Яндекс.Метрика

Успешная посадка американских марсоходов

marsohod

25 января 2004г. американский марсоход Opportunity («Возможность») успешно осуществил посадку на Марс. А за три недели до этого на противоположной стороне Марса 4 января 2004г. сел марсоход Spirit («Дух») Марсоходы были запущены соответственно 8 июля и 10 июня 2003г. РН «Дельта-2». В данном случае американцы сразу запускали марсоходы, т.е. АМС состояла только из посадочного блока. Во всех предыдущих экспедициях (Viking, наши «Марсы») АМС состояла из посадочного и орбитального блоков, где орбитальный блок выполнял функцию ретранслятора сигналов от посадочных блоков на Землю. Для марсоходов ретранслятором служит ранее запущенная АМС «Марс-Одиссей», вращающаяся вокруг Марса.

Путешествие марсоходов по красной планете привлекло внимание миллионов. Эпопею с высадкой освещали все без исключения средства массовой информации. За одни сутки после посадки марсохода «Spirit» на сайтах НАСА было зарегистрировано 109 миллионов посещений. Во второй половине дня 6 января общее количество посещений перевалило за миллиард, а объем скачиваемых файлов достиг 15 терабайт!

По конструкции и приборному оснащению марсоходы идентичны. Основная цель экспедиции — изучение грунта и поиск воды на Марсе. Ниже приведены операции посадки и начала работы марсоходов (Н/К № 8 за 2003г.).

За 76-56 мин до посадки станция ориентируется теплозащитным лобовым экраном вперед. За 21 мин. до посадки СА отделяется от перелетной ступени. Спускаемый аппарат входит в атмосферу на высоте 128 км под углом 11.50 на скорости 5.4 км/с за 343 сек. до касания. Торможение длится около 4 мин. За это время высота падает до 8.6 км, а скорость до 130 м/с, при этом экран нагревается до 14500 С.  За 102 сек. до посадки вводится парашют диаметром 15 м, а 20 секундами позже сбрасывается лобовой экран. Еще через 10 сек. посадочная ступень спускается на тросе 20 м вниз от хвостового обтекателя и включается посадочный радиолокатор, который за 35 секунд до касания засекает поверхность с высоты 2.4 км. Чтобы уменьшить горизонтальный снос, камера на посадочном устройстве делает три снимка с интервалом в 4 сек., по ним определяется горизонтальная скорость.  За 8 сек. до касания на высоте 284 м от порохового аккумулятора давления надуваются до 0.07 атм. посадочные амортизаторы. Двумя секундами позже выдается «комбинированный» тормозной импульс – тремя двигателями мягкой посадки на хвостовом обтекателе для снижения вертикальной скорости с 23 м/с до нуля и одним или двумя двигателями бокового сноса для компенсации горизонтальной. На высоте 10-15 м они «обездвиживают» аппарат. С этой высоты он падает, прыгает, катится и, в конце концов, максимум через 10 минут останавливается.

Через 66 мин после посадки амортизаторы сдуваются, а в промежутке с 96-й по 187-ю минуту раскрываются лепестки посадочного устройства. После этого марсоход раскрывает панели солнечных батарей и делает снимки двумя навигационными стереокамерами. В течение первых суток на поверхности он раскрывает связную остронаправленную антенну, поднимает мачту с панорамной камерой и снимает первую панораму посадки, которая на второй день передается на Землю. По ней и по кадрам с навигационных камер операторы определят наилучший маршрут схода с посадочного устройства.

Затем марсоход «поднимается» из полетного положения в рабочее и делает круговую цветную стереопанораму с высоким разрешением, а также панораму спектрометром Mini-TES. По ним будет решено, какие образцы требуют первоочередного обследования. И лишь после этих подготовительных операций марсоход сойдет с посадочного  устройства и направится к своей первой цели.

Управление марсоходами осуществляет команда из 100 человек. Большая часть работы команды приходится на то время, когда аппараты приблизительно 14 часов в день «спят». В это время данные, полученные при движении и исследовательских действиях марсоходов, обрабатываются и интерпретируются. На основании полученных результатов команда операторов выстраивает тактику дальнейших действий на время «пробуждения». Большое внимание было уделено двигательной системе. Так, у каждого из 6 колес был свой двигатель, а пары передних и задних колес имели еще регулирующий двигатель, что позволяло поворачиваться на месте.

Вес всего аппарата составляет 1077 кг, из которых сам марсоход весит 179 кг, 369.5 кг – посадочное устройство, 84 кг – лобовой экран, 209 кг – парашютная система и хвостовой обтекатель и 190.5 кг – перелетная ступень, которая являлась платформой для посадочного блока.

При создании марсоходов были учтены предложения, разработанные по результатам анализа предыдущих марсианских АМС, в том числе и неудача с АМС «Mars Polar Landar» при посадке на Марс 3 декабря 1999г.

21 мая 2010г поступило сообщение, что марсоход «Оппортьюнити» (Opportunity) установил рекорд длительности пребывания на поверхности другой планеты. К 20 мая аппарат проработал на Марсе больше 6 лет и 116 дней, «обогнав» «Викинг 1», пишет Lenta.ru.      Напомним, что другой марсоход – «Спирит» (Spirit), прибывший на Марс на три недели раньше, чем «Оппортьюнити», 22 марта нынешнего года был переведен в «спящий режим».

106-1

Рисунок JPL

Фото марсохода – Н/К № 8 2003г. стр. 23

107-1

( Н/К № 8 2003г.)

108-1

109-1

110-1

Фото NASA.

     Вечером 6 января 2004г. специалисты NASA продемонстрировали в Лаборатории реактивного движения в Пасадене первое цветное изображение марсианской поверхности, которое они получили от Spirit. Читатели «Последних космических новостей» также могут полюбоваться на пейзаж Красной планеты.

111-1

«СПИРИТ» СДЕЛАЛ ПЕРВЫЕ МИКРОСНИМКИ ПОВЕРХНОСТИ МАРСА

 

112-1

Фото марсохода – Н/К № 8 2003г. стр. 23

        У марсохода «Opportunity» 26 апреля 2004г. закончился штатный 90-суточный ресурс: всего за это время марсоход прошел 811.57 м и передал 15.2 Гбит данных, в т.ч. 12429 снимков.

«Opportuniny» при посадке 25 января 2004г. попал в 22-метровый кратер Игл, где и начал свою работу. Целый месяц он изучал грунт и каменное обнажение у гребня кратера. Однако марсоход проводил не только изучение грунта и камней, но и периодически зондировал атмосферу Марса. Он также впервые зафиксировал прохождение Деймоса (4 марта) и Фобоса (7 и 10 марта) по диску Солнца. Прохождение Деймоса длилось от 50 до 60 секунд, а Фобоса от 20 до 30 секунд. 11 марта марсоход подошел к кучке круглых камешков голубого оттенка диаметром 3-4 мм, так называемой «чашке с черникой», и изучал их три дня. Оказалось, что спектр участка почвы с «черникой» отличался от спектра соседнего камня интенсивными линиями гематита, а гематит, как известно часто образуется в воде. 22 марта «Opportunity» выбрался из кратера, отъехал на 9 метров и снова провел исследования почвы. По деталям слоев камней удалось установить, что марсоход нашел настоящие осадочные породы, образовавшиеся в медленно текущей соленой воде. Точнее, детали говорили в пользу соленой плоской равнины, которая временами была покрыта водой, а временами высыхала. Однако установить, как давно это было и как долго существовало в этом месте высыхающее море, оказалось невозможным – минимум – 100 тысяч лет тому назад.   Если в этой воде была жизнь, ее следы должны были остаться в осадках. Искать эти следы на месте или доставить образцы на Землю – это задача следующих аппаратов.

В это время второй марсоход «Spirit» («Дух») проводил подобные исследования. Но было несколько интересных моментов: аппарат смог пройти 43 метра по программе и еще 55 м автономно, набрав с момента схода с посадочной платформы 2.85 км. Чтобы сравнить по составу верхний запыленный слой и вещество самого камня, «Spirit»  3 марта высверлил за 4 часа в камне отверстие глубиной 2 мм и ввел туда один спектрометр за другим. В темном вулканическом камне марсоход обнаружил следы воздействия воды: в трещинах и внутренних полостях виднелся яркий материал, похожий на отложения соли, но когда эти следы оставила вода осталось неизвестным. Вышла она вместе с магмой или воздействовала на камень, позже выяснить не удалось.

Кстати, «Spirit» обнаружил, что почти вся марсианская пыль притягивается к магниту.

Ресурс обоих марсоходов был рассчитан на три месяца, но так как марсоходы продолжали двигаться и проводить различные исследования, то было принято решение продлить их работу по 30 сентября. Ученые не перестают удивляться   надежности и работоспособности марсоходов. Впереди у них самое серьезное испытание – марсианская зима, которая длится 6 месяцев. НАСА не рассчитывало, что оба ровера проработают до зимы, которая наступит в середине сентября. Температура в Южном полушарии опустится до  -100-1100. Но вся электронная начинка марсоходов окутана теплоизоляционным материалом. А так как солнечные панели на крышке марсоходов не могут изменить угол наклона к горизонту, чтобы постоянно находиться под солнечными лучами, то электроника марсоходов будет согреваться за счет внутреннего отражения от золоченого покрытия. Необходимо отметить, что в начале одиссеи батареи роверов вырабатывали примерно 1 тыс. ватт-часов в сутки. А на данный момент, запыленные и вынужденные выбирать удобный путь,  вырабатывают не более 400.

Инженеры НАСА придумали оригинальный способ продления жизни марсоходов. Все оказалось простым и идеальным. Так как солнечные панели не могут наклоняться, то пусть наклоняются марсоходы. К сентябрю 2004г. была закончена стереосъемка в районе горной гряды Колумбии и в районе кратера Выносливости, где соответственно находились марсоходы. Учтены изменения положения Солнца в течение 6-месячной марсианской зимы. В итоге марсоходы должны совершать замысловатый переход с одного склона на другой, но так, чтобы корпус каждого марсохода был обращен к экватору. Проводя физико-химические исследования, марсоходы впервые увидели химически связанную воду в минералах, а такие минералы могут вырасти  только на дне морей и океанов.

4 января 2007г.  поступило сообщение, что NASA приступило к испытанию нового программного обеспечения для компьютеров, установленных на марсоходах Spirit и Opportunity, находящихся на поверхности Красной планеты. Речь идет о добавлениях к существующим программам, которые управляют аппаратами, функционирующими уже три года. Эти добавления были недавно загружены на бортовые компьютеры марсоходов в ходе сеансов связи с Землей, и теперь они могут обрести новые способности, которых у них не было на момент старта с Земли.  Наиболее существенным добавлением является способность марсоходов узнавать уже раз виденный пейзаж, несмотря на изменение угла зрения и перспективы. Это поможет им быстрее ориентироваться на местности, так как до этого для корреляции полученных изображений им требовалась помощь с Земли. Кроме того, роботы получат возможность самостоятельно определять безопасное место стоянки, с которого можно проводить исследования грунта и горных пород с помощью приборов, установленных на манипуляторе.

113-1

Сайт «Новости космонавтики»

114-1

Снимок поверхности Марса, сделанный  5 ноября 2009г марсоходом  «Оппортунити»

115-1

На сайте  http://astro.zeto.czest.pl приведена фотография

марсохода «MER-A» Mars Exploration Rover-A Spirit (Duch) и схема маршрута на 11 июля 2009г.

116-1

                    Показан маршрут марсохода Opportunity (Okazja MER-B
          Mars Exploration Rover-B) на 17 ноября 2009г.

    27  января  2010г. застрявший в песке вездеход Spirit станет стационарной платформой по изучению Марса. Об этом сообщается на сайте NASA. В частности, при помощи Spirit ученые планируют выяснить, является ли ядро Марса жидким, а также изучить свойства почвы. Для этого в течение ближайших недель вездеход подготовят к продолжительной марсианской зиме, пишет «Газета.ру».     Если эксперимент окажется успешным, отмечается в сообщении NASA, Spirit может прослужить еще несколько лет. «Spirit не умер; он вступил в новую фазу своей долгой жизни», – заявил представитель NASA.

Подпишитесь на нашу рассылку

Добавить комментарий