Марсоходу Curiosity совсем недолго осталось исполнять роль единственного ровера на красной планете. Уже следующим летом аппарат миссии “Марс-2020” отправится к нашему соседу. И, хотя, на первый взгляд новейший марсоход почти полностью заимствует дизайн Curiosity, эти два аппарата нельзя назвать близнецами. Дело в том, что каждый из этих аппаратов будет играть свою собственную роль в продолжающемся исследовании Марса и поиске древней жизни.
Ниже предлагаем вашему вниманию небольшой обзор отличий этих аппаратов друг от друга.
Миссия
Приземлившись на Марсе в 2004 году в поисках воды роверы-близнецы Spirit и Opportunity смогли обнаружить доказательства того, что красная планета когда-то имела устойчивые резервуары воды, ещё до того, как стала холодной пустыней. Но когда это произошло и почему?
Поэтому НАСА запустило самый большой марсоход Curiosity, чтобы узнать больше об изменениях климата на Марсе. С момента посадки в 2012 году Curiosity до сих пор бродит по кратеру Гейла, который, как он выяснил, миллиарды лет назад содержал озеро и в целом имел среду, которая могла бы поддерживать микробную жизнь. Марсоход продолжает искать подсказки, связанные с этим климатом, поскольку в настоящее время он поднимается на гору Эолида высотой 5 километров, которая находится в кратере Гейла и частично образована в результате активности воды.
На этой иллюстрации показаны марсоходы Curiosity и “Марс-2020”. Видно, что новейший марсоход заимствует дизайн Curiosity, но каждый из них имеет свою собственную роль в продолжающемся исследовании Марса и поиске древней жизни. Источник: NASA/JPL-Caltech
А уже в следующем году марсоход миссии “Марс-2020” также будет исследовать, сформированные водой: он будет работать в кратере Джезеро на расстоянии около 6050 километров от Curiosity. Известно, что новый кратер является местом древней дельты реки. Но миссия 2020 года сделает и новый научный шаг: аппарат будет искать фактические признаки присутствия жизни в прошлом, или биосигналы, забирая образцы твёрдых пород и грунта, которые могут быть извлечены будущими миссиями и возвращены на Землю для углубленного изучения.
Научные приборы
Шасси марсохода “Марс-2020”, или, как говорят инженеры, его тело, примерно на 13 сантиметров длиннее, чем Curiosity, а также тяжелее: 1025 килограмм по сравнению 899 килограммами Curiosity. Разница в весе имеет отношение к инструментам, которые на себе несёт каждый из марсоходов.
Начнём с роботизированного манипулятора: у Curiosity он имеет длину 2,2 метра и несёт на себе вращающуюся 30-килограммовую башню, оснащенную научной камерой, химическим анализатором и буром. Научная лаборатория ровера способна распылять образцы породы и собирать этот порошок в корпус, где два инструмента-анализатора могут определить химический и минеральный состав пород.
Манипулятор имеет ту же длину, что и Curiosity, но его башня весит больше – 45 килограммов, потому что она несёт более крупные инструменты и более крупное сверло для бурения. Сверло будет добывать неповрежденные куски породы, а не распылять их, которые будут помещены в контейнеры для образцов.
“Глаза и уши”
Все марсианские миссии НАСА благодаря своим камерам позволяли любому человеку с интернетом путешествовать вместе с учёными и инженерами, исследующими планету. Curiosity делал это посредством 17-ти камер, установленных на его мачте и теле, четыре из них – цветные.
Аппарат миссии “Марс-2020” будет иметь 23 камеры, большинство из них цветные. Новый марсоход также включает в себя особые “уши ” – два микрофона для захвата не только первых звуков посадки на Марс, но и марсианского ветра и работу химического анализатора, испускающего лазер на исследуемые предметы. Mastcam-Z является улучшенной версией камеры Mastcam на Curiosity, имеет возможность масштабирования и будет записывать видео высокой четкости и панорамы.
