดแบบไม่สูญเสียข้อมูล กล้องมีคุณสมบัติโฟกัสอัตโนมัติที่ช่วยให้สามารถโฟกัสไปที่วัตถุตั้งแต่ 2.1 ม. ถึงระยะอนันต์ แม้ว่าผู้ผลิตจะมีการกำหนดค่าการซูม แต่กล้องก็ไม่มีการซูมเนื่องจากไม่มีเวลาเหลือสำหรับการทดสอบ กล้องแต่ละตัวมีฟิลเตอร์ RGB Bayer ในตัวและฟิลเตอร์ IR ที่สลับได้ 8 ตัว เมื่อเปรียบเทียบกับกล้องพาโนรามาบน Spirit and Opportunity (MER) ที่ถ่ายภาพขาวดำขนาด 1024 x 1024 พิกเซล MAC MastCam มีความละเอียดเชิงมุมมากกว่า 1.25 เท่า และ NAC MastCam มีความละเอียดเชิงมุมสูงกว่า 3.67 เท่า
• Mars Hand Lens Imager (MAHLI): ระบบประกอบด้วยกล้องที่ติดตั้งอยู่บนแขนหุ่นยนต์ของรถแลนด์โรเวอร์ และใช้ถ่ายภาพหินและดินด้วยกล้องจุลทรรศน์ MAHLI สามารถจับภาพขนาด 1600 × 1200 พิกเซลและความละเอียดสูงสุด 14.5 µm ต่อพิกเซล MAHLI มีความยาวโฟกัส 18.3 มม. ถึง 21.3 มม. และขอบเขตการมองเห็น 33.8 ถึง 38.5 องศา MAHLI มีทั้งไฟ LED สีขาวและ UV สำหรับใช้งานในที่มืดหรือใช้แสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ การส่องสว่างด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นสิ่งจำเป็นในการกระตุ้นการปล่อยแร่ธาตุคาร์บอเนตและแร่ธาตุระเหย ซึ่งแสดงให้เห็นว่าน้ำมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพื้นผิวดาวอังคาร MAHLI มุ่งเน้นไปที่วัตถุที่มีขนาดเล็กเพียง 1 มม. ระบบสามารถถ่ายภาพได้หลายภาพโดยเน้นการประมวลผลภาพ MAHLI สามารถบันทึกภาพถ่าย Raw โดยไม่สูญเสียคุณภาพหรือบีบอัดไฟล์ JPEG
• MSL Mars Descent Imager (MARDI): ในระหว่างการสืบเชื้อสายสู่พื้นผิวดาวอังคาร MARDI ส่งภาพสี 1600 × 1200 พิกเซลด้วยเวลาเปิดรับแสง 1.3 มิลลิวินาที กล้องเริ่มถ่ายภาพที่ระยะ 3.7 กม. และสิ้นสุดที่ระยะ ห่างจากพื้นผิวดาวอังคาร 5 เมตร ถ่ายภาพสีด้วยความถี่ 5 เฟรมต่อวินาที การถ่ายทำใช้เวลาประมาณ 2 นาที 1 พิกเซลเท่ากับ 1.5 เมตร ที่ระยะ 2 กม. และ 1.5 มม. ที่ระยะ 2 เมตร มุมมองของกล้องคือ 90 องศา MARDI มีหน่วยความจำภายใน 8GB ที่สามารถจัดเก็บภาพถ่ายได้มากกว่า 4,000 ภาพ ภาพจากกล้องทำให้สามารถมองเห็นภูมิประเทศโดยรอบ ณ จุดลงจอดได้ JunoCam สร้างขึ้นสำหรับยานอวกาศ Juno โดยใช้เทคโนโลยี MARDI
• เครื่องสเปกโตรมิเตอร์รังสีเอกซ์อนุภาคอัลฟ่า (APXS): อุปกรณ์นี้จะฉายรังสีอนุภาคอัลฟ่าและเปรียบเทียบสเปกตรัมรังสีเอกซ์เพื่อกำหนดองค์ประกอบองค์ประกอบของหิน APXS เป็นรูปแบบหนึ่งของการปล่อยรังสีเอกซ์ที่เกิดจากอนุภาค (PIXE) ซึ่งก่อนหน้านี้ใช้ใน Mars Pathfinder และ Mars Exploration Rovers APXS ได้รับการพัฒนาโดยองค์การอวกาศแคนาดา MacDonald Dettwiler (MDA) - บริษัทการบินและอวกาศของแคนาดาที่สร้าง Canadarm และ RADARSAT มีหน้าที่รับผิดชอบในการออกแบบและสร้าง APXS ทีมพัฒนา APXS ประกอบด้วยสมาชิกจาก University of Guelph, University of New Brunswick, University of Western Ontario, NASA, University of California, San Diego และ Cornell University
• การรวบรวมและการจัดการสำหรับการวิเคราะห์หินดาวอังคารในแหล่งกำเนิด (CHIMRA): CHIMRA เป็นถังขนาด 4x7 เซนติเมตรที่ใช้ตักดิน ในช่องภายในของ CHIMRA จะถูกร่อนผ่านตะแกรงที่มีเซลล์ขนาด 150 ไมครอน ซึ่งได้รับการช่วยเหลือโดยการทำงานของกลไกการสั่น ส่วนเกินจะถูกกำจัดออก และส่วนถัดไปจะถูกส่งไปเพื่อการกรอง โดยรวมแล้ว มีการสุ่มตัวอย่างจากถังและการกรองดินมีสามขั้นตอน เป็นผลให้เหลือผงเล็กน้อยของเศษส่วนที่ต้องการซึ่งถูกส่งไปยังที่รองรับดินบนตัวรถแลนด์โรเวอร์และส่วนเกินจะถูกโยนทิ้งไป เป็นผลให้ได้รับชั้นดิน 1 มม. จากถังทั้งหมดเพื่อการวิเคราะห์ ผงที่เตรียมไว้ได้รับการศึกษาโดยอุปกรณ์ CheMin และ SAM
• CheMin: Chemin ตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีและแร่วิทยาโดยใช้การเรืองแสงของรังสีเอกซ์และการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ CheMin เป็นหนึ่งในสี่สเปกโตรมิเตอร์ CheMin ช่วยให้คุณตรวจสอบความอุดมสมบูรณ์ของแร่ธาตุบนดาวอังคาร เครื่องมือนี้ได้รับการพัฒนาโดย David Blake ที่ศูนย์วิจัย Ames ของ NASA และห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA รถแลนด์โรเวอร์จะเจาะเข้าไปในหิน และเครื่องมือจะเก็บรวบรวมผงที่เกิดขึ้น จากนั้นรังสีเอกซ์จะมุ่งตรงไปที่ผง โครงสร้างผลึกภายในของแร่ธาตุจะสะท้อนในรูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสี การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์จะแตกต่างกันไปตามแร่ธาตุต่างๆ ดังนั้นรูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดโครงสร้างของสารได้ ข้อมูลเกี่ยวกับความส่องสว่างของอะตอมและรูปแบบการเลี้ยวเบนจะถูกบันทึกโดยเมทริกซ์ E2V CCD-224 ที่เตรียมไว้เป็นพิเศษซึ่งมีขนาด 600x600 พิกเซล Curiosity มีเซลล์ 27 เซลล์สำหรับการวิเคราะห์ตัวอย่าง หลังจากศึกษาตัวอย่างหนึ่งเซลล์แล้ว เซลล์ดังกล่าวจะสามารถนำมาใช้ซ้ำได้ แต่การวิเคราะห์ที่ดำเนินการกับเซลล์จะมีความแม่นยำน้อยลงเนื่องจากการปนเปื้อนจากตัวอย่างก่อนหน้า ดังนั้น รถแลนด์โรเวอร์จึงพยายามศึกษาตัวอย่างได้ทั้งหมดเพียง 27 ครั้ง เซลล์ปิดผนึกอีก 5 เซลล์เก็บตัวอย่างจากโลก จำเป็นสำหรับการทดสอบประสิทธิภาพของอุปกรณ์ในสภาวะบนดาวอังคาร อุปกรณ์ต้องใช้อุณหภูมิ −60 องศาเซลเซียสจึงจะทำงาน มิฉะนั้นการรบกวนจากอุปกรณ์ DAN จะรบกวน
• การวิเคราะห์ตัวอย่างที่ดาวอังคาร (SAM): ชุดเครื่องมือ SAM จะวิเคราะห์ตัวอย่างของแข็ง สารอินทรีย์ และองค์ประกอบบรรยากาศ เครื่องมือนี้ได้รับการพัฒนาโดย: Goddard Space Flight Center, Inter-Universitaire Laboratory, French CNRS และ Honeybee Robotics พร้อมด้วยพันธมิตรอื่นๆ อีกมากมาย
• เครื่องตรวจจับการประเมินรังสี (RAD), “เครื่องตรวจจับการประเมินรังสี”: อุปกรณ์นี้จะรวบรวมข้อมูลเพื่อประเมินระดับของ รังสีพื้นหลังซึ่งจะส่งผลต่อผู้เข้าร่วมการสำรวจดาวอังคารในอนาคต อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการติดตั้งเกือบจะใน "หัวใจ" ของรถแลนด์โรเวอร์ และด้วยเหตุนี้จึงเป็นการจำลองนักบินอวกาศอยู่ข้างใน ยานอวกาศ- RAD เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกสำหรับ MSL ที่ถูกเปิดใช้งานในขณะที่ยังอยู่ในวงโคจรของโลก และบันทึกการแผ่รังสีพื้นหลังภายในอุปกรณ์ จากนั้นบันทึกเข้าไปในรถแลนด์โรเวอร์ระหว่างการทำงานบนพื้นผิวดาวอังคาร โดยรวบรวมข้อมูลความเข้มของรังสี 2 ประเภท คือ พลังงานสูง รังสีกาแลคซีและอนุภาคที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ RAD ได้รับการพัฒนาในประเทศเยอรมนีโดยสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ (SwRI) สำหรับฟิสิกส์นอกโลกในกลุ่ม Christian-Albrechts-Universität zu Kiel โดยได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากคณะกรรมการภารกิจระบบสำรวจที่สำนักงานใหญ่ NASA และเยอรมนี
• Dynamic Albedo of Neutrons (DAN): Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) ใช้ในการตรวจจับไฮโดรเจน ซึ่งเป็นน้ำแข็งใกล้พื้นผิวดาวอังคาร ซึ่งจัดทำโดย Federal Space Agency (Roscosmos) เป็นการพัฒนาร่วมกันของสถาบันวิจัยระบบอัตโนมัติซึ่งตั้งชื่อตาม N.L. Dukhov ที่ Rosatom (เครื่องกำเนิดนิวตรอนพัลส์), สถาบันวิจัยอวกาศของ Russian Academy of Sciences (หน่วยตรวจจับ) และสถาบันร่วมเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ (การสอบเทียบ) ต้นทุนในการพัฒนาอุปกรณ์อยู่ที่ประมาณ 100 ล้านรูเบิล รูปถ่ายของอุปกรณ์ อุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยแหล่งกำเนิดนิวตรอนแบบพัลซ์และตัวรับรังสีนิวตรอน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าส่งเสียงสั้น แรงกระตุ้นอันทรงพลังนิวตรอน ระยะเวลาพัลส์ประมาณ 1 μs พลังงานฟลักซ์สูงถึง 10 ล้านนิวตรอน โดยมีพลังงาน 14 MeV ต่อพัลส์ อนุภาคเจาะเข้าไปในดินของดาวอังคารได้ลึก 1 ม. ซึ่งพวกมันมีปฏิกิริยากับแกนกลางขององค์ประกอบที่ก่อตัวเป็นหินหลักซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกมันช้าลงและถูกดูดซับบางส่วน ส่วนที่เหลือของนิวตรอนจะสะท้อนและบันทึกโดยเครื่องรับ การวัดที่แม่นยำสามารถทำได้ที่ระดับความลึก 50-70 ซม. นอกเหนือจากการสำรวจพื้นผิวของดาวเคราะห์สีแดงอย่างแข็งขันแล้ว อุปกรณ์นี้ยังสามารถตรวจสอบพื้นหลังการแผ่รังสีตามธรรมชาติของพื้นผิวได้ (การสำรวจแบบพาสซีฟ)
• สถานีตรวจสอบสิ่งแวดล้อมของโรเวอร์ (REMS): ชุดเครื่องมืออุตุนิยมวิทยาและเซ็นเซอร์อัลตราไวโอเลตจัดทำโดยกระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์ของสเปน ทีมวิจัยซึ่งนำโดย Javier Gómez-Elvira จากศูนย์โหราศาสตร์ (มาดริด) รวมถึงสถาบันอุตุนิยมวิทยาแห่งฟินแลนด์เป็นพันธมิตร เราติดตั้งไว้บนเสากล้องเพื่อการวัด ความดันบรรยากาศ, ความชื้น, ทิศทางลม, อุณหภูมิอากาศและพื้นดิน, รังสีอัลตราไวโอเลต เซ็นเซอร์ทั้งหมดแบ่งออกเป็นสามส่วน: แขนสองข้างที่ติดอยู่กับรถแลนด์โรเวอร์, เสาตรวจจับระยะไกล (RSM), เซ็นเซอร์อัลตราไวโอเลต (UVS) ที่อยู่บนเสากระโดงด้านบนของรถแลนด์โรเวอร์ และหน่วยควบคุมเครื่องมือ (ICU) ภายในตัวถัง REMS จะให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับสถานะอุทกวิทยาในท้องถิ่น ผลกระทบการทำลายล้างของรังสีอัลตราไวโอเลต และสิ่งมีชีวิตใต้ดิน
• เครื่องมือวัดการลงจอดและลงจอดของ MSL (MEDLI): วัตถุประสงค์หลักของ MEDLI คือเพื่อศึกษาสภาพแวดล้อมในชั้นบรรยากาศ หลังจากที่ยานพาหนะลงมาพร้อมกับรถแลนด์โรเวอร์ชะลอตัวลงในชั้นบรรยากาศที่หนาแน่น แผงป้องกันความร้อนจะแยกออกจากกัน ในช่วงเวลานี้ ข้อมูลที่จำเป็นเกี่ยวกับบรรยากาศของดาวอังคารก็ถูกเก็บรวบรวม ข้อมูลนี้จะถูกนำมาใช้ในภารกิจในอนาคต ทำให้สามารถระบุพารามิเตอร์ของบรรยากาศได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนการออกแบบยานลงจอดในภารกิจสู่ดาวอังคารในอนาคต MEDLI ประกอบด้วยเครื่องมือหลัก 3 รายการ ได้แก่ MEDLI Integrated Sensor Plugs (MISP), Mars Entry Atmospheric Data System (MEADS) และ Sensor Support Electronics (SSE)
• กล้องหลีกเลี่ยงอันตราย (Hazcams): รถแลนด์โรเวอร์มีกล้องนำทางขาวดำสองคู่อยู่ที่ด้านข้างของรถ ใช้เพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายในขณะที่รถแลนด์โรเวอร์เคลื่อนที่และชี้อุปกรณ์ควบคุมไปที่ก้อนหินและดินอย่างปลอดภัย กล้องจะถ่ายภาพ 3 มิติ (ขอบเขตการมองเห็นของกล้องแต่ละตัวอยู่ที่ 120 องศา) และสร้างแผนที่ของพื้นที่ด้านหน้ารถแลนด์โรเวอร์ แผนที่ที่รวบรวมช่วยให้รถแลนด์โรเวอร์หลีกเลี่ยงการชนโดยไม่ได้ตั้งใจ และซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์จะใช้เพื่อเลือกเส้นทางที่จำเป็นเพื่อเอาชนะสิ่งกีดขวาง
• กล้องนำทาง (Navcams): สำหรับการนำทาง รถแลนด์โรเวอร์ใช้กล้องขาวดำคู่หนึ่งที่ติดตั้งอยู่บนเสากระโดงเพื่อติดตามการเคลื่อนไหวของรถแลนด์โรเวอร์ กล้องมีมุมมอง 45 องศา และถ่ายภาพ 3 มิติ ความละเอียดช่วยให้คุณมองเห็นวัตถุขนาด 2 เซนติเมตรจากระยะ 25 เมตร

