Ειδήσεις για περιέργεια ρόβερ του Άρη. Τι υπάρχει μέσα στο ρόβερ Curiosity. Τροφοδοτικό Curiosity

6 Αυγούστου 2012 πίσω το Curiosity rover μετά από ένα ταξίδι οκτώ μηνών. Η συσκευή κάλυψε 567 εκατομμύρια χιλιόμετρα στο δρόμο της προς τον Κόκκινο Πλανήτη.

Σε αυτό το διάστημα, το ρόβερ Curiosity έκανε ανακαλύψεις που υποδηλώνουν την ύπαρξη ευνοϊκών συνθηκών για τη ζωή των μικροβίων πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, έκανε αμέτρητα έργα με διάφορα εργαλεία, τρύπησε, εκτόξευσε λέιζερ, φωτογράφισε, έστειλε 468.926 εικόνες στη Γη.

Εικόνες από το ρόβερ Curiosity και νέα από τον Κόκκινο Πλανήτη τα τελευταία χρόνια.

2. Από απόσταση η επιφάνεια του Άρη φαίνεται κοκκινοκόκκινη λόγω της κόκκινης σκόνης που περιέχεται στην ατμόσφαιρα. Από κοντά, το χρώμα είναι κιτρινωπό-καφέ με πρόσμιξη χρυσού, καφέ, κοκκινοκαφέ ακόμα και πράσινου, ανάλογα με το χρώμα των ορυκτών του πλανήτη. Στην αρχαιότητα, οι άνθρωποι ξεχώριζαν εύκολα τον Άρη από άλλους πλανήτες και τον συνέδεαν με τον πόλεμο και συνέθεταν κάθε είδους θρύλους. Οι Αιγύπτιοι αποκαλούσαν τον Άρη «Har Decher» που σημαίνει «κόκκινο». (Φωτογραφία από JPL-Caltech | MSSS | NASA):

3. Το ρόβερ Curiosity λατρεύει να βγάζει selfies. Πώς το κάνει, γιατί δεν υπάρχει κανείς να τον απομακρύνει απ' έξω;

Το rover έχει τέσσερις έγχρωμες κάμερες, όλες διαφέρουν σε διαφορετικό σύνολο οπτικών, αλλά μόνο μία από αυτές είναι κατάλληλη για. Ο αυτόματος βραχίονας που ονομάζεται MAHLI έχει 5 βαθμούς ελευθερίας, γεγονός που δίνει στην κάμερα σημαντική ευελιξία και της επιτρέπει να «πετά γύρω» από όλες τις πλευρές του ρόβερ του Άρη. Η κίνηση αυτής της κάμερας χειρός ελέγχεται από έναν ειδικό από τη Γη. Το κύριο καθήκον είναι να ακολουθήσετε μια συγκεκριμένη σειρά κίνησης του αυτόματου βραχίονα, έτσι ώστε η κάμερα να μπορεί να τραβήξει επαρκή αριθμό λήψεων για την επόμενη πανοραμική ραφή. Το σενάριο για την προετοιμασία κάθε τέτοιας selfie επεξεργάζεται αρχικά στη Γη σε μια ειδική μονάδα δοκιμής, η οποία ονομάζεται Maggie. (Φωτογραφία NASA):

4. Αρειανό ηλιοβασίλεμα, 15 Απριλίου 2015. Το μεσημέρι, ο ουρανός του Άρη είναι κιτρινοπορτοκαλί. Ο λόγος για τέτοιες διαφορές από τη χρωματική κλίμακα του γήινου ουρανού είναι οι ιδιότητες της λεπτής, σπάνιας ατμόσφαιρας του Άρη που περιέχει αιωρούμενη σκόνη. Στον Άρη, η σκέδαση των ακτίνων Rayleigh (που στη Γη είναι η αιτία του μπλε χρώματος του ουρανού) παίζει δευτερεύοντα ρόλο, η επίδρασή της είναι ασθενής, αλλά εμφανίζεται ως μπλε λάμψη κατά την ανατολή και τη δύση του ηλίου, όταν το φως περνά μέσα από παχύτερο στρώμα αέρα. (Φωτογραφία από JPL-Caltech | MSSS | Texas A&M Univ μέσω Getty | NASA):

5. Οι τροχοί του rover 9 Σεπτεμβρίου 2012. (Φωτογραφία από JPL-Caltech | Malin Space Science Systems | NASA):

6. Και αυτό είναι ένα στιγμιότυπο της 18ης Απριλίου 2016. Μπορείτε να δείτε πώς έχουν φθαρεί τα “παπούτσια” του σκληρά εργαζόμενου. Από τον Αύγουστο του 2012 έως τον Ιανουάριο του περασμένου έτους, το ρόβερ Curiosity ταξίδεψε 15,26 χλμ. (Φωτογραφία JPL-Caltech MSSS | NASA):

7. Συνεχίζουμε να κοιτάμε τις εικόνες του ρόβερ Curiosity. Ο αμμόλοφος Namib είναι μια περιοχή με σκοτεινή άμμο που αποτελείται από αμμόλοφους βορειοδυτικά του όρους Sharp. (Φωτογραφία JPL-Caltech | NASA):

8. Τα δύο τρίτα της επιφάνειας του Άρη καταλαμβάνονται από φωτεινές περιοχές, που ονομάζονται ήπειροι, περίπου το ένα τρίτο - από σκοτεινές περιοχές, που ονομάζονται θάλασσες. Και αυτοί είναι οι πρόποδες του όρους Σαρπ.