Колёса
Работа Curiosity на Марсе подготовила новую команду к условиям “бездорожья” на красной планете. Когда в алюминиевых колесах марсохода-ветерана стали появляться дыры (!!!!!), инженеры поняли, что острые камни, находящиеся на поверхности Марса, оказывают на колеса большее влияние, чем ожидалось. Тщательное планирование маршрута движения, наряду с обновлением программного обеспечения по их управлению, позволит их сохранить для оставшейся части путешествия Curiosity вверх по горе Эолида.
В то время как колёса “Марс-2020” сделаны из тех же материалов, они немного больше и уже, а толщина почти на миллиметр больше. У Curiosity грунтозацепы имели треугольную форму, а у нового марсохода она будут прямые и вдвое больше – 48 вместо 24. Продолжительные испытания на имитаторе марсианской поверхности в Лаборатории реактивного движения показали, что такие протекторы лучше выдерживают давление острых камней, но так же хорошо чувствуют себя на песке.
Компьютерный “мозг”
Марсоходы не ездят по Марсу сами по себе. Специальные группы учёных и инженеров посылают им тщательно разработанные списки задач в начале каждого марсианского дня. Затем, специалисты, занятые управлением марсоходов с Земли, ждут, когда ровер сообщит о приёме, прежде чем планировать следующее перемещение. Чем больше аппарат сможет проехать самостоятельно, тем больше времени у программистов уходит на закладывание новых команд.
Некоторые новые модули миссии “Марс-2020”, отличные от Curiosity. Источник: NASA/JPL-Caltech
После приземления Curiosity, команде управления марсохода потребовалось около 19-ти часов, чтобы проанализировать данные за день, сформировать и протестировать команды, а затем отправить эти команды обратно марсоходу. За прошедшие годы специалисты сумели отточить свои навыки, что позволило сократить время, необходимое для разработки плана операций каждого дня, до семи часов, а определённая степень возможности автоматической навигации позволила Curiosity самостоятельно предпринимать некоторые шаги.
Но у ровера новой миссии будет ещё более совершенный компьютер, который позволит ему вычислять путь в пять раз быстрее, чем Curiosity. Эта способность самостоятельного передвижения будет иметь ключевое значение для сокращения количества времени, необходимого команде для планирования операций на каждый день. В рамках новой миссии специалисты намерены сократить ежедневные операции всего до пяти часов. Более быстрый темп обработки операций позволит ему охватить больше территории и собрать больше образцов в ходе основной миссии. “Марс-2020” не будет двигаться быстрее, чем его старший брат, но большая автоматизация означает, что он потенциально может двигаться дальше и собирать больше научных данных, не дожидаясь реакции инженеров на Земле.
Посадка
Curiosity полностью изменил все наши представления о посадке автоматических станций на планеты. А всё дело в использовании радикально нового метода под названием “небесный кран”. Эта система на заключительном этапе посадки ровера спустила его на поверхность на тросах с восьмиметровой высоты. “Марс-2020” будет использовать этот же процесс посадки, но также будет использовать и новую важную технологию: способность навигации относительно местности. Бортовой компьютер сопоставляет изображения поверхности, передаваемые с камеры с данными на карте, чтобы удерживать космический аппарат в области цели посадки. Эта же система позволит марсоходу приблизиться к идеальному месту посадки ближе на несколько километров, прежде чем использовать парашют.
Всё для людей
Программа НАСА под названием Artemis (“Артемида”) направлена на возвращение астронавтов на Луну к 2024 году и подготовку к будущему исследованию Марса. Уже марсоход Curiosity начал свою работу по реализации этой задумки: ровер несёт на себе инструменты, которые будут изучать марсианскую радиацию у поверхности и погоду.
В новую же миссию, помимо климатической станции, будут включены проектные образцы скафандров, что позволит учёным изучить то, как они деградируют. Генератор кислорода будет испытывать особую технологию, опять же предназначенную для астронавтов, способную создавать ракетное топливо из атмосферы Марса. Подземный радар, подобный тому, что установлен на марсоходе, когда-нибудь можно будет использовать для обнаружения подповерхностного водяного льда
По информации НАСА.
Источник: