Марсоход Curiosity. Интересные факты

Одна из особенностей, которая отличает «Curiosity» от его собратьев, - его размер. Марсоход имеет габариты небольшого внедорожника

0

Марсианская научная лаборатория (MSL), и ее главный инструмент – марсоход «Curiosity» – самая амбициозная миссия на Марс, которую осуществило NASA. Марсоход опустился на поверхность Марса в 2012 году чтобы выяснить, подходит ли эта планета для жизни. Другая его цель – узнать как можно больше об окружающей среде Красной планеты.

В марте 2018 года «Curiosity» отпраздновал юбилей – 2000 марсианских дней он пробыл на Красной планете, постепенно продвигаясь из Кратера Гейл к горе Эолис (в разговорной речи используется название гора Шарп), изучая в процессе геологические свойства Марса. По пути марсоход обнаружил обширные свидетельства существования в прошлом на поверхности Марса  жидкой воды, а также признаки глобальных геологических изменений.

Большой, как внедорожник

Одна из особенностей, которая отличает «Curiosity» от его собратьев, – его размер. Марсоход имеет габариты небольшого внедорожника. Это 3 метра 28 сантиметров в длину и около 2.1 метра в высоту. Вес «Curiosity» составляет около 900 килограммов. Колеса имеют диаметр 50,8 см.

Инженеры Лаборатории реактивного движения НАСА разработали марсоход, способный преодолевать препятствия высотой до 65 см и расстояния около 200 м. в день. Питание аппарата осуществляется от радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ), который производит электричество из тепла, выделяемого при радиоактивном распаде плутония-238.

Цели миссии

По утверждению НАСА, «Curiosity» имеет четыре основные научные цели:

  • Определить, существовала ли в прошлом жизнь на Марсе.
  • Охарактеризовать климат Марса.
  • Охарактеризовать геологию Марса.
  • Подготовиться к посещению Марса человеком.

Эти цели тесно взаимосвязаны. Например, понимание нынешнего климата Марса также поможет определить, смогут ли люди безопасно исследовать его поверхность. Изучение геологии Марса поможет ученым лучше понять, была ли область вблизи места посадки «Curiosity» в прошлом пригодной для жизни. Чтобы лучше справиться с этими глобальными целями, НАСА разбило научные задачи на восемь меньших целей: от изучения биологии до геологии планетарных процессов.

Для решения поставленных задач «Curiosity» располагает набором специальных инструментов.

Они включают в себя:

      • Камеры, которые могут фотографировать пейзаж или минералы крупным планом: мачтовая камера (Mastcam), Mars Hand Lens Imager (MAHLI) и Mars Descent Imager (MARDI).
      • Спектрометры, способные охарактеризовать состав минералов на поверхности Красной планеты: рентгеновский спектрометр альфа-частиц (APXS), комплекс химия и камера (ChemCam), химический и минералогический рентгеновский дифрактометр / рентгеновский флуоресцентный прибор (CheMin) и прибор для анализа проб в наборе инструментов Mars (SAM).
      • Радиационные детекторы, которые помогут выяснить, как много радиации попадает на поверхность Марса. Это поможет ученым понять, смогут ли люди работать на поверхности планеты – и могли ли микробы там выжить. Включают в себя детектор радиационной оценки (RAD) и детектор нейтронов (DAN).
      • Датчики окружающей среды, необходимые, чтобы наблюдать за погодой – станция мониторинга окружающей среды Rover (REMS).
      • Атмосферный датчик, который в основном использовался при посадке.

    Рискованная посадка

    Марсоход, запущенный с мыса Канаверал, штат Флорида, 26 ноября 2011 года, прибыл на Марс 6 августа 2012 года после рискованной и сложной посадки, которую НАСА окрестило «Семь минут террора». Из-за серьезного веса «Curiosity» НАСА пришло к выводу, что предыдущий метод, использовавшийся для посадки марсохода на Красную планету, вероятно, не сработает. Вместо этого аппарат прошел через чрезвычайно сложную последовательность маневров, прежде чем оказался на поверхности.

    После входа в атмосферу Марса и окончание «огненной» фазы посадки, был выпущен сверхзвуковой парашют, необходимый для замедления скорости космического аппарата. Представители НАСА заявили, что парашют должен был выдерживать усилие в 29 480 кг, чтобы снизить скорость падения космического аппарата на поверхность.