Το Sharp είναι ένα αρειανό βουνό που βρίσκεται στον κρατήρα Gale. Το ύψος του βουνού είναι περίπου 5 χιλιόμετρα. Ο Άρης έχει επίσης το ψηλότερο βουνό στον κόσμο. ηλιακό σύστημα- ένα σβησμένο ηφαίστειο Όλυμπος ύψους 26 χλμ. Η διάμετρος του Ολύμπου είναι περίπου 540 χιλιόμετρα. (Φωτογραφία από JPL-Caltech | MSSS | NASA):

9. Φωτογραφία από το τροχιακό, εδώ φαίνεται το rover. (Φωτογραφία JPL-Caltech | Πανεπιστήμιο Αριζόνα | NASA):

10. Πώς δημιουργήθηκε αυτός ο ασυνήθιστος λόφος Ireson στον Άρη; Η ιστορία του έχει γίνει αντικείμενο έρευνας. Το σχήμα και η δίχρωμη δομή του το καθιστούν έναν από τους πιο ασυνήθιστους λόφους που έχει οδηγήσει ένα αυτοματοποιημένο ρόβερ. Φτάνει σε ύψος περίπου 5 μέτρα, και το μέγεθος της βάσης του είναι περίπου 15 μέτρα. (Φωτογραφία από JPL-Caltech | MSSS | NASA0:

11. Έτσι μοιάζουν τα «ίχνη» του ρόβερ στον Άρη. (Φωτογραφία JPL-Caltech | NASA):

12. Τα ημισφαίρια του Άρη είναι αρκετά διαφορετικά ως προς τη φύση της επιφάνειας. Στο νότιο ημισφαίριο, η επιφάνεια είναι 1-2 km πάνω από το μέσο επίπεδο και είναι πυκνά διάστικτη με κρατήρες. Αυτό το μέρος του Άρη μοιάζει με τις σεληνιακές ηπείρους. Στα βόρεια, το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας είναι κάτω του μέσου όρου, υπάρχουν λίγοι κρατήρες και το κύριο μέρος καταλαμβάνεται από σχετικά λείες πεδιάδες, που πιθανότατα σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα πλημμύρας και διάβρωσης της λάβας. (Φωτογραφία από JPL-Caltech | MSSS | NASA):

13. Άλλη μια αριστοτεχνική selfie. (Φωτογραφία από JPL-Caltech | MSSS | NASA):

14. Στο πρώτο πλάνο, περίπου τρία χιλιόμετρα από το ρόβερ, είναι μια μεγάλη κορυφογραμμή γεμάτη από οξείδιο του σιδήρου. (Φωτογραφία από JPL-Caltech | MSSS | NASA):

15. Μια ματιά στο μονοπάτι που έχει ακολουθήσει το ρόβερ, 9 Φεβρουαρίου 2014. (Φωτογραφία JPL-Caltech | MSSS | NASA):

16. Η τρύπα που άνοιξε το ρόβερ Curiosity. Αυτό το βράχο χρώμα κάτω από την κόκκινη επιφάνεια δεν είναι αμέσως εμφανές. Το τρυπάνι του rover μπορεί να κάνει τρύπες στην πέτρα με διάμετρο 1,6 cm και βάθος 5 cm. Τα δείγματα που εξορύσσονται από τον χειριστή μπορούν επίσης να εξεταστούν από τα όργανα SAM και CheMin που βρίσκονται μπροστά από το σώμα του ρόβερ. (Φωτογραφία από JPL-Caltech | MSSS | NASA):

17. Άλλη μια selfie, η πιο πρόσφατη, τραβηγμένη στις 23 Ιανουαρίου 2018. (Φωτογραφία NASA | JPL-Caltech | MSSS):

Μετά από μια ήπια προσγείωση, η μάζα του rover ήταν 899 κιλά, εκ των οποίων τα 80 κιλά ήταν η μάζα του επιστημονικού εξοπλισμού.

Το "Curiosity" ξεπερνά τους προκατόχους του, τα rovers και, σε μέγεθος. Το μήκος τους ήταν 1,5 μέτρα και η μάζα τους 174 κιλά (μόνο 6,8 κιλά για επιστημονικό εξοπλισμό).Το μήκος του ρόβερ Curiosity είναι 3 μέτρα, το ύψος με τον ιστό τοποθετημένο είναι 2,1 μέτρα και το πλάτος 2,7 μέτρα.

Κίνηση

Στην επιφάνεια του πλανήτη, το rover μπορεί να ξεπεράσει εμπόδια ύψους έως και 75 εκατοστών, ενώ σε μια σκληρή, επίπεδη επιφάνεια, η ταχύτητα του rover φτάνει τα 144 μέτρα την ώρα. Σε ανώμαλο έδαφος, η ταχύτητα του ρόβερ φτάνει τα 90 μέτρα την ώρα, η μέση ταχύτητα του ρόβερ είναι 30 μέτρα την ώρα.

Τροφοδοτικό Curiosity

Το rover τροφοδοτείται από μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια ραδιοϊσοτόπων (RTG), αυτή η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε οχήματα καθόδου και.

Το RITEG παράγει ηλεκτρική ενέργεια ως αποτέλεσμα της φυσικής αποσύνθεσης του ισοτόπου πλουτωνίου-238. Η θερμότητα που απελευθερώνεται σε αυτή τη διαδικασία μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια και η θερμότητα χρησιμοποιείται επίσης για τη θέρμανση του εξοπλισμού. Αυτό παρέχει εξοικονόμηση ενέργειας που θα χρησιμοποιηθεί για τη μετακίνηση του ρόβερ και τη λειτουργία των οργάνων του. Το διοξείδιο του πλουτωνίου βρίσκεται σε 32 κεραμικούς κόκκους, ο καθένας με μέγεθος περίπου 2 εκατοστών.

Η γεννήτρια του ρόβερ Curiosity ανήκει στην τελευταία γενιά RTG, έχει δημιουργηθεί από την Boeing και ονομάζεται «Θερμοηλεκτρική Γεννήτρια Ραδιοϊσοτόπων πολλαπλών Αποστολών» ή MMRTG. Αν και βασίζεται στην κλασική τεχνολογία RTG, έχει σχεδιαστεί για να είναι πιο ευέλικτο και συμπαγές. Παράγει 125 watt ηλεκτρικής ενέργειας (που είναι 0,16 ίππους) μετατρέποντας περίπου 2 kW θερμότητας. Με την πάροδο του χρόνου, η ισχύς της γεννήτριας θα μειωθεί, αλλά μετά από 14 χρόνια (ελάχιστη διάρκεια ζωής), η ισχύς εξόδου της θα πέσει μόνο στα 100 watt. Για κάθε μέρα του Άρη, το MMRTG παράγει 2,5 kWh, που είναι σημαντικά υψηλότερα από τα αποτελέσματα των σταθμών παραγωγής ενέργειας των ρόβερ Spirit και Opportunity - μόνο 0,6 kW.

Σύστημα αφαίρεσης θερμότητας (HRS)

Η θερμοκρασία στην περιοχή όπου λειτουργεί το Curiosity κυμαίνεται από +30 έως -127 °C. Το σύστημα απαγωγής θερμότητας κυκλοφορεί υγρό μέσω σωλήνων που βρίσκονται στο σώμα MSL, συνολικού μήκους 60 μέτρων, έτσι ώστε τα επιμέρους στοιχεία του ρόβερ να είναι στη βέλτιστη καθεστώς θερμοκρασίας. Άλλοι τρόποι θέρμανσης των εσωτερικών εξαρτημάτων του rover είναι η χρήση της θερμότητας που παράγεται από τα όργανα, καθώς και της περίσσειας θερμότητας από το RTG. Εάν απαιτείται, το HRS μπορεί επίσης να ψύξει εξαρτήματα του συστήματος. Ο κρυογενικός εναλλάκτης θερμότητας που είναι εγκατεστημένος στο rover, που κατασκευάζεται από την ισραηλινή εταιρεία Ricor Cryogenic and Vacuum Systems, διατηρεί τη θερμοκρασία σε διάφορα διαμερίσματα της συσκευής στους -173°C.

Computer Curiosity

Το rover ελέγχεται από δύο πανομοιότυπους ενσωματωμένους υπολογιστές "Rover Compute Element" (RCE) με επεξεργαστή RAD750με συχνότητα 200 MHz. με εγκατεστημένη μνήμη ανθεκτική στην ακτινοβολία. Κάθε υπολογιστής είναι εξοπλισμένος με 256 kilobyte EEPROM, 256 megabyte DRAM και 2 gigabyte μνήμης flash. Αυτός ο αριθμός είναι αρκετές φορές μεγαλύτερος από τα 3 megabyte EEPROM, 128 megabyte DRAM και 256 megabyte μνήμης flash που είχαν τα ρόβερ Spirit και Opportunity.

Το σύστημα εκτελεί ένα RTOS πολλαπλών εργασιών VxWorks.

Ο υπολογιστής ελέγχει τη λειτουργία του rover: για παράδειγμα, μπορεί να αλλάξει τη θερμοκρασία στο επιθυμητό εξάρτημα, Ελέγχει τη φωτογραφία, την οδήγηση του rover, την αποστολή αναφορών συντήρησης. Οι εντολές στον υπολογιστή του ρόβερ μεταδίδονται από το κέντρο ελέγχου στη Γη.

Ο επεξεργαστής RAD750 είναι ο διάδοχος του επεξεργαστή RAD6000 που χρησιμοποιείται στην αποστολή Mars Exploration Rover. Μπορεί να εκτελέσει έως και 400 εκατομμύρια λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο, ενώ το RAD6000 μπορεί να εκτελέσει μόνο έως και 35 εκατομμύρια. Ένας από τους ενσωματωμένους υπολογιστές είναι εφεδρικός και θα αναλάβει τον έλεγχο σε περίπτωση δυσλειτουργίας του κύριου υπολογιστή.

Το rover είναι εξοπλισμένο με αδρανειακή μονάδα μέτρησης, η οποία καθορίζει τη θέση της συσκευής, χρησιμοποιείται ως εργαλείο πλοήγησης.

Σύνδεση

Το Curiosity είναι εξοπλισμένο με δύο συστήματα επικοινωνίας. Το πρώτο αποτελείται από έναν πομπό και έναν δέκτη ζώνης X που επιτρέπουν στο rover να επικοινωνεί απευθείας με τη Γη, με ταχύτητες έως και 32 kbps. Η γκάμα του δεύτερου UHF (UHF), βασίζεται στο ραδιοσύστημα που ορίζεται από λογισμικό Electra-Lite, που αναπτύχθηκε από την JPL ειδικά για διαστημόπλοιο, συμπεριλαμβανομένης της επικοινωνίας με τεχνητούς δορυφόρους του Άρη. Αν και το Curiosity μπορεί να επικοινωνήσει απευθείας με τη Γη, τα περισσότερα από τα δεδομένα αναμεταδίδονται από δορυφόρους, οι οποίοι έχουν μεγαλύτερη χωρητικότητα λόγω των μεγαλύτερων διαμέτρων της κεραίας και της υψηλότερης ισχύος πομπού. Οι τιμές ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ του Curiosity και καθενός από τα τροχιακά μπορούν να φτάσουν έως και 2 Mbps () και 256 kbps (), κάθε δορυφόρος επικοινωνεί με το Curiosity για 8 λεπτά την ημέρα. Τα τροχιακά έχουν επίσης ένα αισθητά μεγάλο χρονικό παράθυρο για επικοινωνία με τη Γη.

Η τηλεμετρία προσγείωσης θα μπορούσε να παρακολουθηθεί και από τους τρεις δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Άρη: Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Satellite και . Η Οδύσσεια του Άρη χρησίμευσε ως επαναλήπτης για τη μετάδοση της τηλεμετρίας στη Γη σε λειτουργία ροής με καθυστέρηση 13 λεπτών 46 δευτερολέπτων.

Χειριστής περιέργειας

Το rover είναι εξοπλισμένο με χειριστή τριών αρθρώσεων μήκους 2,1 μέτρων, στον οποίο είναι εγκατεστημένα 5 όργανα, συνολικό βάροςείναι περίπου 30 κιλά. Στο τέλος του χειριστή υπάρχει ένας σταυροειδής πυργίσκος με εργαλεία που μπορούν να περιστρέφονται 350 μοίρες. Η διάμετρος του πυργίσκου με ένα σετ εργαλείων είναι περίπου 60 cm, ο χειριστής διπλώνει όταν κινείται το ρόβερ.

Δύο όργανα του πυργίσκου είναι όργανα επαφής (in-situ), είναι τα APXS και MAHLI. Οι υπόλοιπες συσκευές είναι υπεύθυνες για την εξαγωγή και την προετοιμασία δειγμάτων για έρευνα, αυτά είναι ένα κρουστικό τρυπάνι, μια βούρτσα και ένας μηχανισμός για τη συλλογή και το κοσκίνισμα δειγμάτων του εδάφους της Μασίας. Το τρυπάνι είναι εξοπλισμένο με 2 ανταλλακτικά τρυπάνια, κάνει τρύπες στην πέτρα με διάμετρο 1,6 εκατοστά και βάθος 5 εκατοστά. Τα υλικά που λαμβάνει ο χειριστής εξετάζονται επίσης από τα όργανα SAM και CheMin που είναι εγκατεστημένα μπροστά από το rover.

Η διαφορά μεταξύ της επίγειας και της αρειανής (38% επίγεια) βαρύτητα οδηγεί σε διαφορετικό βαθμό παραμόρφωσης του τεράστιου χειριστή, ο οποίος αντισταθμίζεται από ειδικό λογισμικό.

Κινητικότητα Rover

Όπως και με προηγούμενες αποστολές, Mars Exploration Rovers και Mars Pathfinder, ο επιστημονικός εξοπλισμός στο Curiosity βρίσκεται σε μια πλατφόρμα με έξι τροχούς, ο καθένας εξοπλισμένος με τον δικό του ηλεκτροκινητήρα. Το τιμόνι περιλαμβάνει δύο μπροστινούς και δύο πίσω τροχούς, οι οποίοι επιτρέπουν στο rover να στρίβει 360 μοίρες ενώ παραμένει στη θέση του. Οι τροχοί του Curiosity είναι πολύ μεγαλύτεροι από αυτούς που χρησιμοποιήθηκαν σε προηγούμενες αποστολές. Η σχεδίαση του τροχού βοηθά το rover να διατηρήσει την πρόσφυση εάν κολλήσει στην άμμο και οι τροχοί του οχήματος αφήνουν επίσης ένα ίχνος στο οποίο τα γράμματα JPL (Jet Propulsion Laboratory) είναι κρυπτογραφημένα χρησιμοποιώντας τον κώδικα Μορς με τη μορφή οπών.

Οι ενσωματωμένες κάμερες επιτρέπουν στο rover να αναγνωρίζει τα κανονικά αποτυπώματα των τροχών και να προσδιορίζει την απόσταση που διανύθηκε.

Στις 6 Αυγούστου 2012, το Curiosity προσγειώθηκε στην επιφάνεια του Άρη. Τους επόμενους 23 μήνες, το rover θα μελετήσει την επιφάνεια του πλανήτη, την ορυκτολογική του σύνθεση και το φάσμα ακτινοβολίας του, θα αναζητήσει ίχνη ζωής και θα αξιολογήσει επίσης την πιθανότητα ανθρώπινης προσγείωσης.

Η κύρια ερευνητική τακτική είναι η αναζήτηση ενδιαφέροντων βράχων με κάμερες υψηλής ανάλυσης. Εάν εμφανιστούν, τότε το ρόβερ ακτινοβολεί το βράχο που μελετήθηκε με λέιζερ από μακριά. Το αποτέλεσμα της φασματικής ανάλυσης καθορίζει εάν πρέπει να αφαιρεθεί ο χειριστής με το μικροσκόπιο και το φασματόμετρο ακτίνων Χ. Το Curiosity μπορεί στη συνέχεια να εξαγάγει και να φορτώσει το δείγμα σε ένα από τα 74 φλιτζάνια στο εσωτερικό εργαστήριο για περαιτέρω ανάλυση.

Με όλο το μεγάλο κιτ αμαξώματος και την εξωτερική ελαφρότητα, η συσκευή έχει μάζα αυτοκινήτου (900 κιλά) και ζυγίζει 340 κιλά στην επιφάνεια του Άρη. Όλος ο εξοπλισμός τροφοδοτείται από την ενέργεια διάσπασης του πλουτωνίου-238 από μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια ραδιοϊσοτόπων Boeing, η οποία έχει διάρκεια ζωής τουλάχιστον 14 χρόνια. Αυτή τη στιγμή, παράγει 2,5 kWh θερμικής ενέργειας και 125 W ηλεκτρικής ενέργειας, με την πάροδο του χρόνου, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας θα μειωθεί στα 100 W.

Το rover έχει εγκατεστημένους πολλούς διαφορετικούς τύπους καμερών ταυτόχρονα. Η Mast Camera είναι ένα σύστημα δύο μη πανομοιότυπων συμβατικών έγχρωμων καμερών που μπορούν να τραβήξουν φωτογραφίες (συμπεριλαμβανομένων των στερεοσκοπικών) με ανάλυση 1600x1200 pixel και, το οποίο είναι νέο για τα rovers, να καταγράφουν μια ροή βίντεο 720p συμπιεσμένη από υλικό (1280x720). Για την αποθήκευση του ληφθέντος υλικού, το σύστημα διαθέτει 8 gigabyte μνήμης flash για καθεμία από τις κάμερες - αρκετή για να χωρέσει πολλές χιλιάδες φωτογραφίες και μερικές ώρες εγγραφής βίντεο. Η επεξεργασία φωτογραφιών και βίντεο γίνεται χωρίς φορτίο στα ηλεκτρονικά στοιχεία ελέγχου Curiosity. Παρά το γεγονός ότι έχουν διαμόρφωση ζουμ από τον κατασκευαστή, οι κάμερες δεν έχουν ζουμ επειδή δεν υπήρχε χρόνος για δοκιμή.

Απεικόνιση εικόνας από το MastCam. Πολύχρωμα πανοράματα της επιφάνειας του Άρη λαμβάνονται με τη συγκόλληση πολλών εικόνων ήδη. Οι κάμερες MastCam θα χρησιμοποιηθούν όχι μόνο για να ψυχαγωγήσουν το κοινό με τον καιρό του κόκκινου πλανήτη, αλλά και ως βοήθημα στην εξαγωγή δειγμάτων από τον χειριστή και κατά τη διάρκεια της κίνησης.

