До выхода из строя Соджорнера, расстояние, пройденное марсоходом составило 100 метров. На данный момент марсоход бездействует, но он успел передать важные данные, которые помогли сделать важное открытие на Марсе. В рамках программы "Марсопроходец" — Mars Pathfinder, марсоход "Sojourner" (в переводе на русский — "Пришелец") передал 550 снимков и провел 15 анализов пород.
Соджорнер (марсоход)
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. Изучая поступившие снимки, Кларк предположил, что когда-нибудь люди могут заселить Марс — естественно, подвергнув его предварительно терраформированию. Тем более что, по мнению писателя, когда-то давно планета вполне подходила для заселения. Марс тогда очень походил на нашу Землю», — предположил Кларк.
Еще бы пара дней промедления — и обнулилась бы вся оперативная память Mars Pathfinder. Поэтому пришлось на время выключить практически все системы лэндера, кроме нескольких микросхем бортового компьютера, обеспечивавших «контур анабиоза». Как только зарядка батарей закончилась, «контур анабиоза» подал команду «проснуться». Ученые высказали осторожное предположение, что лэндер и ровер смогут проработать еще как минимум один месяц.
Марсоход «Кьюриосити» был запущен с Земли в ноябре прошлого года и в настоящее время, проделав путь в 560 миллионов километров, вошел в атмосферу в четко определенной точке, или «попал в десятку», говорят эксперты. Это удивительный подвиг. Космический корабль проходит над южным полюсом Марса. Он будет исследовать скалы внутри кратера Гейла в поисках признаков когда-либо существовавшей на планете микробной жизни. При разработке системы безопасности посадки НАСА была вынуждена отказаться от подушек безопасности, которые надуваются в момент приземления и смягчают удар о поверхность планеты.
Значительная задержка сигнала между Марсом и Землей делала невозможным прямое управление ровером в стиле «Луноходов». Поэтому аппарат получил автономную навигационную систему. Схема работы навигационной системы первого марсохода выглядела следующим образом. На основе снимков с камер, программное обеспечение Sojourner создавало 3D-карты окружающей местности. Далее бортовой компьютер определял степень проходимости, высоту препятствий, плотность грунта, угол наклона поверхности и выбирал кратчайший и наиболее безопасный путь. Затем, проехав от 0,5 до 2 метров, ровер должен был остановиться, провести повторный анализ местности и вновь продолжить движение. Процесс повторялся до тех пор, пока Sojourner не достигал своей цели или же не получал от ЦУП команду остановиться. Mars Pathfinder был запущен 4 декабря 1996 года. Спустя ровно семь месяцев его спускаемый аппарат вошел в атмосферу Красной планеты. Для посадки модуля была применена комбинация из парашюта, тормозных двигателей, а также смягчивших момент касания надувных амортизационных баллонов. Уже на следующий день после посадки Sojourner съехал по трапу на марсианскую поверхность, после чего приступил к выполнению своей программы к слову, после успешной посадки, NASA переименовала платформу Mars Pathfinder в честь Карла Сагана. Она был рассчитан на семь дней работы с возможностью последующего продления до тридцати дней.
В частности, выяснилось , что миллиарды лет назад некоторые камни находились в потоке пресной воды -ранее считалось, что жидкость на Марсе если и была, то больше напоминала серную кислоту. Также был уточнен состав атмосферы планеты и проведены астрономические наблюдения. В ходе эксплуатации марсоходов оказалось, что марсианский ветер довольно эффективно очищает солнечные батареи от пыли, благодаря чему марсоходы проработали значительно дольше запланированных 90 сол. Марсоход Спирит во время проверки перед запуском. Для мягкой посадки аппарата весом почти в тонну пришлось придумали технологию «Небесный кран»: после финального торможения реактивными двигателями в 20 м от поверхности планеты, «Кьюриосити» опустился со специальной конструкции на нейлоновых тросах. Благодаря этому удалось посадить марсоход на собственные колеса, после чего «небесный кран», увеличив мощность двигателей, отлетел на безопасное расстояние. Ровер несет на борту огромное количество научного оборудования, в том числе камеры с различными фильтрами, спектрометр и прибор ChemCam, который испаряет горные породы вспышками лазера и анализирует спектр излучаемого света. Помимо этого, аппарат способен собирать образцы породы при помощи бура с ковшом и исследовать их в своей химической лаборатории. В ходе своей миссии ему удалось измерить суточные колебания температур на планете, понаблюдать за солнечным затмением, найти следы древнего ручья, проанализировать сотни образцов породы и сделать бессчетное количество селфи. В настоящий момент ровер приближается к своей конечной цели — горе Шарпа , где он проведет последние исследования. После этого ему останется только делать красивые фото Марса и писать в твиттер. Селфи марсохода «Кьюриосити».
