Кьюриосити
«Кьюрио́сити» (англ. Curiosity — любопытство, любознательность[1]) — марсоход третьего поколения, разработанный для исследования кратера Гейла на Марсе в рамках миссии НАСА «Марсианская научная лаборатория» (Mars Science Laboratory, сокр. MSL). Марсоход представляет собой автономную химическую лабораторию в несколько раз больше и тяжелее предыдущих марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити».
Запуск марсохода состоялся с мыса Канаверал 26 ноября 2011 года в 15:02 UTC и приземлился на Aeolis Palus внутри кратера Гейла на Марсе 6 августа 2012 года в 05:17 UTC . Предполагаемый срок службы на Марсе — один марсианский год (686 земных суток); в декабре 2012 года двухлетняя миссия Curiosity была продлена на неопределенный срок.
Характеристики
 | Этому разделу нужно больше ссылок на другие статьи для интеграции в энциклопедию. |
Характеристики «Кьюрио́сити» имеет следующие[2]:
- Размеры: габариты составляют 2,9 x 2,7x 2,1 метра (2,1 — с установленной мачтой);
- Передвижение: марсоход способен преодолевать препятствия высотой до 75 сантиметров, скорость марсохода на твёрдой и ровной поверхности составляет 144 метра в час. На пересечённой местности скорость составляет 90 метров в час при автоматической навигации. Средняя же скорость, предположительно, составляет 30 метров в час.
- Источники питания: питается «Кьюриосити» от радиоизотопного термоэлектрического генератора (сокращённо — РИТЭГ). Им успешно пользовались аппараты «Викинг-1» и «Викинг-2»;
- Система отвода тепла: температура области, в которой будет находиться «Кьюриосити», может колебаться от +30 до −127 °C. Система отвода тепла прокачивает жидкость через трубы общей длиной в 60 м в корпусе MSL, чтобы чувствительные элементы системы находились в оптимальной температуре. Другие методы нагрева внутренних компонентов включают в себя использование тепла, которое было выделено от приборов, а также лишнего тепла от генератора MMRTG. HRS также имеет способность охлаждать свои компоненты, если это необходимо. На космическом аппарате установлен криогенный теплообменник, произведенный в Израиле компанией Ricor Cryogenic and Vacuum Systems. Он позволяет сохранять температуру различных отсеков аппарата на отметке в −173 °C;
- Системы связи: «Кьюрио́сити» имеет две системы связи. В первую систему входят передатчик и приёмник Х-диапазона, с помощью которых марсоход связывается напрямую с Землёй. Скорость составляет 32 кбит/с. Вторая система работает в диапазоне ДМВ и создана на базе программно-определяемой радиосистемы Electra-Lite, разработанной в JPL специально для космических аппаратов. Несмотря на то, что у «Кьюриосити» имеется возможность прямой связи с Землёй, бо́льшая часть данных ретранслируется орбитальными аппаратами, обеспечивающими гораздо большую пропускную способность за счёт диаметра антенн и более мощных передатчиков. Скорости передачи данных между «Кьюриосити» и каждым орбитальным аппаратом могут быть 2 Мбит/с («Марсианский разведывательный спутник») и 256 кбит/с («Марс Одиссей»), каждый спутник имеет возможность держать связь с «Кьюриосити» приблизительно 8 минут в день. Также у орбитальных аппаратов заметно больше временно́е окно, в котором имеется возможность связи с Землёй. При посадке телеметрия марсохода отслеживается всеми тремя спутниками на орбите Марса: «Марс Одиссей», «Марсианским разведывательным спутником» и «Марс-экспресс» — Европейского космического агентства. «Марс Одиссей» служил в качестве ретранслятора и передавал телеметрию на Землю в потоковом режиме. На Земле сигнал принимали с задержкой в 13 минут 46 секунд, необходимой для преодоления радиосигналом расстояния между планетами;
- Манипулятор: на марсоходе установлен трёхсуставной манипулятор — его длина равняется 2,1 метрам. На самом манипуляторе смонтированы 5 измерительных приборов общей массой ~ 30 кг посредством применения крестовидной башни-турели. Во время движения манипулятор складывается. Два прибора, APXS и MAHLI, являются контактными инструментами. Остальные 3 прибора — ударная дрель, щётка и механизм для забора и просеивания образцов грунта — выполняют функции добычи и приготовления материала (образцов) для исследования. Дрель имеет 2 запасных бура. Она способна делать в камне отверстия диаметром 1,6 см и глубиной 5 см. Добытые манипулятором образцы могут также исследоваться приборами SAM и CheMin, расположенными в передней части корпуса марсохода. Ровер оборудован инструментом для измерения содержания метана: это небольшая полость с зеркальными стенками, внутри которой установлены лазер и детектор (см. иллюстрации). Поглощение лазерного света на длинах волн, соответствующих метану, позволяет определить концентрацию его в атмосфере планеты. Фоновое содержание метана на Марсе составляет около 0,4 миллиардных долей, тогда как фоновая концентрация метана на Земле сейчас равна примерно 1800 миллиардных долей. Однако, в этом приборе есть метан, привезённый с Земли, а спектрометр АЦС (ACS), установленный на искусственном спутнике Марса ExoMars Trace Gas Orbiter (миссия ЭкзоМарс), метана в атмосфере Марса с орбиты не нашёл.