แล้วคุณจะสื่อสารกับรถแลนด์โรเวอร์บนดาวอังคารได้อย่างไร? ลองคิดดู แม้ว่าดาวอังคารจะอยู่ห่างจากโลกน้อยที่สุด แต่สัญญาณก็ต้องเดินทางไกลถึงห้าสิบห้าล้านกิโลเมตร! นี่เป็นระยะทางที่ไกลมากจริงๆ แต่รถแลนด์โรเวอร์ขนาดเล็กที่โดดเดี่ยวสามารถส่งข้อมูลทางวิทยาศาสตร์และภาพสีสวยงามทั้งมวลได้อย่างไร เมื่อประมาณครั้งแรกจะมีลักษณะดังนี้ (ฉันพยายามอย่างหนักจริงๆ):

ดังนั้นในกระบวนการส่งข้อมูลมักจะมี "ตัวเลข" หลักสามประการที่เกี่ยวข้อง - หนึ่งในศูนย์กลางของการสื่อสารอวกาศบนโลกหนึ่งในนั้น ดาวเทียมประดิษฐ์ดาวอังคาร และในความเป็นจริงแล้ว รถแลนด์โรเวอร์นั่นเอง เริ่มจากหญิงชรา Earth และพูดคุยเกี่ยวกับศูนย์การสื่อสารอวกาศ DSN (Deep Space Network)

สถานีสื่อสารอวกาศ

ภารกิจอวกาศใดๆ ของ NASA ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าการสื่อสารกับยานอวกาศจะต้องเป็นไปได้ตลอด 24 ชั่วโมงต่อวัน (หรืออย่างน้อยที่สุดเมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้) ในหลักการ- ดังที่เราทราบ โลกหมุนรอบแกนของมันค่อนข้างเร็ว เพื่อให้สัญญาณมีความต่อเนื่อง จึงจำเป็นต้องมีจุดรับ/ส่งข้อมูลหลายจุด นี่คือจุดที่สถานี DSN เป็นอย่างแน่นอน พวกมันตั้งอยู่บนสามทวีปและแยกจากกันด้วยลองจิจูดประมาณ 120 องศา ซึ่งช่วยให้พวกมันซ้อนทับพื้นที่ครอบคลุมของกันและกันได้บางส่วน และด้วยเหตุนี้ จึงสามารถ "นำทาง" ยานอวกาศได้ตลอด 24 ชั่วโมง ในการทำเช่นนี้เมื่อยานอวกาศออกจากพื้นที่ครอบคลุมของสถานีใดสถานีหนึ่ง สัญญาณจะถูกถ่ายโอนไปยังอีกสถานีหนึ่ง

หนึ่งในคอมเพล็กซ์ DSN ตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกา (คอมเพล็กซ์ Goldstone) แห่งที่สองอยู่ในสเปน (ประมาณ 60 กิโลเมตรจากมาดริด) และแห่งที่สามอยู่ในออสเตรเลีย (ประมาณ 40 กิโลเมตรจากแคนเบอร์รา)

คอมเพล็กซ์แต่ละแห่งมีชุดเสาอากาศของตัวเอง แต่ในแง่ของการใช้งานทั้งสามศูนย์มีความเท่าเทียมกันโดยประมาณ เสาอากาศนั้นเรียกว่า DSS (สถานีอวกาศห้วงอวกาศ) และมีหมายเลขของตัวเอง - เสาอากาศในสหรัฐอเมริกามีหมายเลข 1X-2X เสาอากาศในออสเตรเลีย - 3X-4X และในสเปน - 5X-6X ดังนั้นหากคุณได้ยินคำว่า "DSS53" ที่ไหนสักแห่งก็มั่นใจได้ว่า เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับเสาอากาศสเปนอันหนึ่ง

คอมเพล็กซ์ในแคนเบอร์รามักถูกใช้เพื่อสื่อสารกับรถแลนด์โรเวอร์ของดาวอังคาร ดังนั้นเรามาพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมกันหน่อยดีกว่า

คอมเพล็กซ์มีเว็บไซต์ของตัวเองซึ่งคุณสามารถค้นหาข้อมูลที่น่าสนใจมากมาย ตัวอย่างเช่นเร็ว ๆ นี้ - 13 เมษายนปีนี้ - เสาอากาศ DSS43 จะมีอายุ 40 ปี

รวมเปิด ช่วงเวลาปัจจุบันสถานีแคนเบอร์รามีเสาอากาศที่ใช้งานอยู่สามเสา: DSS-34 (เส้นผ่านศูนย์กลาง 34 เมตร), DSS-43 (70 เมตรที่น่าประทับใจ) และ DSS-45 (อีก 34 เมตร) แน่นอนว่าตลอดหลายปีที่ผ่านมาของการดำเนินงานของศูนย์นั้นมีการใช้เสาอากาศอื่น ๆ ซึ่ง เหตุผลต่างๆถูกนำออกจากการให้บริการ ตัวอย่างเช่น เสาอากาศตัวแรก DSS42 เลิกใช้งานในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2543 และ DSS33 (เส้นผ่านศูนย์กลาง 11 เมตร) ถูกเลิกใช้งานในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2545 หลังจากนั้นจึงขนส่งไปยังนอร์เวย์ในปี พ.ศ. 2552 เพื่อทำงานต่อไปเป็นเครื่องมือในการศึกษาบรรยากาศ .

