Марсоходы решили разместить внутри корпуса, аналогичного тому, который был использован в миссии Mars Pathfinder 1997 года. С этим посадочным модулем на Марсе оказался и миниатюрный марсоход Sojourner. Поскольку первая тройка марсоходов NASA уже вышла из строя, в настоящее время по красным дюнам рассекает всего лишь один ровер. Фото Красной планеты полученное с посадочного модуля Pathfinder, который доставил на поверхность Марса самый первый марсоход Sojourner. С тех пор на Марс решили запускать только «лоукостеры», одним из которых стал миниатюрный и похожий на игрушку марсоход Sojourner.
Первый марсоход NASA Sojourner совершил посадку на поверхность Красной планеты 25 лет назад
Научпоп Посылка для землян: В NASA показали находки марсохода Perseverance и обратились за помощью Работающий на дне древнего марсианского озера ровер, возможно, обнаружил там признаки внеземной жизни, но как это прояснить, пока не понятно. Оставлены они для того, чтобы потом их забрал и отправил к Земле другой марсоход. Это задача историческая по двум причинам: во-первых, ещё никогда человечество не доставляло на Землю грунт с другой планеты, а во-вторых, кто знает, а может быть, в этом грунте всё-таки есть признаки жизни на Марсе? Снимок марсианской поверхности с обозначенными на нём местами расположения капсул с собранным грунтом. Точнее, это астероидный кратер, который образовался в эпоху полноводного Марса и вскоре заполнился водой точно так же, как превращаются в озёра кратеры земные. Именно поэтому его и выбрали для миссии Perseverance, и поэтому же он называется Езеро — это на многих славянских языках значит "озеро".
Прошлое и настоящее марсианского кратера Езеро художественная анимация.
В этот раз посадка вышла более удачной. Аппарат успешно приземлился на поверхность и успел передать на Землю нечеткое изображение местности. Однако через 14 секунд связь с марсоходом была прервана навсегда. До сих пор нет единого мнения насчет того, что с ним случилось. Наиболее популярные гипотезы говорят о попадании в пылевую бурю, повредившую систему аппарата.
ПрОП-М с Марса-3 стал первым в истории искусственным аппаратом, удачно спустившимся на поверхность Марса. Этот марсоход также отличился наличием уникальной системы передвижения — лыж. Такой необычный выбор был сделан из-за слабо изученной поверхности Марса. Успешные миссии на поверхности Марса Соджорнер Первая полностью успешная марсоходная миссия состоялась только в 1997 году. Это была часть американской программы «Марс Патфайндер». Целью программы стала доставка и спуск марсохода «Соджорнер» на поверхность красной планеты.
Посадка вышла не слишком мягкой — после сильного столкновения с поверхностью, марсоход несколько раз отскакивал от нее, прежде чем остановиться. Несмотря на все опасения, аппарат не получил серьезных повреждений и был полностью готов к работе. Но и тут все обошлось — связь была налажена уже через сутки, и марсоход приступил к выполнению своих целей. Связь с Землей марсоходу обеспечивала антенна, транслирующая сигнал к орбитальной станцией, имевший прямую связь с научным центром NASA. Энергию для работы марсоход черпал из солнечных батарей, установленных на его поверхности. Вместительность батарей позволяла ему работать в течение нескольких часов даже ночью.
Марсоход Соджорнер имел 3 камеры. Две из них использовались для создания широких панорамных снимков.
Последние нужны были, потому что иногда энергии для функционирования устройства высокого усиления не было достаточно.
В таких случаях сведения получали по ним. Функционированием механизма занимался компьютер RAD 6000. Научные инструменты Рентгеновский спектрометр Alpha Proton — Определяет элементный состав горных пород и почв.
Три камеры — предоставляли изображения окружающей местности для геологических исследований и документировали рабочие характеристики местности. Прибор для определения структуры атмосферы и пакет метеорологии — измерял марсианскую атмосферу во время спуска и проводил метеорологические измерения в точке прибытия. Посадка Место десантирования выбрали в северном полушарии одном из самых скалистых частей Марса называемом Ares Vallis.
Этот район представлял важный научный интерес, он содержал большое разнообразие камней, где когда-то текла вода. Поверхность в районе равнины Хриса была относительно безопасной. Координаты приземления: 19.
Как это было Он вошёл в атмосферу планеты и приземлился, используя новаторскую систему, включающую входную капсулу, сверхзвуковой парашют, твёрдые ракеты и огромные подушки безопасности для смягчения удара. Её получили из оригинальной конструкции посадочного аппарата Viking Mars. Бортовой компьютер корабля использовал бортовые акселерометры для вычисления нужного момента накачки парашюта.
Через 20 секунд теплозащитный экран был выпущен пиротехнически. Ещё через 20 секунд он отделился и опустился с задней стенки на 20-метровую уздечку. При достижении 1,6 км над землёй, компьютер использовал радар для вычисления высоты и скорости снижения.
Эти сведения применялись компьютером для вычисления времени последующих событий посадки. Когда аппарат опустился на высоту 355 метров над землёй, воздушные камеры были надуты меньше чем за секунду. При этом применялись 3 твердотопливных ракетных двигателя с каталитическим охлаждением.
Они генерировали газ. Подушки безопасности создали из четырёх соединённых многослойных мешков. Ракеты запустили на высоте 98 метров над землёй.
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. Это свидетельства либо вулканических извержений, либо столкновения с метеоритом.
История развития марсоходов: Curiosity и не только
Управление историческим путешествием передали Лаборатории реактивного движения Jet Propulsion Laboratory — филиалу Калифорнийского технологического института. К слову сказать, менее чем за месяц до того, 7 ноября 1996 года с того же космодрома стартовала миссия Mars Global Surveyor — на орбиту Красной планеты была доставлена автоматическая станция, которая в течение почти десяти лет передавала на Землю высококачественные снимки, выполняя работу по картографированию Марса. Mars Pathfinder оторвала от земли мощная ракета-носитель «Дельта-2». На преодоление расстояния до Красной планеты ушло более полугода. Известие с воодушевлением восприняли и в Вашингтоне. Даже после приземления лэндер не исчерпал степень своей полезности. Дело в том, что антенна марсохода могла передавать данные только в радиусе 500 метров. Соответственно ровер передавал информацию на лэндер, а тот уже транслировал ее на Землю.
На станции Сети дальней связи NASA в тот день, 4 июля, произошел сбой — и вплоть до следующих суток лэндер сохранял неподвижность. Лишь 5 июля раскрылись створки — и на грунт по металлическому трапу съехала диковинная машина весом 11,5 кг ровер под названием «Соджорнер» Sojourner. С виду она напоминала детскую игрушку, да и по размерам не слишком от нее отличалась: 65 см в длину, 48 см в ширину и 30 см в высоту. К тому моменту у человечества уже был накоплен определенный опыт эксплуатации внеземных колесных транспортных средств — от советского «Лунохода» до роверов, на которых передвигались на Луне американские астронавты. Символично, что свое название дословно означающее «временный житель» или «проезжий» он получил в честь знаменитой чернокожей общественной деятельницы XIX века Соджорнер Трут , боровшейся против рабства, за права женщин и отмену смертной казни. Марсоход был оборудован солнечной батареей, способной работать как при экстремально низких, так и при высоких температурах. Она передавала энергию на аккумулятор, соединенный с одиннадцатью электродвигателями постоянного тока RE016DC мощностью 3,2 Вт, созданными компанией Maxon Motor.
Шесть двигателей вращали колеса, четыре задавали направление движения и один поднимал и опускал спектрометр. Также машину снабдили тремя радиоизотопными элементами с несколькими граммами плутония-238 — для поддержания необходимой температуры в электронном блоке. Марсоход был оборудован шестью колесами диаметром 13 см каждое из которых могло вращаться самостоятельно. Он обладал способностью наклоняться не переворачиваясь на 45 градусов и преодолевать препятствия высотой до 20 см. Из научного оборудования на борту были три видеокамеры и спектрометр, способный определять элементный состав пород и пыли. Управление марсоходом осуществлялось посредством 8-разрядного процессора Intel 80C85 c объемом оперативной памяти в 512 Кб. Программное обеспечение «Соджорнера» могло создавать 3D-карты окружающей местности, определять степень ее проходимости, высоту препятствий, плотность грунта и угол наклона поверхности — и выбирать наиболее надежный маршрут.
Первое путешествие по поверхности Марса Изначально организаторы миссии ставили перед собой не очень амбициозные цели. Уже сам факт посадки на Марс рассматривался как огромное достижение. Предполагалось, что «Соджорнер» проработает в течение семи, максимум 30 марсианских суток и сделает несколько снимков окрестной местности. Я хочу, чтобы они знали: если будет неудача, мы придем к ним пожать руки», — пообещал Голдин. Когда «Соджорнер» оказался на грунте, это был знаменательный момент. А другой сотрудник шутливо посоветовал марсоходу: «Звони домой время от времени». Путешествие «Соджорнера» началось с того, что марсоход осмотрел близлежащий камень.