Лонгрид: Марсоходы, которые изменили всё. Итоги миссии Spirit и Opportunity
После захвата буровая установка выводит образец на поверхность и доставляет его в лабораторию внутри ровера. Там он измельчается до порошка и распределяется по печам и контейнерам, предназначенным для проведения научных исследований на Марсе. С момента первых испытаний наземной модели марсохода в июне 2021 года инженеры успешно тестировали его перемещение и идентификацию целей для получения изображений и научных данных. Ровер продемонстрировал, что может следовать точным траекториям и исследовать окружающую среду на поверхности и под ней с помощью инструментов, включая камеры, спектрометры, а также радар и детектор нейтронов. Всё это время к путешествию на Марс готовится летный марсоход «Розалинд Франклин», который отправится к Красной планете уже в 2022 году. Старт миссии запланирован в рамках «астрономического окна» в сентябре-октябре 2022 года.
Однако, когда наступил и прошёл декабрь, китайские исследователи продолжали хранить молчание. При этом многофункциональная автоматическая межпланетная станция NASA MRO Mars Reconnaissance Orbiter подтвердила в феврале, что китайский марсоход оставался неподвижным в течение нескольких месяцев. Теперь главный конструктор миссии Чжан Жунцяо Zhang Rongqiao заявил в интервью Центральному телевидению Китая, что ровер не проснулся из-за марсианской пыли, которой скопилось на солнечных батареях марсохода куда больше, чем ожидалось.
Чтобы абразивное воздействие было значительным в графике миссии, марсоход должен был останавливаться через частые промежутки времени и, когда другие пять колес были заторможены, заставлять колесо WAE вращаться, вызывая повышенный износ. После эксперимента WAE на Марсе были предприняты попытки воспроизвести эффекты, наблюдаемые в лаборатории. Интерпретация результатов, предложенная Ferguson et al. Инструмент был разработан, построен и направлен отделением Льюиса «Фотоэлектрическая и космическая среда» Исследовательского центра Гленна. Эксперимент по соблюдению адгезии материалов Основная статья: Эксперимент по соблюдению адгезии материалов Эксперимент по соблюдению материалов MAE был разработан инженерами исследовательского центра Гленна для измерения ежедневного накопления пыли на задней части марсохода и снижения способности фотоэлектрических панелей к преобразованию энергии. Он состоял из двух датчиков. Первый состоял из фотоэлемента, покрытого прозрачным стеклом, которое можно было снять по команде. Ближе к полудню по местному времени были произведены измерения выхода энергии из элемента как со стеклом, так и со снятым стеклом. Из сравнения можно было сделать вывод о снижении выхода ячеек из-за пыли. Результаты для первой ячейки сравнивались с результатами для второй фотоэлектрической ячейки, подвергшейся воздействию марсианской среды. Второй датчик использовал микровесы с кварцевым кристаллом QCM для измерения удельного веса пыли, осевшей на датчике, на единицу поверхности. Это не зависело от того, неподвижен или движется марсоход. Это говорит о том, что пыль, оседающая на марсоходе, была взвешена в атмосфере и не была поднята движением марсохода. Система контроля Соджорнер преодолевает разницу в высоте. Поскольку было установлено, что трансмиссии, относящиеся к вождению Sojourner, происходят один раз в каждый день, марсоход был оснащен компьютеризированной системой управления, чтобы управлять его движениями независимо. Был запрограммирован ряд команд, обеспечивающих соответствующую стратегию преодоления препятствий. Одной из основных команд была «Перейти к путевой точке». Предусматривалась местная система отсчета, источником которой был спускаемый аппарат. Координатные направления фиксировались в момент приземления с учетом направления на север. Во время сеанса связи марсоход получил с Земли командную строку, содержащую