เสาอากาศทำงานตัวแรกที่กล่าวถึง DSS34ถูกสร้างขึ้นในปี 1997 และกลายเป็นตัวแทนของอุปกรณ์เหล่านี้เจเนอเรชั่นแรก ของเธอ คุณสมบัติที่โดดเด่นคืออุปกรณ์รับ/ส่งและประมวลผลสัญญาณไม่ได้อยู่บนจานโดยตรง แต่อยู่ในห้องข้างใต้ สิ่งนี้ทำให้จานเบาลงอย่างมากและยังทำให้สามารถซ่อมบำรุงอุปกรณ์ได้โดยไม่ต้องหยุดการทำงานของเสาอากาศอีกด้วย DSS34 เป็นเสาอากาศสะท้อนแสง แผนภาพการทำงานของมันมีลักษณะดังนี้:

อย่างที่คุณเห็นใต้เสาอากาศมีห้องหนึ่งซึ่งประมวลผลสัญญาณที่ได้รับทั้งหมด สำหรับเสาอากาศจริง ห้องนี้อยู่ใต้ดิน ในรูปจะไม่เห็นครับ

DSS34 คลิกได้

ออกอากาศ:

• เอ็กซ์แบนด์ (7145-7190 MHz)
• เอสแบนด์ (2025-2120 MHz)

แผนกต้อนรับ:

• เอ็กซ์แบนด์ (8400-8500 MHz)
• เอสแบนด์ (2200-2300 MHz)
• คาแบนด์ (31.8-32.3 GHz)

ความแม่นยำของตำแหน่ง: ความเร็วในการหมุน:

• 2.0°/วินาที

ความต้านทานลม:

• ลมคงที่ 72 กม./ชม
• ลมกระโชกแรง +88 กม./ชม

DSS43(ซึ่งกำลังจะฉลองวันครบรอบ) เป็นตัวอย่างที่เก่ากว่ามาก สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2512-2516 และปรับปรุงให้ทันสมัยในปี พ.ศ. 2530 DSS43 เป็นเสาอากาศแบบพาราโบลาที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ที่ใหญ่ที่สุด ซีกโลกใต้ของโลกของเรา โครงสร้างขนาดใหญ่นี้มีน้ำหนักมากกว่า 3,000 ตัน หมุนอยู่บนแผ่นฟิล์มน้ำมันที่มีความหนาประมาณ 0.17 มิลลิเมตร พื้นผิวของจานประกอบด้วยแผงอลูมิเนียม 1272 แผ่น และมีพื้นที่ 4180 ตารางเมตร ม.

DSS43 คลิกได้

ลักษณะทางเทคนิคบางประการ

ออกอากาศ:

• เอ็กซ์แบนด์ (7145-7190 MHz)
• เอสแบนด์ (2025-2120 MHz)

แผนกต้อนรับ:

• เอ็กซ์แบนด์ (8400-8500 MHz)
• เอสแบนด์ (2200-2300 MHz)
• แอลแบนด์ (1626-1708 MHz)
• เคแบนด์ (12.5 GHz)
• คูแบนด์ (18-26 GHz)

ความแม่นยำของตำแหน่ง:

• ภายใน 0.005° (ความแม่นยำในการชี้ไปยังจุดท้องฟ้า)
• ภายใน 0.25 มม. (ความแม่นยำในการเคลื่อนที่ของเสาอากาศนั้นเอง)

ความเร็วในการหมุน:

• 0.25°/วินาที

ความต้านทานลม:

• ลมคงที่ 72 กม./ชม
• ลมกระโชกแรง +88 กม./ชม
• ความเร็วสูงสุดโดยประมาณ - 160 กม./ชม

ดีเอสเอส45- เสาอากาศนี้สร้างเสร็จในปี 1986 และเดิมมีจุดประสงค์เพื่อสื่อสารกับยานโวเอเจอร์ 2 ซึ่งศึกษาดาวยูเรนัส หมุนบนฐานกลมมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 19.6 เมตร ใช้ล้อ 4 ล้อ ขับเคลื่อน 2 ล้อ

DSS45 คลิกได้

ลักษณะทางเทคนิคบางประการ

ออกอากาศ:

• เอ็กซ์แบนด์ (7145-7190 MHz)

แผนกต้อนรับ:

• เอ็กซ์แบนด์ (8400-8500 MHz)
• เอสแบนด์ (2200-2300 MHz)

ความแม่นยำของตำแหน่ง:

• ภายใน 0.015° (ความแม่นยำในการชี้ไปยังจุดท้องฟ้า)
• ภายใน 0.25 มม. (ความแม่นยำในการเคลื่อนที่ของเสาอากาศนั้นเอง)

ความเร็วในการหมุน:

• 0.8°/วินาที

ความต้านทานลม:

• ลมคงที่ 72 กม./ชม
• ลมกระโชกแรง +88 กม./ชม
• ความเร็วสูงสุดโดยประมาณ - 160 กม./ชม

หากเราพูดถึงสถานีสื่อสารอวกาศโดยรวมเราสามารถแยกแยะงานหลักที่ต้องปฏิบัติได้สี่ประการ:
การวัดและส่งข้อมูลทางไกล- รับ ถอดรหัส และประมวลผลข้อมูลโทรมาตรที่มาจาก ยานอวกาศ- โดยทั่วไปข้อมูลนี้ประกอบด้วยข้อมูลทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่ส่งผ่านลิงก์วิทยุ ระบบมาตรระยะไกลจะรับข้อมูล ติดตามการเปลี่ยนแปลงและการปฏิบัติตามมาตรฐาน และส่งไปยังระบบตรวจสอบหรือ ศูนย์วิทยาศาสตร์มีส่วนร่วมในการประมวลผลของพวกเขา
การติดตาม- ระบบติดตามจะต้องจัดให้มีความเป็นไปได้ในการสื่อสารสองทางระหว่างโลกกับยานอวกาศและดำเนินการคำนวณตำแหน่งและเวกเตอร์ความเร็วเพื่อระบุตำแหน่งที่ถูกต้องของดาวเทียม
ควบคุม- ให้โอกาสผู้เชี่ยวชาญในการส่งคำสั่งควบคุมไปยังยานอวกาศ
การติดตามและการควบคุม- ช่วยให้คุณสามารถควบคุมและจัดการระบบของ DSN ได้เอง

เป็นที่น่าสังเกตว่าปัจจุบันสถานีออสเตรเลียให้บริการยานอวกาศประมาณ 45 ลำ ดังนั้นตารางเวลาปฏิบัติการจึงมีการควบคุมอย่างเข้มงวดและไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะรับเวลาเพิ่มเติม เสาอากาศแต่ละตัวมีความสามารถทางเทคนิคในการให้บริการอุปกรณ์ที่แตกต่างกันได้ถึงสองเครื่องพร้อมกัน

ดังนั้นข้อมูลที่ต้องส่งไปยังรถแลนด์โรเวอร์จะถูกส่งไปยังสถานี DSN จากจุดที่ส่งข้อมูลในช่วงเวลาสั้น ๆ (จาก 5 ถึง 20 นาที) การเดินทางในอวกาศสู่ดาวเคราะห์สีแดง ตอนนี้เรามาดูรถแลนด์โรเวอร์กันเถอะ เขามีวิธีการสื่อสารแบบใด?

ความอยากรู้

Curiosity มีเสาอากาศสามเสา ซึ่งแต่ละเสาสามารถใช้รับและส่งข้อมูลได้ เหล่านี้คือเสาอากาศ UHF, LGA และ HGA ทั้งหมดตั้งอยู่บน "ด้านหลัง" ของรถแลนด์โรเวอร์ในสถานที่ต่างๆ

HGA - เสาอากาศกำลังสูง
MGA - เสาอากาศรับสัญญาณปานกลาง
LGA - เสาอากาศรับสัญญาณต่ำ
UHF - ความถี่สูงพิเศษ
เนื่องจากคำย่อ HGA, MGA และ LGA มีคำว่าเสาอากาศอยู่แล้วฉันจะไม่ให้คำนี้ซ้ำกับคำเหล่านี้ซึ่งแตกต่างจากตัวย่อ UHF

เราสนใจ RUHF, RLGA และเสาอากาศกำลังสูง

เสาอากาศ UHF ที่ใช้กันมากที่สุด ด้วยความช่วยเหลือนี้ รถแลนด์โรเวอร์สามารถส่งข้อมูลผ่านดาวเทียม MRO และ Odyssey (ซึ่งเราจะพูดถึงในภายหลัง) ที่ความถี่ประมาณ 400 เมกะเฮิรตซ์ การใช้ดาวเทียมในการส่งสัญญาณจะดีกว่าเนื่องจากอยู่ในมุมมองของสถานี DSN นานกว่ารถแลนด์โรเวอร์โดยนั่งอยู่คนเดียวบนพื้นผิวดาวอังคาร นอกจากนี้ เนื่องจากพวกมันอยู่ใกล้รถแลนด์โรเวอร์มากขึ้น ยานสำรวจจึงต้องใช้พลังงานน้อยลงในการส่งข้อมูล อัตราการถ่ายโอนสามารถเข้าถึง 256kbps สำหรับ Odyssey และสูงสุด 2Mbps สำหรับ MRO บี โอข้อมูลส่วนใหญ่ที่มาจากคิวริออซิตี้ส่งผ่านดาวเทียม MRO เสาอากาศ UHF นั้นอยู่ที่ด้านหลังของรถแลนด์โรเวอร์ และดูเหมือนทรงกระบอกสีเทา