Этот объект размером с футбольный мяч, имевший на поверхности несколько разноцветных выступов, получил имя «Билл-в-ракушках» Barnacle Bill. Ровер удачно «припарковался» у камня и нацелил на него спектрометр. В «Билле» обнаружили высокое содержание кремния и кварца, обычного для вулканических пород. Поскольку на Марсе вулканов очень мало, геологи начали ломать головы. Они пришли к выводу, что либо «Билла» мог занести на планету метеорит, либо он всё же образовался как осадочная порода… Затем «Соджорнер» осмотрел камень «Йоги». Выяснилось, что он содержит меньше кремния и больше магния, чем «Билл-в-ракушках». Соответственно, «Йоги» признали более старым и примитивным.
Далее «Соджорнер» отснял и отправил на Землю трехмерную круговую цветную марсианскую панораму. Ученые, изучив снимки, сообщили, что, похоже, территория вокруг места приземления аппарата миллиарды лет назад подверглась катастрофическому затоплению. Немедленно встал вопрос: куда с тех пор делась вся эта вода? Определенного ответа тогда получить не удалось… Ежедневно техническая команда проводила два сеанса связи — и с лэндером, и с ровером. Работа продолжалась. Дальнейший план исследований включал близкое знакомство с камнями «Каспер», «Ягненок» и «Скуби-Ду», которые привлекли внимание исследователей белым цветом как оказалось, в них было повышенное содержание кальция. Большой интерес вызвали переданные на Землю снимки марсианских восходов и закатов.
Восход на этих фотографиях оказался розоватым этот оттенок небу придает взвесь окисленного железа в атмосфере , а Солнце — белым. Рано утром на небе бывали видны облака из ледяных кристаллов, но с ростом температуры они исчезали. Научный руководитель проекта Мэтт Голомбек подчеркнул, что резкие изменения давления и обнаружение в марсианской атмосфере облаков стали самыми важными открытиями за первый период работы «Соджорнера». Не всё проходило гладко — из-за огромного расстояния имели место сбои связи, из-за чего марсоход не всегда четко повиновался приказам. Но в целом первая неделя работы «Соджорнера» была охарактеризована участниками миссии как «фантастическая, за пределами самых смелых ожиданий». Специалисты из центра управления объясняли журналистам, что работа с «Соджорнером» настраивает их на особый, «марсианский» лад. В частности, они начали измерять свое время не в земных, а в марсианских сутках, называемых «солами».
Впрочем, длительность одного сола не слишком отличается от земных суток — 24 часа, 39 минут, 35,244 секунды. Вот что такое жизнь по марсианскому солнечному времени». Он показал журналистам свои красно-синие стереоочки и добавил: «Когда солнечные очки выглядят вот так, ты живешь по марсианскому времени. Когда ты начинаешь восхищаться странными камнями, даешь им имена и рассказываешь о них друзьям, это жизнь по марсианскому времени. А тем временем переданные им фотоснимки вызвали на Земле фурор. Люди начали рассуждать о Красной планете в такой тональности, будто высадка человека на ее поверхность состоится не сегодня-завтра. Горячий интерес к миссии проявил и знаменитый британский писатель-визионер Артур Кларк, во многом предсказавший в своих книгах пути развития космонавтики.
Причины выхода станции из строя потом долго изучались, но к единому мнению специалисты не пришли. Не всем удалось выйти даже на земную орбиту. Viking-1 и 2, 1976 год. Первые станции, успешно севшие на поверхность Марса и долго очень долго на ней работавшие.
Результаты «Викинг-2» были сопоставимы — станция работала до апреля 1980 года. Первая за два десятка лет посадка американского аппарата на Марс , ее целью была в первую очередь отработка технических аспектов процедуры. Научная программа была относительно скромной. Тем не менее небольшой на Земле он весил 11, а на Марсе — 4.
Всего «Соджорнер» прошел около 100 метров. Миссия закончилась после того, как вышла из строя стационарная платформа Pathfinder.
По оценкам конструкторов, это позволит ему летать даже в разреженной атмосфере Марса. Предполагается, что «марсолет» будет заниматься ближней разведкой местности для определения наилучшего маршрута марсохода. Пока он находится в сложенном состоянии под днищем марсохода и будет активирован в ближайшее время. Дрон имеет собственный аккумулятор, заряжающийся от солнечных батарей. Предполагается, что он будет активирован на 30-й день работы марсохода, после того как аккумуляторы полностью зарядятся. Даже если «Индженуити» совершит всего один полет, это станет серьезным прорывом — пока над другими планетами беспилотные дроны-разведчики парили только в кинофантастике.
Они будут использоваться не только для ориентации, но и для фотосъемки окружающих пейзажей. Кроме того, на борту установлено два микрофона — уже скоро «Персеверанс» впервые в истории передаст на Землю звуки Марса. В добытых образцах ученые рассчитывают найти следы жизни Верни мой грунт Марсоход «Персеверанс» начнет большую, длительную и одну и очень дорогую космическую миссию по доставке на Землю образцов марсианского грунта. Если всё пройдет удачно, то она продлится 10 лет и закончится в 2031 году. Задача «Персеверанса» — собирать образцы грунта по пути следования и с помощью своей двухметровой роботизированной руки помещать их в герметичные пробирки и складывать в специальную нишу на корпусе марсохода. Сначала предполагалось, что «Персеверанс» будет оставлять их за собой по пути, как Мальчик-с-пальчик хлебные крошки, но потом было принято решение везти их до специально выбранного места посадки. Там «Персеверанс» оставит образцы, которые будут дожидаться следующей миссии, предположительно в 2026 году. Место для образцов называется «26—26—31».
Один из них предназначен для следующего ровера, а другой будет состоять из отлетного модуля и аппарата, остающегося на орбите.
Вес одной ячейки — 118 г. Масса марсохода см. Шесть двигателей вращают колёса, по одному на каждое колесо, 4 задают направление движения и последний поднимает и опускает спектрометр. Марсоход был оборудован шестью колёсами диаметром 13 см, каждое из которых способно вращаться самостоятельно. Мощности батареи хватало для работы аппарата в течение нескольких часов в день даже в пасмурную погоду. Связь с Землёй марсоход поддерживал через посадочную станцию. Антенна марсохода была рассчитана передавать данные на расстояние до 0,5 км. Марсоход был оборудован тремя камерами — передней стереосистемой и задней одинарной камерой.
Mars Pathfinder
Марсоходы решили разместить внутри корпуса, аналогичного тому, который был использован в миссии Mars Pathfinder 1997 года. Новый марсоход тяжелее почти на центнер и весит практически как малолитражка — 1025 кг. Всего, марсоход Sojourner проработал 83 дня и проехал около 100 метров по поверхности Красной планеты.
Новое изображение NASA представило печальную судьбу китайского марсохода
NASA Помимо стандартного набора камер для съемки фотографий планеты он также был оснащен спектрометром: специальным устройством, которое изучало химический состав марсианской почвы за счет радиации. Изначально исследователи рассчитывали, что длительность экспедиции составит всего семь солнечных дней, максимум месяц, если повезет. Однако на практике стойкость маленького марсохода превзошла ожидания его создателей. Вместо запланированной недели он проработал почти три месяца, за это время собрав невероятный объем информации. NASA Спустя восемьдесят три солнечных дня исследователи потеряли связь со станцией: комплекс антенны пришел в негодность. Несмотря на то, что сам «Соджорнер» находился в полном порядке, инженеры больше не могли контролировать марсоход.
Согласно отчету независимой экспертизы, существует «почти нулевая вероятность» того, что два основных элемента MSR — посадочный модуль для поиска образцов, разработанный NASA, и орбитальный аппарат возвращения на Землю от Европейского космического агентства — будут готовы к запуску в 2027 или 2028 году.
Также эксперты отметили, что средств, запрошенных для MSR, недостаточно. Проведенный в 2020 году анализ показал, что миссия обойдется примерно в 3,8-4,4 миллиарда долларов.
Марсоход, получивший название "Чжужун", займётся исследованием грунта, ионосферы и климата. Автоматическая межпланетная станция "Тяньвэнь-1" была запущена 23 июля 2020 года при помощи ракеты-носителя "Чанчжэн-5" с космодрома Вэньчан, расположенного в южно-китайской провинции Хайнань. 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.
Они могут функционировать при температуре до —100 C. Атмосферные и метеорологические датчики. Система управления Sojourner Соджорнер является шестиколёсным транспортным средством. Задачи управления Sojourner были распределены на 6 двигателей колёс. На одно колесо приходился 1 двигатель.
