«Соджорнер» оказался своеобразным прародителем нескольких поколений всё более совершенных марсоходов. Низкий центр тяжести спасал Sojourner от опрокидывания на 45-градусном склоне, но при этом марсоход был способен преодолевать препятствия высотой до 20 см. Фото Красной планеты полученное с посадочного модуля Pathfinder, который доставил на поверхность Марса самый первый марсоход Sojourner. Электропитание Sojourner осуществлялось с помощью солнечной батареи с элементами на основе арсенида галлия.
История развития марсоходов: Curiosity и не только
Так же, как Pathfinder когда-то взял с собой Sojourner, Perseverance принес Ingenuity, маленький вертолет, показавший, что управляемый полет в разреженной атмосфере Марса возможен. В 1997 году NASA отправило к Красной планете марсоход Соджорнер, и с тех пор на ней побывало пять марсоходов. 4 июля 1997 года первый успешно функционирующий марсоход "Соджорнер" совершил посадку на поверхность Марса. «Соджорнер» — марсоход космического агентства НАСА, запущенный в рамках программы «Марс Патфайндер».
Starship может осуществить миссию по возвращению образцов марсианского грунта на Землю
Как известно, первый маленький марсоходик «Соджорнер» (Sojourner) якобы катался по Марсу с 4 июля по 27 сентября 1997 года. Марсоход Sojourner сделал этот снимок на третьи сутки пребывания на Марсе. Марсоход "Соджорнер" на Марсе, 4 июля 1997 года. Цель MSR — сбор образцов марсианского грунта, подготовленных марсоходом Perseverance, и возвращение их на Землю. 4 июля, аккурат в День независимости, на Марсе приземляется американский корабль «Патфайндер», из него вылупляется марсоход «Соджорнер» и живет на Марсе до октября.
ФотоТелеграф
Проведенный в 2020 году анализ показал, что миссия обойдется примерно в 3,8-4,4 миллиарда долларов. А в новом отчете смета выросла до восьми-девяти миллиардов. Для спасения Mars Sample Return NASA сделала публичный запрос к частным космическим компаниям, которые смогли бы предложить более дешевое решение по возвращению образцов, собранных марсоходом Perseverance.
Патфайндер нес на своем борту несколько магнитов для оценки магнитной составляющей марсианской пыли. В конце концов, все кроме одного магнита покрылись пылью. Так как самый слабый магнит не собрал на себе ни частички грунта, был сделан вывод, что воздушная пыль не содержит чистый магнетит - магнитный железняк, или оксимагнетитов. Вероятно, оседание пыли было спровоцировано оксидом железа. Позднее, используя более простые инструменты, марсоход Спирит обнаружил, что только наличие магнетита может объяснить магнитные свойства пыли и почвы Марса. Ежедневное отслеживание доплеровского смещения и менее частое измерение расстояния между космическим аппаратом и станциями дальней космической связи во время сеансов связи позволило определить положение марсианской станции и направление оси вращения Марса.
Полученные данные, с учетом сведений ранее полученных спускаемыми аппаратами Викинг, позволили втрое улучшить определение прецессионной константы Марса. Определенная степень прецессии согласуется с гипотезой что негидростатическая составляющая полюсного момента инерции вызвана существованием огромного вулканического нагорья Фарсида. Вычислено что радиус металлического ядра Марса составляет от 1 300 до 2 000 километров. Всего было передано 16,5 тысяч снимков камеры марсианской станции и 550 снимков камер марсохода, проведено 15 анализов пород. Научные результаты дали дополнительные подтверждения гипотезы о том, что когда-то Марс был более «влажным и теплым». Марсоход начал исследовать первый камень на третьи марсианские сутки.
Основной задачей миссии была проверка в марсианской среде различных технических решений. Длина марсохода 0,65 м, масса 11,5 кг Панорама с различными положениями марсохода возле посадочного модуля. Всего «Соджорнер» преодолел дистанцию примерно в 100 метров до потери связи.
В результате получилась цифра в 7119 килограммов обломков, валяющихся где-то на Марсе. Марсианский мусор включает в себя выброшенное оборудование, неактивные космические аппараты, а также те, которые разбились на поверхности — в частности, советский орбитальный аппарат «Марс-2», совершивший аварийную посадку в 1971 году. Советский орбитальный аппарат «Марс-2» Фото: Wikimedia Commons Мало того, что люди уже загрязняют другую планету, ученые опасаются, что обломки могут загрязнить образцы, собираемые марсоходом NASA Perseverance, который в настоящее время ищет древнюю жизнь на Марсе. Несколько недель спустя ровер подобрался поближе к источнику света в районе Хогваллоу-Флэтс и получил панораму высокого разрешения на 360-градусную камеру Mastcam-Z. Изображение показало, что яркий свет был отражением теплового одеяла, которое использовалось для защиты Perseverance от экстремальных температур, которые он испытал во время посадки. Одеяло оказалось зажато между несколькими марсианскими камнями.
Starship может осуществить миссию по возвращению образцов марсианского грунта на Землю
В отличие от Спирита, Оппортьюнити нигде не застрял был один случай, но его удалось освободить , и продолжает работать до сих пор, побив все рекорды по долгожительству среди всех марсоходов. Оппортьюнити — один из наиболее совершенных марсоходов. Он снабжен мощным компьютером по меркам 2003 года , имеет отличную конструкцию, прекрасное программное обеспечение и множество оборудования. Например, когда марсоходу приказывают двигаться к какой-либо точке, он проводит анализ местности на наличие опасных и труднопреодолимых мест, затем делает снимки двумя камерами и на основе стереоизображения определяет наиболее легкий маршрут. Этот процесс периодически повторяется, и напоминает работу обычного зрения. Работа марсохода была рассчитана на 90 солов 92.
Данные, переданные им, бесценны. За неоценимый вклад в науку именем этого марсохода даже назвали астероид. Дополнение: 13 февраля 2019 года миссия Opportunity была прекращена. Марсоход с 18 июня 2018 года не выходил на связь, когда на Марсе бушевала мощная пылевая буря, охватившая всю планету. Солнечные батареи несколько недель не могли получать достаточно света для энергосети.
С тех пор связь с Opportunity пропала и установить её не удалось. Подробнее об этом… Марсоход Curiosity Именно к марсоходу Curiosity «Любопытство» сегодня приковано внимание всех неравнодушных людей. Снимки, сделанные этим аппаратом, заполонили интернет, и большое количество людей пытаются рассмотреть на них некие артефакты, из чего потом появляются сенсационные заголовки. Марсоход Кьюриосити оказался на Марсе в августе 2012 года, и сейчас это пока самый новый и современный аппарат на этой планете. Он же и самый большой — если сравнивать его с предыдущими моделями, то этот просто гигант, на Земле весящий 900 кг, и он даже больше советского «Лунохода».
Этот марсоход представляет собой мощную автономную лабораторию. Если предыдущие модели имели небольшой набор оборудования, в основном геологического, то здесь есть практически всё — марсоход может как изучать химический состав всего, что попадется на пути, так и искать следы жизни. Кстати, такое оборудование используется впервые — оно способно изучать молекулярный состав образцов и сможет обнаружить даже обрывки органических молекул, если они попадутся. Цель марсохода — собрать максимум информации, достаточной для планирования освоения Марса непосредственно человеком в ближайшем будущем. Поэтому он ведет всесторонние исследования с использованием большого набора научных приборов.
В феврале она достигла орбиты Марса. Но только Соединённым Штатам удавалось успешно эксплуатировать марсоходы на Красной планете. Агентство сообщает , что председатель КНР Си Цзиньпин поздравил в субботу представителей аэрокосмической отрасли Китая с успешной посадкой "Тяньвэнь-1" на Марс. Как отметил глава государства, успешная посадка аппарата на Марс ознаменовала новый этап в межпланетных исследованиях КНР. Длина ровера составляла 65 см, ширина — 48 см, высота — 30 см, вес — 10,5 кг.
Теперь стало известно, что до последнего климатического изменения на планете было еще холоднее. Китайская команда использовала мультиспектральные камеры, спектрофотометры, магнитные датчики и радар Zhurong; а затем добавила спутниковые фотографии очень высокого качества с орбитального зонда Tianwen-1. Ученые пришли к временному промежутку в 400 000 лет, определив, сколько ударных кратеров было обнаружено на вершинах дюн.
Согласно недавно опубликованному исследованию , были получены убедительные доказательства изменения климата на Равнине Утопии, которая находится в восточной части северного полушария Марса. Ледниковые периоды на Марсе сопровождаются масштабным расширением ледяных шапок, как и на Земле, но средняя температура поверхности планеты в этот период сильно изменяется из-за повышения температуры на полюсах и перемещения водяного пара. Ученые обнаружили, что современные дюны образовались совсем под другим углом в отличии от древних дюн. Все это означает, что направление ветра в средних широтах сильно изменилось.
Вечерний 3DNews Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий. Материалы по теме.
Лонгрид: Марсоходы, которые изменили всё. Итоги миссии Spirit и Opportunity
Как известно, первый маленький марсоходик «Соджорнер» (Sojourner) якобы катался по Марсу с 4 июля по 27 сентября 1997 года. Межпланетная посадочная станция Mars Pathfinder и марсоход Sojourner при сборке в предстартовое положение; октябрь 1996 года. The Sojourner Rover has been selected as "The Cool Robot Of The Week" for December 2-8, 1996.
Соджорнер (марсоход)
Использование солнечных батарей на поверхности Марса затрудняется частыми и продолжительными пыльными бурями. Во время пыльных бурь предлагается использовать электрогенераторы, основанные на трибоэффекте. В работе представлены компоновочные решения и проработаны основные узлы аппарата. Введение Земляне готовятся к экспедиции на Марс. По российской программе в состав межпланетного комплекса будут входить корабль, солнечный буксир, взлетно-посадочный комплекс и корабль возвращения. После выхода корабля на круговую орбиту вокруг Марса взлетно-посадочный комплекс с экипажем а в первых полетах, возможно, и без экипажа отправится на поверхность планеты и после выполнения запланированной программы направится на корабль для возвращения на Землю. Наша страна имеет богатый опыт конструирования и эксплуатации космической техники.
В меньшей степени это относится к взлетно-посадочному комплексу [1]. Так требуют своего решения: движители и способы передвижения по поверхности планеты, энергообеспечение марсохода во время пыльных бурь. Поиску решения этих проблем и посвящена предлагаемая работа. Условия на Марсе Марс имеет сходства с Землей больше, чем любая другая планета Солнечной системы. В то же время между ними имеются заметные различия, которые нельзя не учитывать при разработке аппарата см. В таблице представлены данные планеты Марс в сравнении с аналогичными данными планеты Земля.
Суровые условия говорят о непригодности Марса для существования земных организмов. Состав атмосферы этой планеты непригоден для дыхания. Низкие температуры на поверхности планеты, низкое давление атмосферы и другие факторы для обеспечения безопасности космических планетарных экспедиций требуют применения защитных средств. Поток солнечной энергии на планете Марс, вследствие удаленности от Солнца, значительно меньше, чем у Земли, и такой источник электроэнергии, как солнечные батареи, будет далеко не всегда достаточен. Это потребует использования других источников. Рельеф Марса отличается большим разнообразием.
Поверхность его ассиметрична и подразделяется на два полушария, резко различающиеся по морфологии: северное представлено равнинами, южное — сильно кратеризованными возвышенностями, причем поверхность южного лежит на 4—7 км выше северного. Границей между этими макрообразованиями служит обширная от 100 до 500 км переходная зона [6]. Для средне— и высокоширотных районов южного полушария характерны многочисленные кратеры, образованные как метеоритной бомбардировкой, так и в результате тектонической активности. Об интенсивной тектонической активности, происходившей примерно 1 млрд. Вследствие наличия атмосферы и интенсивной эрозии кратеры значительно эродированы. Обилие пылепесчаного материала на поверхности планеты обусловлено процессами химического взаимодействия и выветривания, атмосферной эрозией.
В перераспределении по поверхности сыпучего материала играют роль ветры с пыльными бурями [7]. Из вышесказанного можно заключить, что условия для передвижений марсохода являются весьма сложными и это — одна из главных трудностей в разработке аппарата. Аналоги взлетно-посадочного аппарата на Марс Известны следующие марсоходы: 2. Прыгающее транспортное средство рис. Прыжковый двигатель 5 установлен на основании 1 транспортного средства и состоит из наводящего устройства и закрепленной в нем с возможностью установки и фиксации на заданный угол к горизонту направляющей трубы, внутри которой помещены толкатель 8, выполненный из материала с эффектом памяти формы и представляющий собой цилиндр с осевым цилиндрическим каналом, выходящий при нагреве за пределы направляющей трубы, и индукционный нагреватель 7.. Корпус изготовлен по форме шарового сегмента с возможностью опираться в исходном положении на два мотор-колеса 10 и, по меньшей мере, на одно из колес-ленивцев 15 при сжатых под тяжестью транспортного средства пружинах, выполненных пластинчатыми.
На боковых поверхностях корпуса закреплены горизонтальные стабилизаторы 21 с рулями высоты 22, а в хвостовой части — киль 23 с рулем поворота 24. Одна из пластинчатых пружин может быть закреплена одним концом на основании, а другим — жестко соединена с пластинчатой пружиной, на конце которой установлено мотор-колесо 10 с образованием между ними острого угла. Пластинчатая пружина может быть выполнена дугообразной: один конец закреплен на основании, а другой — свободно скользит по нему. Мотор-колеса 10 соединены между собой осью. Этот небольшой космический аппарат помимо научных приборов был оснащен первым в мире марсоходом, названным «Соджорнер», что в переводе с английского означает «путешественник». Посадочный аппарат «Пасфайндера» был снабжен теленизионной камерой, способной давать панорамное стереоскопическое изображение ближайших окрестностей, а также сложным комплексным прибором для изучения структуры атмосферы планеты и ее метеорологических особенностей.
Марсоход «Соджорнер» мог удаляться от посадочного аппарата на расстояние около 500 метров, сохраняя с ним радиосвязь. Помимо телекамер «Соджорнер» был оснащен спектрометром, исследующим химический состав поверхности. Последняя информация с «Pathfinder» была получена 27 сентября 1997 года. При этом и посадочный аппарат, и марсоход проработали значительно дольше запланированного по плану первый был рассчитан на 30 дней работы, второй - на 7. Обе станции с небольшим разрывом во времени совершили благополучную посадку. Источником электроэнергии служат солнечные батареи.
Высота расположения телекамер - 1,5 м, размах солнечных батарей - 2,3 м, диаметр колеса 6 шт. Аппарат оснащён буром, несколькими камерами, микроскопом и двумя спектрометрами, смонтированными на манипуляторе.
Всего он передал на Землю 550 снимков планеты и изучил 15 образцов пород. Станция в этот момент снимала панораму. Марсоход был рассчитан на работу в течение 7—30 солов марсианские сутки, равные земным 24 часам 40 минутам. ТАСС , однако смог проработать 83 сола более двух тысяч часов , пока станция-ретранслятор не вышла из строя и он не потерял связь с Землей. За это время "Соджорнер" проехал всего 100 метров.
Государственным комитетом Российской Федерации по печати. Отдельные публикации могут содержать информацию, не предназначенную для пользователей до 16 лет. На информационном ресурсе применяются.
При подаче на них высокого напряжения появляется сила, действующая в сторону положительно заряженной обкладки, выполненной из проволоки [13]. Удовлетворительного объяснения эффекту Бифельда-Брауна пока не разработано. В доступной литературе методов расчета подобных объектов найти не удалось, хотя известны зависимости, на которые такая методика могла бы опереться. Известно, например, что подъемная сила диска Брауна увеличивается при: —увеличении площади электродов конденсатора, —повышении приложенного к пластинам конденсатора напряжения, —размещении диэлектрика с высокой диэлектрической проницаемостью между пластинами конденсатора. Так при применении в качестве изолятора титаната бария BaTiO3 при потенциале 100 кВ градиент действующей силы будет равен 80 тоннам [13].
В статье [13] приводятся данные экспериментов на установке, разработанной М. При напряжении 17 кВ и потребляемой мощности 3. Таким образом, каждый киловатт мощности создает подъемную силу 25 кг [13]. Эти результаты позволяют рассчитывать на возможность использования эффекта Бифельда-Брауна в устройствах, движущихся над поверхностью Земли и других объектов Солнечной системы. Это явление широко распространено. Оно возникает даже при трении двух поверхностей одного химического состава[14]. В качестве такой пары могут быть использованы частицы пыли, контактирующие с поверхностью марсохода. Предлагаемая конструкция марсохода [15] Предлагаемый спускаемый аппарат состоит из основного модуля и энергообеспечивающей части рис.