- Компьютер: «Кьюриосити» оснащён двумя одинаковыми бортовыми компьютерами, помеченными как Side-A и Side-B. Компьютерная система называется «Rover Compute Element» (сокращённо — RCE). RCE состоит из: 1. Радиационного устойчивого одноплатного компьютера RAD750 частотой 200 МГц каждый; 2. ПЗУ EEPROM, каждый по 256 кБ; 3. 256 мбайт DRAM и 2 гигабайта флеш-памяти; Компьютер постоянно отслеживает состояние марсохода. К примеру, компьютер сам может повысить или понизить температуру в те моменты, когда это необходимо. Он даёт команды на фотографирование, вождение марсохода, отправку отчёта о техническом состоянии приборов. Команды марсоходу передаются операторами с Земли. В случае, если с одним из компьютеров возникают серьёзные проблемы, то все управление аппаратом можно перенаправить на второй. Марсоход также имеет встроенное в компьютер инерциальное измерительное устройство (Inertial Measurement Unit), оно предоставляет информацию о местоположении марсохода, используется как навигационный прибор.
- Мобильность марсохода: «Кьюриосити» оснащён платформой с научным оборудованием, всё это установлено на шесть колёс со своими электродвигателями, причём два передних и два задних колеса будут участвовать в рулении, что даёт аппарату возможность перемещаться на все 360 градусов. Сами колёса значительно больше, чем у предыдущих марсоходов.
Научное оборудование
Общий анализ образцов, добываемых марсоходом, начинается с камер высокого разрешения для изучения местности. Если интерес представляет конкретный участок, то при помощи инфракрасного лазера «Кьюриосити» может испарить её и проанализировать спектральную сигнатуру породы. Полученная сигнатура, если она представляет интерес для исследователей, впоследствии анализируется системами марсохода. При необходимости Кьюриосити может своими манипуляторами применить спектрометр и микроскоп. Образцы, требующие отдельного анализа, обрабатываются буром (перемалываются в порошок) — обработанная порода закидывается во внутренние системы марсохода: SAM (Sample Analysis at Mars) и CheMin (Chemistry and Mineralogy). Набор SAM состоит из следующего[3]:
- квадрупольный масс-анализатор (используется для анализа газов);
- газовый хроматограф;
- перестраиваемый лазерный спектрометр;
Также SAM имеет три подсистемы: подсистема «лаборатория химического разделения и обработки» необходима для дериватизации и обогащения молекул и образцов. Подсистема «система для манипуляций с образцами» нужна для транспортировки полученных образцов в одну из 74 чашек для анализа. Насосная подсистема позволяет закачивать воздух для очистки и продувки подсистем и образцов.
Сравнение «Кьюриосити» с другими марсоходами
| «Кьюриосити» | MER | Соджонер | |
|---|---|---|---|
| Запуск | 2011 | 2003 | 1996 |
| Масса (кг) | 899 | 174 | 10,6 |
| Размеры (в метрах, Д × Ш × В) | 3,1 × 2,7 × 2,1 | 1,6 × 2,3 × 1,5 | 0,7 × 0,5 × 0,3 |
| Энергия (кВт/сол) | 2,5—2,7 | 0,3—0,9 | < 0,1 |
| Научные приборы | 10 | 5 | 4 |
| Максимальная скорость (см/сек) | 4 | 5 | 1 |
| Передача данных (МБ/сутки) | 19—31 | 6—25 | < 3,5 |
| Производительность (MIPS) | 400 | 20 | 0,1 |
| Память (МB) | 256 | 128 | 0,5 |
| Расчётный район посадки (км) | 20×7 | 80×12 | 200×100 |
Влияние и наследие
В поздние часы 6 августа 2012 года на телеканале NASA TV была доступна прямая видеотрансляция первых кадров с поверхности Марса, включая интервью с командой миссии. Веб-сайт НАСА на мгновение стал недоступен из-за огромного количества людей, посетивших его, [151] а 13-минутный отрывок посадки на канале НАСА на YouTube был остановлен спустя час. 13 августа 2012 года президент США Барак Обама позвонил с борта Air Force One, чтобы поздравить команду Curiosity. Он сказал: «Вы, ребята, являетесь примером американского ноу-хау и изобретательности. Это действительно удивительное достижение».
Институт сохранения предметов искусства Центра Гетти отметил, что технологии марсохода имеют потенциал для реставрационных работ, а также для проведения анализа старинных и древних предметов без их повреждения. Система CheMin направляет пучок рентгеновских лучей на частицы размером до 400 мкм (0,016 дюйма) и считывает рассеянное обратно излучение, чтобы определить состав артефакта за считанные минуты. Инженеры создали более компактную, портативную версию, названную X-Duetto. Помещаясь в несколько коробок размером с портфель, он может исследовать предметы на месте, сохраняя их физическую целостность. В настоящее время он используется учеными Гетти для анализа большой коллекции музейного антиквариата и римских руин Геркуланума в Италии.
С 2009 по 2011 года НАСА предоставили людям возможность
Галерея
Головка мачты "Кьюриосити" с системой MastCam.
Колесо "Кьюриосити" с отпечатками азбуки Морзе на колесе.
Спуск "Кьюриосити" на парашюте.
.png)
Примечания
- ↑ Евгений Насыров. Российский прибор и американская «Любознательность». Московские новости (2012).
- ↑ NASA. Характеристики марсохода (архивная копия) (неопр.).
- ↑ NASA's Mars Science Laboratory Launch Rescheduled for Nov. 26 (неопр.).