Четыре из них отвечали за направление движения. Ещё один двигатель Mars Pathfinder отвечал за спектрометр. Источник питания Электропитание марсоход Sojourner производила 1 панель солнечной батареи. В её составе было 234 фотоэлектрических элементов. Эти компоненты созданы на базе арсенида галлия. Мощность батареи 15 Вт, вес — 0,340 кг, а площадь равнялась 0,22 м2. Ход миссии Максимальная скорость передвижения по поверхности составила один сантиметр в секунду, общей сложности он проехал около 100 метров, не более 12 метров от станции Pathfinder.
Предназначенный для миссии продолжительностью 7 солов с возможным продлением до 30 сол, Sojourner rover был фактически активен в течение 83 сола 85 земных дней. Базовая станция провела последний сеанс связи с Землёй в 3:23 утра по тихоокеанскому летнему времени 27 сентября 1997 года. Роверу нужна была базовая станция для связи, несмотря на то, что она всё ещё функционировала в момент окончания связи. Результаты миссии Миссия провела серию научных исследований: анализ атмосферы Марса его климата, геологии и состава пород. От приземления до последней передачи сведений 27 сентября 1997 года Mars Pathfinder предоставил 2,3 млрд битов информации, больше 16 500 изображений с посадочного аппарата и 550 изображений с ровера, а также более 15 химических анализов горных пород и почвы и обширные данные о ветрах и других погодных факторах. Результаты Соджорнер ровер исследований, проведённых научными приборами как на посадочной, так и на ровере, позволяют предположить, что когда-то исследуемая планета была тёплой и имела жидкую воду. Mars Pathfinder был успешной разработкой.
Функционировал аппарат большее количество времени, чем рассчитывали его создатели. Миссия принесла исследователям много полезных фактов. Благодаря, Mars Pathfinder учёные смогли понять некоторые тайны планеты.
Все марсоходы, побывавшие на Красной планете
Цветное изображение, сделанное Соджорнер марсоход своего колеса оставляет следы на Марсе. 3) американский марсоход «Соджорнер» (Sojourner) работал на Марсе с 4.07.1997 по 27.09.1997. Проехал 100 метров, пока не прервалась связь. Название марсохода Соджорнер дословно означает «временный житель» или «проезжий», оно было дано победителем голосования — 12-летним мальчиком из штата Коннектикут, США[1].
Мини марсоход Соджорнер на борту спускаемого аппарата Патфингер
| Год на Марсе: что успел сделать ровер Perseverance | РБК Тренды | Марсоход Zhurong так и не вышел из запланированного режима гибернации, и теперь руководитель миссии рассказал, почему. |
| Посылка для землян: В NASA показали находки марсохода Perseverance и обратились за помощью | Марсоход подвергся тщательному тестированию, имитировавшему суровые условия, с которыми он столкнётся на Марсе в роли полевого геолога. |
| Состоялся последний сеанс связи с марсоходом Соджорнер - Знаменательное событие | В июне сотрудники миссии марсохода заметили свет вдалеке на изображении, отправленном Perseverance. |
От «Марса-3» до «Кьюриосити». Все марсоходы, которые шагали по Красной планете
«Соджорнер» оказался своеобразным прародителем нескольких поколений всё более совершенных марсоходов. На данный момент марсоход бездействует, но он успел передать важные данные, которые помогли сделать важное открытие на Марсе. Первый марсоход Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США под названием Sojourner вместе с посадочной платформой. Главный конструктор китайской программы исследования Марса представил долгожданный комментарий о статусе китайского марсохода Zhurong (Чжучжун), который сохраняет. Хотя марсоход в последний раз видели на снимках Pathfinder на расстоянии 43 футов (13 м) от него, Соджорнер продолжал ехать и после этого.
Год на Марсе: что успел сделать ровер Perseverance
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. Поворотный механизм выполнен на основе сервоприводов. Такие приводы расположены на каждом из передних и задних колёс, средняя пара таких деталей не имеет.
Поворот передних и задних колёс марсохода осуществляется при помощи электромоторов, действующих независимо от моторов, обеспечивающих перемещение аппарата. Когда марсоходу необходимо повернуть, двигатели включаются и поворачиваются на нужный угол. Всё остальное время они, наоборот, блокируют поворот, чтобы аппарат не сбивался с курса из-за случайного движения колёс. Переключение режимов поворот-тормоз производится с помощью реле.