Основной модуль смонтирован на основании 1, имеющем 4 мотор-колеса. Основание 1 соединено с корпусом 2, выполненным заодно с кабиной 3 для экипажа основного модуля, имеет форму, близкую к форме верхней половины эллипсоида вращения. К кабине 3 примыкает шлюзовая камера 4. На основании в центре тяжести основного модуля установлен диск Брауна, включающий куполообразный верхний электрод 5 и нижний дискообразный электрод 6, имеющий диаметр в 3 раза меньше диаметра верхнего электрода. Между электродами помещен керамический диэлектрик 7. По периметру нижняя часть корпуса 2 соединена с «юбкой» 8. В исходном положении она защищает нижнюю часть транспортного средства от внешнего воздействия, а при движении в атмосфере — снижает аэродинамическое сопротивление устройства. На нижней поверхности основания 1 закреплены мотор-колеса 9.
Симметрично относительно оси транспортного средства в задней его части установлены направляющие конденсаторы основного модуля 10 и 11. В корпусе марсохода размещены: —блок 12, состоящий из аккумуляторов и распределяющего устройства, на которое подается электрический ток с электрообеспечивающей части марсохода; —отсеки для научного оборудования, образцов и инструментов 13; —системы управления спускаемого аппарата, навигационное оборудование и электрическая схема на чертежах не показаны. Электрообеспечивающая часть марсохода представляет собой основание 14 рис. Между корпусом 2 и основанием 14 установлены ролики на чертежах не показаны для облегчения движения основания 14 по корпусу 2. На основании 14 параллельно его оси симметрии с возможностью принимать вертикальное и горизонтальное положение шарнирно закреплены приемные пластины 15, а в конце основания 14 с некоторым зазором от него установлен экран 16, также установлен противовес экрану 16, расположенный на противоположной части под основанием 14. Приемные пластины 15 с одной стороны имеют солнечные батареи 18 и на стороне, противоположной шарниру — магнитики 19 рис. На другой стороне пластины 15 нанесено трибоэлектрическое покрытие 20, то есть такое покрытие, которое при трении об него песчинок в результате трибоэлектрического эффекта возникают электрические заряды. Пластины 15 размещены на основании 14 попарно таким образом, что при принятии ими вертикального положения взаимно перекрываются солнечные батареи 18, а магнитики 19 притягиваются друг к другу, образуя плотно сцепленные разделители 21 в каждой паре рис.
Поверхности основания 14, открываемые при принятии пластинами 15 вертикального положения, также имеют трибоэлектрическое покрытие. К вершине корпуса 2 изнутри прикреплен электропривод 22, вал 23 которого связан с основанием 14. Приемные пластины 15 и экран 16 снабжены токосъемниками на чертежах не показаны и электрически соединены с блоком 12. Устройство для поднимания приемных пластин 15 в вертикальное положение и опускания их включает соленоид 24 с ферромагнитным сердечником 25, соединенным шарнирно тягами 26 с приемными пластинами 15. В 2006 г. Высокий КПД и компактность нового устройства существенно повысит возможность комплекса. Аппарат работает следующим образом. В отсутствии пыльной бури работают солнечные батареи.
Во время пыльной бури солнечные батареи закрыты и работают элементы с трибоэлектрическим покрытием. Для этого поворачивают основание 14 так, чтобы его ось симметрии совпала с направлением ветра, а приёмные пластины 15 устанавливают вертикально подачей напряжения на спираль соленоида 24. При этом вокруг соленоида 24 возникает магнитное поле, которое втягивает сердечник 25 внутрь соленоида 24. Тяги 26 поворачивают приёмные пластины 15 в вертикальное положение. Их магнитики 19 притягиваются друг к другу и замыкаются по парам, образуя разделители 21 воздушного потока. При этом магнитики 19 на пластинах 15 подобраны таким образом, что их сила притяжения друг к другу на 1-2 порядка слабее раскрывающей силы устройства поднимания и опускания приёмных пластин, благодаря чему магнитики 19 не препятствуют работе этой системы. Воздух, наполненный песчинками, скользит между разделителями 21. Частицы песка касаются трибоэлектрических поверхностей и за счет их взаимного трения электризуются.
