Първо на Марс. Първият съветски роувър
От 1997 до 2012 г., създаден в лабораторията за реактивно движение на НАСА в Пасадена, Калифорния, САЩ. Фиксираната марсианска станция Mars Pathfinder Project ("Pathfinder") (на преден план) с марсоход Sojourner на борда беше първата, която кацна на Марс през 1997 г. Като част от проекта Mars Exploration Rover (вляво), роувърите Spirit и Opportunity кацнаха на повърхността на Марс през 2004 г. Като част от проекта Mars Science Laboratory (вдясно), марсоходът Curiosity кацна на повърхността на Марс през август 2012 г. Кредит: NASA/JPL-Caltech.
Роувърите на НАСА изминаха дълъг път по отношение на размери и възможности след възраждането на изследването през последните 15 години от 1997 до 2012 г.
За да си представите наистина прекрасното усещане за това колко много учени и инженери на НАСА са разширили своето изкуство за толкова кратък период от време – когато силата на волята и съществуващото финансиране съвпаднаха, за да изследват друг свят – разгледайте отблизо тези снимки, показващи три поколения марсоходи на НАСА; а именно марсоходът от първо поколение Mars Pathfinder (MPF), второто поколение марсоход Mars Exploration Rover (MER) и най-новото поколение марсоход Mars Science Laboratory (MSL).
Наскоро пуснатите снимки показват техните размери един до друг, за да се сравнят Mars Pathfinder, който кацна през 1997 г., Mars Exploration Rover, който кацна през 2004 г., и Mars Science Laboratory, който кацна през 2012 г. Това са прототипите, разположени в Mars Yard в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА в Пасадена, Калифорния, САЩ, където научните екипи провеждат симулации на мисия.
Марсоходът Sojourner е първият роувър на НАСА, който изучава скалата с прякор "Йоги" с научния инструмент Alpha Proton X-ray Spectrometer (APXS) малко след кацането на Марс на 4 юли 1997 г. Соджорнер беше дълъг само 65 см, с размерите на микровълнова печка. Кредит: НАСА.
Просто невероятно увеличение на размера - от микровълнова до кола!
Резервният марсоход Marie Curie и истинският марсоход Sojourner на Марс са дълги 65 см, приблизително с размерите на микровълнова печка. Роувърите MER Spirit и Opportunity и роувърът Surface System Test Bed вече са дълги 1,6 метра, с размерите на количка за голф. Марсоходът MSL Curiosity и роувърът "Vehicle System Test Bed" са дълги 3 метра, приблизително с размерите на автомобил.
Страничен изглед на три поколения роувъри; отпред е първият марсоход "Sojourner", вляво е пробна проба на марсохода Mars Exploration Rover, вдясно е тестова проба на марсохода Mars Science Laboratory. Кредит: NASA/JPL-Caltech.
Можете да станете свидетели на бързата смяна на поколенията на роувърите от първа ръка, ако имате възможност да посетите посетителския комплекс на космическия център на Кенеди и да се разходите из изложбата с пълномащабни модели на трите марсохода на НАСА.
В туристическия комплекс във Флорида можете да се докоснете до семейството на марсоходите и да видите разликите между тях в размерите, сложността става очевидна и впечатляваща.
Всички роувъри бяха изстреляни от стартовите площадки във военновъздушната база Кейп Канаверал, Флорида, САЩ.
Марсоходите Sojourner, Spirit и Mars бяха изстреляни с ракета Delta II от Space Launch Complex 17 през 1996 и 2003 г. Curiosity беше изстрелян с ракета Atlas V от Space Launch Complex 41 през 2011 г.
На тази снимка три поколения роувъри седят рамо до рамо с изключителни инженери, за да ви дадат представа за техния размер. На преден план е резервният роувър на първия марсоход Sojourner. Отляво е тестовият марсоход Mars Exploration Rover Project, който работи като близнак на роувърите Spirit и Opportunity. Вдясно е тестовият марсоход Mars Science Laboratory, аналог на Curiosity, който работи на Марс от кацането си през август 2012 г. Инженери, работещи в лабораторията за реактивно движение - Мат Робинсън отляво и Уесли Куйкенбол отдясно. Кредит: NASA/JPL-Caltech.
Opportunity все още изследва Марс и днес - за 12 години и 9 месеца, въпреки че първоначално беше планирано, че ще продължи само 90 дни. Curiosity работи от 4 години и 3 месеца. И Sojourner работи само 83 дни. Кой е следващият? Очакваме с нетърпение четвъртото поколение роувъри.
Заглавието на статията, която четете "3 поколения роувъри на НАСА".
Изучаването на Марс не намалява интереса към тази планета: Червената планета все още е загадка за нас, пълна с мистериозни явления и представлява голям интерес за научната общност.
За първи път в историята от Земята към Марс през 1971 г Космодрум Байконурракети носители "Протон-К". На борда бяха автоматичните междупланетни станции "Марс-2" и "Марс-3" със спускащи се апарати на борда, в които от своя страна имаше мобилни устройства - ровери. Първите съветски марсоходи са наречени "Устройство за оценка на пропускливостта - Марс", съкратено като PrOP-M.
Роувърът, който се намираше на автоматичната междупланетна станция "Марс-2", беше доставен на повърхността на Червената планета на 27 ноември, а марсоходът от станция "Марс-3" - на 2 декември. Полетът на "Марс-3" продължи почти 200 дни, след което спускащият се апарат се отдели от станцията и, след като влезе в атмосферата на планетата, се спусна с помощта на парашут и достигна повърхността на Марс.
Роувърът беше с размерите на дебела книга (25 см × 22 см × 4 см) и тежеше 4,5 кг. Той се движеше с помощта на ходещо шаси - две "ски", разположени отстрани на устройството.
Задачата на първия съветски роувър беше да измери плътността на почвата. Устройството е проектирано и произведено от служители на VNIITransMash, под ръководството на главния конструктор A. L. Kemurdzhian.
Приемането и предаването на сигнал от Земята се осигуряваше от стъпалото за кацане, свързано с марсохода с 15-метров кабел, който от своя страна осигуряваше захранване и управление. PrOP-M успя да открие препятствия, да се оттегли и да ги заобиколи. За да направите това, в предната част на мобилното устройство е инсталиран сензор за откриване на препятствия. Роувърът се движеше със скорост от 1 метър в час, спирайки на всеки час и половина, в очакване на следващите команди от Земята.
Трябваше да чакам и при удряне на препятствие. В този случай, в случай на спешност, мобилното устройство ще трябва да изчака от 3 до 20 минути. През това време той вече можеше напълно да се провали.
На борда на PrOP-M имаше няколко научни инструмента: динамичен пенетрометър и измервател на плътност на гама-лъчите за измерване на плътността и структурата на почвата.
Спускаемият апарат на станцията Марс-2 стана първият модул, достигнал повърхността на Марс, но, за съжаление, се разби при кацане.
Полетът на "Марс-3" продължи почти 200 дни, след което спускащият апарат (лендер) се отдели от станцията и, след като премина през атмосферата на планетата, се спусна с помощта на парашут и достигна повърхността на Марс.
С помощта на специален манипулатор повърхността на планетата беше преместена от спускащия се апарат PrOP-M. Записани бяха сигнали от апарата, достигнал повърхността на Марс, и започна да се предава панорама на заобикалящата повърхност. Сигналите са получени на борда на станцията Марс-3, която остава в орбита и се предава на Земята. След 20 секунди обаче не са получени сигнали от спускащото се превозно средство.
Така нито един съветски марсоход не завърши мисията си. Не беше възможно да се тества първият ходещ роувър, нито да се направят снимки. От 1996 г. на Марс започват да се провеждат успешни научни изследвания с помощта на американски планетарни ровери.
ProOP-M
СССР прави първите опити за изпращане на мобилни превозни средства на Марс. През 1971 г. са изстреляни два марсохода, които са част от автоматичните междупланетни станции Марс-2 и Марс-3.
Роувърите бяха наречени „Инструменти за оценка на проходимост – Марс“ (PrOP-M): по това време все още нямаше надеждна информация за марсианската почва и те решиха да оборудват превозните средства с две ски отстрани, върху които трябваше да буквално се разхождат по повърхността на планетата, каквото и да е било, нито се е оказало. С помощта на 15-метров кабел те бяха свързани към базова станция, която трябваше да прави снимки на повърхността на планетата и да насочва устройството към безопасни зони.
Въпреки малкия си размер, PrOP-M вече имаше автоматична система за управление. Неговите примитивни контактни сензори биха могли да регистрират сблъсък с препятствие - в този случай устройството се преместило назад и променило курса си. Оперативното управление на марсохода е невъзможно - сигналът от Земята до Марс отнема от 4 до 20 минути.
За съжаление първите два марсохода не успяха да стъпят на повърхността на планетата. Спускаемият апарат Марс 2 се разби и Марс 3 загуби връзка с контролния център веднага след кацането.
"странник"
Следващият опит за изследване на Марс с помощта на мобилни спускащи се апарати беше направен от НАСА като част от програмата Mars Pathfinder. Основната цел на първата мисия на агенцията беше да разработи меко кацане. Модулът за спускане се състоеше от фиксирана станция и лек марсоход Sojourner.
Станцията е била използвана за комуникация със Земята, тъй като антената на марсохода е можела да предава данни само в радиус от 500 м. Освен това станцията е имала няколко камери и собствена метеорологична станция. Роувърът тежеше около 10 кг, всяко от шестте му колела се въртеше независимо и можеше да преодолява препятствия с височина до 20 см и наклони до 45 °. Роувърът получаваше енергия от слънчеви панели, въпреки че носеше и три радиоизотопни елемента на борда, за да поддържа температурата в електронния блок.
След като модулът за спускане влезе в атмосферата, скоростта му беше намалена чрез защитен екран, а след това и с парашут. Няколко секунди преди кацането спирачните двигатели се включиха и амортисьорните цилиндри се надуха. Устройствата докоснаха повърхността на планетата със скорост от 90 км/ч, отскочиха няколко пъти от нея и накрая спряха.
Така се осъществи първото успешно кацане на напълно функциониращ роувър. След като роувърът напусна релейната станция, той започна изследвания: анализира близките камъни с помощта на спектрометър. Общо той предава 550 изображения на планетата на Земята и изследва 15 скални проби. В този момент станцията снимаше панорама:
Роувърът е проектиран да работи за 7-30 сол (марсиански ден - 24 часа и 40 минути), но е в състояние да работи 83 сол, докато релейната станция се повреди и тя загуби контакт със Земята. През това време "Sjourner" измина само 100 метра.
"Дух" и "Възможност"
Роувърите от второ поколение бяха доставени на Марс през 2004 г. като част от програмата Mars Exploration Rover. Устройствата Spirit и Opportunity значително надраснаха предшественика си: достигаха 2 метра дължина и тежаха 185 кг. За тяхното кацане беше необходимо значително да се модифицират парашута и въздушните възглавници, но самият му принцип не се е променил. Новите роувъри се оказаха по-автономни: чрез анализиране на стерео изображения от своите камери, роувърите създадоха триизмерна карта на района и сами избраха най-безопасния маршрут. Освен камери, те носеха бормашина и чифт спектрометри, монтирани на манипулатор.
Марсоходите направиха успешно кацане в различни части на планетата и започнаха геоложки проучвания. В резултат на анализа на повърхността на планетата се потвърди хипотезата, че някога на Марс е имало благоприятни условия за живот. По-специално се оказа, че преди милиарди години някои камъни са били в поток от прясна вода - преди се е смятало, че течността на Марс, ако е била, е по-скоро като сярна киселина. Изяснен е и съставът на атмосферата на планетата и са направени астрономически наблюдения.
По време на работата на роувърите се оказа, че марсианският вятър доста ефективно почиства слънчевите панели от прах, благодарение на което роувърите работят много по-дълго от планирания sol 90. Spirit пътуваше по Марс в продължение на шест години, преди да се забие в пясъчна дюна, а Opportunity все още функционира.
Любопитство
Марсоходът Curiosity от трето поколение, който кацна през август 2012 г., значително превъзхожда всички предишни роувъри по маса и е автономна химическа лаборатория. За меко кацане на апарат, тежащ почти тон, те измислиха технологията Sky Crane: след окончателното спиране от реактивни двигатели на 20 м от повърхността на планетата, Curiosity се спусна от специална конструкция върху найлонови кабели. Благодарение на това беше възможно роувърът да се постави на собствените си колела, след което „Небесният кран“, увеличавайки мощността на двигателите, отлетя на безопасно разстояние.
За разлика от други роувъри, Curiosity получава енергия от радиоизотопен генератор, така че мощността му не зависи от времето на деня и ще намалее само с 20% за 14 години работа. Роувърът носи на борда си огромно количество научно оборудване, включително камери с различни филтри, спектрометър и устройство ChemCam, което изпарява скалите с лазерни светкавици и анализира спектъра на излъчваната светлина. Освен това устройството е в състояние да събира скални проби с бормашина и да ги изследва в своята химическа лаборатория.
Curiosity стана четвъртият успешен роувър. По време на мисията си той успя да измери дневните температурни колебания на планетата, да наблюдава слънчево затъмнение, да намери следи от древен поток, да анализира стотици скални проби и да направи безброй селфита. В момента роувърът се приближава до крайната си дестинация - връх Шарп, където ще проведе окончателни изследвания. След това той ще трябва само да направи красиви снимки на Марс и да пише
Всичко започна преди 41 години, когато космически кораб, изстрелян на 19 май 1971 г. от космодрума Байконур, за първи път докосна повърхността на Червената планета на 27 ноември същата година в долината Нанеди на Земята Ксант.
В момента Марс се изследва активно от 3 автоматични междупланетни станции (AMS), разположени в неговата орбита:
Марс разузнавателен орбитален апарат, САЩ
Марс Експрес, Европейска космическа агенция (ESA);
Марс Одисей, САЩ.
Марсоходът Opportunity работи на повърхността.
По пътя към Марс е AMS, носещ марсохода Curiosity (Кюриосити), който беше изстрелян през ноември 2011 г. (САЩ).
(НАСА)
Кратер Гейл - място за кацане Любопитство през август 2012 г Планината Шарп в центъра(НАСА)
Но всичко започна преди 41 години, когато космически кораб, изстрелян на 19 май 1971 г. от космодрума Байконур, за първи път докосна повърхността на Червената планета на 27 ноември същата година в долината Нанеди на Земя Ксант.
Долината на Нанеди. Промени в ширината от 0,8 до 5 км, а неговият максимумдълбочината е около 500 m.Тази долина е относителноплоско дъно и стръмни склонове
(НАСА)
Това беше съветската автоматична междупланетна станция "Марс-2". И на 2 декември кацащият модул на своя близнак AMS Mars-3 за първи път извърши меко кацане в района с координати 158 ° западна дължина и 45 ° южна ширина.
Те изпълниха мисията си отчасти. Спускащото се превозно средство Mars 2 се разби при кацане, докато Mars 3 работи само 20 секунди (вероятно е изключено поради прашна буря).
Особеност на устройствата беше, че роувърът ProOP-M (Устройство за оценка на пропускливостта - Марс) беше част от модула за кацане.
AMS Марс-2 и 3
(НПО на име Лавочкин)AMS Марс
(НПО на име Лавочкин)
Използвайки опита от работата с Луноход, конструкторите от Института по транспортно инженерство (VNII-TRANSMASH) под ръководството на A.L. Кемурджиян създаде малък робот с размери 25 см х 22 см х 4 см и тегло 4,5 кг, който трябваше да кацне на Марс.
Задачите на този мини-марсоход бяха скромни - той трябваше да измине само кратко разстояние, оставайки свързан със спускаемия апарат с кабел с дължина 15 м. Свойствата на марсианската почва бяха неизвестни, следователно, за да не падне в прах или пясък, роувърът е направен стоманени опори под формата на ски.
Роувър Проп-М
(НПО на име Лавочкин)
Върху него е монтиран коничен печат, чието вдлъбване в земята ще даде информация за здравината на марсианската повърхност. По следите от ските, закрепени върху телевизионна панорама, би могло да се съди и за механичните свойства на почвата. На земята, в полезрението на телевизионните камери, той е поставен от манипулатор.
ОТ Монтаж на манипулатор PrOP-M
(НПО на име Лавочкин)
Движението се извършваше по следния начин: подпирайки се на ските, тялото се премества напред, апаратът стои на дъното и ските се преместват на следващата стъпка. Завоят е направен чрез преместване на ските в различни посоки. Ако устройството срещне препятствие (докосвайки двуконтактната броня отпред), то самостоятелно направи обходна маневра: отстъпете назад, завъртете под определен ъгъл, продължи напред.
На всеки 1,5 метра беше осигурен стоп за потвърждаване на правилния ход на движение. Този елементарен изкуствен интелект е бил необходим за марсианските мобилни устройства, тъй като сигналът от Земята до Марс отнема от 4 до 20 минути, а това е твърде дълго за мобилен робот. По времето, когато екипите пристигнаха от Земята, роувърът може вече да не работи.
Въпреки че спускателните апарати Марс 2 и 3 престанаха да функционират, орбиталните апарати завършиха успешно своите мисии и предадоха ценни научни данни за Червената планета на Земята.
Марс. Снимка AMS Марс-3
(НПО на име Лавочкин)
Първият американски роувър Sojourner (Wanderer) на 5 юли 1997 г. се измести от спускаемия апарат Mars Pathfinder и на 6 юли започна научни експерименти (по-специално изследване на най-близкия камък). Това се случи почти 26 години след мисиите Марс-2 и Марс-3 с "маршал" на борда (така специалистите от VNII-TRANSMASH нарекоха мини-роувъра помежду си).
