Марсоходът Кюриосити – Mars Science Laboratory

Главната цел на “Кюриосити”, както и на останалите роувъри, е да търси доказателства, че на Марс някога е съществувал живот. За разлика от предишните мисии до Червената планета, предоставили солидни доказателства за наличието на вода на повърхността й, “Кюриосити” има задачата да търси органични материали и други химични съединения, необходими за зараждането и развитието на микробен живот. Освен това събраните от марсохода данни ще помогнат в подготовката за изпращането на човек на Марс.

“Кюриосити” се управлява с команди от Земята. По-голямата част от тях се предават към марсохода от намиращите се в орбита около Червената планета американски апарати – към настоящия момент “Марс Одисей”, “Марс рикънисънс орбитър” и “Мейвън”. “Кюриосити” е в състояние самостоятелно да предава информация към Земята.

Пътуването на космическия апарат Марсианска научна лаборатория, “натоварен” с “Кюриосити”, продължи над осем месеца след изстрелването му на 26 ноември 2011 г. от Кейп Канаверал, Флорида. За това време апаратът измина 566 милиона километра. Най-рисковата част от пътешествието беше кацането, наречено “седем минути терор”. Заради теглото на “Кюриосити” от близо 900 килограма беше невъзможно марсоходът да бъде спуснат чрез успешно използваните досега методи. Поради тази причина беше проектирана сложна система, наречена “небесен кран”, благодарение на която – достойно за завършек на холивудски филм – “Кюриосити” успешно кацна на Марс.

Списък на марсоходи

До момента (2018г.) няколко марсохода са били пратени да изследват Марс.

  • Русия: Марс 2 – съветска космическа мисия изстреляна през 1971 г. Мисията се проваля при кацането на Марс. Марс 2 и Марс 3 са носили със себе си идентични 4,5 kg марсоходи „Проп-М“. За този тип марсоходи е било предвидено да се привиджва на ски докато е свързан посредством кабел със спускаемия модул.
  • Русия: Марс 3 – съветска космическа мисия. 20 секунди след кацане на марсианската повърхност наземния екип губи комуникация с апарата. Подобно на предшестващата мисия Марс 3 носи със себе си марсоход Проп-М.
  • USA: Соуджърнър— мисията на спускаемия модул Марс Патфайндър успешно каца на Марс заедно с марсохода Соуджърнър на 4 юли 1997 г. Връзката с апарата е изгубена на 27 септември същата година.
  • England: Бигъл 2 – британска мисия за спускане на марсоход Бигъл 2 от орбиталния апарат Марс Експрес през 2003 г. Комуникацията е напълно изгубена след като спускаемият модул се отделя от орбиталния апарат Марс Експрес.
  • USA: Спирит – марсохода Спирит е част от програмата Марс Експлорейшън Роувър. Изстрелян е на 10 юни 2003 г. и каца успешно на 4 януари 2004 г. Почти 6 години след първоначлно определения лимит на мисията Спирит е обходил 7,73 km от марсианската повърхност, но колелата му се заклещват в пясъка. На 26 януари 2010 г. НАСА се признава за победена в усилията си да измъкне марсохода и съобщава, че оттук нататък марсохода ще функционира като стационарна научна платформа. Последният сигнал от Спирит е получен на 22 март 2010 и НАСА спира опитите си да ги възобнови на 25 май 2010 г.
  • USA: Опъртюнити – вторият марсоход от програма Марс Експлорейшън роувър, изстрелян на 7 юли 2003 г. и кацнал успешно на 25 януари 2004 г. Марсоходът е все още активен към 2012 г. и на 20 май 2010 г. счупва рекорда за най-дълготрайна мисия на марсианската повърхност.
  • USA: Кюриосити – марсоходът е част от програмата Марс Сайънс Лаборътори. Изстрелян е на 26 ноември 2011 г. и каца успешно в равнината Еолида, близо до планината Еолида в кратера Гейл на Марс на 6 август 2012 г.

Марс Сайънс Лаборътори (МСЛ) е космическа мисия на НАСА, с която на 6 август 2012 г. успешно се спуска марсохода „Кюриосити“ в кратера Гейл на планета Марс. Кюриосити е изстрелян от Земята с ракетата Атлас V 541 на 26 ноември 2011 г.

Основните му цели са да проучи доколко Марс е пригоден за живот, като изучава неговия климат и геология, и събира информация за бъдещ пилотируем полет до Марс. Кюриосити носи със себе си множество научни инструменти, които са съзадени от международен научен екип.

„Кюриосити“ е пет пъти по-тежък и два пъти по-широк от Спирит и Опъртюнити, които се приземяват през 2004 г. Кюриосити носи със себе си десет пъти по-масивно научно оборудване. МСЛ успешно извършва по-точно кацане от предшестващите го космически мисии, като каца в участък 7 на 20 km  в кратера Гейл. МСЛ каца само на 2,4 km от центъра на таргетния участък. Тази територия се намира в близост до планината Еолида. Планира се марсоходът да има операционен живот от поне 667 земни дни (1 марсианска година) и да изследва марсианската повърхност на разстояние от 5 до 20 km от участъка на кацане. НАСА очаква Кюриосити да функционира поне до тестовия лимит на съставните си части, който е четири години.

Диаграма на космически апрат: МСЛ: 1- Междупланетен модул; 2- Backshell; 3-Спускаем модул; 4- Кюриосити; 5-Топлинен щит; 6- Парашут

Мисията на „Кюриосити“ е част от Марс Експлорейшън програм, дългосрочна научна програма за изследване на Марс с безпилотни космически апарати, ръководена от Лабораторията за реактивно движение и Калифорнийския технологичен институт. Общата стойност на проекта МСЛ е 2,5 млрд щ.д. Германия участва в него с 3,1 млн щ.д.

Предишни успешни марсоходи са Спирит, Опъртюнити и Sojourner от мисисята на Марс Патфайндър.

Общата маса на космическата система при изстрелването е 3893 kg. Тя е съставена от междупланетен модул напълнен с гориво на Земята (539 kg), спускаем модул за навлизане в атмосферата (2,401 kg + 390 kg пропелант) и марсоход (899 kg) с напълно вградено научно оборудване.

МСЛ включва специфични прибори за космическия полет включително и използването по време на полета на един от научните инструменти на марсохода – Детектор за оценка на радиацията (Radiation assessment detector (RAD)).

  • Спускаем модул на МСЛ: Негова главна цел е измерване на аеротермалната обстановка, тестване на топлинния щит, ориентацията на апарата и атмосферната плътност при спускането и отделянето на топлинния щит от МСЛ. Цялото оборудване е поместено в топлинния щит на МСЛ. Получената информация ще послужи за бъдещи мисии и ще изясни точния модел за бъдещи спускаеми модули до Марс.

Марсоходът Кюриосити има маса 899 kg и може да измине до 90 m на час с помощта на своите 6 колела. Захранването идва от радиоизотопния термоелектрически генератор (RTG), а комуникацията се осъществява чрез ултракъси и честотни вълни от Х-диапазона.

Компютри: Марсоходът има два идентични бордови компютъра, наречени „Rover Compute Element“ (RCE). Те съдържат памет, модифицирана да издържа на екстремалната радиация в космоса и имат защита от прекъсване на захранването. Всяка компютърна памет съдържа 256 KB EEPROM, 256 MB DRAM и 2 GB флаш-памет. Това може да се сравни с 3 MB EEPROM, 128 MB DRAM и 256 MB флаш-памет, използвани при марсоходите от Марс Ескплорейшън Роувърс (МЕР).

Компютрите RCE използват процесори RAD750 (наследник на RAD6000 използвани при МЕР) работещи на 200MHz. Централния процесор RAD750 има възможност да възпроизведе до 400 MIPS (милиони инструкции в секунда), докато RAD6000 възпроизвежда само до 35 MIPS. Единият от двата бордови компютъра е конфигуриран като резервен и ще се включи само при авария на основния компютър.

Марсоходът притежава инерционна измервателна единица (Inertial Measurement Unit (IMU)), предаваща 3-осева информация за неговата позиция, която се използва за навигация. Бордовите компютри извършват постоянно самонаблюдение над марсохода, за да го поддържат функциониращ, като например регулиране на температура му. Дейности като заснемане на снимки, управление на марсохода и опериране с научните инструменти се извършват в командна последователност, изпратена от екипа на полета от Земята.

На Кюриосити работи операционна система „VxWorks“, създадена от компания Уинд Ривър Систъмс. По време на пътуването до Марс „VxWorks“ работи с приложения, отдадени на навигацията и управлението на полета. Също така операционната система има програмирана софтуерна последователност за справяне със сложността на навлизането на спускаемия модул в атмосферата на Марс. След кацане приложенията са заменени със софтуерни такива за движение на марсохода по повърхността на Марс и изпълнението на научни дейности.

Основната стартегия на анализа започва с камерите, които търсят интересни особености от релефа. Ако намери част от релефа представляваща интерес, Кюриосити може да вапоризира малка част с инфрачервен лазер и от получената спектрална следа може да установи елементното съдържание на дадената скална проба. Ако следата изглежда интригуваща марсоходът може да използва роботизираната си ръка за да обърне пробата и да я изследва с микроскоп и рентгеново лъчев спектрометър. Ако пробата трябва да премине по-нататъшен анализ, Кюриосити може да пробие скалата и да достави прахообразна проба до научните инструменти „Анализиране на проби на Марс“ (SAM) и „ЧеМин“, които представляват аналитични лаборатории във вътрешността на марсохода.

  • Рентгеноволъчев спектрометър на алфа частици (Alpha-particle X-ray spectrometer (APXS)): Това устройство може да облъчва проби с алфа частици и да картографира спектъра от рентгенови лъчения, които са преизлъчени, за да определи елементното съдържание на пробите.
  • ЧеМин: (CheMin) ЧеМин е съкращение от английските думи за химия и минералогия и представлява рентгенодифракционен и рентгенофлуоресцентенанализатор. Той ще определи количеството на минералите в скалите и почвите и тогава ще оцени участието на водата в тяхното формиране, утаяване и изменение. В допълнение информацията, получена от изследванията на този инструмент ще бъде полезна в търсенето на минерални биоследи, енергийни източници за живот или индикатори за предишен живот на Марс.
  • Анализатор на проби на Марс (SAM): Този научен инструмент ще анализира органични съединения и газове както от атмосферата така и от почвата и скалите.Това включва определяне на съотношението на кислородни и въглеродни изотопи във въглеродния диоксид (CO2) и метанът в атмосферата на Марс, за да може да разграничи техния геохимичен и биологичен произход.
  • Детектор за оценка на радиацията (RAD) Този научен инструмент е първият включен на МСЛ. Както по време на междупланетния полет така и на повърхността на Марс той ще изследва радиационния фон в марсианската среда. Включен веднага след изстрелването инструментът засича няколко радиационни лъчения от Слънцето.

НАСА призовава за предложения за научното оборудване на марсохода през април 2004 г. и общо осем предложения са избрани до 14 декември същата година. Проектирането и тестването на компонентите започва към края на 2004 г., като тестването включва и монопропелантен двигател, създаден от Аероджет.

Към ноември 2008 г. повечето софтуерни и хардуерни компоненти са завършени и тестването им продължава. Към този момент преразходът на бюджета възлиза на около 400 млн. щ.д. През следващия месец НАСА обявява, че изтегля изстрелването за края на 2011 г. заради недостатъчно време за тестове.

Между 23 и 29 март 2009 г. след обществено гласуване са определени 9 финалисти за име на марсохода (Adventure, Amelia, Journey, Perception, Pursuit, Sunrise, Vision, Wonder, и Curiosity) чрез анкета на уебсайта на НАСА. На 27 май е обявено и името, което ще носи новият марсоход – „Curiosity“ („Кюриосити“, в превод на български език „Любопитство“). Името е предложено в конкурс за есета от Клара Ма, шестокласничка от Канзас.

Любопитството е страстта, която ни движи във всекидневния живот. Ние станахме изследователи и учени с нашата нужда да задаваме въпроси и да се учудваме.

МСЛ е изстрелян с ракета-носител Атлас V от Кейп Канаверъл на 26 ноември 2012 г. На 11 януари 2012 г. апаратът успешно прецизира траекторията си чрез поредица от 3-часови изстрелвания на двигателите си, с което съкращава времето за кацане на марсохода с 14 часа.

Кюриосити каца успешно в предвидената площадка в кратера Гейл в 05:17:57.3 UTC на 6 август 2012, след което изпраща изображание чрез Хазкам, за да се потвърди ориентацията на марсохода. Заради разстоянието между Земята и Марс по време на кацането и заради ограничената скорост на радио сигналите, кацането не е потвърдено на Земята в следващите 14 минути. Орбиталният апарат Марс Риконисънс Орбитър изпраща изображение на Кюриосити, докато се спуска с парашут към планетата.

Шестима от старшите членове на научния екип на мисията правят пресконференция няколко часа след кацането. Членовете от научния екип са Джон Грунсфелд, сътрудник и администартор в НАСА, Чарлс Елахи, Питър Тейсингър, Ричард Кук, Адам Щелтзнер, и Джон Гротзингър.

Оценени са над 60 евентуални места за кацане и в края на юли 2011 г. е избран ударният кратер Гейл. Основната цел при избирането на място за кацане е идентифицирането на геологична среда или среди, които биха могли да поддържат микробиологичен живот. Научен екип е търсил място, което би спомогнало с широка разновидност на вероятни научни обекти. Предпочитано е било място с изобилие на морфологични и минералоложки доказателства за наличие на вода в миналото.

2018г. На Марс са открити нови признаци на възможни минали или дори настоящи форми на живот на Червената планета, съобщиха специалисти от НАСА, цитирани от Асошиейтед прес и Ройтерс.

Марсоходът “Кюриосити” е намерил на Марс органични молекули с неясен произход в бивше корито на река на възраст 3 милиарда години на дълбочина 5 см, което може да означава, че някога на Марс са съществували условия за развитие на форми на живот, съобщиха представители на космическата агенция на САЩ на нейния сайт и в социални медии, в които приемат въпроси с използване на хаштага #askNASA.
Специалистите уточниха, че откритите органични съединения не са свързани непременно с жизнена дейност на някакви същества и може да са се образували и без участие на организми, отбелязва Ройтерс. Остава обаче възможността някога Марс да е бил обитаван от микроорганизми или дори те все още да съществуват на планетата, посочва АП, цитирана от БТА.

“Кюриосити” е потвърдил и сезонни повишения на равнищата на метан в атмосферата на Марс, като не е изключено те да имат биологичен източник.

 

 

By |2018-12-03T01:00:42+00:00декември 3rd, 2018|Любопитно|
error: Content is protected !!