Επίσης προσαρτημένο στον ιστό είναι μέρος του συστήματος ChemCam. Αυτό είναι ένα φασματόμετρο εκπομπής σπινθήρα λέιζερ και μια μονάδα απεικόνισης που λειτουργούν σε ζεύγη: μετά την εξάτμιση μιας μικροσκοπικής ποσότητας του πετρώματος που μελετήθηκε, ένας παλμός λέιζερ 5 ns αναλύει το φάσμα της προκύπτουσας ακτινοβολίας πλάσματος, η οποία θα καθορίσει τη στοιχειακή σύνθεση του δείγματος. Σε αυτή την περίπτωση, δεν είναι απαραίτητο να επεκτείνετε τον χειριστή.

Η ανάλυση του εξοπλισμού είναι 5-10 φορές υψηλότερη από αυτή που ήταν εγκατεστημένη σε προηγούμενα ρόβερ. Από 7 μέτρα, το ChemCam μπορεί να προσδιορίσει τον τύπο του πετρώματος που μελετάται (π.χ. ηφαιστειακό ή ιζηματογενές), τη δομή του εδάφους και των πετρωμάτων, να παρακολουθεί κυρίαρχα στοιχεία, να αναγνωρίζει πάγο και ορυκτά με μόρια νερού στην κρυσταλλική δομή, να μετράει τα σημάδια διάβρωσης σε πετρώματα και να βοηθά οπτικά στη μελέτη των πετρωμάτων με χειριστή.

Το κόστος του ChemCam ήταν 10 εκατομμύρια δολάρια (λιγότερο από το μισό τοις εκατό του συνολικού κόστους της αποστολής). Το σύστημα αποτελείται από ένα λέιζερ σε έναν ιστό και τρεις φασματογράφους στο εσωτερικό της θήκης, η ακτινοβολία στα οποία παρέχεται μέσω ενός οδηγού φωτός οπτικών ινών.

Ο χειριστής του rover είναι εξοπλισμένος με το Mars Hand Lens Imager, ικανό να τραβήξει εικόνες 1600×1200 pixel που μπορούν να δείξουν λεπτομέρειες τόσο μικρές όσο 12,5 μικρόμετρα. Η κάμερα διαθέτει λευκό οπίσθιο φωτισμό για λειτουργία τόσο την ημέρα όσο και τη νύχτα. Ο υπεριώδης φωτισμός είναι απαραίτητος για να προκαλέσει την εκπομπή ανθρακικών και εξατμιστικών ορυκτών, η παρουσία των οποίων υποδηλώνει ότι το νερό συμμετείχε στο σχηματισμό της επιφάνειας του Άρη.

Για σκοπούς χαρτογράφησης χρησιμοποιήθηκε η κάμερα Mars Descent Imager (MARDI), η οποία κατά την κάθοδο του οχήματος κατέγραψε εικόνες μεγέθους 1600 × 1200 pixel σε 8 gigabyte μνήμης flash. Μόλις η επιφάνεια ήταν λίγα χιλιόμετρα μακριά, η κάμερα άρχισε να τραβάει πέντε έγχρωμες φωτογραφίες ανά δευτερόλεπτο. Τα δεδομένα που θα ληφθούν θα καταστήσουν δυνατή τη χαρτογράφηση του οικοτόπου Curiosity.

Στα πλάγια του rover υπάρχουν δύο ζεύγη ασπρόμαυρων καμερών με γωνία θέασης 120 μοιρών. Το σύστημα Hazcams χρησιμοποιείται κατά τον χειρισμό και την επέκταση του χειριστή. Στον ιστό βρίσκεται το σύστημα Navcams, το οποίο αποτελείται από δύο ασπρόμαυρες κάμερες με γωνία θέασης 45 μοιρών. Τα προγράμματα ρόβερ κατασκευάζουν συνεχώς έναν τρισδιάστατο χάρτη σε σχήμα σφήνας με βάση τα δεδομένα από αυτές τις κάμερες, ο οποίος αποφεύγει τις συγκρούσεις με απροσδόκητα εμπόδια. Ένα από τα πρώτα πλάνα από το Curiosity είναι μια φωτογραφία από την κάμερα Hazcam.

Ένας σταθμός παρακολούθησης εγκαταστάθηκε στο ρόβερ για τη μέτρηση των καιρικών συνθηκών. περιβάλλον(Rover Environmental Monitoring Station), που μετρά την πίεση, τις ατμοσφαιρικές και επιφανειακές θερμοκρασίες, την ταχύτητα του ανέμου και την υπεριώδη ακτινοβολία. Το REMS προστατεύεται από τη σκόνη του Άρη.

Ένα επιστημονικό εργαστήριο που ονομάζεται Curiosity δημιουργήθηκε για να μελετήσει την επιφάνεια και τη δομή του Άρη. Το rover είναι εξοπλισμένο με ένα χημικό εργαστήριο για να το βοηθήσει πλήρης ανάλυσησυστατικά του εδάφους της αρειανής γης. Το rover εκτοξεύτηκε τον Νοέμβριο του 2011. Η πτήση του διήρκεσε κάτι λιγότερο από ένα χρόνο. Το Curiosity προσγειώθηκε στην επιφάνεια του Άρη στις 6 Αυγούστου 2012. Τα καθήκοντά του είναι να μελετήσει την ατμόσφαιρα, τη γεωλογία, τα εδάφη του Άρη και να προετοιμάσει ένα άτομο για προσγείωση στην επιφάνεια. Τι άλλο ξέρουμε Ενδιαφέροντα γεγονόταγια το ρόβερ Curiosity?

1. Με τη βοήθεια 3 ζευγών τροχών, με διάμετρο 51 cm, το rover κινείται ελεύθερα στην επιφάνεια του Άρη. Οι δύο πίσω και μπροστινοί τροχοί ελέγχονται από περιστρεφόμενους ηλεκτροκινητήρες, οι οποίοι σας επιτρέπουν να στρίβετε επιτόπου και να ξεπερνάτε εμπόδια ύψους έως 80 cm.
2. Ο ανιχνευτής εξερευνά τον πλανήτη με μια ντουζίνα επιστημονικά όργανα. Τα όργανα ανιχνεύουν οργανικό υλικό, το μελετούν σε ένα εργαστήριο που είναι εγκατεστημένο στο ρόβερ και εξετάζουν το έδαφος. Ένα ειδικό λέιζερ καθαρίζει ορυκτά από διάφορα στρώματα. Το Curiosity είναι επίσης εξοπλισμένο με ρομποτικό βραχίονα 1,8 μέτρων με φτυάρι και τρυπάνι. Με τη βοήθειά του, ο καθετήρας συλλέγει και μελετά το υλικό, 10 μέτρα πριν από αυτό.

   

3. Το "Curiosity" ζυγίζει 900 κιλά και διαθέτει επιστημονικό εξοπλισμό 10 φορές περισσότερο και ισχυρότερο από τα υπόλοιπα δημιουργημένα ρόβερ. Με τη βοήθεια των μίνι εκρήξεων που παράγονται κατά τη συλλογή του εδάφους, τα μόρια καταστρέφονται, διατηρώντας μόνο άτομα. Αυτό βοηθά στη μελέτη της σύνθεσης με περισσότερες λεπτομέρειες. Ένα άλλο λέιζερ σαρώνει τα στρώματα της γης, δημιουργώντας ένα τρισδιάστατο μοντέλο του πλανήτη. Έτσι, δείχνοντας στους επιστήμονες πώς έχει αλλάξει η επιφάνεια του Άρη κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών.

   

4. Το Curiosity είναι εξοπλισμένο με ένα συγκρότημα 17 καμερών. Μέχρι αυτό το σημείο, τα ρόβερ μετέδιδαν μόνο φωτογραφίες και τώρα λαμβάνουμε και βίντεο. Οι βιντεοκάμερες πραγματοποιούν λήψη σε HD με 10 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Αυτή τη στιγμή, όλο το υλικό αποθηκεύεται στη μνήμη του καθετήρα, επειδή η ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών στη Γη είναι πολύ χαμηλή. Αλλά όταν ένας από τους δορυφόρους σε τροχιά πετά πάνω του, το Curiosity απορρίπτει όλα όσα έχει καταγράψει σε μια μέρα και τα μεταδίδει ήδη στη Γη.

   

5. Το Curiosity και ο πύραυλος που τον εκτόξευσε στον Άρη είναι εξοπλισμένοι με κινητήρες και ορισμένα όργανα ρωσικής κατασκευής. Αυτή η συσκευή ονομάζεται ανιχνευτής ανακλώμενων νετρονίων και ακτινοβολεί την επιφάνεια της γης σε βάθος 1 μέτρου, απελευθερώνει νετρόνια βαθιά στα μόρια του εδάφους και συλλέγει το ανακλώμενο μέρος τους για μια πιο ενδελεχή μελέτη.

   

6. Το σημείο προσγείωσης του rover ήταν ένας κρατήρας που πήρε το όνομά του από τον Αυστραλό επιστήμονα Walter Gale.. Σε αντίθεση με άλλους κρατήρες, ο κρατήρας Gale έχει χαμηλό πυθμένα, σε σχέση με το έδαφος. Ο κρατήρας έχει διάμετρο 150 km και έχει ένα βουνό στο κέντρο του. Αυτό συνέβη λόγω του γεγονότος ότι όταν ένας μετεωρίτης έπεσε, δημιούργησε πρώτα ένα χωνί και στη συνέχεια η ουσία που επέστρεψε στη θέση του μετέφερε ένα κύμα πίσω του, το οποίο με τη σειρά του δημιούργησε ένα στρώμα βράχων. Χάρη σε αυτό το «θαύμα της φύσης», οι ανιχνευτές δεν χρειάζεται να σκάψουν βαθιά, όλα τα στρώματα είναι μέσα ανοιχτή πρόσβαση.

   

7. Το Curiosity τροφοδοτείται από την πυρηνική ενέργεια. Σε αντίθεση με άλλα ρόβερ (Spirit, Opportunity), το Curiosity είναι εξοπλισμένο με γεννήτρια ραδιοϊσοτόπων. Σε σύγκριση με τα ηλιακά πάνελ, η γεννήτρια είναι βολική και πρακτική. Ούτε μια αμμοθύελλα, ούτε οτιδήποτε άλλο, θα παρεμποδίσει τη δουλειά.

   

8. Οι επιστήμονες της NASA λένε ότι ο ανιχνευτής αναζητά μόνο την παρουσία μορφών ζωής στον πλανήτη. Δεν θέλουν να ανακαλύψουν στη συνέχεια το υλικό που εισήχθη. Ως εκ τούτου, ενώ εργάζονταν στο rover, οι ειδικοί φορούσαν προστατευτικές στολές και βρίσκονταν σε ένα απομονωμένο δωμάτιο. Εάν, ωστόσο, ανακαλυφθεί ζωή στον Άρη, η NASA εγγυάται ότι θα δημοσιοποιήσει τα νέα.

   

9. Ο επεξεργαστής υπολογιστή στο rover δεν έχει υψηλή ισχύ. Αλλά για τους αστροναύτες, αυτό δεν είναι τόσο σημαντικό, αυτό που είναι σημαντικό είναι η σταθερότητα και η δοκιμασία του χρόνου. Επιπλέον, ο επεξεργαστής λειτουργεί σε συνθήκες υψηλών επιπέδων ακτινοβολίας και αυτό αντανακλάται στη συσκευή του. Όλο το λογισμικό Curiosity είναι γραμμένο σε C. Η απουσία κατασκευών αντικειμένων σας εξοικονομεί από τα περισσότερα σφάλματα. Γενικά, ο προγραμματισμός ενός ανιχνευτή δεν διαφέρει από κανέναν άλλο.

   

10. Η επικοινωνία με τη Γη διατηρείται χρησιμοποιώντας μια κεραία εκατοστών, η οποία παρέχει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 10 Kbps. Και οι δορυφόροι στους οποίους το rover μεταδίδει πληροφορίες έχουν ταχύτητα έως και 250 Mbps.

    

11. Η κάμερα Curiosity έχει εστιακή απόσταση 34 mm και διάφραγμα f/8. Μαζί με τον επεξεργαστή, η κάμερα θεωρείται ξεπερασμένη, γιατί η ανάλυσή της δεν ξεπερνά τα 2 megapixel. Ο σχεδιασμός του Curiosity ξεκίνησε το 2004 και για εκείνη την εποχή η κάμερα θεωρούνταν αρκετά καλή. Το rover τραβάει πολλές πανομοιότυπες φωτογραφίες διαφορετικών εκθέσεων, βελτιώνοντας έτσι την ποιότητά τους. Εκτός από τη λήψη τοπίων του Άρη, το Curiosity φωτογραφίζει τη Γη και τον έναστρο ουρανό.

    

12. Η Curiosity βάφει με ρόδες. Στις ράγες του rover υπάρχουν ασύμμετρες υποδοχές. Κάθε ένας από τους τρεις τροχούς επαναλαμβάνεται, σχηματίζοντας έναν κωδικό Μορς. Σε μετάφραση, η συντομογραφία είναι JPL - Jet Propulsion Laboratory (ένα από τα εργαστήρια της NASA που εργάστηκαν για τη δημιουργία του Curiosity). Σε αντίθεση με τα ίχνη που αφήνουν οι αστροναύτες στη Σελήνη, δεν θα διαρκέσουν πολύ στον Άρη χάρη στις αμμοθύελλες.

    

13. Το Curiosity ανακάλυψε μόρια υδρογόνου, οξυγόνου, θείου, αζώτου, άνθρακα και μεθανίου. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι παλιά υπήρχε μια λίμνη ή ένα ποτάμι στη θέση των στοιχείων. Μέχρι στιγμής δεν έχουν βρεθεί οργανικά υπολείμματα.

    

14. Οι τροχοί Curiosity έχουν πάχος μόνο 75 χλστ. Λόγω του βραχώδους εδάφους, το rover αντιμετωπίζει προβλήματα με τη φθορά των τροχών. Παρά τις ζημιές, συνεχίζει να εργάζεται. Σύμφωνα με τα στοιχεία, ανταλλακτικά θα του παραδοθούν από τη Space X σε τέσσερα χρόνια.

    

15. Χάρη σε χημική έρευναΤο Curiosity διαπίστωσε ότι υπάρχουν τέσσερις εποχές στον Άρη. Αλλά σε αντίθεση με τα γήινα φαινόμενα, δεν είναι σταθερά στον Άρη. Για παράδειγμα, ηχογραφήθηκε υψηλό επίπεδομεθάνιο, αλλά ένα χρόνο μετά, τίποτα δεν έχει αλλάξει. Εντοπίστηκε επίσης μια ανωμαλία στην περιοχή προσγείωσης του rover. Η θερμοκρασία στον κρατήρα Gale μπορεί να αλλάξει από -100 σε +109 σε λίγες ώρες. Οι επιστήμονες δεν έχουν βρει ακόμη μια εξήγηση για αυτό.

    

Στην υπολογισμένη τροχιά, όλα τα συστήματα λειτουργούν κανονικά. Το διαστημικό περιοδικό έχει ήδη περιγράψει τα καθήκοντα του ρόβερ και του δεύτερου έργου της NASA για την εξερεύνηση του Άρη, και τα κύρια ερωτήματα που θέτει ο κόκκινος πλανήτης στην ανθρωπότητα. Ας επικεντρωθούμε τώρα στο ίδιο το rover.

Στόχοι αποστολής

Το κύριο μέλημα του Curiosity είναι να προσδιορίσει εάν ο κόκκινος πλανήτης ήταν κάποτε ικανός να υποστηρίξει μικροβιακή ζωή. Το rover δεν έχει σχεδιαστεί για να απαντά άμεσα στο ερώτημα αν υπήρχε ζωή στον Άρη, αυτό είναι πέρα ​​από την ικανότητα των οργάνων του. Αλλά θα μας επιτρέψει να αξιολογήσουμε την πιθανότητα προηγούμενης και σημερινής κατοικιμότητας του πλανήτη. Για αυτό, διατυπώθηκαν τέσσερις κύριοι επιστημονικοί στόχοι του rover.

1. Αξιολόγηση του βιολογικού δυναμικού του πλανήτη αναζητώντας οργανικές ενώσεις που περιέχουν άνθρακα και άλλα χημικά συστατικά απαραίτητα για τη ζωή, όπως άζωτο, φώσφορος, θείο και οξυγόνο.
2. Ανάλυση της γεωλογίας του τόπου προσγείωσης του ρόβερ, του κρατήρα Galle, για την εύρεση ενδείξεων σχετικά με τις πηγές ενέργειας στον Άρη.
3. Περιγραφή της εξέλιξης της ατμόσφαιρας του Άρη (αυτό το πρόβλημα θα λυθεί με περισσότερες λεπτομέρειες από τον ανιχνευτή), η κατανομή της ύφανσής του στον πλανήτη και η κυκλοφορία του νερού και του διοξειδίου του άνθρακα.
4. Χαρακτηριστικά του υποβάθρου ακτινοβολίας στην επιφάνεια του πλανήτη, ο κίνδυνος για τη ζωή και η πιθανότητα καταστροφής οργανικών μορίων.

Χρονοδιάγραμμα αποστολής

Το ενισχυτικό Atlas 5 εκτόξευσε το rover στην προβλεπόμενη τροχιά του το Σάββατο. Γράψαμε ήδη για το πρόγραμμα πτήσης σε αυτήν την τροχιά νωρίτερα. Δεδομένου ότι η εκτόξευση έγινε την προγραμματισμένη ώρα (η εκτόξευση καθυστέρησε μόνο μία ημέρα, αν και το παράθυρο εκτόξευσης είναι ανοιχτό μέχρι τις 18 Δεκεμβρίου), το rover θα φτάσει στον στόχο του στις 6 Αυγούστου 2012. Μετά την προσγείωση, πρέπει να εργαστεί για τουλάχιστον ένα Αρειανό έτος (98 εβδομάδες της Γης). Αν όλα πάνε το ίδιο καλά με τα ρόβερ Spirit και Opportunity, τότε το αρχικό επιστημονικό πρόγραμμαμπορεί να επεκταθεί.

Παράμετροι Rover

Το Curiosity είναι το μεγαλύτερο rover στην ιστορία της εξερεύνησης του πλανήτη. Το βάρος του είναι 900 κιλά, το μήκος είναι περίπου 3 μέτρα, το πλάτος είναι 2,8, το ύψος είναι 2,1 μέτρα (συμπεριλαμβανομένου του ιστού βάσης της κάμερας). Το rover είναι εξοπλισμένο με ρομποτικό βραχίονα μήκους 2,1 μέτρων και έχει πέντε βαθμούς ελευθερίας.

Η διάμετρος των τροχών του rover είναι 0,5 μέτρα, το σύστημα πρόωσης θα επιταχύνει στα 3,5 εκατοστά ανά δευτερόλεπτο. Ταυτόχρονα, κάθε τροχός έχει έναν ανεξάρτητο κινητήρα και τα ζεύγη εμπρός και πίσω τροχών έχουν επίσης ανεξάρτητο σύστημα διεύθυνσης. Το σύστημα ανάρτησης θα εξασφαλίζει συνεχή επαφή όλων των τροχών με την επιφάνεια του πλανήτη.

Σε αντίθεση με τους προκατόχους του, που βασίζονταν σε ηλιακούς συλλέκτες, το Curiosity είναι εξοπλισμένο με πυρηνική πηγή ενέργειας. Η πηγή θα διαρκέσει τουλάχιστον ένα Αρειανό έτος, και ίσως περισσότερο.

εργαλεία rover

Το Curiosity έχει δέκα επιστημονικά όργανα.

Πολλά εργαλεία έχουν σχεδιαστεί για λήψη φωτογραφιών και βίντεο. Η MastCam προορίζεται για τη λήψη πανοράματος της επιφάνειας του Άρη, το MARDI προορίζεται αποκλειστικά για την καταγραφή της διαδικασίας καθόδου. Η κάμερα MAHLI είναι το αντίθετο της MastCam, θα καταγράφει αντικείμενα μικρότερα από το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας.

Μια άλλη ομάδα οργάνων έχει σχεδιαστεί για να αναλύει τη σύνθεση της επιφάνειας του Άρη. Το βαρύτερο από όλα τα εργαλεία SAM θα ​​αναζητήσει ανθρακούχες ενώσεις. Τα δύο όργανα θα χρησιμοποιήσουν ακτίνες Χ για την επιφάνεια. Το CheMin θα ακτινοβολήσει δείγματα με αυτό για να καθορίσει την κρυσταλλική τους δομή και το APXS θα χρησιμοποιήσει φωτισμό ακτίνων Χ για φασματική ανάλυση. χημική σύνθεση. Βομβαρδίζοντας το έδαφος με νετρόνια, το όργανο DAN θα αναζητήσει νερό και πάγο που βρίσκονται σε ορυκτά κάτω από την επιφάνεια.

Το ChemCam είναι ένα εργαλείο λέιζερ που θα χρησιμοποιεί μια δέσμη λέιζερ για την εξάτμιση δειγμάτων σε απόσταση έως και 7 μέτρων. Στη συνέχεια, το φάσμα της προκύπτουσας σκόνης θα αναλυθεί με ένα φασματόμετρο. Αυτό θα επιτρέψει στο rover να εξετάσει δείγματα που ο ρομποτικός του βραχίονας δεν μπορεί να φτάσει.

Τα υπόλοιπα δύο όργανα, το RAD και το REMS, έχουν σχεδιαστεί για να αναλύουν την ακτινοβολία υποβάθρου και τις κλιματικές συνθήκες, αντίστοιχα.

Μοτίβο προσγείωσης

Όταν οι δύο προκάτοχοι του Curiosity, τα ρόβερ Spirit και Opportunity, πέταξαν στον Άρη, κατέβηκαν στην επιφάνεια σε μια βαλλιστική τροχιά. Καθώς το Curiosity ξεκινά την κάθοδό του στην ατμόσφαιρα, η ταχύτητά του θα επιβραδυνθεί σταδιακά λόγω της έλξης του. Αυτή τη στιγμή, το rover θα χρησιμοποιήσει το σύστημα πρόωσης για να κάνει ελιγμούς στο επιθυμητό σημείο προσγείωσης. Στη συνέχεια θα ανοίξει το αλεξίπτωτό του για καλύτερη επιβράδυνση. Η επιλογή του καλύτερου σημείου προσγείωσης θα επιλεγεί χρησιμοποιώντας ειδικό ραντάρ.

Μόλις η ταχύτητα πέσει στην απαιτούμενη τιμή και το ίδιο το rover είναι αρκετά κοντά στην επιφάνεια, η κάψουλα καθόδου θα χωριστεί από το πάνω μέρος της με ένα αλεξίπτωτο και θα ξεκινήσει πυραυλοκινητήρες για φρενάρισμα κατά την κάθοδο. Λίγα δευτερόλεπτα πριν την προσγείωση της κάψουλας, το rover θα αφαιρεθεί από αυτό χρησιμοποιώντας έναν ειδικό γερανό που θα το κατεβάσει στην επιφάνεια και η κάψουλα καθόδου θα πέσει κοντά, αλλά σε ασφαλή απόσταση.

Τόπος προσγείωσης

Ο κρατήρας Galle, ο τόπος προσγείωσης του Curiosity, έχει διάμετρο 154 χιλιόμετρα. Μέσα στον κρατήρα βρίσκεται ένα βουνό ύψους περίπου 5,5 χιλιομέτρων. Οι πλαγιές του είναι αρκετά ήπιες ώστε το rover να το σκαρφαλώσει. Ο κρατήρας επιλέχθηκε επειδή μπορεί κάποτε να περιείχε υγρό νερό. Το ύψος του είναι ένα από τα μικρότερα στον Άρη, οπότε αν κάποτε έρεε νερό στην επιφάνεια του κόκκινου πλανήτη, τότε θα πρέπει να είχε κυλήσει στον κρατήρα Galle. Παρατηρήσεις από την τροχιά επιβεβαιώνουν αυτή την υπόθεση, καθώς εκεί έχουν βρεθεί άργιλοι και θειικά ορυκτά, τα οποία σχηματίζονται παρουσία νερού. Στον κρατήρα, μπορείτε να μελετήσετε τα διάφορα στρώματα των γεωλογικών κοιτασμάτων και να πάρετε μια εικόνα της εξέλιξής του.