    Находясь под парашютом, MSL сбросил нижнюю часть теплозащитного экрана, чтобы получить возможность использовать радар с целью определения своей высоты. Парашют мог замедлить скорость MSL только до 322 км/ч, что было бы слишком много для успешной посадки. Чтобы решить эту проблему, инженеры спроектировали конструкцию, которая отстреливала парашют и использовала ракетные двигатели в заключительной части полета.

    На высоте около 18 метров над поверхностью Марса был развернут посадочный узел MSL. Он опустил марсоход на поверхность, поддерживая свое положение с помощью ракетных двигателей, используя 6 метровые тросы. Опускаясь со скоростью 2,4 км/ч, MSL осторожно коснулся земли в Кратере Гейла. Примерно в тот же самый момент посадочный узел разорвал связь и отлетел в сторону, врезавшись в поверхность.

    Инструменты для поиска признаков жизни

    У марсохода есть несколько инструментов для поиска жизни. Среди них – прибор, бомбардирующий поверхность планеты нейтронами, которые будут замедляться, если столкнутся с атомами водорода – одним из элементов составляющих воду.

    Двухметровый внешний манипулятор «Curiosity» может собирать образцы с поверхности для проведения их анализа, обнаружения газов, которые входят в их состав, и изучения их для получения информации о том, как образовались марсианские камни и почва.

    Инструмент по анализу проб, если он действительно обнаружит доказательства существования органического материала, сможет перепроверить находку. На лицевой стороне «Curiosity», под крышками из фольги, находятся несколько керамических блоков, наполненных искусственными органическими соединениями.

    «Curiosity» может просверлить любой из этих блоков и поместить образец в свою «печку» для измерения его состава. Таким образом исследователи поймут, соответствуют ли признаки наличия органики, обнаруженные на Марсе, тем признакам органики, которые получаются при нагревании образцов, заложенных на марсоходе на Земле. Если признаки совпадут, ученые, скорее всего, посчитают, что их вызвали организмы, прилетевшие на Марс с Земли без билета.

    Камеры с высоким разрешением, установленные на марсоходе, делают фотографии по мере перемещения аппарата, обеспечивая ученых визуальной информацией, которую дает возможность сравнить условия Марса с окружающей средой на Земле.

    В сентябре 2014 года «Curiosity» прибыл к своей научной цели, Горе Шарп (Aeolis Mons). «Curiosity» начал тщательно изучать слои на склоне, когда приступил к движению вверх по горе. Цель его состояла в том, чтобы понять, как климат Марса изменился с влажного в далеком прошлом до более сухого и кислотного в наши дни.

    Доказательства жизни: органические молекулы и метан

    Основная задача «Curiosity» – определить, подходит ли Марс для жизни. Хотя марсоход и не предназначен для поиска самой жизни, он имеет на своем борту ряд инструментов, которые могут анализировать информацию об окружающей среде.

    Ученые были весьма озадачены в начале 2013 года, когда марсоход передал информацию, показывающую, что на Марсе были условия для существования жизни в прошлом.

    Порошок из первых образцов, которые были получены «Curiosity», содержал элементы серу, азот, водород, кислород, фосфор и углерод, которые считаются «строительными блоками» или фундаментальными элементами, необходимыми для поддержания жизни. Хотя их наличие и не свидетельствует о самой жизни, находка все равно была интересна ученым, участвовавшим в миссии.

    «Основной вопрос для этой миссии заключается в том, мог ли Марс поддерживать потенциально обитаемую среду в прошлом», – заявил Майкл Майер, ведущий научный сотрудник Исследовательской программы NASA «Марс». «Из того, что мы знаем сейчас, ответ – «да».

    Ученые также обнаружили огромный всплеск уровня метана на Марсе в конце 2013 года и в начале 2014 года на уровне около 7 частей на миллиард (по сравнению с обычным 0,3 ppb до 0,8 ppb). Это было важной находкой, поскольку в некоторых случаях метан является индикатором существования микробной жизни. Но его наличие также может указывать и на некоторые геологические процессы. В 2016 году команда определила, что выброс метана не был сезонным событием.

    «Curiosity» также выполнил первую окончательную идентификацию органических веществ на Марсе, об этом было объявлено в декабре 2014 года. Органические вещества считаются строительными блоками жизни, но не обязательно указывают на ее существование, поскольку они также могут быть созданы посредством химических реакций.

    Изучение окружающей среды

    Помимо выяснения пригодности Марса для проживания, у «Curiosity» есть другие инструменты на борту, предназначенные для того, чтобы узнать больше об окружающей среде Марса. Среди целей для этих инструментов – постоянный мониторинг метеорологических и радиационных условий. Это позволит определить, насколько подходящим будет Марс для возможной пилотируемой миссии.

    Анализатор радиационной обстановки «Curiosity» работает в течение 15 минут каждый час для измерения уровня излучения на поверхности планеты и в ее атмосфере. Ученые, в частности, заинтересованы в измерении «вторичных лучей» – излучения, которое могут генерировать частицы с низкой энергией после попадания в молекулы газа в атмосфере. Гамма-лучи или нейтроны, образующиеся в результате этого процесса, могут представлять риск для человека. Кроме того, ультрафиолетовый датчик, находящийся на «Curiosity», также непрерывно отслеживает уровень УФ излучения.

    В декабре 2013 года НАСА определило, что радиационные уровни, измеренные «Curiosity», не будут препятствовать пилотируемой миссии на Марс в будущем.

    Станция мониторинга окружающей среды марсохода измеряет скорость ветра и диаграмму его направления, а также определяет температуру и влажность в окружающем воздухе. В 2016 году ученые смогли оценить долгосрочные тенденции изменения атмосферного давления и влажности воздуха на Марсе. Некоторые из этих изменений происходят, когда полярные шапки, состоящие из диоксида углерода, начинают таять весной, выбрасывая огромное количество влаги в атмосферу.

    В июне 2017 года НАСА объявила, что у «Curiosity» появилось новое обновление программного обеспечения, которое позволит ему самостоятельно выбирать цели для работы. Обновление, называемое AEGIS, представляет собой первый случай, когда искусственный интеллект был развернут на далеком космическом аппарате.

    В начале 2018 года «Curiosity» отправил на Землю фотографии кристаллов, которые могли образоваться в древних озерах на Марсе. По этому поводу существует множество гипотез, и одна из них заключается в том, что эти кристаллы образуются после того, как соли концентрируются в испаряющемся водяном озере.

    Будущие миссии

    Следует отметить, что «Curiosity» не в одиночку работает на Красной планете. Сопровождает его целая «команда» из других космических аппаратов, созданных разными странами, часто работающих совместно в целях развития науки. Космический орбитальный аппарат NASA «Mars Reconnaissance Orbiter» обеспечивает получение изображений с высоким разрешением поверхности. Еще один спутник NASA под названием MAVEN (миссия Mars Atmosphere и Volatile EvolutioN) исследует атмосферу Марса для изучения атмосферных потерь и других интересных явлений. Другие орбитальные миссии включают в себя «Марс-Экспресс», европейский орбитальный модуль «ExoMars», а также орбитальную миссию Индии.

    По состоянию на середину 2018 года «Curiosity» работает на поверхности вместе с другим мобильным устройством NASA «Opportunity», которое с 2004 года передвигается по поверхности Марса. Эта миссия была первоначально рассчитана на 90 дней, но до сих пор остается активной после более чем 14 лет работы на Красной планете. «Opportunity» также обнаружил свидетельства существования в прошлом на Красной планете воды, исследуя равнины и два крупных кратера. Орбитальный аппарат НАСА «Mars Odyssey» выступает в качестве спутника связи для «Curiosity» и «Opportunity», а также выполняет собственные задачи – например, поиск водяного льда.

    В ближайшем будущем запланированы очередные миссии на Красную планету. Миссия NASA «InSight» представляет собой стационарную посадочную площадку, предназначенную для зондирования внутренних частей Марса. Она была запущена на Красную планету 5 мая 2018 года, и как ожидается, выйдет на орбиту Марса 26 ноября 2018 года. Миссия «ExoMars» Европейского космического агентства должна стартовать на Марс в 2020 году, и будет искать доказательства существования там древней жизни. НАСА также планирует миссию, предназначенную для замены «Curiosity», под названием «Mars 2020». Которая очень сильно похожа внешне на работающий сейчас на Марсе аппарат. Однако «Mars 2020» будет иметь много инструментов, чтобы лучше исследовать древнюю жизнь

    В отдаленной перспективе НАСА заявляет об отправке пилотируемой миссии на Марс – возможно, в 2030-х годах. Однако финансирования для проведения этих работ правительство США пока не предусмотрело. Вполне вероятно, что первыми на Марсе окажутся представители частных компаний, например «Space -X». Это означает, что первым общественно – политическим строем колонии на Марсе станет развитый капитализм. Хотя китайцы, учитывая огромное население и необходимость расширения своего жизненного пространства, вполне могут удивить. Как говорится – поживем, увидим…

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментировать

Войти с помощью: 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: