10 лет исследований! Curiosity преодолевает свое первое десятилетие на Марсе
К югу от марсианского экватора находится кратер шириной 150 км, известный как «Гейл». Предполагается, что это ударный кратер, образовавшийся между 3,5 и 3,8 миллиардами лет назад, который затем был покрыт отложениями и позже размыт марсианскими ветрами. Согласно сегодняшним знаниям, до 6 августа 2012 года это место подвергалось марсианскому выветриванию в течение сотен миллионов лет. В тот день с неба упало большое количество металла и мягко остановилось на красноватой поверхности кратера. Это было любопытство.
Любопытство — это очень обобщенный флагман. То есть, в нем заключен небольшой круг, в котором находятся самые дорогие, амбициозные и стратегические миссии НАСА. Чтобы придать должный вес этому определению, космический телескоп «Джеймс Вебба», зонды «Кассини» и «Персевсеранс Магизхок» также относятся к одной семье.
Миссия рассматривалась под названием Mars Science Laboratory в 2003 году, когда она появилась в 10-летнем обзоре Национального исследовательского совета США. Это документ, в котором Национальный исследовательский совет США представляет информацию о необходимости концентрации усилий по развитию неземной орбитальной космонавтики в ближайшее десятилетие.
Отказываться не от чего: к концу 2004 года NASA уже сделало восемь различных предложений по строительству Марсианской научной лаборатории. Запуск состоится 26 ноября 2011 года, через семь лет после мыса Канберра.
С помощью 13 научных инструментов (включая камеры) любопытство гасло на поверхности Марса более 3 500 дней, и было получено огромное количество научных данных. Каковы были основные цели, ради которых Марк Лорд был отправлен на Марс? Вкратце:
Климат и эволюция марсианской атмосферы, особенно циклы воды и углекислого газа, химия, исследование изотопов, изучение минерального состава Красной планеты для оценки наличия условий, необходимых для развития микроорганизмов, и минерального состава кратера Гейла, как мы его понимаем.
Поскольку невозможно рассказать обо всех научных открытиях, сделанных с помощью любопытства, мы ограничимся самыми важными из них. Прежде всего, Mars Science Laboratory доказала, что кратер Гейла содержит жидкую воду с органическими структурными блоками, необходимыми для развития и поддержания возможной микробной жизни, но не нашла этому никаких подтверждений.
Говоря об атмосфере Марса, преимущество атмосферы Curiosity в том, что она начинается с верхних слоев спустя миллиарды лет, и тогда вы знаете, о чем думаете. Этот процесс также повлиял на наличие жидкой воды на поверхности Красной планеты.
Однако одно из самых интересных открытий связано с существованием сезонных циклов метана. Многие поспешили приписать это явление присутствию микробной жизни, но реальность может оказаться не столь поэтичной. На самом деле существуют другие возможные более правдоподобные объяснения, например, взаимодействие некоторых марсианских пород с находящимся под ними водяным льдом.
Curiosity не был первым россо-махом, отправленным на Марс, и не был самым длинным. Рекорд относится к марсианскому рабочему дню в 5352 года. Тем не менее, это все равно большой прорыв в изучении Красной планеты и всей Солнечной системы.
Читайте также: Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе несколько органических минералов
В августе исполнилось десять лет с тех пор, как миссия Mars Science Laboratory исследовала кратер Гейла на Марсе. Какова его цель? Определить, может ли..
Весом около 900 кг и размером с автомобиль, Curiosity выдерживает Марс даже лучше, чем его предшественники Spirit и Opportunity. Это, конечно же, благодаря радиационно-измерительному расширителю термоэлектрического генератора RTG, который обеспечивает систему электроэнергией независимо от воздействия солнечного света.
RTG использует эффект Зеебека для преобразования тепла, выделяющегося при распаде радиоактивных изотопов, в электрическую энергию. Это позволяет Марсу функционировать в легальных условиях, например, во время длительных марсианских песчаных бурь.
Одним из самых инновационных аспектов миссии Curiosity, несомненно, был метод, использованный для размещения ровера на поверхности Марса. Вход в марсианскую атмосферу является одним из самых больших препятствий для изучения этой планеты, так как его очень мало, благодаря существующей атмосфере.
Эти выбросы выражаются в неспособности самой атмосферы должным образом затормозить свободно падающую массу, особенно размеры самоуправляемых лабораторий. Если Spirit и Opportunity имеют достаточное количество парашютов и подушек безопасности в дополнение к тепловым щитам, то Curiosity пришлось прибегнуть к парашютам и ретросопротивлению.
Но как доставить уязвимые устройства на борт, если произойдет кощунственная посадка? Решение было разработано легендарной Лабораторией реактивного движения и получило название Skycrane.
Здесь много преимуществ, но в то же время есть и важные (и потому опасные) сложности. В двух словах: с помощью восьми ретро-арашников причудливый снаряд замедляется, пока не окажется подвешенным на высоте около восьми метров над марсианской почвой. Здесь тросы опускали ровер до соприкосновения с поверхностью, после чего датчики давали сигнал на отсоединение от небесного крана, который затем убирался, чтобы упасть на безопасном расстоянии.
Его использование значительно повысило точность посадки, а эллипс неопределенности сократился до «всего» 20 х 7 километров. Для сравнения напомним, что Spirit и Opportunity пришлось довольствоваться эллипсом посадки размером 150 х 20 км. Этот невероятный шаг позволил создать полностью автономную систему. Это можно было сделать только благодаря данным, полученным с помощью огромного количества датчиков, поскольку расстояние до Земли не позволяло маневрировать в режиме реального времени.
Уже на ранних стадиях входа в атмосферу, когда маркерный год был еще защищен шаром, система управления постоянно корректировала траекторию спуска и правильно направляла центр тяжести всей капсулы.
Этот метод уже использовался для входа в атмосферу во время полетов «Аполлона», но еще не применялся в межпланетных миссиях. Он использует несоответствие между центром тяжести капсулы и ее осью симметрии. Это приводит к возникновению сил, которые правильно направляются с помощью рулевых устройств, тем самым минимизируя отклонения от оптимальной траектории.
Полностью аналогичная система была использована для имплантации мозговых лучей в 2021 году. Тогда технические достижения позволили еще больше уменьшить размер посадочного эллипса до 7,7 х 6,6 км.
Конечно, это десятилетие на Красной планете не обошлось без недостатков. Основной проблемой, с которой столкнулся Curiosity, был износ его шести колес, которые к концу февраля 2022 года уже прошли более 27 километров.
Хотя 45 километров — это еще далеко не рекорд возможностей, колеса, похоже, являются главной угрозой для долгосрочной работы Curiosity.
В настоящее время невозможно сказать, как долго Curiosity сможет продолжать свою деятельность. Несомненно, его вклад в наши знания о Марсе и планетарные исследования означает, что даже самые оптимистичные ожидания намного превзойдены.
НАСА примет меры предосторожности для сохранения ценного колеса в надежде как можно дольше отсрочить дату вывода из эксплуатации этой саморазрушающейся лаборатории. Действительно, это включает в себя тщательную оценку ежедневных маршрутов ровера, особенно для того, чтобы избежать пересеченной местности. Только время покажет, сколько любопытства еще осталось, но одно можно сказать определенно. Несмотря на разницу в возрасте, его имя навсегда останется связанным с названием сильных ветров кратера.
