Марсохід сек'юріті. Цікаві факти про марсоході Curiosity. Станції космічного зв'язку

NASA запустила до Червоної планети черговий марсохід. На відміну від проектів, пов'язаних з цією планетою в нашій країні, американським дослідникам вдається досить успішно здійснювати такі місії. Нагадаємо, російський аналог Curiosity - Фобос-Грунт зазнав фіаско через помилки в програмному забезпеченні при виході на навколоземну орбіту.

Завдання місії Curiosity. Curiosity це не просто марсохід. Проект здійснюється в рамках місії Mars Science Laboratory і є платформою, на якій встановлено безліч наукового обладнання, яке готувалося для вирішення декількох завдань.

Перше завдання, яке стоїть перед Curiosity, не оригінальна - пошук життя на цій суворій планеті. Для цього марсоходу нового покоління потрібно буде виявити і вивчити природу органічних вуглецевих сполук. Знайти такі речовини як водень, азот, фосфор, кисень, вуглець і сірку. Наявність таких речовин дозволяє припустити про передумови зародження життя.

Крім того, на Curiosity покладають і інші завдання. Марсохід за допомогою свого обладнання повинен буде передати відомості про клімат і геології планети, а так само провести підготовку до висадки людини.

Характеристики марсохода Curiosity. Curiosity має 3 метри в довжину і 2,7 метра в ширину. Він оснащений шістьма 51-сантиметровий колесами. Кожне колесо працює від автономного електродвигуна. Передні і задні колеса допоможуть марсоходу повернути в потрібний напрямок. Завдяки особливій конструкції і оптимальному діаметру, Curiosity здатний долати перешкоду висотою 75 см і розганятися до 90 метрів на годину.

Харчування марсохода здійснюється за рахунок мініреактора. Закладеного в нього плутонію-238 вистачить на 14 років роботи. Від сонячних батарей вирішили відмовитися через проблеми великого запилення атмосфери Марса.

Політ і посадка марсохода Curiosity. В якості місця посадки марсохода Curiosity був обраний кратер Гейла. Досить рівне місце, яке не повинно піднести проблеми.

На геостаціонарну орбіту марсохід вивела двоступенева ракета Atlantis-5 541. Звідки станція пройде до Марса. І тут почнеться дуже цікавий момент - посадка Curiosity.

Атмосфера Марса задоволена складна. Її щільні шари не дозволяють посадковим двигунів коригувати цей процес. Через що була розроблена досить цікава технологія, яка повинна обійти ці труднощі.

Під час входу в атмосферу Curiosity буде перебувати в складеному вигляді всередині спеціальної захисної капсули. Від високих температур при входженні в щільні шари атмосфери на великій швидкості її захищатиме спеціальне покриття з вуглецевих волокон, просочених фенолформальдегидной смолою.

У щільній атмосфері Марса швидкість апарату знизиться з 6 км / c до дворазової швидкості звуку. Скидаються баласти відкоригують положення капсули. Теплозащитное "покривало" відстріл і при швидкості 470 м / c розкриється надзвуковий парашут.

При проходженні висоти 3,7 км над планетою, повинна запуститися фотокамера, встановлена \u200b\u200bв нижній частині марсохода. Вона зніме поверхню планети, кадри високої точності допоможуть уникнути проблем з тим місцем, куди Curiosity повинен сісти.

Весь цей час парашут виконував функцію гальма, і на висоті 1,8 км над Червоною планетою, марсохід відділяється від спускається установки, і подальше зниження буде відбуватися за допомогою платформи, яка забезпечена посадочними двигунами.

Двигуни зі змінною тягою коректують положення платформи. У цей момент Curiosity повинен встигнути розкластися і підготуватися до посадки. Для того, щоб цей процес вийшов досить плавним, була придумана ще одна технологія - "летючий кран".

"Летючий кран" це 3 троса, які плавно опустять марсохід до поверхні планети в той час як, платформа буде парити на висоті 7,5 метрів.

Устаткування марсохода Curiosity. На марсоході Curiosity встановлено велика кількість наукового обладнання. Серед них є і прилад, який розробили російські фахівці. Марсохід оснащений роботизованою рукою, яка досить чутлива. У неї вмонтовані бур, лопатка та інше обладнання, яке дозволить збирати грунт і зразки порід.

На марсоході встановлено 10 приладів про деякі з них, ми розповімо нижче.

MastCam - це камера, розташована на високій щоглі над марсоходом. Вона є очима операторів, які отримуючи картинку на Землі, будуть управляти апаратом.

SAM - це мас-спектрометр, лазерний спектрометр і газовий хроматограф "в одному флаконі", які дозволяють вести аналіз проб грунту. Саме SAM повинен знайти органічні сполуки, азот, кисень і водень.

Роботизована рука повинна доставляти проби в спеціальне місце, на марсоході, де їх буде досліджувати прилад SAM.

CheMin - ще один прилад для аналізу порід. Він визначає хімічні і мінеральні сполуки.

CheCam - це найцікавіше обладнання на борту марсохода Curiositi. Якщо говорити по-простому, то це лазер, які здатний розтопити зразки грунту або скельних порід на відстані 9 метрів від марсохода і дослідивши пари, повинен визначити їх структуру.

APXS - спектрометр який опромінюючи зразки рентгенівським випромінюванням і альфа-частками зможе ідентифікувати їх. APXS розташовується на роботизованою руці марсохода.

DAN - прилад розроблений нашими співвітчизниками. Він здатний визначити наявність води або льоду навіть на невеликій глибині під поверхнею планети.

RAD - визначить наявність радіоактивного випромінювання на планеті.

REMS - чутлива метеостанція на борту Curiosity.

Марсохід Curiosity це амбітний проект людства, який виведе нас на новий рівень вивчення Марса. Посадка і вивчення Червоною планетою цим апаратом, допоможе відповісти на два питання, які давно не дають спокою людству: чи є життя на Марсі і чи можливо колонізувати цю планету в найближчому майбутньому.

• ChemCam являє собою набір інструментів для проведення дистанційного хімічного аналізу різних зразків. Робота проходить наступним чином: лазер проводить серію пострілів по досліджуваного об'єкта. Потім проводиться аналіз спектра світла, який випромінюючи випарувалася порода. ChemCam може вивчати об'єкти, розташовані на відстані до 7 метрів від нього. Вартість приладу склала близько 10 мільйонів доларів (перевитрата 1.5 млн. Дол.). У штатному режимі фокусування лазера на об'єкті проходить автоматично.
• MastCam: система складається з двох камер, і містить безліч спектральних фільтрів. Можливе отримання знімків в природних кольорах розміром 1600 × 1200 пікселів. Відео з роздільною здатністю 720p (1280 × 720) знімається з частотою до 10 кадрів в секунду і апаратно стискається. Перша камера - Medium Angle Camera (MAC), має фокусну відстань в 34 мм і 15 градусний поле зору, 1 піксель дорівнює 22 см при відстані 1 км.
• Narrow Angle Camera (NAC), має фокусну відстань в 100 мм, 5.1 градусне поле зору, 1 піксель дорівнює 7,4 см при відстані 1 км. Кожна камера має по 8 Гб флеш-пам'яті, яка здатна зберігати більше 5500 необроблених зображень; є підтримка JPEG-стиснення і стиснення без втрати якості. У камерах є функція автоматичного фокусування, яка дозволяє їм сфокусуватися на об'єктах, від 2,1 м до нескінченності. Незважаючи на наявність у виробника конфігурації з трансфокатором, камери не мають зуму, оскільки часу для тестування не залишалося. Кожна камера має вбудований фільтр Байєра RGB і по 8 перемикаються ІК-фільтрів. У порівнянні з панорамним камерою, яка стоїть на спірит і Оппортьюніті (MER) і отримує чорно-білі зображення розміром 1024 × 1024 пікселів, камера MAC MastCam має кутовий дозвіл в 1,25 рази вище, а камера NAC MastCam - в 3,67 рази вище.
• Mars Hand Lens Imager (MAHLI): Система складається з камери, закріпленої на роботизованою «руці» марсохода, використовується для отримання мікроскопічних зображень гірських порід і грунту. MAHLI може зняти зображення розміром 1600 × 1200 пікселів і з дозволом до 14,5 мкм на піксель. MAHLI має фокусну відстань від 18,3 мм до 21,3 мм і поле зору від 33,8 до 38,5 градусів. MAHLI має як білу, так і ультрафіолетову світлодіодне підсвічування для роботи в темряві або з використанням флуоресцентної підсвічування. Ультрафіолетова підсвічування необхідна для виклику випромінювання карбонатних і евапорітних мінералів, наявність яких дозволяє говорити про те, що в формуванні поверхні Марса брала участь вода. MAHLI фокусується на об'єктах від 1 мм. Система може зробити кілька зображень з акцентом на обробку знімка. MAHLI може зберегти необроблене фото без втрати якості або ж зробити стиснення JPEG файлу.
• MSL Mars Descent Imager (MARDI): Під час спуску на поверхню Марса, MARDI передавав кольорове зображення розміром 1600 × 1200 пікселів з часом експозиції в 1,3 мс, камера початку зйомку з відстані 3,7 км і закінчила на відстані 5 метрів від поверхні Марса, знімала кольорове зображення з частотою 5 кадрів в секунду, зйомка тривала близько 2-ух хвилин. 1 піксель дорівнює 1,5 метра на відстані 2 км, і 1,5 мм на відстані 2 метри, кут огляду камери - 90 градусів. MARDI містить 8 Гб вбудованої пам'яті, яка може зберігати більше 4000 фотографій. Знімки з камери дозволили побачити навколишній рельєф на місці посадки. JunoCam, побудована для космічного апарату Juno, заснована на технології MARDI.
• Alpha-particle X-ray spectrometer (APXS): Цей пристрій буде опромінювати альфа-частками і зіставляти спектри в рентгенівських променях для визначення елементного складу породи. APXS є формою Particle-Induced X-ray Emission (PIXE), який раніше використовувався в Mars Pathfinder і Mars Exploration Rovers. APXS був розроблений Канадським космічним агентством. MacDonald Dettwiler (MDA) - Аерокосмічна канадська компанія, яка будує Canadarm і RADARSAT, несуть відповідальність за проектування та будівництво APXS. Команда з розробки APXS включає в себе членів з Університету гвельфів, Університету Нью-Брансвік, Університету Західного Онтаріо, НАСА, Університет Каліфорнії, Сан-Дієго і Корнельського університету.
• Collection and Handling for In-Situ Martian Rock Analysis (CHIMRA): CHIMRA є ківш 4х7 сантиметрів, який зачерпує грунт. У внутрішніх порожнинах CHIMRA він проходять крізь сито з осередком 150 мікрон, чому допомагає робота вібромеханізму, зайве видаляється, а на просіювання відправляється наступна порція. Всього проходить три етапи паркану з ковша і просіювання грунту. В результаті залишається трохи порошку необхідної фракції, який і відправляється в грунтопріемнік, на тілі ровера, а зайве викидається. У підсумку з усього ковша на аналіз надходить шар грунту в 1 мм. Підготовлений порошок вивчають прилади CheMin і SAM.
• CheMin: Chemin досліджує хімічний і мінералогічний склад, за допомогою рентгенівського флуоресцентного інструменту і рентгенівської дифракції. CheMin є одним з чотирьох спектрометрів. CheMin дозволяє визначити велику кількість корисних копалин на Марсі. Інструмент був розроблений Девідом Блейком в Ames Research Center НАСА і Jet Propulsion Laboratory НАСА. Марсохід буде бурити гірські породи, а отриманий порошок буде зібраний інструментом. Потім рентгенівські промені, будуть спрямовані на порошок, внутрішня кристалічна структура корисних копалин відіб'ється на дифракційної картині променів. Дифракція рентгенівських променів різна для різних мінералів, тому картина дифракції дозволить вченим визначити структуру речовини. Інформацію про світності атомів і дифракційну картину буде знімати спеціально підготовлена \u200b\u200bE2V CCD-224 матриця розміром 600х600 пікселів. У К'юріосіті є 27 осередків для аналізу зразків, після вивчення одного зразка осередок може бути перевикористати, але аналіз проводиться над нею буде мати меншу точність через забруднення попереднім зразком. Таким чином у ровера є всього 27 спроб для повноцінного вивчення зразків. Ще 5 запаяних осередків зберігають зразки з Землі. Вони потрібні щоб протестувати працездатність приладу в марсіанських умовах. Для роботи приладу потрібна температура -60 градусів Цельсія, інакше будуть заважати перешкоди від приладу DAN.
• Sample Analysis at Mars (SAM): Набір інструментів SAM буде аналізувати тверді зразки, органічні речовини і склад атмосфери. Інструмент був розроблений: Goddard Space Flight Center, Лабораторія Inter-Universitaire, французькими CNRS і Honeybee Robotics, поряд з багатьма іншими партнерами.
• Radiation assessment detector (RAD), «Детектор оцінки радіації»: Цей прилад збирає дані для оцінки рівня радіаційного фону, який буде впливати на учасників майбутніх експедицій на Марс. Прилад встановлений практично в самому «серці» ровера, і тим самим імітує астронавта, що знаходиться всередині космічного корабля. RAD був включений першим з наукових інструментів для MSL, ще на навколоземній орбіті, і фіксував радіаційний фон всередині апарату - а потім і всередині ровера під час його роботи на поверхні Марса. Він збирає дані про інтенсивність опромінення двох типів: високоенергетичних галактичних променів і частинок, що випускаються Сонцем. RAD був розроблений в Німеччині Південно-західним дослідницьким інститутом (SwRI) позаземної фізики в групі Christian-Albrechts-Universität zu Kiel за фінансової підтримки управління Exploration Systems Mission в штаб-квартирі НАСА і Німеччини.
• Dynamic Albedo of Neutrons (DAN): «Динамічне альбедо нейтронів» (ДАН) використовується для виявлення водню, водяного льоду поблизу поверхні Марса, надано Федеральним Космічним Агентством (Роскосмос). Є спільною розробкою НДІ автоматики ім. Н. Л. Духова при «Росатомі» (імпульсний нейтронний генератор), Інституту космічних досліджень РАН (блок детектування) і Об'єднаного інституту ядерних досліджень (калібрування). Вартість розробки приладу склала близько 100 млн рублів. Фото приладу. До складу приладу входять імпульсний джерело нейтронів і приймач нейтронного випромінювання. Генератор випромінює в сторону марсіанської поверхні короткі, потужні імпульси нейтронів. Тривалість імпульсу становить близько 1 мкс, потужність потоку - до 10 млн нейтронів з енергією 14 МеВ за один імпульс. Частинки проникають в грунт Марса на глибину до 1 м, де взаємодіють з ядрами основних породоутворюючих елементів, в результаті чого, сповільнюються і частково поглинаються. Частина, що залишилася нейтронів відбивається і реєструється приймачем. Точні виміри можливі до глибини 50 - 70 см. Крім активного обстеження поверхні Червоної планети, прилад здатний вести моніторинг природного радіаційного фону поверхні (пасивне обстеження).
• Rover environmental monitoring station (REMS): Комплект метеорологічних приладів і ультрафіолетовий датчик надало Іспанське Міністерство Освіти і Науки. Дослідницька група на чолі з Хав'єром Гомес-Ельвіра, Центру астробіології (Мадрид) включає Фінський Метеорологічний інститут в якості партнера. Встановили її на щоглу камери для вимірювання атмосферного тиску, вологості, напрямку вітру, повітряних і наземних температур, ультрафіолетового випромінювання. Всі датчики розташовані в трьох частинах: дві стріли приєднані до марсоходу, Remote Sensing Mast (RSM), Ultraviolet Sensor (UVS) знаходиться на верхній щоглі марсохода, і Instrument Control Unit (ICU) всередині корпусу. REMS дасть нові уявлення про місцеве гідрологічному стані, про руйнівний вплив ультрафіолетового випромінювання, про підземного життя.
• MSL entry descent and landing instrumentation (MEDLI): Основною метою MEDLI є вивчення атмосферного середовища. Після уповільнення спускається з марсоходом в щільних шарах атмосфери теплозахисний екран відокремився - в цей період були зібрані необхідні дані про марсіанській атмосфері. Ці дані будуть використані в майбутніх місіях, давши можливість визначити параметри атмосфери. Також їх можна використовувати для зміни конструкції апарату, що спускається в майбутніх місіях на Марс. MEDLI складається з трьох основних приладів: MEDLI Integrated Sensor Plugs (MISP), Mars Entry Atmospheric Data System (MEADS) і Sensor Support Electronics (SSE).
• Hazard avoidance cameras (Hazcams): Марсохід має дві пари чорно-білих навігаційних камери, розташованих з боків апарату. Вони використовуються для уникнення небезпеки під час пересування марсохода і для безпечного наведення маніпулятора на камені і грунт. Камери роблять 3D зображення (поле зору кожної камери - 120 градусів), складають карту місцевості попереду марсохода. Складені карти дозволяють марсоходу уникнути випадкових зіткнень і використовуються програмним забезпеченням апарату для вибору необхідного шляху подолання перешкод.
• Navigation cameras (Navcams): Для навігації марсохід використовує пару чорно-білих камер, які встановлені на щоглі для стеження за пересуванням марсохода. Камери мають 45 градусний поле зору, роблять 3D зображення. Їх вирішення дозволяє бачити об'єкт розміром в 2 сантиметри з відстані 25 метрів.

Отже, як же можна зв'язатися з ровером, що знаходяться на Марсі? Вдумайтеся - навіть коли Марс знаходиться на найменшій відстані від Землі, сигналом потрібно подолати п'ятдесят п'ять мільйонів кілометрів! Це дійсно величезна відстань. Але як же маленькому, одинокому марсоходу вдається передавати свої наукові дані і прекрасні повнокольорові зображення так далеко і в такій кількості? У найпершому наближенні, це виглядає приблизно ось так (я дуже старався, правда):

Отже, в процесі передачі інформації беруть участь, зазвичай, три ключові «фігури» - один з центрів космічного зв'язку на Землі, один з штучних супутників Марса, і власне, сам марсохід. Давайте почнемо з бабусі Землі, і поговоримо про центрах космічного зв'язку DSN (Deep Space Network).

Станції космічного зв'язку

Будь-яка з космічних місій NASA розрахована на те, що зв'язок з космічним апаратом повинна бути можлива 24 години на добу (ну або принаймні завжди, коли вона може бути можлива в принципі). Оскільки, як нам відомо, Земля досить швидко обертається навколо власної осі, для забезпечення безперервності сигналу необхідно кілька точок для прийому / передачі даних. Саме такими точками і є станції DSN. Вони розташовані на трьох континентах і віддалені один від одного приблизно на 120 градусів довготи, що дозволяє їм частково перекривати зони дії один одного, і, благородія цього, «вести» космічний апарат 24 години на добу. Для цього, коли космічний апарат виходить із зони дії однієї зі станцій, його сигнал перекидається ну іншу.

Один з комплексів DSN знаходиться в США (Goldstone complex), другий - в Іспанії (близько 60 кілометрів від Мадрида), а третій - в Австралії (приблизно в 40 кілометрах від Канберри).

Кожен з цих комплексів має власний набір антен, але по функціональності все три центри приблизно рівні. Самі антени називаються DSS (Deep Space Stations), і мають власну нумерацію - антени в США мають номера 1X-2X, антени в Австралії - 3Х-4Х, а в Іспанії - 5Х-6Х. Так що, якщо ви почуєте десь «DSS53», то можете бути впевнені, що мова йде про одну з іспанських антен.

Для зв'язку з марсоходами найчастіше використовується комплекс в Канберрі, тому давайте поговоримо про нього трохи докладніше.

У комплексу є свій сайт, на якому можна знайти досить багато цікавої інформації. Наприклад, зовсім скоро - 13 квітня цього року - виповниться 40 років антени DSS43.

Всього, на даний момент, станція в Канберрі має три активні антени: DSS-34 (діаметром 34 метри), DSS-43 (вражаючі 70 метрів) і DSS-45 (знову 34 метра). Зрозуміло, за роки роботи центру були використані і інші антени, які з різних причин були виведені з експлуатації. Наприклад, найперша антена - DSS42 - була знята з використання в грудні 2000 року, а DSS33 (діаметром 11 метрів) була списана в лютому 2002, після чого перевезена до Норвегії в 2009, щоб продовжити свою роботу вже в ролі інструменту для вивчення атмосфери.

Перша зі згаданих працюють антен, DSS34, Була побудована в 1997 році і стала першим представником нового покоління цих пристроїв. її відмінною рисою є те, що обладнання для прийому / передачі та обробки сигналу знаходиться не безпосередньо на тарілці, а в приміщенні під нею. Це дозволило значно полегшити тарілку, а також дало можливість обслуговувати обладнання не зупиняючи роботу самої антени. DSS34 є антеною-рефлектором, схема її роботи виглядає приблизно так:

Як бачите, під антеною розташовується приміщення, в якому і проводиться вся обробка отриманого сигналу. У реальної антени, ця кімната знаходиться під землею, так що на фотографіях ви її не побачите.

DSS34, клікабельно

передача:

• X-діапазон (7145-7190 МГц)
• S-діапазон (2025-2120 МГц)

прийом:

• X-діапазон (8400-8500 МГц)
• S-діапазон (2200-2300 МГц)
• Ka-діапазон (31.8-32.3 ГГц)

Точність позиціонування: Швидкість повороту:

• 2.0 ° / сек

Стійкість до вітру:

• Постійний вітер 72км / год
• Пориви + 88км / год

DSS43 (У якій скоро ювілей) являє собою набагато більш старий екземпляр, побудований в 1969-1973 роках, і котрий зазнав модернізацію в 1987 році. DSS43 - це найбільша рухома параболічна антена в південній півкулі нашої планети. Масивна конструкція вагою понад 3000 тонн повертається на масляній плівці товщиною близько 0.17 міліметра. Поверхня тарілки складається з тисячу двісті сімдесят дві алюмінієвих панелей, і має площу 4180 квадратних метрів.

DSS43, клікабельно

трохи технічних характеристик

передача:

• X-діапазон (7145-7190 МГц)
• S-діапазон (2025-2120 МГц)

прийом:

• X-діапазон (8400-8500 МГц)
• S-діапазон (2200-2300 МГц)
• L-діапазон (1626-1708 МГц)
• K-діапазон (12.5 ГГц)
• Ku-діапазон (18-26 ГГц)

Точність позиціонування:

• в межах 0.005 ° (точність наведення на точку небосхилу)
• в межах 0.25мм (точність переміщення самої антени)

Швидкість повороту:

• 0.25 ° / сек

Стійкість до вітру:

• Постійний вітер 72км / год
• Пориви + 88км / год
• Максимальна розрахункова - 160км / год

DSS45. Ця антена була закінчена в 1986 році, і призначена спочатку для зв'язку з Voyager 2, вивчав Уран. Вона обертається на круглому підставі діаметром в 19.6 метра, використовуючи для цього 4 колеса, два з яких є провідними.

DSS45, клікабельно

трохи технічних характеристик

передача:

• X-діапазон (7145-7190 МГц)

прийом:

• X-діапазон (8400-8500 МГц)
• S-діапазон (2200-2300 МГц)

Точність позиціонування:

• в межах 0.015 ° (точність наведення на точку небосхилу)
• в межах 0.25мм (точність переміщення самої антени)

Швидкість повороту:

• 0.8 ° / сек

Стійкість до вітру:

• Постійний вітер 72км / год
• Пориви + 88км / год
• Максимальна розрахункова - 160км / год

Якщо говорити про станції космічного зв'язку в цілому, то можна виділити чотири основні завдання, які вона повинна виконувати:
телеметрія - отримувати, декодувати і обробляти дані телеметрії, що надходять з космічних апаратів. Зазвичай ці дані складаються з наукової та інженерної інформації, переданої по радіоканалу. Система телеметрії отримує дані, стежить за їх змінами і відповідністю нормі, і передає їх в системи валідації або наукові центри, Що займаються їх обробкою.
стеження - система стеження повинна забезпечувати можливість двосторонньої комунікації між Землею і космічним апаратом, і проводити розрахунки його розташування і вектора швидкості для правильного позиціонування терелку.
управління - дає фахівцям можливість передавати керуючі команди на космічний апарат.
Моніторинг і контроль - дозволяю контролювати і управляти системами самої DSN

Варто відзначити, що австралійська станція обслуговує на сьогоднішній день близько 45 космічних апаратів, так що розклад часу її роботи чітко регламентовано, і отримати додатковий час не так-то просто. У кожної з антен також є технічна можливість обслуговувати до двох різних апаратів одночасно.

Отже, дані, які повинні бути передані на ровер, надсилають на станцію DSN, звідки вони відправляються в своє недовге (від 5 до 20 хвилин) космічну подорож до Червоній Планеті. Давайте тепер перейдемо до розгляду самого ровера. Які засоби зв'язку є у нього?

Curiosity

Curiosity оснащений трьома антенами, кожна з яких може використовуватися і для прийому і для передачі інформації. Це UHF-антена, LGA і HGA. Всі вони розташовані на «спині» ровера, в різних місцях.

HGA - High Gain Antenna
MGA - Medium Gain Antenna
LGA - Low Gain Antenna
UHF - Ultra High Frequency
Оскільки абревіатури HGA, MGA і LGA вже мають в собі слово antenna, я не буду приписувати до них це слово повторно, на відміну від абревіатури UHF.

Нас цікавлять RUHF, RLGA, і High Gain Antenna

UHF-антена використовується найчастіше. З її допомогою, ровер може передавати дані через супутники MRO і Odyssey (про які ми поговоримо далі) на частоті близько 400 мегагерц. Використання супутників для передачі сигналу є кращим через те, що вони знаходяться в полі зору DSN-станцій набагато довше, ніж сам ровер, самотньо сидить на поверхні Марса. До того ж, оскільки вони значно ближче до марсоходу, останньому потрібно затрачати менше енергії для передачі даних. Швидкість передачі може досягати 256кб / с для Odyssey і до 2 Мбіт / с для MRO. Б пробільша частина інформації, що приходить від Curiosity, проходить саме через супутник MRO. Сама UHF-антена знаходиться в задній частині ровера, і зовні виглядає як сірий циліндр.

Curiosity також має HGA, яку він може використовувати для отримання команд безпосередньо з Землі. Ця антена рухлива (її можна направити в сторону Землі), тобто для її використання роверу не доводиться міняти своє місце розташування, досить просто повернути HGA в потрібну сторону, а це дозволяє зберігати енергію. HGA змонтована приблизно посередині з лівого борту ровера, і являє собою шестигранник діаметром близько 30 сантиметрів. HGA може передавати дані прямо на Землю зі швидкістю близько 160 біт / сек на 34-метрові антени, або зі швидкістю до 800 біт / сек на 70-метрові.

Нарешті, третя антена - це так звана LGA.
Вона посилає і приймає сигнали в будь-яких напрямках. Працює LGA в X-діапазоні (7-8 ГГц). Проте, потужність цієї антени досить мала, а швидкість передачі залишає бажати кращого. Через це вона в основному використовується для прийому інформації, а не для її передачі.
На фото LGA - це біла вежа на передньому плані.
На задньому плані видно UHF-антена.

Варто відзначити, що марсохід генерує величезну кількість наукових даних, і не завжди все їх вдається відправити. Фахівці NASA встановлюють пріоритети важливості: інформація з найбільшим пріоритетом буде передана в першу чергу, а інформація з меншим пріоритетом буде чекати наступного комунікаційного вікна. Іноді частина найменш важливих даних і зовсім доводиться видаляти.

Супутники Odyssey і MRO

Отже, ми з'ясовували, що зазвичай для зв'язку з Curiosity необхідно «проміжна ланка» у вигляді одного з супутників. Завдяки цьому вдається збільшити час, протягом якого зв'язок з Curiosity взагалі можлива, а також збільшити швидкість передачі, так як більш потужні антени супутників здатні передавати на Землю дані з набагато більшою швидкістю.

Кожен з супутників має два комунікаційних вікна з марсоходом в кожен сол. Зазвичай ці вікна досить короткі - всього кілька хвилин. У разі крайньої необхідності, Curiosity може також зв'язатися із супутником Європейського Космічного Агентства Mars Express Orbiter.

Mars Odyssey

Mars Odyssey
Супутник Mars Odyssey був запущений в 2001 році і призначений спочатку для вивчення будови планети і пошуку мінералів. Супутник має розміри 2,2х2,6х1,7 метра і масу більше 700 кілограм. Висота його орбіти коливається від 370 до 444 кілометрів. Цей супутник активно використовувався попередніми марсоходами: близько 85 відсотків даних, отриманих зі Spirit і Opportunity, були трансльовані саме через нього. Odyssey може спілкуватися з Curiosity в UHF-діапазоні. Що стосується засобів комунікації, у нього є HGA, MGA (medium gain antenna), LGA і UHF-антена. В основному, для передачі даних на Землю використовується HGA, що має діаметр 1.3 метра. Передача ведеться на частоті 8406 МГц, а прийом даних здійснюється на частоті 7155 МГц. Кутовий розмір променя становить близько двох градусів.

Розташування інструментів супутника

Комунікації з роверами здійснюються за допомогою UHF-антени на частотах 437 МГц (передача) і 401 МГц (прийом), швидкість обміну даними може становити 8, 32, 128 або 256 кб / сек.

Mars Reconnaissance Orbiter

MRO

У 2006 році до супутника Odyssey приєднався MRO - Mars Reconnaissance Orbiter, який сьогодні є основним співрозмовником Curiosity.
Однак, крім роботи зв'язківця, сам MRO має значний арсенал наукових приладів, і, що найцікавіше, обладнаний камерою HiRISE, яка представляє собою, по суті, телескоп-рефлектор. Перебуваючи на висоті 300 кілометрів, HiRISE може робити знімки з роздільною здатністю до 0.3 метра на піксель (для порівняння, супутникові знімки Землі зазвичай доступні з роздільною здатністю близько 0.5 метра на піксель). MRO може також створювати стереопари поверхні з точністю до запаморочливих 0.25 метрів. Я настійно рекомендую вам ознайомитися хоча б з декількома знімками, які доступні, наприклад,. Чого вартий, наприклад, ось це зображення кратера Вікторія (клікабельно, оригінал близько 5 мегабайт):

Пропоную найуважнішим знайти на зображенні ровер Opportunity;)

відповідь (клікабельно)

Зверніть увагу на те, що більшість кольорових знімків зроблено в розширеному діапазоні, так що якщо ви натрапите на знімок, на якому частина поверхні буде яскраво синьо-зеленого кольору, не поспішайте займатися конспірології;) Зате ви можете бути точно впевнені, що на різних знімках однакові породи матимуть однаковий колір. Однак, повернемося до систем зв'язку.

MRO обладнаний чотирма антенами, які за призначенням збігаються з антенами марсохода - це UHF-антена, HGA і дві LGA. Основна використовувана супутником антена - HGA - має діаметр три метри, і працює в X-діапазоні. Саме вона використовується для передачі даних на Землю. HGA також обладнана 100-ватним підсилювачем сигналу.

1 - HGA, 3 - UHF, 10 - LGA (обидві LGA смонтірованни прямо на HGA)

Curiosity і MRO спілкуються за допомогою UHF-антени, комунікаційне вікно відкривається двічі в сол, і триває приблизно 6-9 хвилин. MRO виділяє 5 Гб в день для даних, отриманих з роверів, і зберігає їх до тих пір, поки не виявиться в зоні видимості одній зі станцій DSN на Землі, після чого передає дані туди. Передача даних до марсоходу здійснюється за таким же принципом. На зберігання команд, які повинні бути передані на марсохід, виділяється 30 Мб / сол.

Станції DSN ведуть MRO по 16 годин на добу (решта 8 годин супутник знаходиться на зворотному боці Марса, і не може вести обмін даними, так як закритий планетою), 10-11 з яких він передає дані на Землю. Зазвичай супутник протягом трьох днів на тиждень працює з 70-метровою антеною DSN, і двічі - з 34-метровою антеною (на жаль незрозуміло чим він займається в останні два дні, але навряд чи у нього є вихідні). Швидкість передачі може варіюватися від 0,5 до 4 мегабіт в секунду - вона зменшується при віддаленні Марса від Землі і збільшується при зближенні двох планет. Зараз (на момент публікації статті) Земля і Марс знаходяться майже на максимальній відстані один від одного, так що швидкість передачі швидше за все не дуже велика.

NASA стверджує (на сайті супутника є спеціальний віджет), що за весь час роботи MRO передав на Землю понад 187 терабіт (!) Даних - це більше, ніж всі апарати, послані в космос до нього, разом узяті.

висновок

Отже, підіб'ємо підсумки. При передачі керуючих команд на марсохід, відбувається наступне:

• Фахівці JPL відправляють команди на одну зі станцій DSN.
• Під час сеансу зв'язку з одним із супутників (швидше за все, це буде MRO), станція DSN передає йому набір команд.
• Супутник зберігає дані у внутрішній пам'яті, і очікує наступного комунікаційного вікна з марсоходом.
• Коли марсохід виявляється в межах досяжності, супутник передає йому керуючі команди.

При передачі даних з марсохода на Землю, все це відбувається в зворотному порядку:

• Ровер зберігає свої наукові дані у внутрішній пам'яті та очікує найближчого комунікаційного вікна із супутником.
• Коли супутник виявляється доступний, ровер передає йому інформацію.
• Супутник отримує дані, зберігає їх у своїй пам'яті, і очікує доступності одній зі станцій DSN
• Коли станція DSN стає доступна, супутник відправляє їй отримані дані.
• Нарешті, після отримання сигналу, станція DSN декодує його, і відправляє отримані дані тим, для кого вони призначені.

Сподіваюся, мені вдалося більш-менш коротко описати процес зв'язку з Curiosity. Вся ця інформація (на англійською; плюс величезна купа додаткової, включаючи, наприклад, досить докладні технічні звіти про принципи роботи кожного з супутників) доступна на різних сайтах JPL, її дуже легко знайти, якщо знати, що саме вас цікавить.

Будь ласка, повідомляйте про всі помилки і друкарські помилки в личку!

Тільки зареєстровані користувачі можуть брати участь в опитуванні. Заходьте будь ласка.

Діаметр кратера - понад 150 кілометрів, в центрі розташовується конус осадових порід висотою 5,5 кілометрів - гора Шарпа.Жовтої точкою відзначено місце посадки марсоходаCuriosity - Bradbury Landing (Посадка Бредбері)

Космічний апарат опустився майже в центрі заданого еліпса недалеко від Aeolis Mons (Еоліда, гора Шарпа) - головної наукової мети місії.

Шлях Curiosity в кратері Гейла (6.08.2012 посадка - 1.08.2018, Sol 2128)

На маршруті відзначені основні ділянки наукових робіт. Біла лінія - південний кордон еліпса посадки. За шість років марсохід проїхав близько 20 км і надіслав понад 400 тис. Фотознімків Червоної планети

Curiosity зібрав зразки "підземного" грунту на 16 ділянках

(За даними NASA / JPL)

Марсохід Curiosity на хребті Віри Рубін (Vera Rubin Ridge)

З висоти добре видно район вивітрених пагорбів Murray Buttes, темні піски Bagnold Dunes і рівнина Aeolis Palus (Еолідское болото) перед північним валом кратера Гейла. Високий пік стінки кратера справа знімка знаходиться на відстані близько 31.5 км від марсохода, а його висота становить ~ 1200 метрів
Вісім основних завдань Марсіанської наукової лабораторії:
1.Обнаружіть і встановити природу марсіанських органічних вуглецевих сполук.
2.Виявити речовини, необхідні для існування життя: вуглець, водень,
азот, кисень, фосфор, сірку.
3.Обнаружіть сліди можливих біологічних процесів.
4.Визначите хімічний склад марсіанської поверхні.
5.Установіть процес формування марсіанських каменів і грунту.
6.Оценіть процес еволюції марсіанської атмосфери в довгостроковому періоді.
7.Определіть поточний стан, розподіл і круговорот води і вуглекислого газу.
8.Установіть спектр радіоактивного випромінювання поверхні Марса.

Своє головне завдання - пошук умов, сприятливих коли-небудь для проживання мікроорганізмів - Curiosity виконав, дослідивши висохле русло давньої марсіанської річки в низині. Марсохід виявив вагомі докази того, що на цьому місці було древнє озеро і воно було придатне для підтримки найпростіших форм життя.

Марсохід Curiosity вYellowknife Bay

На горизонті височить велична гора Шарпа ( Aeolis Mons,Еоліда)

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

Іншими важливими результатами є:
- Оцінка природного рівня радіації під час польоту на Марс і на марсіанській поверхні; ця оцінка необхідна для створення радіаційного захисту пілотованого польоту на Марс

( )

- Вимірювання відносини важких і легких ізотопів хімічних елементів в марсіанській атмосфері. Це дослідження показало, що велика частина первинної атмосфери Марса розсіялася в космосі шляхом втрати легких атомів з верхніх шарів газової оболонки планети ( )

Перший вимір віку гірських порід на Марсі і оцінка часу їх руйнування безпосередньо на поверхні під дією космічної радіації. Ця оцінка дозволить з'ясувати тимчасові рамки водного минулого планети, а також темпи руйнування стародавньої органіки в каменях і грунті Марса

Центральная насип кратера Гейла - гора Шарпа - була сформована із шаруватих відкладень осадових порід в стародавньому озері протягом десятків мільйонів років

Марсохід виявив десятикратне збільшення вмісту метану в атмосфері Червоної планети і відшукав органічні молекули в пробах грунту

марсохідCuriosity на південному кордоні еліпса посадки 27 червня 2014 року, Sol 672

(Знімок камери HiRISE орбітального зонда Mars Reconnaissance Orbiter)

З вересня 2014 року по березень 2015 марсохід досліджував горбисту височину "Pahrump Hills" (Парампскіе Пагорби). На думку планетологов, вона являє собою вихід корінних порід центральної гори кратера Гейла і геологічно не відноситься до поверхні його дна. З цього часу Curiosity приступив до вивчення гори Шарпа.

Вид на височину "Pahrump Hills"

Відзначено місця буріння плиток "Confidence Hills", "Mojave 2" і "Telegraph Peak". На задньому плані зліва видно схили гори Шарпа, вгорі - оголення гірських порід Whale Rock, Salsberry Peak і Newspaper Rock. Незабаром MSL відправився до більш високих схилах гори Шарпа через улоговину під назвою "Artist" s Drive "

(NASA / JPL)

Камера високої роздільної здатності HiRISE орбітального зонда Mars Reconnaissance Orbiter побачила ровер 8 квітня 2015 рокуз висоти 299 км.

Північ зверху. Зображення охоплює область шириною близько 500 метрів. Світлі ділянки рельєфу - осадові гірські породи, темні - покриті піском

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

Ровер постійно проводить зйомку місцевості і деяких об'єктів на ній, здійснює моніторинг навколишнього середовища інструментами. Навігаційні камери придивляються і до неба в пошуках хмар.

Автопортретв околицях улоговини Marias Pass

31 липня 2015 року Curiosity побуріл кам'янисту плитку "Buckskin" на ділянці осадових порід з надзвичайно високим вмістом кремнезему. Такий тип породи вперше зустрівся Марсіанської наукової лабораторії (MSL) за три роки перебування в кратері Гейла. Взявши пробу грунту, ровер продовжив шлях до гори Шарпа

(NASA / JPL)

Марсохід Curiosity у бархани Namib Dune

Крутий схил підвітряного боку Namib Dune піднімається під кутом 28 градусів на висоту 5 метрів. На горизонті видно північно - західний вал кратера Гейла

Номінальний технічний термін експлуатації апарату - два земних роки - 23 червень 2014 року на Sol-668, але Curiosity знаходиться в хорошому стані і успішно продовжує дослідження марсіанської поверхні

Шаруваті пагорби на схилах Еоліда, що таять геологічну історію марсіанського кратера Гейла і сліди змін навколишнього середовища Червоної планети, - майбутнє місце роботи Curiosity

Перед нами пустеля, гола і млява. Горизонт позначений кромкою кратера, в центрі піднімається пятикилометровая вершина.

Перед нами пустеля, гола і млява. Горизонт позначений кромкою кратера, в центрі піднімається пятикилометровая вершина. Прямо біля наших ніг блищать колеса і панелі марсохода. Не лякайтеся: ми в Лондоні, де унікальна Обсерваторія даних дозволяє геологам перенестися в марсіанську пустелю і працювати пліч-о-пліч з Curiosity, найскладнішим роботом, який коли-небудь вирушав у космос.
Світиться на моніторах панорама складена з кадрів, надісланих марсоходом на Землю. Блакитне небо не повинно обманювати: на Марсі воно тьмяно-жовте, але людському оку звичніше відтінки, які створюються світлом, розсіяним нашої земною атмосферою. Тому знімки проходять обробку та відображаються в ненатуральних кольорах, дозволяючи спокійно розглянути кожен камінчик. «Геологія - наука польова, - пояснив нам професор Імперського коледжу Лондона Санджой Гупта. - Ми любимо пройтися по землі з молотком. Налити каву з термоса, розглянути знахідки і відібрати найцікавіше для лабораторії ». На Марсі немає ні лабораторій, ні термосів, зате туди геологи відправили Curiosity, свого електронного колегу. Сусідня планета інтригує людство давно, і чим більше ми її дізнаємося, чим частіше обговорюємо майбутню колонізацію, тим серйозніше підстави для цього цікавості.

Колись Земля і Марс були дуже схожі. Обидві планети мали океани рідкої води і, мабуть, досить простий органіки. І на Марсі, як на Землі, викидалися вулкани, клубочився густа атмосфера, проте в один нещасливий момент щось пішло не так. «Ми намагаємося зрозуміти, яким було це місце мільярди років тому і чому воно настільки змінилося, - сказав професор геології з Каліфорнійського технологічного інституту Джон Грётцінгер в одному з інтерв'ю. - Ми вважаємо, що там була вода, але не знаємо, чи могла вона підтримувати життя. А якщо могла, то підтримувала чи. Якщо і так, то невідомо, чи збереглися хоч якісь свідчення в камені ». З'ясувати все це і належало геологу-марсоходу.

Curiosity регулярно і ретельно фотографується, дозволяючи оглянути себе і оцінити загальний стан. Це «Селфі» складено зі знімків, зроблених камерою MAHLI. Вона розташована на трехсуставном маніпуляторі, який при об'єднанні знімків виявився майже не видно. У кадр не потрапили знаходяться на ньому ударна дриль, кухлик для збору пухких зразків, сито для їх просіювання і металеві щіточки для очищення каменів від пилу. Чи не видно також камера для макрозйомки MAHLI і рентгенівський спектрометр APXS для аналізу хімічного складу зразків.
1. Потужним системам ровера сонячних батарей не вистачить, і харчування йому забезпечує радіоізотопний термоелектрогенератор (РІТЕГ). 4,8 кг діоксиду плутонію-238 під кожухом щодня постачають 2,5 КВт · год. Видно лопаті охолоджуючого радіатора.
2. Лазер приладу ChemCam видає по 50-75 наносекундних імпульсів, які випаровують камінь на відстані до 7 м і дозволяють аналізувати спектр отриманої плазми, щоб встановити склад мети.
3. Пара кольорових камер MastCam веде зйомку через різні ІК-світлофільтри.
4. Метеостанція REMS стежить за тиском і вітром, температурою, вологістю і рівнем ультрафіолетового випромінювання.
5. Маніпулятор з комплексом інструментів і приладів (непомітний).
6. SAM - газовий хроматограф, мас-спектрометр і лазерний спектрометр
для встановлення складу летких речовин в випаровуваних зразках і в атмосфері.
7. CheMin з'ясовує склад і мінералогію подрібнених зразків по картині дифракції рентгенівських променів.
8. Детектор радіації RAD заробив ще на навколоземній орбіті і збирав дані протягом усього перельоту до Марса.
9. Детектор нейтронів DAN дозволяє виявляти водень, пов'язаний в молекулах води. Це російський внесок в роботу марсохода.
10. Кожух антени для зв'язку із супутниками Mars Reconnaissance Orbiter (близько 2 Мбіт / с) і Mars Odyssey (близько 200 Мбіт / с).
11. Антена для прямого зв'язку із Землею в Х-діапазоні (0,5-32 кбіт / с).
12. Під час спуску камера MARDI вела кольорову зйомку з високим дозволом, дозволивши детально розглянути місце посадки.
13. Права і ліва пари чорно-білих камер Navcams для побудови 3D-моделей найближчій місцевості.
14. Панель з чистими зразками дозволяє перевірити роботу хімічних аналізаторів марсохода.
15. Запасні біти для дрилі.
16. У цей лоток зсипаються підготовлені зразки з ковша для вивчення макрокамерой MAHLI або спектрометром APXS.
17. 20-дюймові колеса з незалежними приводами, на титанових пружних спицях. Слідами, залишеним рифленням, можна оцінити властивості грунту і стежити за рухом. Малюнок включає букви абетки Морзе - JPL.

початок експедиції

Лютий Марс - нещаслива мета для космонавтики. Починаючи з 1960-х до нього вирушило майже півсотні апаратів, більшість з яких розбилося, відключилася, не змогло вийти на орбіту і назавжди згинуло в космосі. Однак зусилля не були марними, і планету вивчали не тільки з орбіти, але навіть за допомогою декількох планетоходов. У 1997 році по Марсу проїхався 10-кілограмовий Sojourner. Легендою стали близнюки Spirit і Opportunity: другий з них героїчно продовжує роботу вже більше 12 років поспіль. Але Curiosity - найзначніший з них, ціла роботизована лабораторія розміром з автомобіль.

6 серпня 2012 року спусковий модуль Curiosity викинув систему парашутів, які дозволили йому сповільнитися в розрідженій атмосфері. Спрацювали вісім реактивних двигунів гальмування, і система тросів обережно опустила марсохід на дно кратера Гейла. Місце посадки було вибрано після довгих суперечок: за словами Санджева Гупти, саме тут знайшлися всі умови для того, щоб краще пізнати геологічне - мабуть, дуже бурхливе - минуле Марса. Орбітальні зйомки вказали на наявність глин, поява яких вимагає присутності води і в яких на Землі непогано зберігається органіка. Високі схили гори Шарпа (Еоліда) обіцяли можливість побачити шари стародавніх порід. Досить рівна поверхня виглядала безпечною. Curiosity успішно вийшов на зв'язок і оновив програмне забезпечення. Частина коду, який використовувався при перельоті і посадці, замінилася нової - з космонавта марсохід остаточно став геологом.
Рік перший: cледует води

Незабаром геолог «розім'яв ноги» - шість алюмінієвих коліс, перевірив численні камери і протестував обладнання. Його колеги на Землі розглянули точку посадки з усіх боків і вибрали напрямок. Шлях до гори Шарпа повинен був зайняти близько року, і за цей час треба було чимало роботи. Прямий канал зв'язку з Землею не відрізняється хорошою пропускною спроможністю, але кожен марсіанський день (сол) над марсоходом пролітають орбітальні апарати. Обмін з ними відбувається в тисячі разів швидше, дозволяючи щодня передавати сотні мегабіт даних. Вчені аналізують їх в Обсерваторії даних, розглядають знімки на екранах комп'ютерів, вибирають завдання на наступний сол або відразу на кілька і відправляють код назад на Марс.
Працюючи практично на іншій планеті, багато хто з них змушені самі жити за марсіанським календарем і підлаштовуватися під трохи довші добу. Сьогодні для них - «солдня» (tosol), завтра - «солвтра» (solmorrow), а добу - просто сол. Так, через 40 солов Санджой Гупта виступив з презентацією, на якій оголосив: Curiosity рухається по руслу древньої річки. Дрібна, обточена водою кам'яна галька вказувала на перебіг зі швидкістю близько 1 м / с і глибину «по щиколотку або по коліно». Пізніше були оброблені і дані з приладу DAN, який для Curiosity виготовила команда Ігоря Митрофанова з Інституту космічних досліджень РАН. Просвічуючи грунт нейтронами, детектор показав, що до сих пір на глибині в ньому зберігається до 4% води. Це, звичайно, суші, ніж навіть в самій сухий із земних пустель, але в минулому Марс все-таки був сповнений вологи, і марсохід міг викреслити це питання зі свого списку.

У центрі кратера
64 екрану з високою роздільною здатністю створюють панораму охопленням 313 градусів: Обсерваторія даних KPMG в Імперському коледжі Лондона дозволяє геологам перенестися прямо в кратер Гейла і працювати на Марсі майже так само, як на Землі. «Подивіться ближче, ось тут теж сліди води: озеро було досить глибоким. Звичайно, не таким, як Байкал, але досить глибоким », - ілюзія була настільки реальною, що здавалося, ніби професор Санджой Гупта перестрибував з каменя на камінь. Ми відвідали Обсерваторію даних і поспілкувалися з ученим в рамках заходів Року науки і освіти Великобританії та Росії - 2017, організованого Британською радою та посольством Великобританії.
Рік другий: набирає небезпечніше

Свій перший ювілей на Марсі Curiosity зустрів святково і зіграв мелодію «З днем \u200b\u200bнародження тебе», змінюючи частоту вібрацій ковша на своєму важкому 2,1-метровому маніпуляторі. Ковшиком «роборукою» набирає пухкий грунт, рівняє, просіює і зсипає трохи в приймачі своїх хімічних аналізаторів. Бур з порожніми змінними бітами дозволяє працювати з твердими породами, а податливий пісок марсохід може розворушити прямо колесами, відкривши для своїх інструментів внутрішні шари. Саме такі експерименти незабаром принесли досить неприємний сюрприз: в місцевому грунті виявилося до 5% перхлоратов кальцію і магнію.

Речовини це не тільки отруйні, але і вибухові, а перхлорат амонію і зовсім використовується як основа твердого ракетного палива. Перхлорати вже виявлялися в місці посадки зонда Phoenix, однак тепер виходило, що ці солі на Марсі - явище глобальне. У крижаній безкисневому атмосфері перхлорати стабільні і безпечні, та й концентрації не надто високі. Для майбутніх колоністів перхлорати можуть стати корисним джерелом палива і серйозною загрозою здоров'ю. Але для геологів, що працюють з Curiosity, вони здатні поставити хрест на шансах виявити органіку. Аналізуючи зразки, марсохід нагріває їх, а в таких умовах перхлорати швидко розкладають органічні сполуки. Реакція йде бурхливо, з горінням і димом, не залишаючи помітних слідів вихідних речовин.

Рік третій: біля підніжжя

Однак і органіку Curiosity виявив - про це було оголошено пізніше, після того як на 746-й сол, покривши в цілому 6,9 км, марсохід-геолог дістався до підніжжя гори Шарпа. «Отримавши ці дані, я відразу подумав, що потрібно все обов'язково перевірити ще раз», - сказав Джон Грётцінгер. Справді, вже коли Curiosity працював на Марсі, з'ясувалося, що деякі земні бактерії - такі як Tersicoccus phoenicis - стійкі до методів збирання чистих кімнат. Підрахували навіть, що до моменту запуску на марсоході повинно було залишитися від 20 до 40 тис. Стійких суперечка. Ніхто не може поручитися, що якісь з них не дісталися з ним до гори Шарпа.

Для перевірки датчиків є на борту і невеликий запас чистих зразків органічних речовин в запаяних металевих контейнерах - чи можна стовідсотково впевнено сказати, що вони залишилися герметичними? Однак графіки, які пред'явили на прес-конференції в NASA, сумнівів не викликали: за час роботи марсіанський геолог зафіксував кілька різких - відразу в десять разів - стрибків вмісту метану в атмосфері. Цей газ цілком може мати і синтетичне походження, але головне - колись він міг стати джерелом більш складних органічних речовин. Сліди їх, перш за все хлорбензол, виявилися і в грунті Марса.
Роки четвертий і п'ятий: живі річки

До цього часу Curiosity пробурив вже півтора десятка отворів, залишивши уздовж свого шляху ідеально круглі 1,6-сантиметрові сліди, які коли-небудь позначать туристичний маршрут, присвячений його експедиції. Електромагнітний механізм, який змушував дриль здійснювати до 1800 ударів в хвилину для роботи з самої твердою породою, вийшов з ладу. Однак вивчені виходи глин і кристали гематиту, шари силікатних шепотів і прорізані водою русла відкривали вже однозначну картину: колись кратер був озером, в яке спускалася розгалужені річкова дельта.

Камерам Curiosity тепер відкривалися схили гори Шарпа, сам вид яких залишав мало сумнівів в їх осадочном походження. Шар за шаром, сотнями мільйонів років вода то приходила, то відступала, завдаючи породи і залишаючи вивітрюватися в центрі кратера, поки не пішла остаточно, зібравши цілу вершину. «Там, де зараз височіє гора, колись був басейн, час від часу заполнявшийся водою», - пояснив Джон Грётцінгер. Озеро стратифікована по висоті: умови на мілководді і на глибині розрізнялися і температурою, і складом. Теоретично це могло забезпечити умови для розвитку різноманітних реакцій і навіть мікробних форм.

Кольори на тривимірній моделі кратера Гейла відповідають висоті. У центрі розташована гора Еоліда (Aeolis Mons, 01), яка на 5,5 км підноситься над однойменною рівниною (Aeolis Palus, 02) на дні кратера. Відзначено місце посадки Curiosity (03), а також долина Фарах (Farah Vallis, 04) - одне з передбачуваних русел древніх річок, що впадають в нині зникле озеро.
подорож триває

Експедиція Curiosity далеко не закінчена, та й енергії бортового генератора повинно вистачити на 14 земних років роботи. Геолог залишається в шляху вже майже 1750 солов, подолавши більше 16 км і піднявшись по схилу на 165 м. Наскільки можуть заглянути його інструменти, вище як і раніше видно сліди осадових порід стародавнього озера, але хтозна, де вони закінчуються і на що ще вкажуть ? Робот-геолог продовжує сходження, а Санджой Гупта і його колеги вже вибирають місце для посадки наступного. Незважаючи на загибель спускається зонда Schiaparelli, орбітальний модуль TGO в минулому році благополучно вийшов на орбіту, запустивши перший етап європейсько-російської програми «ЕкзоМарс». Марсохід, який повинен стартувати в 2020 році, стане наступним.

Російських приладів в ньому буде вже два. Сам робот приблизно вдвічі легше Curiosity, зате його бур зможе забирати проби з глибини вже до 2 м, а комплекс приладів Pasteur включить інструменти для прямого пошуку слідів минулого - або навіть збереглася до сих пір - життя. «У вас є заповітне бажання, знахідка, про яку ви особливо мрієте?» - запитали ми професора Гупту. «Безумовно, є: скам'янілість, - вчений відповів не роздумуючи. - Але це, звичайно, навряд чи станеться. Якщо життя там і була, то тільки якісь мікроби ... Але ж, погодьтеся, це стало б чимось неймовірним ».