А другие находились в передней части марсоходов и должны были собирать пыль, поднимающуюся в атмосфере Красной планеты. Во время остановок он должен был своим магнитным полем вызывать отклонение пылевых частиц, а камера была способна визуально это запечатлеть. Имена Как мы видим, и конструкция роверов, и набор инструментов служили заявленной цели: изучить геологию Марса на мобильной платформе.
Девятилетняя Софи Коллинс, удочерённая девочка из России, написала пронзительное эссе с воспоминаниями о жизни в детском доме в Сибири: Ночью я глядела на сверкающее небо и чувствовала себя лучше. Мне снилось, что я смогу туда полететь. В Америке я могу осуществить все свои мечты.
Спирит прибыл на Марс первым, поэтому сперва поговорим о его достижениях. Spirit Посадка Спирита состоялась 4-го января 2004-го года. Находящийся внутри тормозных подушек аппарат подпрыгнул 28 раз и остановился в 300-та метрах от точки касания поверхности.
И в 13 километрах от цели, кратера Гусева. Однако за все 6 лет работы он так и не успел туда добраться. С первых дней Спирит начал передавать невероятно детальные изображения поверхности Марса: он стал первым аппаратом, способным получать и отправлять такие снимки.
Затем марсоход отправился к холмам Коламбия, путешествие и работа около которых заняли большую часть его миссии. В 2005-м году произошло интересное событие: песчаный дьявол смёл с солнечных панелей аппарата пыль, благодаря чему значительно возросла генерация электроэнергии. Тогда же, с вершины холмов, Спирит получил панораму кратера Гусева.
А путешествие к холму МакКул было отменено из-за отказа одного из передних колёс. В 2007-м году инженеры обновили программное обеспечение обоих марсоходов. Отныне Спирит мог сам решать, стоит ли отправлять на Землю тот или иной снимок.
И стал более автономен в управлении роботизированным манипулятором. Был намечен дальнейший маршрут — на плато около холмов Коламбия под названием Домашняя Плита. Визуализация маршрута марсохода.
Домашняя плита находится на переднем плане Однако в планы учёных в очередной раз вмешалась марсианская погода. Из-за пылевой бури, заслонившей Солнце к концу 2008-го года, вместо обычных 700 ватт-час в день солнечные панели Спирита генерировали около 89-ти ватт. В таких условиях научная работа была полностью остановлена, а все силы — направлены на обогрев ровера.
Однако со временем ситуация улучшилась, ветер частично сдул пыль с марсохода и он смог генерировать до 370-ти ватт-час. Движение и наука продолжились. В 2009-м году Спирит достиг промежуточной цели и выехал на Домашнюю Плиту.
И вслед за погодой марсоходу начала вредить сама геология Красной планеты. Трения было недостаточно, чтобы высвободить его из ловушки и спустя несколько неудачных попыток выбраться, команда приняла решение переформатировать миссию в стационарную, неподвижную. Планировалось, что его новой целью станет измерение крошечных колебаний во вращении Марса: это помогло бы определить природу ядра планеты, то есть понять, жидкое оно или твердое.
Однако для этого марсоход нужно было быть слегка наклонить на север и подставить батареи под зимнее северное Солнце. Необходимый наклон не был достигнут и постепенно аппарат вновь начал терять энергию. Пока 22-го марта 2010-го года связь со Спиритом не была окончательно потеряна.
Попытки дозвониться до марсохода продолжались аж до 25-го мая 2011-го: в этот день миссию окончательно объявили завершённой. Если быстро пробежаться по достижениям Спирита, в 2004-м году он нашёл первые признаки существования воды на Марсе. В 2005-м — получил первые изображения пылевых дьяволов с небольшой дистанции.
В 2006-м в грунте места под названием Тирон обнаружил следы серы и воды. Тогда же около Домашней Плиты Спирит нашёл чёткие признаки древнего взрыва: разбросанные крупные камни поверх мелкой гальки.