Прошло уже более двух месяцев с тех пор, как ветеран исследований , шестиколесный покоритель красных пустынь, один из самых успешных роботов NASA – марсоход «Opportunity» последний раз связывался с Землей.
Марсоход, выключив все энергоемкие устройства, застыл на краю обрыва – кратера Индевор , посреди пыльной бури, обдуваемый сухим ветром, несущим по мертвой поверхности красную пыль. Находясь в этом неуютном и холодном мире уже более 14 лет, «Opportunity» всегда поддерживал связь с Центром управления миссией. Однако нынешняя пыльная буря оказалась настолько мощной, что марсоходу пришлось перейти в режим экономии энергии и остаться в полном одиночестве на холодном ветру. «Opportunity» находится в спящем режиме с 10 июня, когда концентрация пыли в воздухе Красной планеты стала настолько плотной, что солнечный генератор перестал обеспечивать заряд его батарей. Команда «Opportunity» надеется, что шестиколесный робот действительно погрузился всего лишь в своего рода спячку, и рассчитывает получить от него сигнал как только пыльная буря рассеется.
И для такого оптимизма есть причины, заявили представители НАСА.
«Батареи «Opportunity» находились в работоспособном состоянии до начала пыльной бури, и их деградация не должна быть катастрофической», – заявили исследователи из НАСА. «Известно, что пыльные бури способствуют нагреванию атмосферы Марса и его поверхности. К тому же нынешняя буря случилась в тот период, когда в том месте, где работает «Opportunity» наступило лето. Поэтому марсоход не должен сильно замерзнуть».
Поначалу надеялись, что отсутствие связи продлится всего несколько дней, а затем восстановится. Подобное уже случалось. Работает это так. При критическом падении запаса энергии ровер отключает практически все системы, в том числе и связь, и пребывает в «спячке» до тех пор, пока не сработает «будильник», активирующий бортовой компьютер. Он измеряет уровень заряда, и если его по-прежнему не хватает, вновь погружает марсоход в "спячку". И так до тех пор, пока ситуация не улучшится радикально. С Opportunity уже прощались, но жизнь как-то налаживалась. Свирепый марсианский ветер сам же исправил учинённые им безобразия, очистив панели солнечных батарей от песка и пыли.
Панормама Марса в окрестностях кратера Игл, 2004 г.
Фото: aboutspacejornal.net
Чего-то подобного ждали и на этот раз, но связь не возобновляется уже очень долго. Впрочем, что-то определённое о судьбе марсохода можно будет сказать только после окончания бури. Жаль, если Opportunity обрёл вечный покой под красной марсианской дюной, но сетовать особенно не приходится. Эта машина итак давно побила все рекорды долгожительства. Он превысил изначально запланированные сроки своей работы в 55 раз! Так что независимо от того, очнётся марсоход или нет, уместно будет подвести некоторые итоги его деятельности. Мы будем очень рады, если эти итоги окажутся промежуточными.
Opportunity, один из двух марсоходов второго поколения, запущенных в рамках проекта Mars Exploration Rover (MER ), опустился на поверхность Красной планеты 25 января 2004 г. Его брат-близнец Spirit , начавший работу несколькими неделями раньше, бороздил марсианские пустыни до мая 2009 г. Потом он застрял в дюне и почти год работал стационарно, прежде чем окончательно заглохнуть в марте 2009 г. Этот результат считался очень хорошим, но Opportunity пошёл гораздо дальше.
“Шарики-гематиты” из кратера Игл
Фото: aboutspacejornal.net
"Марсианская черника" из кратера Игл
Фото: aboutspacejornal.net
Место посадки Opportunity - кратер Игл, на плато Меридиана, чуть южнее марсианского экватора. По поверхности Марса он пробирается очень осторожно, преодолевая за сутки расстояние порядка 10-100 м, но к январю 2018 г. ему удалось проделать путь в 45 км. Основной задачей миссии были геологические (или, как любят выражаться фантасты ареологические) исследования. Для начала он изучил кратер Игл - сравнительно небольшую (22 м в диаметре) кольцеобразную структуру, очевидно, ударного происхождение. Исследование подтвердило наличие в почве гематита, а также, что плато Меридиана в древности было дном морским. Затем наступила очередь кратера Эндьюранс (150 м). На его склонах было обнаружено что-то вроде геохронологической шкалы - чётко различимые наслоения более молодых и более старых пород. Так же были получены свидетельства воздействия воды уже после формирования кратера. Ещё одна важная находка в этой местности - камень, который оказался упавшим на поверхность Марса метеоритом. Теперь он известен под именем Heat Shield Rock. Это была первая в истории находка такого рода. Если вдуматься, ничего особенно неожиданного в ней нет. Должны же быть метеориты там, где в изобилии имеются ударные кратеры. Тем не менее, учёные были очень рады заполучить такой образец для изучения.
В 2005 г. роверу не повезло, он на несколько месяцев застрял в дюне. Искусное осторожное маневрирование по несколько сантиметров за день позволило его освободить. Следующим по плану был кратер Эребус (300 м), где Opportunity сфотографировал коренные выходы горных пород, а потом кратер Виктория (750 м), который модуль исследовал, двигаясь вдоль края по часовой стрелке. Как раз во время этого путешествия, которое длилось с 2006 по август 2008 гг. случилась особо свирепая пыльная буря, во время которой связь с марсоходом прервалась. Зато потом ветер так очистил панели, что их эффективность достигла максимума за весь срок работы миссии.
С августа 2011 гг. началось изучение крупного (около 22 км) кратера Индевор. Здесь предварительная дистанционная разведка указывала на выход филлосилиикатов, и учёные захотели познакомиться с этим геологическим образованием поближе.
Филлосиликаты - это минералы, представляющие из себя соединения различных металлов с SiO2, со слоистой структурой. Что особенно важно, они имеют гидротермальное происхождение, то есть, для их образования нужно большое количество воды. Такого типа породы на Марсе обычно перекрываются более молодыми вулканическими породами, выходы их на поверхность - сравнительно редкое явление, и они представляют большой научный интерес.
В 2012 г. Opportunity помог успешно высадиться на Марс «коллеге» Curiosity , марсоходу следующего, третьего, поколения. Старожил собрал данные о погоде, и сымитировал сигнал нового ровера, чтобы можно было заранее проверить аппаратуру связи.
40-метровый холм Соландер, 2013 год
Фото: aboutspacejornal.net
В 2013 г. были изучены холмы Матиевича и «Соландер», а в 2014 г. Opportunity побил рекорд дальности передвижения по поверхности внеземных планетных тел, принадлежавший с 1973 года Луноходу-2. С мая 2017 года он был занят исследованиями Долины Настойчивости (Perseverance Valley) на склоне кратера Индевор. Там его и застала непогода.
Пыльные бури - привычная вещь на Красной планете. Чаще всего они носят локальный характер, но и бури планетарного масштаба, вроде нынешней, явление не уникальное. Они случаются периодически раз в несколько лет, 6-7 земных или 3-4 марсианских года (марсианский год длится 687 дней). Последний раз стихия разбушевалась столь глобально в 2007 г. Тогда связи с Opportunity тоже не было. Пока природа этих природных циклов не ясна, но учёные намерены её прояснить, и возлагают большие надежды на нынешнюю бурю. Ведь за тем, как она развивается, продолжает наблюдать Curiosity и орбитальные станции. Со временем полученные данные позволят составлять прогноз погоды для Марса.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Sp-force-hide { display: none;}.sp-form { display: block; background: #ffffff; padding: 15px; width: 960px; max-width: 100%; border-radius: 5px; -moz-border-radius: 5px; -webkit-border-radius: 5px; border-color: #dddddd; border-style: solid; border-width: 1px; font-family: Arial, "Helvetica Neue", sans-serif; background-repeat: no-repeat; background-position: center; background-size: auto;}.sp-form input { display: inline-block; opacity: 1; visibility: visible;}.sp-form .sp-form-fields-wrapper { margin: 0 auto; width: 930px;}.sp-form .sp-form-control { background: #ffffff; border-color: #cccccc; border-style: solid; border-width: 1px; font-size: 15px; padding-left: 8.75px; padding-right: 8.75px; border-radius: 4px; -moz-border-radius: 4px; -webkit-border-radius: 4px; height: 35px; width: 100%;}.sp-form .sp-field label { color: #444444; font-size: 13px; font-style: normal; font-weight: bold;}.sp-form .sp-button { border-radius: 4px; -moz-border-radius: 4px; -webkit-border-radius: 4px; background-color: #0089bf; color: #ffffff; width: auto; font-weight: 700; font-style: normal; font-family: Arial, sans-serif;}.sp-form .sp-button-container { text-align: left;}
Желание познать таинственный мир космического пространства по сей день не оставляет человечество. Прямо сейчас на расстоянии 228 млн километров от Земли дремлет марсоход Opportunity в ожидании момента, когда закончится песчаная буря и он сможет продолжить изучение четвертой по удаленности от Солнца планеты.
Почему марсоход так назвали
Распространенное английское слово opportunity было выбрано в результате конкурса, проведенного самими NASA, а победила в нем 9-летняя Софи Коллиз. Несмотря на свое русское происхождение (родившись в Сибири, она была удочерена семьей из Аризоны), девочка ясно понимала перевод слова - возможность. Если начнем переводить на русский точнее, то получится: удобный случай. И это имя послужило для ровера талисманом: он много раз застревал в коварной чужой почве, сталкивался с песчаными бурями, испытывал трудности со связью и получением энергии, но всё равно выходил победителем даже тогда, когда в него переставали верить на Земле.
Задачи и цели миссии
За 14 лет программа Opportunity успела претерпеть весомые изменения. На сегодняшний день он выполняет множество разнопрофильных задач:
- Исследует различные земельные массивы, проверяя, подвергались ли они когда-либо воздействию воды: например, испарению. Ученых интересует, существовали ли в прошлом на этой планете микроорганизмы.
- Составляет подробную карту поверхности и ищет ответ на вопрос, какие процессы сформировали Марс таким, какой он есть. Для этого он проводит анализ всех находящихся в грунте минералов, ища те, что будут незнакомы человечеству.
Разработан ровер был для изучения осадочных пород, образовавшихся в кратерах, которые когда-то могли быть частью океана.
Все эти эксперименты служат одной цели: понять, возможно ли в будущем зарождение жизни в привычном нам смысле так далеко от Земли.
Место посадки
Марсоход опустился на исследуемую поверхность ещё в январе далекого 2004 года и до 10 июня 2018 года исправно функционировал, превзойдя даже самые смелые ожидания разработчиков в 55 раз! Больше примеров настолько удачных запусков просто нет.
Как и было запланировано, марсоход Opportunity совершил высадку на поверхности 22-метрового кратера Игл. Для исследователей было приятной неожиданностью то, что ровер приземлился так точно, всего в 25 км от поставленной цели.
Как была произведена посадка Оппортьюнити
Сесть на поверхность красной планеты невероятно трудно: восемь аппаратов разбились о нее при посадке, а еще несколько вышли из строя в первые минуты после посадки. Вся сложность заключается в том, что атмсофера Марса разряжена, и быстро сбросить скорость не получается из-за её низкой плотности.
Оппортьюнити удалось посадить успешно благодаря технологии, которая использовалась еще при запуске советских марсоходов. Посадка проходила в три стадии:
- Вход в атмосферу
Этот этап был самым легким для ровера, требовалось лишь приблизиться к Марсу на достаточное расстояние, а дальше начинала действовать сила притяжения. - Спуск
Важнее всего было успеть сбросить скорость в атмосфере, чтобы марсоход не разбился о твердые горные породы. Для этого были использованы три ракетных двигателя. Получив через камеру фотографии поверхности, главный компьютер определял исходную скорость спуска и давал команду реактивным двигателям. - Посадка
Защитить аппарат могли бы более прочные материалы, но их добавление обозначало бы увеличение массы, чего допустить было нельзя. Роскосмос взял на себя заботу об этом этапе и оборудовал Оппортьюнити воздушными подушками, состоящими из 24 ячеек.
В кратер Игл он попал случайно, но это стечение обстоятельств было на руку исследователям: изучив почву, он сделал выводы о существовании в прошлом воды в этом грунте.
Характеристики марсохода
Марсоход Opportunity обладает внушительной массой в 185 килограммов, а суммарная масса перелетного модуля, спускаемого аппарата и самого ровера составляет 1063 килограмма. Его габариты: высотой 1,5 метра 2,3длина и ширина 1,6 метра. Для совершения поворотов используются независимые электродвигатели. Его маневренность гарантируют шесть колёс. Одно из них способно вращаться для того, чтобы копать землю и извлекать образцы почвы (при этом он остается неподвижным). Максимальная скорость 50 мм в секунду, хотя средняя скорость составляет 5 –ю часть.
Чем оборудован марсоход
- Глазами Оппортьюнити являются панорамные камеры, которые делают снимки в высоком разрешении и отправляют их в центр управления. Навигационные, снимают в разрешении похуже и нужны непосредственно для того, чтобы ровер мог оценить обстановку и не врезаться ненароком в препятствие.
- Магниты собирают частицы магнитной пыли, а рентгеновский спектрометр анализирует, из каких веществ состоит почва.
- Буры, микроскоп и несколько спектрометров необходимы для взятия и анализа проб почвы.
Система управления
Навигация совершается через мощнейший компьютер, надежно укрытый от перепадов температур, характерных для этих земель.
Модуль, отвечающий за все процессы, проходящие в электронном мозге, расположен точно в центре устройства. Он обеспечивает исправную работу всех сложных систем марсохода. Чтобы передать данные, собранные за сутки, у механического исследователя есть всего 16 минут раз в сутки, когда орбитальный аппарат Марс Одиссей появляется в зоне доступа. Посланный радиосигнал достигает Земли в лучшем случае за 4 минуты. Ухудшить связь могут Луна и Солнце, если они окажутся на пути радиоволн. Тогда послание дойдет до нашей планеты в течение 20 минут.
Источник питания
Всю энергию Оппортьюнити получает от солнечных батарей, расположенных сбоку. Они состоят из множества ячеек, что значительно повышает их надежность: если одна из них выйдет из строя, это не коснется остальных.
По сравнению со своими предшественницами эти солнечные батареи способны поглощать в три раза больше света, излучаемого Солнцем. И всё это благодаря новшеству - тройному слою из арсенида галлия.
Самые важные открытия марсохода
В июне 2004 года в самом начале своей миссии Opportunity блестяще справился с важнейшей, по словам ученых, задачей: спустился в кратер Эндьюранс и изучил горные породы. Администраторы NASA не были уверены, что он сможет подняться обратно, однако к середине декабря он успешно вернулся и приступил к выполнению заданных целей.
В январе следующего года марсоход обнаружил первый в истории человечества метеорит на другой планете. Его назвали Камнем Теплового Щита, потому что он был обнаружен за теплозащитным экраном ровера.
Больше всего инициаторы космической экспедиции гордятся тем, что их детищу удалось найти свидетельства существования на красной планете пресной воды. Камень, найденный ровером, находился в потоке воды, что еще раз подтверждает догадки ученых о прошлом Марса.
Наблюдения с орбиты не дали землянам практически никаких знаний о климате красной планеты, а Оппортьюнити смог охарактеризовать распределение теплых слоев в атмосфере и сделать выводы о погоде на Марсе.
Хоть он и не был предназначен для наблюдений за ночным небом, несколько раз ровер всё же следил за кометами, пролетавшим рядом. Также он был использован для наблюдения за спутниками планеты: .
Оба марсохода изначально должны были проработать всего 90 дней, разыскивая на красной планете признаки наличия воды.
Оба марсохода перевыполнили свою задачу. Поиск признаков воды оказался более чем успешным, а сами аппараты заметно превысили свой срок службы. Spirit был потерян в прошлом году, а Opportunity все еще работает и сейчас пережидает марсианскую зиму, развернув панели на Солнце.
За время работы марсоходы прошли 42.08 километра, львиная доля из которых приходится на счет Opportunity. Он проехал по поверхности Марса 34.36 километра.
«Я правда считал, что и Opportunity, и Spirit не переживут лето 2004 года, - говорит Рей Арвидсон и Вашингтонского университета в Сент-Луисе , заместитель руководителя проекта. - Для меня сейчас, как и тогда, удивительна мысль, что до сих пор планируем новые задачи и команды для Opportunity, а Spirit был потерян из-за невезения, так как он имел малую маневренность и попал на зыбкую почву, из песков которой он не смог выбраться».
Поиск воды
Spirit и Opportunity примарсились на расстоянии 9656 километров друг от друга, на противоположных сторонах Марса. Оба аппарата выполнили свои задачи: нашли доказательства существования воды на красной планете. Хотя сейчас поверхность Марса сухая и безжизненная, когда-то климат там был влажным и теплым. Этот фундаментальный результат был получен благодаря работе двух марсоходов.
В этих открытиях помогли даже неудачи Spirit. Правое переднее колесо ровера перестало работать в 2006 году, что вынудило инженеров миссии перейти на задний ход. Заклинившее колесо мешало движению, цепляясь за поверхность планеты. Однако в результате колесо открыло под верхним слоем пыли залежи чистого кремния, минерала, который в чистом виде может образовываться только при взаимодействии горячей воды с камнем.
Таким образом Spirit стал первым аппаратом, позволившим предположить то, что сейчас известно всем, но на момент открытия было лишь сомнительной гипотезой. В месте, изученном аппаратом, когда-то существовала крупная гидротермальная система древнего марса, чьи гейзеры и потоки горячей грязи получали энергию от подземных источников.
Это вызвало фурор в среде астробиологов. Оказалось, что хотя бы на части планеты когда-то существовали два ингредиента, необходимых и практически достаточных для жизни : жидкая вода и источник энергии.
Opportunity не остался в долгу. Недавно ему удалось найти на склонах кратера Индевор следы глины, которая также могла образоваться только при наличии жидкой воды. Руководитель проекта, Стив Сквирс из Университета Корнелла , видит пользу открытий, совершенных при помощи марсоходов, не только в научном результате.
«Безусловно, научные достижения и все, что мы узнали о возможной обитаемости Марса, станут важной частью достояний этой важной миссии, - говорит он. - Но я считаю, что не менее важно то, что успехи роверов и их открытия послужили источников вдохновения для молодежи, призывая к карьере в науке или наукоемких технологиях».
Прощание с марсоходом Spirit
Заклинившее колесо марсохода все же привело к его потере. Из-за потери мобильности ровер не смог выбраться из зыбучего песка в мае 2009 года. Тем не менее, он продолжил работу, изучая окрестности. Марсоход был потерян только в марте 2010 года, после того как не сумел выйти на позицию, удобную для зарядки солнечных батарей во время марсианской зимы 2009-2010 года.
В мае 2011 года Spirit был официально объявлении потерянным. Скорее всего, из-за потери питания отключилась система обогрева, и его электроника была повреждена во время зимних холодов.
«Spirit, тем не менее, сделал немало. Его работа позволила нам понять, что ранний Марс был влажным и с большой вулканической и магматической активностью», - говорит Арвидсон.
Opportunity продолжает движение
После трехлетнего путешествия Opportunity добрался до крупного кратера Индевор, имеющего диаметр около 22 километров. Последние несколько месяцев марсоход слонялся у кромки кратера. Здесь он и обнаружил лучшее на данный момент доказательство того, что когда-то на Марсе была вода.
Здесь же ему предстоит и зазимовать. Для этого инженеры миссии нашли хорошее место на краю кратера. Наклон породы, на которой остановился ровер, позволит ему собирать максимум солнечной энергии. В ходе зимы марсоход не будет переведен в спящий режим. Он продолжит обычную работу, изучая близлежащие породы. Возможно, он даже будет передвигаться на небольшие расстояния.
Стоянка позволит уточнить скорость вращения Марса. Постоянно принимая сигнал от марсохода, стоящего на одном месте, можно будет определить скорость движения точки его стоянки. Точные измерения скорости вращения планеты, которые будут при этом проведены, позволят больше понять о внутреннем строении планеты. Таким образом, марсоход позволяет изучать не только ее поверхность.
Opportunity сможет возобновить движение в июне или в июле. Хотя ровер стареет, нет причин опасаться, что он не сумеет сдвинуться с места. Пока что заметные признаки возраста показывает только роботизированная рука ровера, сочленение которой начало барахлить.
«Ровер в отличной форме, - говорит Брюс Банердт, участник программы из Лбаоратории реактивного движения. - Он далек от списания».
Скоро у Opportunity появится компания на поверхности Марса. Марсоход Curiosity должен примарситься в августе этого года.