Curiosity ยังมี HGA ซึ่งสามารถใช้เพื่อรับคำสั่งโดยตรงจาก Earth เสาอากาศนี้สามารถเคลื่อนย้ายได้ (สามารถชี้ไปทางโลกได้) นั่นคือหากต้องการใช้งานรถแลนด์โรเวอร์ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนตำแหน่งเพียงแค่หมุน HGA ไปในทิศทางที่ต้องการและช่วยให้คุณประหยัดพลังงานได้ HGA ติดตั้งอยู่ประมาณตรงกลางทางด้านซ้ายของรถแลนด์โรเวอร์ และเป็นรูปหกเหลี่ยมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30 เซนติเมตร HGA สามารถส่งข้อมูลไปยังโลกโดยตรงในอัตราประมาณ 160 bps บนเสาอากาศสูง 34 เมตร หรือสูงถึง 800 bps บนเสาอากาศสูง 70 เมตร

ในที่สุดเสาอากาศที่สามคือสิ่งที่เรียกว่า LGA
มันส่งและรับสัญญาณไปในทิศทางใดก็ได้ LGA ทำงานบน X-band (7-8 GHz) อย่างไรก็ตามกำลังของเสาอากาศนี้ค่อนข้างต่ำและความเร็วในการรับส่งข้อมูลไม่เป็นที่ต้องการมากนัก ด้วยเหตุนี้จึงใช้เพื่อรับข้อมูลเป็นหลักแทนที่จะส่งข้อมูลดังกล่าว
ในภาพ LGA คือป้อมปืนสีขาวที่อยู่เบื้องหน้า
มองเห็นเสาอากาศ UHF ในพื้นหลัง

เป็นที่น่าสังเกตว่ารถแลนด์โรเวอร์สร้างข้อมูลทางวิทยาศาสตร์จำนวนมหาศาล และไม่สามารถส่งข้อมูลทั้งหมดได้เสมอไป ผู้เชี่ยวชาญของ NASA จัดลำดับความสำคัญของสิ่งที่สำคัญ: ข้อมูลที่มีลำดับความสำคัญสูงสุดจะถูกส่งก่อน และข้อมูลที่มีลำดับความสำคัญต่ำกว่าจะรอหน้าต่างการสื่อสารถัดไป บางครั้งข้อมูลที่สำคัญน้อยที่สุดบางส่วนก็ต้องถูกลบออกไปทั้งหมด

ดาวเทียมโอดิสซีย์และเอ็มอาร์โอ

ดังนั้นเราจึงพบว่าโดยปกติในการสื่อสารกับ Curiosity คุณต้องมี "ลิงก์ระดับกลาง" ในรูปแบบของดาวเทียมดวงใดดวงหนึ่ง ทำให้สามารถเพิ่มเวลาในการสื่อสารกับ Curiosity ได้เลยและยังเพิ่มความเร็วในการรับส่งข้อมูลเนื่องจากเสาอากาศดาวเทียมที่ทรงพลังกว่าสามารถส่งข้อมูลไปยังโลกด้วยความเร็วที่สูงกว่ามาก

ดาวเทียมแต่ละดวงจะมีหน้าต่างสื่อสารสองบานพร้อมกับรถแลนด์โรเวอร์ทุกโซล โดยทั่วไปแล้วหน้าต่างเหล่านี้จะค่อนข้างสั้น - เพียงไม่กี่นาที ในกรณีฉุกเฉิน Curiosity สามารถติดต่อดาวเทียม Mars Express Orbiter ขององค์การอวกาศยุโรปได้

ดาวอังคารโอดิสซีย์

ดาวอังคารโอดิสซีย์
ดาวเทียม Mars Odyssey เปิดตัวในปี 2544 และเดิมมีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาโครงสร้างของดาวเคราะห์และค้นหาแร่ธาตุ ดาวเทียมมีขนาด 2.2x2.6x1.7 เมตร และมีน้ำหนักมากกว่า 700 กิโลกรัม ความสูงของวงโคจรอยู่ระหว่าง 370 ถึง 444 กิโลเมตร ดาวเทียมดวงนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายโดยยานสำรวจดาวอังคารรุ่นก่อนๆ ประมาณ 85 เปอร์เซ็นต์ของข้อมูลที่ได้รับจาก Spirit และ Opportunity ได้รับการถ่ายทอดผ่านดาวเทียมดวงนี้ Odyssey สามารถสื่อสารกับ Curiosity ได้ในช่วง UHF ในแง่ของการสื่อสาร มีเสาอากาศ HGA, MGA (เสาอากาศรับสัญญาณปานกลาง), เสาอากาศ LGA และ UHF โดยทั่วไป HGA ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.3 เมตร จะใช้ในการส่งข้อมูลไปยังโลก การส่งข้อมูลจะดำเนินการที่ความถี่ 8406 MHz และการรับข้อมูลดำเนินการที่ความถี่ 7155 MHz ขนาดเชิงมุมของลำแสงอยู่ที่ประมาณสององศา

ตำแหน่งอุปกรณ์ดาวเทียม

การสื่อสารกับรถแลนด์โรเวอร์ดำเนินการโดยใช้เสาอากาศ UHF ที่ความถี่ 437 MHz (การส่ง) และ 401 MHz (การรับ) อัตราการแลกเปลี่ยนข้อมูลสามารถเป็น 8, 32, 128 หรือ 256 kbps

ยานสำรวจดาวอังคาร

รพ

ในปี 2549 ดาวเทียม Odyssey ได้เข้าร่วมโดย MRO - Mars Reconnaissance Orbiter ซึ่งปัจจุบันเป็นคู่สนทนาหลักของ Curiosity
อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากงานของผู้ปฏิบัติงานด้านการสื่อสารแล้ว MRO เองยังมีคลังเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่น่าประทับใจ และที่น่าสนใจที่สุดคือติดตั้งกล้อง HiRISE ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง ซึ่งตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 300 กิโลเมตร HiRISE สามารถถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูงสุด 0.3 เมตรต่อพิกเซล (โดยการเปรียบเทียบแล้ว ภาพถ่ายดาวเทียมของโลกมักจะอยู่ที่ความละเอียดประมาณ 0.5 เมตรต่อพิกเซล) MRO ยังสามารถสร้างคู่พื้นผิวสเตอริโอที่มีความแม่นยำถึง 0.25 เมตรอย่างน่าอัศจรรย์ ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้คุณตรวจสอบรูปภาพที่มีอยู่อย่างน้อยสองสามภาพ เช่น ตัวอย่างเช่นรูปภาพปล่องภูเขาไฟวิกตอเรียนี้คุ้มค่าแค่ไหน (คลิกได้ ต้นฉบับมีขนาดประมาณ 5 เมกะไบต์):

ฉันขอแนะนำให้ผู้ที่เอาใจใส่มากที่สุดค้นหารถแลนด์โรเวอร์ Opportunity ในภาพ;)

คำตอบ (คลิกได้)

โปรดทราบว่าภาพถ่ายสีส่วนใหญ่จะถ่ายในระยะไกล ดังนั้นหากคุณพบภาพถ่ายที่ส่วนหนึ่งของพื้นผิวเป็นสีฟ้าแกมเขียวสดใส อย่ารีบเร่งไปสู่ทฤษฎีสมคบคิด ;) แต่คุณสามารถมั่นใจได้ว่าในรูปแบบที่แตกต่างกัน ภาพถ่ายพันธุ์เดียวกันจะมีสีเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม กลับมาที่ระบบการสื่อสารกัน

MRO ติดตั้งเสาอากาศสี่เสาซึ่งมีจุดประสงค์เดียวกันกับเสาอากาศของรถแลนด์โรเวอร์ ได้แก่ เสาอากาศ UHF, HGA หนึ่งอัน และ LGA สองอัน เสาอากาศหลักที่ใช้โดยดาวเทียม - HGA - มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 เมตรและทำงานในแถบความถี่ X นี่คือสิ่งที่ใช้ในการส่งข้อมูลไปยังโลก HGA ยังมาพร้อมกับเครื่องขยายสัญญาณ 100 วัตต์

1 - HGA, 3 - UHF, 10 - LGA (LGA ทั้งสองติดตั้งบน HGA โดยตรง)

ความอยากรู้และ MRO สื่อสารโดยใช้เสาอากาศ UHF หน้าต่างการสื่อสารจะเปิดสองครั้งต่อโซลและใช้เวลาประมาณ 6-9 นาที MRO จัดสรรข้อมูลที่ได้รับจากรถแลนด์โรเวอร์ 5GB ต่อวันและเก็บไว้จนกว่าจะอยู่ในสายตาของสถานี DSN แห่งใดแห่งหนึ่งบนโลก หลังจากนั้นจึงส่งข้อมูลไปที่นั่น การถ่ายโอนข้อมูลไปยังรถแลนด์โรเวอร์นั้นดำเนินการตามหลักการเดียวกัน 30 MB/โซล ได้รับการจัดสรรสำหรับการจัดเก็บคำสั่งที่ต้องส่งไปยังรถแลนด์โรเวอร์

สถานี DSN ดำเนินการ MRO 16 ชั่วโมงต่อวัน (ส่วนที่เหลืออีก 8 ชั่วโมงที่ดาวเทียมอยู่ด้วย ด้านหลังดาวอังคารและไม่สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลได้เนื่องจากมันถูกปิดโดยดาวเคราะห์) 10-11 ซึ่งส่งข้อมูลไปยังโลก โดยทั่วไปแล้ว ดาวเทียมจะทำงานด้วยเสาอากาศ DSN 70 เมตรสามวันต่อสัปดาห์ และสองครั้งด้วยเสาอากาศ 34 เมตร (น่าเสียดายที่ยังไม่ชัดเจนว่ามันทำอะไรในช่วงสองวันที่เหลือ แต่ไม่น่าเป็นไปได้ที่จะมีวันหยุด ). ความเร็วในการส่งข้อมูลอาจแตกต่างกันตั้งแต่ 0.5 ถึง 4 เมกะบิตต่อวินาที โดยจะลดลงเมื่อดาวอังคารเคลื่อนตัวออกห่างจากโลก และเพิ่มขึ้นเมื่อดาวเคราะห์ทั้งสองเข้าใกล้กัน ขณะนี้ (ในขณะที่ตีพิมพ์บทความ) โลกและดาวอังคารอยู่ห่างจากกันเกือบสูงสุด ดังนั้นความเร็วในการส่งข้อมูลจึงไม่น่าจะสูงมาก

NASA อ้างว่า (มีวิดเจ็ตพิเศษบนเว็บไซต์ของดาวเทียม) ว่าในระหว่างปฏิบัติการทั้งหมด MRO ส่งข้อมูลมากกว่า 187 เทราบิต (!) ไปยังโลก - ซึ่งมากกว่าอุปกรณ์ทั้งหมดที่ส่งไปในอวกาศก่อนที่จะรวมเข้าด้วยกัน

บทสรุป

เอาล่ะ เรามาสรุปกัน เมื่อส่งคำสั่งควบคุมไปยังรถแลนด์โรเวอร์ สิ่งต่อไปนี้จะเกิดขึ้น:

• ผู้เชี่ยวชาญของ JPL ส่งคำสั่งไปยังสถานี DSN แห่งใดแห่งหนึ่ง
• ในระหว่างเซสชันการสื่อสารกับดาวเทียมดวงใดดวงหนึ่ง (ส่วนใหญ่แล้วจะเป็น MRO) สถานี DSN จะส่งชุดคำสั่งไป
• ดาวเทียมจะจัดเก็บข้อมูลไว้ในหน่วยความจำภายในและรอหน้าต่างการสื่อสารถัดไปกับรถแลนด์โรเวอร์
• เมื่อรถแลนด์โรเวอร์อยู่ในโซนการเข้าถึง ดาวเทียมจะส่งคำสั่งควบคุมไปยังอุปกรณ์นั้น

เมื่อส่งข้อมูลจากรถแลนด์โรเวอร์มายังโลก ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในลำดับที่กลับกัน:

• รถแลนด์โรเวอร์จัดเก็บข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ไว้ในหน่วยความจำภายในและรอหน้าต่างการสื่อสารที่ใกล้ที่สุดกับดาวเทียม
• เมื่อดาวเทียมพร้อมใช้งาน รถแลนด์โรเวอร์จะส่งข้อมูลไปให้ดาวเทียมนั้น
• ดาวเทียมรับข้อมูล เก็บไว้ในหน่วยความจำ และรอให้สถานี DSN แห่งใดแห่งหนึ่งพร้อมใช้งาน
• เมื่อสถานี DSN พร้อมใช้งาน ดาวเทียมจะส่งข้อมูลที่ได้รับไปนั้น
• ในที่สุด หลังจากรับสัญญาณแล้ว สถานี DSN จะถอดรหัสและส่งข้อมูลที่ได้รับไปยังผู้ที่ตั้งใจไว้

ฉันหวังว่าฉันจะสามารถอธิบายกระบวนการสื่อสารกับ Curiosity ได้ไม่มากก็น้อย ข้อมูลทั้งหมดนี้ (บน ภาษาอังกฤษ- รวมถึงสิ่งพิเศษมากมาย เช่น รายงานทางเทคนิคที่มีรายละเอียดค่อนข้างมากเกี่ยวกับหลักการทำงานของดาวเทียมแต่ละดวง) ที่มีอยู่ในไซต์ JPL ต่างๆ คุณจะพบได้ง่ายมากหากคุณรู้ว่าคุณสนใจอะไรกันแน่

กรุณารายงานข้อผิดพลาดหรือการพิมพ์ผิดทาง PM!

เฉพาะผู้ใช้ที่ลงทะเบียนเท่านั้นที่สามารถเข้าร่วมการสำรวจได้ กรุณาเข้าสู่ระบบ

เส้นผ่านศูนย์กลางของปล่องภูเขาไฟมากกว่า 150 กิโลเมตรตรงกลางมีหินตะกอนทรงกรวยสูง 5.5 กิโลเมตร - ภูเขาชาร์ปจุดสีเหลืองหมายถึงจุดลงจอดของรถแลนด์โรเวอร์ความอยากรู้ - แบรดเบอรี แลนดิ้ง

ยานอวกาศลงมาเกือบใจกลางวงรีที่กำหนดซึ่งอยู่ไม่ไกลจาก Aeolis Mons (Aeolis, Mount Sharp) - หลัก วัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ภารกิจ

เส้นทาง Curiosity ใน Gale Crater (ลงจอด 08/06/2555 - 08/1/2561, Sol 2128)

มีการทำเครื่องหมายส่วนหลักของเส้นทางไว้ งานทางวิทยาศาสตร์- เส้นสีขาวคือเส้นขอบด้านใต้ของวงรีแลนดิ้ง ในหกปี รถแลนด์โรเวอร์เดินทางประมาณ 20 กม. และส่งรูปถ่ายของดาวเคราะห์สีแดงมากกว่า 400,000 ภาพ

คิวริออซิตี้เก็บตัวอย่างดิน "ใต้ดิน" 16 แห่ง

(อ้างอิงจาก NASA/JPL)

รถแลนด์โรเวอร์ Curiosity บน Vera Rubin Ridge

จากด้านบน คุณสามารถมองเห็นการกัดเซาะของเมอร์เรย์ บุตส์ หาดทรายสีเข้มของเนินทรายแบ็กโนลด์ และเอโอลิส ปาลัสที่อยู่ด้านหน้าขอบด้านเหนือของปล่องภูเขาไฟเกล จุดสูงสุดของกำแพงปล่องภูเขาไฟทางด้านขวาของภาพอยู่ห่างจากรถแลนด์โรเวอร์ประมาณ 31.5 กม. และมีความสูงประมาณ 1,200 เมตร
ภารกิจหลักแปดประการของดาวอังคาร ห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์:
1.ตรวจจับและสร้างธรรมชาติของสารประกอบคาร์บอนอินทรีย์บนดาวอังคาร
2.ตรวจจับสารที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต: คาร์บอน ไฮโดรเจน
ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์
3. ตรวจจับร่องรอยของกระบวนการทางชีวภาพที่เป็นไปได้
4. กำหนดองค์ประกอบทางเคมีของพื้นผิวดาวอังคาร
5. กำหนดกระบวนการก่อตัวของหินและดินดาวอังคาร
6. ประเมินกระบวนการวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศดาวอังคารในระยะยาว
7.กำหนดสถานะปัจจุบัน การกระจายตัว และวัฏจักรของน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์
8. สร้างสเปกตรัมของรังสีกัมมันตภาพรังสีจากพื้นผิวดาวอังคาร

งานหลักของคุณ- ความอยากรู้อยากเห็นได้ทำการค้นหาสภาวะที่อาจเอื้ออำนวยต่อแหล่งที่อยู่อาศัยของจุลินทรีย์โดยการสำรวจพื้นแห้งของแม่น้ำดาวอังคารโบราณในพื้นที่ลุ่ม รถแลนด์โรเวอร์พบหลักฐานที่แน่ชัดว่าสถานที่ดังกล่าวเป็นทะเลสาบโบราณ และเหมาะสมต่อการดำรงชีวิตรูปแบบเรียบง่าย

รถแลนด์โรเวอร์ดาวอังคารของ Curiosityอ่าวเยลโลว์ไนฟ์

ภูเขาชาร์ปอันงดงามตระหง่านขึ้นบนขอบฟ้า ( เอโอลิส มอนส์,เอโอลิส)

(NASA/JPL-Caltech/มาร์โก ดิ ลอเรนโซ/เคน เครเมอร์)

ผลลัพธ์ที่สำคัญอื่นๆเป็น:
- การประเมินระดับรังสีตามธรรมชาติระหว่างการบินไปดาวอังคารและบนพื้นผิวดาวอังคาร การประเมินนี้จำเป็นต่อการสร้างการป้องกันรังสีสำหรับการบินที่มีคนขับไปยังดาวอังคาร

( )

- การวัดอัตราส่วนของไอโซโทปหนักและเบา องค์ประกอบทางเคมีในชั้นบรรยากาศดาวอังคาร การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าบรรยากาศดึกดำบรรพ์ของดาวอังคารส่วนใหญ่สลายไปในอวกาศโดยการสูญเสียอะตอมแสงจากเปลือกก๊าซชั้นบนของดาวเคราะห์ ( )

การวัดอายุของหินบนดาวอังคารครั้งแรกและการประมาณระยะเวลาการทำลายล้างโดยตรงบนพื้นผิวภายใต้อิทธิพลของรังสีคอสมิก การประเมินนี้จะเปิดเผยกรอบเวลาในอดีตทางน้ำของโลก รวมถึงอัตราการทำลายอินทรียวัตถุโบราณในหินและดินของดาวอังคาร

คเนินกลางของ Gale Crater คือ Mount Sharp ก่อตัวขึ้นจากชั้นตะกอนในทะเลสาบโบราณที่มีอายุมากกว่าสิบล้านปี

รถแลนด์โรเวอร์ดาวอังคารค้นพบปริมาณมีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์สีแดงเพิ่มขึ้นสิบเท่าและพบว่า โมเลกุลอินทรีย์ในตัวอย่างดิน

รถแลนด์โรเวอร์ความอยากรู้อยากเห็นที่ขอบด้านใต้ของวงรีแลนดิ้ง 27 มิถุนายน 2557 ซอล 672

(ภาพจากกล้อง HiRISE ของยานอวกาศ Mars Reconnaissance Orbiter)

ตั้งแต่เดือนกันยายน 2014 ถึงเดือนมีนาคม 2015 รถแลนด์โรเวอร์ได้สำรวจเนินเขาเล็กๆ ของ Pahrump Hills ตามที่นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์ระบุว่า มันเป็นตัวแทนของพื้นหินในภูเขาตอนกลางของปล่องเกล และไม่เกี่ยวข้องทางธรณีวิทยากับพื้นผิวของพื้น ตั้งแต่นั้นมา Curiosity ได้เริ่มศึกษา Mount Sharp

ทิวทัศน์ของเนินเขา Pahrump

มีการทำเครื่องหมายสถานที่ขุดเจาะกระเบื้อง "Confidence Hills", "Mojave 2" และ "Telegraph Peak" ทางลาดของ Mount Sharp มองเห็นได้ในพื้นหลังทางด้านซ้าย โดยมีโผล่ขึ้นมาจากหินวาฬ ยอดเขา Salsberry และหินหนังสือพิมพ์ด้านบน ในไม่ช้า MSL ก็มุ่งหน้าไปยังเนินสูงของ Mount Sharp ผ่านลำธารที่เรียกว่า "Artist's Drive"

(นาซา/เจพีแอล)

กล้อง ความละเอียดสูง HiRISE ของยานอวกาศ Mars Reconnaissance Orbiter พบรถแลนด์โรเวอร์เมื่อวันที่ 8 เมษายน 2015จากระดับความสูง 299 กม.

ภาคเหนือขึ้นแล้ว ภาพนี้ครอบคลุมพื้นที่กว้างประมาณ 500 เมตร พื้นที่โล่งโล่งเป็นหินตะกอน พื้นที่มืดปกคลุมไปด้วยทราย

(NASA/JPL-Caltech/มหาวิทยาลัยแอริโซนา)

รถแลนด์โรเวอร์จะสำรวจพื้นที่และวัตถุบางอย่างบนพื้นที่อย่างต่อเนื่อง และติดตามสภาพแวดล้อมด้วยเครื่องมือต่างๆ กล้องนำทางยังมองท้องฟ้าเพื่อค้นหาเมฆ

ภาพเหมือนตนเองใกล้กับ Marias Pass

เมื่อวันที่ 31 กรกฎาคม 2558 Curiosity เจาะเข้าไปในแผ่นหิน "Buckskin" ในบริเวณหินตะกอนที่มีปริมาณซิลิกาสูงผิดปกติ หินประเภทนี้ถูกพบครั้งแรกโดยห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ดาวอังคาร (MSL) ในระหว่างการเข้าพักที่ Gale Crater เป็นเวลาสามปี หลังจากเก็บตัวอย่างดินแล้ว รถแลนด์โรเวอร์ก็เดินทางต่อไปยัง Mount Sharp

(นาซา/เจพีแอล)

รถแลนด์โรเวอร์ดาวอังคาร Curiosity ที่เนินทรายนามิบ

ความลาดชันใต้ลมของเนินทรายนามิบมีมุม 28 องศาถึงความสูง 5 เมตร ขอบด้านตะวันตกเฉียงเหนือของ Gale Crater มองเห็นได้บนขอบฟ้า

อายุการใช้งานทางเทคนิคของอุปกรณ์คือสอง ปีทางโลก- 23 มิถุนายน 2557 บนยาน Sol-668 แต่ยาน Curiosity อยู่ในสภาพดีและยังคงสำรวจพื้นผิวดาวอังคารได้สำเร็จ

เนินเขาหลายชั้นบนเนินเขา Aeolis ซึ่งปกปิดประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของ Martian Gale Crater และร่องรอยของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมบนดาวเคราะห์สีแดง เป็นสถานที่ในอนาคตของ Curiosity

ตรงหน้าเราคือทะเลทราย เปลือยเปล่า และไร้ชีวิตชีวา ขอบฟ้าถูกทำเครื่องหมายไว้ที่ขอบปล่องภูเขาไฟ โดยมียอดเขาสูง 5 กิโลเมตรตั้งตระหง่านอยู่ตรงกลาง

ตรงหน้าเราคือทะเลทราย เปลือยเปล่า และไร้ชีวิตชีวา ขอบฟ้าถูกทำเครื่องหมายไว้ที่ขอบปล่องภูเขาไฟ โดยมียอดเขาสูง 5 กิโลเมตรตั้งตระหง่านอยู่ตรงกลาง ล้อและแผงของรถแลนด์โรเวอร์ส่องประกายอยู่ที่เท้าของเรา ไม่ต้องกังวล เราอยู่ในลอนดอน ซึ่งมี Data Observatory ที่ไม่เหมือนใครให้นักธรณีวิทยาเดินทางไปยังทะเลทรายบนดาวอังคารและทำงานเคียงข้างกับ Curiosity หุ่นยนต์ที่มีความซับซ้อนมากที่สุดเท่าที่เคยส่งไปในอวกาศ
ภาพพาโนรามาที่ส่องสว่างบนจอภาพประกอบด้วยเฟรมที่รถแลนด์โรเวอร์ส่งมายังโลก ท้องฟ้าสีครามไม่ควรหลอกลวง: บนดาวอังคารมันเป็นสีเหลืองหม่น แต่ดวงตาของมนุษย์คุ้นเคยกับเฉดสีที่เกิดจากแสงที่กระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศโลกของเรามากกว่า ดังนั้นรูปภาพจึงได้รับการประมวลผลและแสดงด้วยสีที่ไม่เป็นธรรมชาติ ทำให้คุณสามารถตรวจสอบก้อนกรวดแต่ละก้อนได้อย่างใจเย็น “ธรณีวิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ภาคสนาม” Sanjeev Gupta ศาสตราจารย์ที่ Imperial College London อธิบายให้เราฟัง - เราชอบเดินบนพื้นด้วยค้อน เทกาแฟจากกระติกน้ำร้อน ตรวจสอบผล และเลือกสิ่งที่น่าสนใจที่สุดสำหรับห้องปฏิบัติการ” บนดาวอังคารไม่มีห้องทดลองหรือเทอร์โมเซส แต่นักธรณีวิทยาได้ส่งคิวริออซิตีซึ่งเป็นเพื่อนร่วมงานทางอิเล็กทรอนิกส์ไปที่นั่น ดาวเคราะห์ข้างเคียงนี้สร้างความสนใจให้กับมนุษยชาติมาเป็นเวลานาน และยิ่งเราเรียนรู้เกี่ยวกับมันมากเท่าไร เราก็ยิ่งพูดคุยเกี่ยวกับการล่าอาณานิคมในอนาคตบ่อยขึ้นเท่านั้น เหตุผลของความอยากรู้อยากเห็นนี้ก็ยิ่งจริงจังมากขึ้นเท่านั้น

กาลครั้งหนึ่งโลกและดาวอังคารมีความคล้ายคลึงกันมาก ดาวเคราะห์ทั้งสองมีมหาสมุทรที่เป็นน้ำของเหลวและเห็นได้ชัดว่าเป็นอินทรียวัตถุที่ค่อนข้างธรรมดา และบนดาวอังคารเช่นเดียวกับบนโลกภูเขาไฟระเบิดบรรยากาศหนาทึบหมุนวน แต่ในช่วงเวลาที่โชคร้ายมีบางอย่างผิดพลาด “เรากำลังพยายามทำความเข้าใจว่าสถานที่แห่งนี้เป็นอย่างไรเมื่อหลายพันล้านปีก่อน และเหตุใดจึงเปลี่ยนแปลงไปมาก” จอห์น โกรทซิงเกอร์ ศาสตราจารย์ธรณีวิทยาของคาลเทคกล่าวในการให้สัมภาษณ์ “เราเชื่อว่าที่นั่นมีน้ำ แต่เราไม่รู้ว่าน้ำจะสามารถดำรงชีวิตได้หรือไม่” และถ้าเธอทำได้เธอสนับสนุนไหม? หากเป็นเช่นนั้น ก็ไม่ทราบว่ามีหลักฐานหลงเหลืออยู่ในก้อนหินหรือไม่” มันขึ้นอยู่กับนักธรณีวิทยารถแลนด์โรเวอร์ที่จะค้นหาทั้งหมดนี้

ความอยากรู้อยากเห็นถูกถ่ายภาพอย่างสม่ำเสมอและรอบคอบ เพื่อให้สามารถตรวจดูและประเมินสภาพทั่วไปของมันได้ "เซลฟี่" นี้ประกอบด้วยภาพที่ถ่ายด้วยกล้อง MAHLI มันตั้งอยู่บนหุ่นยนต์สามข้อต่อซึ่งเมื่อรวมภาพเข้าด้วยกันก็แทบจะมองไม่เห็น ไม่รวมสว่านกระแทก ทัพพีสำหรับเก็บตัวอย่างที่หลวม ตะแกรงสำหรับร่อน และแปรงโลหะสำหรับทำความสะอาดฝุ่นจากหินรวมอยู่ในเฟรม กล้องมาโคร MAHLI และสเปกโตรมิเตอร์ APXS X-ray สำหรับการวิเคราะห์ก็ไม่สามารถมองเห็นได้เช่นกัน องค์ประกอบทางเคมีตัวอย่าง
1. แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอสำหรับระบบอันทรงพลังของรถแลนด์โรเวอร์ และเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริกรังสีไอโซโทป (RTG) ก็ให้พลังงานแก่มัน พลูโตเนียม-238 ไดออกไซด์ 4.8 กก. ใต้ปลอกจ่ายพลังงาน 2.5 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน มองเห็นใบพัดหม้อน้ำระบายความร้อนได้
2. เลเซอร์ของอุปกรณ์ ChemCam สร้างพัลส์ 50-75 นาโนวินาที ซึ่งจะระเหยหินออกไปในระยะไกลถึง 7 เมตร และช่วยให้คุณสามารถวิเคราะห์สเปกตรัมของพลาสมาที่เกิดขึ้นเพื่อกำหนดองค์ประกอบของเป้าหมาย
3. กล้องสี MastCam คู่หนึ่งถ่ายผ่านฟิลเตอร์ IR ต่างๆ
4. สถานีตรวจอากาศ REMS ตรวจสอบความดันและลม อุณหภูมิ ความชื้น และระดับรังสีอัลตราไวโอเลต
5. หุ่นยนต์พร้อมชุดเครื่องมือและอุปกรณ์ (มองไม่เห็น)
6. SAM - แก๊สโครมาโตกราฟี, แมสสเปกโตรมิเตอร์ และเลเซอร์สเปกโตรมิเตอร์
เพื่อตรวจสอบองค์ประกอบของสารระเหยในตัวอย่างที่ระเหยและในบรรยากาศ
7. CheMin กำหนดองค์ประกอบและแร่วิทยาของตัวอย่างที่ถูกบดจากรูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์
8. เครื่องตรวจจับรังสี RAD เริ่มทำงานในวงโคจรโลกต่ำและรวบรวมข้อมูลตลอดเที่ยวบินสู่ดาวอังคาร
9. เครื่องตรวจจับนิวตรอน DAN ช่วยให้คุณตรวจจับไฮโดรเจนที่จับตัวอยู่ในโมเลกุลของน้ำ นี้ ผลงานของรัสเซียเข้าสู่การทำงานของยานสำรวจดาวอังคาร
10. เคสเสาอากาศสำหรับการสื่อสารกับดาวเทียม Mars Reconnaissance Orbiter (ประมาณ 2 Mbit/s) และดาวเทียม Mars Odyssey (ประมาณ 200 Mbit/s)
11. เสาอากาศสำหรับการสื่อสารโดยตรงกับโลกในย่านความถี่ X (0.5−32 kbit/s)
12. ในระหว่างการร่อนลง กล้อง MARDI ได้บันทึกภาพถ่ายสีที่มีความละเอียดสูง ช่วยให้มองเห็นจุดลงจอดได้อย่างละเอียด
13. Navcams คู่ซ้ายและขวาสำหรับสร้างโมเดล 3 มิติของพื้นที่โดยรอบ
14. แผงที่มีตัวอย่างที่สะอาดทำให้คุณสามารถตรวจสอบการทำงานของเครื่องวิเคราะห์ทางเคมีของรถแลนด์โรเวอร์ได้
15. ดอกสว่านสำรอง
16. ตัวอย่างที่เตรียมไว้จากทัพพีจะถูกเทลงในถาดนี้เพื่อศึกษาด้วยกล้องมาโคร MAHLI หรือเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ APXS
17. ล้อขนาด 20 นิ้วพร้อมระบบขับเคลื่อนอิสระ ซี่ล้อสปริงไทเทเนียม การใช้รอยทางที่เหลือจากการลอนทำให้คุณสามารถประเมินคุณสมบัติของดินและติดตามการเคลื่อนไหวได้ การออกแบบประกอบด้วยตัวอักษรรหัสมอร์ส - JPL

จุดเริ่มต้นของการสำรวจ

Fierce Mars เป็นเป้าหมายที่โชคร้ายสำหรับนักบินอวกาศ นับตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เป็นต้นมา มีอุปกรณ์จำนวนเกือบห้าสิบเครื่องถูกส่งไปยังอุปกรณ์ดังกล่าว ซึ่งส่วนใหญ่พัง ถูกปิด ไม่สามารถขึ้นสู่วงโคจรได้ และสูญหายไปตลอดกาลในอวกาศ อย่างไรก็ตาม ความพยายามนั้นไม่ได้ไร้ประโยชน์และไม่เพียงแต่ศึกษาดาวเคราะห์จากวงโคจรเท่านั้น แต่ยังได้รับความช่วยเหลือจากรถแลนด์โรเวอร์หลายลำอีกด้วย ในปี 1997 ผู้พักแรม 10 กิโลกรัมได้ขี่บนดาวอังคาร จิตวิญญาณและโอกาสของฝาแฝดได้กลายเป็นตำนาน คนที่สองยังคงทำงานอย่างกล้าหาญอย่างต่อเนื่องมานานกว่า 12 ปีติดต่อกัน แต่ความอยากรู้อยากเห็นเป็นสิ่งที่น่าประทับใจที่สุดในบรรดาห้องปฏิบัติการหุ่นยนต์ทั้งหมดที่มีขนาดเท่ากับรถยนต์

เมื่อวันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2555 เรือสำรวจคิวริออซิตี้ได้ปล่อยระบบร่มชูชีพที่ช่วยให้สามารถชะลอความเร็วลงได้ในบรรยากาศที่เบาบาง เครื่องยนต์ไอพ่นเบรก 8 เครื่องถูกยิง และระบบสายเคเบิลได้ลดรถแลนด์โรเวอร์ลงไปที่พื้น Gale Crater อย่างระมัดระวัง สถานที่ลงจอดได้รับเลือกหลังจากการถกเถียงกันมากมาย ตามที่ Sanjeev Gupta กล่าวไว้ ที่นี่คือที่ที่พบว่าเงื่อนไขทั้งหมดช่วยให้เข้าใจธรณีวิทยาในอดีตของดาวอังคารได้ดีขึ้น ซึ่งดูเหมือนจะปั่นป่วนมาก การสำรวจวงโคจรบ่งชี้ว่ามีดินเหนียว ซึ่งลักษณะดังกล่าวจำเป็นต้องมีน้ำและอินทรียวัตถุได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดีบนโลก เนินเขาสูงของ Mount Sharp (Aeolid) สัญญาว่าจะมีโอกาสได้เห็นชั้นหินโบราณ พื้นผิวที่ค่อนข้างเรียบดูปลอดภัย Curiosity ติดต่อและอัปเดตซอฟต์แวร์ได้สำเร็จ รหัสบางส่วนที่ใช้ระหว่างการบินและลงจอดถูกแทนที่ด้วยรหัสใหม่ - จากนักบินอวกาศ ในที่สุดรถแลนด์โรเวอร์ก็กลายเป็นนักธรณีวิทยา
ปีที่หนึ่ง: ร่องรอยของน้ำ

ในไม่ช้านักธรณีวิทยาก็ยืดขาของเขา - ล้ออลูมิเนียมหกล้อตรวจสอบกล้องจำนวนมากและอุปกรณ์ทดสอบ เพื่อนร่วมงานของเขาบนโลกได้ตรวจสอบจุดลงจอดจากทุกด้านและเลือกทิศทาง การเดินทางไป Mount Sharp ควรจะใช้เวลาประมาณหนึ่งปี และในช่วงเวลานี้มีงานต้องทำมากมาย ช่องทางการสื่อสารโดยตรงกับโลกไม่มีปริมาณงานที่ดี แต่ทุกๆ วันของดาวอังคาร (โซล) โคจรจะบินอยู่เหนือรถแลนด์โรเวอร์ การแลกเปลี่ยนกับพวกเขาเกิดขึ้นเร็วขึ้นหลายพันเท่า ทำให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้หลายร้อยเมกะบิตทุกวัน นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์พวกมันใน Data Observatory ดูภาพบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ เลือกงานสำหรับโซลถัดไปหรือหลายงานพร้อมกัน และส่งโค้ดกลับไปยังดาวอังคาร
การทำงานจริงบนดาวเคราะห์ดวงอื่น หลายคนถูกบังคับให้ใช้ชีวิตตามปฏิทินดาวอังคารและปรับตัวให้เข้ากับวันที่ยาวนานขึ้นเล็กน้อย วันนี้สำหรับพวกเขาคือ “โซลวา” (โทซอล) พรุ่งนี้คือ “โซลวาตรา” (วันพรุ่งนี้) และวันหนึ่งคือโซล ดังนั้น 40 โซลต่อมา Sanjeev Gupta ได้นำเสนอโดยประกาศว่า: ความอยากรู้อยากเห็นกำลังเคลื่อนตัวไปตามก้นแม่น้ำโบราณ ก้อนกรวดหินเล็กๆ ที่บดด้วยน้ำ บ่งบอกว่ากระแสน้ำประมาณ 1 เมตร/วินาที และมีความลึก “ลึกถึงข้อเท้าหรือเข่า” ต่อมา ข้อมูลจากเครื่องมือ DAN ซึ่งผลิตขึ้นสำหรับ Curiosity โดยทีมงานของ Igor Mitrofanov จากสถาบันวิจัยอวกาศของ Russian Academy of Sciences ก็ได้รับการประมวลผลเช่นกัน ด้วยการส่องนิวตรอนผ่านดิน เครื่องตรวจจับพบว่ายังคงมีน้ำอยู่ลึกถึง 4% แน่นอนว่านี่แห้งกว่าทะเลทรายที่แห้งแล้งที่สุดในโลก แต่ในอดีตดาวอังคารยังเต็มไปด้วยความชื้น และยานสำรวจก็สามารถข้ามคำถามนั้นออกจากรายการได้

อยู่ตรงกลางปล่องภูเขาไฟ
หน้าจอความละเอียดสูง 64 จอสร้างภาพพาโนรามา 313 องศา: หอดูดาวข้อมูล KPMG ที่วิทยาลัยอิมพีเรียลลอนดอนช่วยให้นักธรณีวิทยาสามารถเดินทางไปยัง Gale Crater ได้โดยตรงและทำงานบนดาวอังคารในลักษณะเดียวกับบนโลก “มองเข้าไปใกล้ๆ ที่นี่ยังมีร่องรอยของน้ำ ทะเลสาบค่อนข้างลึก แน่นอนว่าไม่เหมือนไบคาล แต่ลึกพอ” ภาพลวงตานั้นสมจริงมากจนดูเหมือนศาสตราจารย์ซานเยฟ กุปต้ากำลังกระโดดจากหินหนึ่งไปอีกก้อนหินหนึ่ง เราไปเยี่ยมชม Data Observatory และพูดคุยกับนักวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกิจกรรมปีวิทยาศาสตร์และการศึกษาแห่งสหราชอาณาจักร-รัสเซีย - 2017 ซึ่งจัดโดยบริติช เคานซิลและสถานทูตอังกฤษ
ปีที่สอง: มันอันตรายมากขึ้น

Curiosity ฉลองครบรอบหนึ่งปีบนดาวอังคารและเล่นเพลง "Happy Birthday to You" ซึ่งเปลี่ยนความถี่การสั่นสะเทือนของสกู๊ปบนหุ่นยนต์หนัก 2.1 เมตร แขนหุ่นยนต์ตักดินที่หลวมด้วยที่ตัก ปรับระดับ กรอง และเทบางส่วนลงในตัวรับของเครื่องวิเคราะห์เคมี สว่านที่มีดอกสว่านแบบกลวงที่ถอดเปลี่ยนได้ช่วยให้คุณทำงานกับหินแข็งได้ และรถแลนด์โรเวอร์ก็สามารถกวนทรายที่ยืดหยุ่นได้โดยใช้ล้อโดยตรง ซึ่งเผยให้เห็นชั้นในสำหรับเครื่องมือต่างๆ การทดลองเหล่านี้ทำให้เกิดความประหลาดใจอันไม่พึงประสงค์ในไม่ช้า: พบเปอร์คลอเรตแคลเซียมและแมกนีเซียมมากถึง 5% ในดินในท้องถิ่น

สารเหล่านี้ไม่เพียงเป็นพิษเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดการระเบิดได้อีกด้วย และแอมโมเนียมเปอร์คลอเรตยังใช้เป็นพื้นฐานสำหรับเชื้อเพลิงจรวดที่เป็นของแข็งอีกด้วย เปอร์คลอเรตถูกค้นพบแล้วที่จุดลงจอดของยานสำรวจฟีนิกซ์ แต่ตอนนี้ กลายเป็นว่าเกลือเหล่านี้บนดาวอังคารเป็นปรากฏการณ์ระดับโลก ในบรรยากาศที่ปราศจากออกซิเจนที่เป็นน้ำแข็ง เปอร์คลอเรตจะเสถียรและไม่เป็นอันตราย และมีความเข้มข้นไม่สูงเกินไป สำหรับชาวอาณานิคมในอนาคต เปอร์คลอเรตอาจเป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่มีประโยชน์และเป็นอันตรายต่อสุขภาพอย่างร้ายแรง แต่สำหรับนักธรณีวิทยาที่ทำงานร่วมกับ Curiosity พวกเขาสามารถยุติโอกาสในการค้นพบอินทรียวัตถุได้ เมื่อวิเคราะห์ตัวอย่าง รถแลนด์โรเวอร์จะให้ความร้อนแก่ตัวอย่าง และภายใต้สภาวะดังกล่าว เปอร์คลอจะสลายสารประกอบอินทรีย์อย่างรวดเร็ว ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นอย่างรุนแรง โดยมีการเผาไหม้และควัน โดยไม่ทิ้งร่องรอยของสารดั้งเดิมไว้

ปีที่สาม: ที่เชิงเขา

อย่างไรก็ตาม Curiosity ยังค้นพบสารอินทรีย์อีกด้วย โดยมีการประกาศในภายหลัง หลังจากนั้นในวันที่ 746 โซล ซึ่งครอบคลุมระยะทางทั้งหมด 6.9 กม. นักธรณีวิทยารถแลนด์โรเวอร์ก็มาถึงเชิงเขาชาร์ป “เมื่อผมได้รับข้อมูลนี้ ผมก็คิดทันทีว่าทุกอย่างจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบซ้ำอีกครั้ง” John Grötzinger กล่าว ในความเป็นจริง เมื่อ Curiosity ทำงานบนดาวอังคาร ปรากฏว่าแบคทีเรียบนบกบางชนิด เช่น Tersicoccus phoenicis มีความทนทานต่อวิธีการทำความสะอาดห้องสะอาด มีการคำนวณด้วยซ้ำว่าเมื่อถึงเวลาเปิดตัวควรมีสปอร์เสถียรเหลืออยู่ประมาณ 20 ถึง 40,000 สปอร์บนรถแลนด์โรเวอร์ ไม่มีใครรับประกันได้ว่าบางคนจะไปไม่ถึงภูเขาชาร์ปพร้อมกับเขา

ในการทดสอบเซ็นเซอร์ ยังมีตัวอย่างสะอาดจำนวนเล็กน้อยอยู่บนเรือด้วย สารอินทรีย์ในภาชนะโลหะที่ปิดสนิท - เป็นไปได้ไหมที่จะพูดได้อย่างมั่นใจว่าพวกมันยังคงสุญญากาศอยู่? อย่างไรก็ตามกราฟที่นำเสนอในงานแถลงข่าวที่ NASA ไม่ได้ทำให้เกิดข้อสงสัยใด ๆ ในระหว่างการทำงานนักธรณีวิทยาดาวอังคารบันทึกการกระโดดที่คมชัดหลายครั้งในปริมาณมีเธนในชั้นบรรยากาศ ก๊าซนี้อาจมีต้นกำเนิดที่ไม่ใช่ทางชีวภาพ แต่สิ่งสำคัญคือครั้งหนึ่งมันอาจกลายเป็นแหล่งของสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ นอกจากนี้ยังพบร่องรอยของพวกเขาซึ่งส่วนใหญ่เป็นคลอโรเบนซีนในดินดาวอังคาร
ปีที่สี่และห้า: แม่น้ำที่มีชีวิต

เมื่อถึงเวลานี้ คิวริออสซิตีได้เจาะรูไปแล้วหลายสิบรู โดยเหลือร่องรอยไว้ตามเส้นทางอย่างสมบูรณ์ขนาด 1.6 เซนติเมตร ซึ่งสักวันหนึ่งจะกลายเป็นเส้นทางท่องเที่ยวสำหรับการสำรวจโดยเฉพาะ กลไกแม่เหล็กไฟฟ้าที่บังคับให้สว่านทำความเร็วสูงสุด 1,800 ครั้งต่อนาทีเพื่อทำงานกับหินที่แข็งที่สุดล้มเหลว อย่างไรก็ตาม ดินเหนียวที่โผล่ขึ้นมาและผลึกแร่ออกไซด์ที่ศึกษา ชั้นของเสากระโดงซิลิเกต และช่องแคบที่ถูกตัดด้วยน้ำ เผยให้เห็นภาพที่ไม่คลุมเครือ กล่าวคือ ครั้งหนึ่งปล่องภูเขาไฟเคยเป็นทะเลสาบซึ่งมีสามเหลี่ยมปากแม่น้ำที่แตกแขนงลงมา

ขณะนี้กล้องของคิวริออซิตี้เผยให้เห็นเนินภูเขาชาร์ป ซึ่งลักษณะที่ปรากฏนั้นแทบไม่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับต้นกำเนิดของตะกอนเลย ทีละชั้น เป็นเวลาหลายร้อยล้านปี น้ำเพิ่มขึ้นแล้วถอยกลับ สะสมหินและปล่อยให้กัดเซาะใจกลางปล่องภูเขาไฟ จนกระทั่งในที่สุดน้ำก็ออกไป สะสมยอดทั้งหมด “ที่ซึ่งตอนนี้ภูเขาตั้งตระหง่านอยู่ ครั้งหนึ่งเคยมีแอ่งน้ำที่เต็มไปด้วยน้ำเป็นครั้งคราว” จอห์น กรอทซิงเกอร์อธิบาย ทะเลสาบแบ่งชั้นตามความสูง: สภาพในน้ำตื้นและน้ำลึกแตกต่างกันทั้งอุณหภูมิและองค์ประกอบ ตามทฤษฎี สิ่งนี้อาจเป็นเงื่อนไขสำหรับการพัฒนาปฏิกิริยาต่างๆ และแม้แต่รูปแบบของจุลินทรีย์

สีของ Gale Crater โมเดล 3 มิติสอดคล้องกับความสูง ตรงกลางคือ Mount Aeolis (Aeolis Mons, 01) ซึ่งสูงขึ้น 5.5 กม. เหนือที่ราบที่มีชื่อเดียวกัน (Aeolis Palus, 02) ที่ด้านล่างของปล่องภูเขาไฟ มีการทำเครื่องหมายจุดลงจอดของ Curiosity (03) เช่นเดียวกับ Farah Vallis (04) ซึ่งเป็นหนึ่งในช่องทางที่คาดว่าเป็นแม่น้ำโบราณที่ไหลลงสู่ทะเลสาบที่ตอนนี้หายไปแล้ว
การเดินทางดำเนินต่อไป

การสำรวจ Curiosity ยังอีกยาวไกล และพลังงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนเครื่องบินควรจะเพียงพอสำหรับการดำเนินงาน 14 ปีของโลก นักธรณีวิทยารายนี้อยู่บนถนนมาเกือบ 1,750 โซล ครอบคลุมระยะทางกว่า 16 กม. และไต่ขึ้นเนินไป 165 ม. เท่าที่เครื่องมือของเขามองเห็น ร่องรอยของหินตะกอนของทะเลสาบโบราณยังคงมองเห็นได้ด้านบน แต่ใครจะรู้ว่าอยู่ที่ไหน พวกเขาจบลงแล้วพวกเขาจะชี้ไปที่อะไรอีก? หุ่นยนต์นักธรณีวิทยายังคงไต่ขึ้นต่อไป และ Sanjeev Gupta และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังเลือกสถานที่ที่จะลงจอดที่ต่อไปแล้ว แม้ว่ายานลงจอด Schiaparelli เสียชีวิต แต่โมดูลวงโคจรของ TGO ก็เข้าสู่วงโคจรอย่างปลอดภัยเมื่อปีที่แล้ว โดยเป็นการเปิดตัวโครงการ ExoMars ระยะแรกของยุโรป-รัสเซีย รถแลนด์โรเวอร์ Mars ซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในปี 2020 จะเป็นรุ่นต่อไป

จะมีอุปกรณ์รัสเซียสองเครื่องอยู่ในนั้น ตัวหุ่นยนต์มีน้ำหนักประมาณครึ่งหนึ่งของ Curiosity แต่สว่านของมันสามารถเก็บตัวอย่างจากความลึกสูงสุด 2 เมตรได้ และกลุ่มเครื่องดนตรีปาสเตอร์จะมีเครื่องมือสำหรับการค้นหาร่องรอยของอดีตหรือแม้แต่ชีวิตที่ยังคงรักษาไว้โดยตรง . “คุณมีความปรารถนาอันเป็นที่รัก สิ่งที่คุณฝันถึงเป็นพิเศษหรือไม่” - เราถามศาสตราจารย์คุปตะ “แน่นอนว่ามี: ฟอสซิล” นักวิทยาศาสตร์ตอบโดยไม่ลังเล - แต่แน่นอนว่าสิ่งนี้ไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ หากมีสิ่งมีชีวิตอยู่ที่นั่น มันก็คงจะเป็นเพียงจุลินทรีย์บางชนิด... แต่คุณจะเห็นไหมว่า มันจะเป็นสิ่งที่เหลือเชื่อ”