Марсоход «Соджорнер» приступил к научным экспериментам 6 июля 1997 года, в частности, изучению ближайшего камня. В этот же день была также передана круговая панорама, снятая камерой марсианской станции. В дальнейшем марсоход изучил еще несколько камней, а станция измеряла параметры ветра, температуру и делала снимки. Последний сеанс связи с марсианской станцией состоялся 27 сентября. Программа «Марс Патфайндер» была признана законченной 10 марта 1998 года. Марсианская станция проработала на поверхности планеты 3 месяца, гораздо больше расчетного времени, по плану предполагалось проработать от недели до месяца. Батарея использовалась для нагрева электроники станции до уровня чуть выше ожидаемой ночной температуры Марса. После отказа батареи низкие температуры привели к выходу из строя критически важных систем и потере связи. Научные результаты программы «Марс Патфайндер» Получив несколько изображений неба при различном положении светила, ученые смогли определить, что радиус частиц в составе розовой дымки составляет около 1 микрометра. Судя по цвету, грунт богат гидроксидом железа, что говорит в пользу теории о теплом влажном климате в прошлом. Патфайндер нес на своем борту несколько магнитов для оценки магнитной составляющей марсианской пыли. В конце концов, все кроме одного магнита покрылись пылью.
Его размеры составляли 0,65 x 0,48 x 0,3 м. В нём применялись 11 двигателей постоянного тока. Созданы они были фирмой Maxon Motor. Мощь каждого составляла 3,2 Вт. Они могут функционировать при температуре до —100 C. Атмосферные и метеорологические датчики. Система управления Sojourner Соджорнер является шестиколёсным транспортным средством. Задачи управления Sojourner были распределены на 6 двигателей колёс. На одно колесо приходился 1 двигатель. Четыре из них отвечали за направление движения. Ещё один двигатель Mars Pathfinder отвечал за спектрометр. Источник питания Электропитание марсоход Sojourner производила 1 панель солнечной батареи. В её составе было 234 фотоэлектрических элементов. Эти компоненты созданы на базе арсенида галлия. Мощность батареи 15 Вт, вес — 0,340 кг, а площадь равнялась 0,22 м2. Ход миссии Максимальная скорость передвижения по поверхности составила один сантиметр в секунду, общей сложности он проехал около 100 метров, не более 12 метров от станции Pathfinder. Предназначенный для миссии продолжительностью 7 солов с возможным продлением до 30 сол, Sojourner rover был фактически активен в течение 83 сола 85 земных дней. Базовая станция провела последний сеанс связи с Землёй в 3:23 утра по тихоокеанскому летнему времени 27 сентября 1997 года. Роверу нужна была базовая станция для связи, несмотря на то, что она всё ещё функционировала в момент окончания связи. Результаты миссии Миссия провела серию научных исследований: анализ атмосферы Марса его климата, геологии и состава пород. От приземления до последней передачи сведений 27 сентября 1997 года Mars Pathfinder предоставил 2,3 млрд битов информации, больше 16 500 изображений с посадочного аппарата и 550 изображений с ровера, а также более 15 химических анализов горных пород и почвы и обширные данные о ветрах и других погодных факторах. Результаты Соджорнер ровер исследований, проведённых научными приборами как на посадочной, так и на ровере, позволяют предположить, что когда-то исследуемая планета была тёплой и имела жидкую воду.
Определённая 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 1300 до 2000 км. Научные результаты дали дополнительные подтверждения гипотезы о том, что когда-то Марс был более «влажным и тёплым». Sojourner исследует камни Sojourner отправляется к камню « Йоги » выделен кругом Марсоход начал исследовать первый камень на третий сол. Камень получил название « Барнакл-Билл » англ. Barnacle Bill. Изучение состава осуществлялось альфа-протон-рентгеновским спектрометром APXS в течение 10 часов. Следующим объектом для исследования стал камень, получивший название « Йоги ». Камень напоминал голову медведя, поэтому был назван в честь героя мультипликационных фильмов медведя Йоги Биар англ. Yogi Bear. Анализ c помощью APXS показал, что камень представляет собой кусок базальтовой породы, более примитивный по элементному составу, чем «Барнакл Билл». Форма и структура поверхности «Йоги» дают возможность предположить, что он принесён потоками воды. Затем учёных привлёк своей беловатой окраской камень «Скуби-Ду» Scubee-Doo , к нему был отправлен ровер с целью проверить, не покрыт ли камень осадочной коркой. На 18-й сол были успешно приняты результаты измерений «Скуби-Ду», а на 21-й сол закончен анализ данных по составу камня.