координаты точки прибытия, которую он должен был достичь автономно. Алгоритм, реализованный на бортовом компьютере, в качестве первого варианта пытался достичь препятствия по прямой из начальной позиции. Используя систему фотографических объективов и лазерных излучателей, марсоход мог определять препятствия на этом пути. Бортовой компьютер был запрограммирован на поиск сигнала лазеров на изображениях камер. В случае плоской поверхности и отсутствия препятствий положение этого сигнала не изменилось относительно опорного сигнала, сохраненного в компьютере; любое отклонение от этого положения позволяло определить тип препятствия. Фотографическое сканирование выполнялось после каждого продвижения, равного диаметру колес 13 см 5,1 дюйма , и перед каждым поворотом. Одно из изображений обнаружения препятствий, сделанных Sojourner. Лазерный след хорошо виден. При подтвержденном присутствии препятствия компьютер дал команду выполнить первую стратегию, чтобы избежать его. Марсоход, оставаясь сам по себе, вращался до тех пор, пока препятствие не исчезло из поля зрения. Затем, продвинувшись вперед на половину своей длины, он пересчитал новый прямой путь, который приведет его к точке прибытия. В конце процедуры компьютер не помнил о существовании препятствия. Угол поворота колес регулировался потенциометрами. На особенно неровной местности описанной выше процедуре могло бы помешать наличие большого количества препятствий. Поэтому существовала вторая процедура, известная как «продеть иглу», которая заключалась в прохождении между двумя препятствиями по биссектрисе между ними, при условии, что они были достаточно разнесены, чтобы позволить марсоходу пройти. Если бы марсоход наткнулся на просвет до достижения заранее определенного расстояния, ему пришлось бы вращаться вокруг себя, чтобы рассчитать новую прямую траекторию для достижения цели. И наоборот, марсоходу пришлось бы вернуться и попробовать другую траекторию. В крайнем случае, на передней и задней поверхностях марсохода были установлены контактные датчики. Чтобы облегчить направление движения марсохода, с Земли можно было бы управлять соответствующим вращением на месте. Команда была «Поверните» и выполнялась с помощью гироскопа. Три акселерометра измеряли ускорение свободного падения в трех перпендикулярных направлениях, что позволяло измерить уклон поверхности. Пройденное расстояние определялось числом оборотов колес.
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. Новый марсоход к сожалению, «Персеверанс» уже может сломаться к тому времени в течение 13 месяцев перегрузит образцы в отлетный модуль, который выйдет на орбиту Марса, состыкуется с находящимся там аппаратом и отправится в долгий трехлетний путь к Земле.
Астронавт Сернан заявил, что американцы не ходили по Луне
Марсоход провел несколько экспериментов в районе кратера Езеро, «расстреливая» из лазера камни и считывая звук от попадания в них плазмы. Более 200 тыс. Ими ровер сделал более 200 тыс. Снимки помогут ученым изучить особенности ландшафта планеты и подскажут, где искать древние органические молекулы. Первый управляемый полет на другой планете 19 апреля 2021 года вертолет Ingenuity впервые взлетел. Он поднялся примерно на 3 м над поверхностью Марса, ненадолго завис, повернулся, а затем приземлился. Это был первый в истории раз, когда человечество совершило управляемый полет в атмосфере другой планеты. Кроме того, ученые убедились, что на Марсе возможны воздушные исследования, несмотря на разреженную атмосферу планеты ее плотность в 100 раз меньше земной. После этого вертолет совершил еще 19 успешных взлетов, помогая марсоходу ориентироваться. Первый полет Ingenuity Ingenuity не менее важен для ученых, чем Perseverance. Вертолет оснащен двумя камерами: 13-мегапиксельной цветной с возможностью стереоскопической визуализации и черно-белой навигационной.
Эти изображения вызвали настоящий восторг — в частности потому, что Pathfinder был одной из первых настоящих космических миссий эпохи интернета. Когда NASA начало ежедневно публиковать снимки, к ним было так много интереса, что нагрузка на молодой интернет заметно увеличилась. Люди по всему миру смотрели и скачивали изображения сразу же после их появления, придавая миссии невероятную публичную значимость и показывая, что существует огромный интерес к подлинным изображениям, присылаемым из далёких миров. Многие поклонники космоса скачивают необработанные изображения, присылаемые Curiosity и Perseverance, чтобы создавать красивые панорамы и пейзажи. Именно из-за тех ранних фотографий, сделанных Sojourner, многие начали заниматься обработкой изображений. По мере увеличения уверенности инженеров в навигации в тонкой атмосфере Марса и исследовании его поверхности удалённо, размеры марсоходов стали увеличиваться. Sojourner был размером примерно с микроволновую печь, в то время как современные марсоходы Curiosity и Perseverance по своим габаритам ближе к автомобилю. Они были настолько чёткими и ясными для своего времени, что просто глядя на них, люди чувствовали, будто они перенеслись на Марс.
Неудивительно, что они имеют крайне низкое разрешение по сравнению с изображениями, присылаемыми более современными марсоходами. Снимки от Curiosity и Perseverance значительно превосходят их по качеству, каждый из них имеет размер в множество мегабайт. И тем не менее, эти зернистые, искажённые виды на марсианскую поверхность, сделанные Sojourner, до сих пор кажутся красивыми открытками от робота-туриста, бродящего по чужому миру. Результаты работы марсохода Sojourner повстречал и сфотографировал множество уникальных камней, многие из которых получили эксцентричные прозвища от команды миссии. Например, камень, прозванный «Йоги», был так назван, потому что немного напоминал голову медведя. А его соседи получили такие имена, как «Поп-Тарт» и «Барнакл-Билл». Два холма на горизонте учёные креативно прозвали «Пиками Близнецами», а выдуваемый ветром песчаный бархан близ посадочной зоны был окрещён «Песчаной Сиреной». Несмотря на ограниченные возможности научных инструментов Sojourner по сравнению с современными марсианскими лабораториями, они всё равно раскрыли много интересного о Красной Планете — данные, которые они собрали, до сих пор полезны.
Марсоход подтвердил предсказания и надежды учёных о том, что место посадки покрыто разнообразными камнями, принесёнными сюда древними наводнениями. Некоторые камни, как «Йоги», имели вулканическое происхождение, в то время как другие были отшлифованы и «вылеплены» марсианскими слабыми, но неумолимыми ветрами. А есть и те, которые, вероятно, сформировались в условиях наличия жидкой воды. Марсоход также доказал, что Долина Арес когда-то была поймой и прислал изображения песчаных барханов между камнями. Несмотря на ценные научные открытия, сделанные благодаря отправленным Sojourner снимкам, некоторые из наиболее удивительных фотографий представляют собой изображения его самого, запечатлённые Pathfinder. Камера, установленная на высокой мачте посадочного модуля, сделала много фантастических кадров, показывающих марсоход, проходящий между камнями, исследующий грунт своим спектрометрическим «носом». По сравнению с изображениями в высочайшем разрешении, которые сейчас присылает Perseverance, эти фотографии являются не более чем снимками, сделанными одноразовой камерой. Но в них всё равно есть очарование, которым более современные изображения обладают не в полной мере.
И поэтому в конце XIX и начале XX века не было другой планеты, добраться до которой люди хотели так же страстно, как до Марса. Большая часть образованного человечества желала познакомиться с марсианами, но находились и пессимисты: они предупреждали о возможных негативных последствиях от встречи с цивилизацией, которая может оказаться более развитой, чем земляне. В любом случае, поскольку уровень технического развития еще не позволял осуществить марсианскую экспедицию, оставалось отводить душу в литературе. Начиная с 1880-х годов стали в огромном количестве выходить научно-фантастические романы, в которых на разные лады и в разных вариациях рассказывалось о гипотетической встрече марсиан с землянами. Берроуза, «Аэлита» Алексея Толстого — лишь наиболее выдающиеся, а потому дожившие до наших времен образчики этого жанра.
Сам жанр дотянул до начала 1950-х годов, подарив нам напоследок «Марсианские хроники» Рэя Брэдбери. В середине XX века, когда космические полеты перестали быть фантастикой, Марс всё еще оставался в приоритете. Правда, к тому времени вера в марсианскую цивилизацию улетучилась. Оптика в руках астрономов стала мощнее, появились совершенно новые приборы вроде инфракрасных спектрометров. Выяснилось, что Марс — весьма суровая и малопригодная для жизни планета.
Тем не менее человечество очень долго сохраняло веру в обитаемость Марса — почти до самого последнего времени. Ученые надеялись найти там если не высокоразвитых гуманоидов, то по крайней мере микроорганизмы и бактерии. Окончательно эта надежда не иссякла до сегодняшнего дня. Человечество отправило свои аппараты на Марс сразу же, как только представилась такая возможность. СССР с 1960 по 1974 год воплощал программу «Марс», в рамках которой запустил к Красной планете большое количество автоматических беспилотных станций, некоторые из них сумели добраться до ее орбиты.
С их помощью удалось получить сведения о физических свойствах космического пространства между орбитами Земли и Марса и о поверхности Красной планеты. В 1971 году были сделаны две попытки доставить туда первый в мире марсоход ПрОП-М «Прибор оценки проходимости — Марс». Обе они не увенчались успехом: в первом случае марсоход разбился на борту аппарата «Марс-2» при попытке мягкой посадки, а во втором — приземлился, но так и не вышел на связь предположительно, из-за мощной пылевой бури, разрушившей систему связи. В 1980-х СССР осуществил проект «Фобос» , оказавшийся малоудачным — связь с обеими выпущенными к Марсу станциями из-за ряда технических неполадок оказалась потеряна преждевременно. Соединенные Штаты в 1962—1973 годах работали над программой «Маринер», в ходе которой аппараты запускались и к Венере, и к Марсу, и к Меркурию.
Вначале исследования Красной планеты проводились с пролетной траектории, затем с ее орбиты. Потом стартовала уже чисто марсианская программа «Викинг» : в 1976 году на поверхность планеты были доставлены два аппарата, нашпигованные разного рода приборами. Они, хоть и были лишены возможности передвигаться по поверхности, передали массу информации о почве и атмосфере Марса и сделали фотографии марсианских пейзажей. Никаких признаков жизни обнаружить им не удалось. Курс — на долину Ареса!
После успеха миссии «Викинг» в NASA задумались над следующим шагом — доставить на Марс аппарат, который будет не стоять на месте, а передвигаться по поверхности планеты. К слову сказать, подобные планы вынашивались и в СССР, и в постсоветской России, причем выдвигались интересные технические идеи. Лавочкина в 1984 году. При этом рассматривались два конкурирующих варианта шасси. В первые постсоветские годы России, переживавшей период экономических трудностей, не под силу были амбициозные проекты по освоению других планет тут можно вспомнить разве что так и не долетевший до Красной планеты «Марс-96».
Что интересно, при его создании могли быть применены и российские разработки. Россияне предложили оснастить планетоход именно бесклиренсным шасси на конических колесах. Был создан экспериментальный прототип, для которого американская компания McDonnell Douglas, Планетарное общество The Planetary Society и Исследовательский центр имени Эймса Ames Research Center предоставили радиотехнику и телекамеры. Находившаяся в Хантингтон-Бич Калифорния группа управления через спутник направляла движение планетохода на Толбачинском полигоне Камчатка. В марте 1994-го прототип прошел новые испытания в пустыне Мохаве.
В феврале 1995-го машину испытали на склоне гавайского вулкана Килауэа, в ноябре 1996-го — на полигоне в Северной Аризоне. Однако, хотя результат был признан вполне удовлетворительным, американцы при создании окончательного варианта планетохода всё же предпочли «традиционное» шасси. В то время как шли работы по созданию марсохода, более 60 ученых из США и Европы спорили относительно наилучшего места для его высадки. Специалисты по Марсу особенно интересовались областями, где, как предполагали планетологи, присутствуют отложения пород, перенесенных мощными водными потоками, которые струились там в древние геологические эпохи. Эти потоки неслись с гор, прорезая холмистые равнины и твердые породы.
Было рассмотрено несколько районов, в которых эти русла выходили на равнину Хриса именно на ней совершил посадку 20 июля 1976 года «Викинг-1» , выбранные по данным съемки с орбитальных блоков «Викингов». В таком выборе присутствовал известный символизм, так как древнегреческий бог войны Арес является «коллегой» древнеримского бога Марса. Было высказано предположение о том, что долина Ареса образовалась в ходе катастрофического наводнения, вынесшего с гор различные породы и отложения. Ученые даже отыскали подобное место на Земле — район вблизи городов Спокан и Мозес-Лейк в штате Вашингтон, известный как «Паршивая земля» Channeled Scablands. Ученые заранее понимали, что передвижение планетохода по столь пересеченной местности будет нелегким.
А данные, полученные с помощью орбитального телескопа «Хаббл», свидетельствовали о том, что после приземления марсоход может попасть в зону мощных песчаных бурь. 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.
У левого была возможность получать изображения вообще без фильтров. А ещё обе камеры имели специальную шторку: она использовалась для прямых наблюдений Солнца. Расположенные на выдвинутой мачте, камеры находились на высоте в 130 сантиметров от поверхности планеты. Навигационные камеры Для навигации использовались 6 отдельных камер, которые тоже располагались стереопарами: это позволяло получать более объёмное изображение и заранее отмечать опасные для марсоходов участки. Поле зрения камер равнялось 120-ти градусам, то есть суммарно три пары давали полный обзор в 360 градусов.
Последняя, девятая камера, использовалась для научных исследований, о ней мы поговорим позже. Калибровочная пластина Для калибровки снимков инженеры установили на марсоходе специальную пластину. На ней находились полосы различных оттенков серого, а также четыре дополнительных цвета. Всё это — металл различной отражательной способности. Зная реальные цвета этих элементов, учёные при обработке снимков могли калибровать цвета и понимать, как человеческий глаз воспринимал бы окружение в атмосфере марса. На табличке на 17-ти языках было нанесено слово Марс. А в зеркальных полосках по краям должно было отражаться марсианское небо.
Rock Abrasion Tool Представляя в уме геолога, вы наверняка подумаете о молоточке в его руках. Обязательный инструмент, который позволяет заглянуть под поверхностные слои камней и пород. Однако на марсоходе полноценный молоток установить не удастся, поэтому инженеры придумали RAT. Rock Abrasion Tool или шлифовочный инструмент. Если порода жесткая, вроде вулканического базальта, сверление занимало до двух часов. На более мягких породах иногда хватало и одного часа. Чем хороши просверленные отверстия — так это тем, что вы тут же можете сравнить свежую обнажённую породу с более старой поверхностной.
Для начала можно провести обычный визуальный осмотр. В работу вступала та самая девятая камера-микроскоп. Манипулятор прижимал камеру к исследуемой поверхности, а та получала фотографии с увеличением до 30 микрон — немного больше толщины человеческого волоса. Если немного переместить камеру и получить снимок под другим углом, мы можем создать стереоизображение. Единственный минус: собственного источника освещения у камеры не было, приходилось полагаться на естественный свет в марсианской атмосфере. Альфа-спектрометр После визуального осмотра наши геологи принимались за изучение химического состава пород. Для этого на манипуляторе был установлен рентгеновский альфа-спектрометр APXS.
Глядя на энергию отражённых от поверхности частиц и рентгеновских лучей, инструмент был способен определить элементарный состав породы. Процесс занимал довольно много времени, до десяти часов на одну операцию, так что наблюдения проводились в марсианскую ночь, когда марсоход не двигался. Дополнительным преимуществом ночных наблюдений была значительно более низкая температура: это помогало повысить точность наблюдений APXS. Гамма-спектрометр После рентгеновского облучения породы аппарат окончательно добивал её мощным гамма-излучением. Следующий инструмент, спектрометр Массбауэра, позволяет точно определить состав и количественное соотношение железосодержащих минералов. Гамма-крошка способна быстро облучить поверхность вашей планеты NASA JPL Raw Ведь предполагалось, что Марс имеет красноватый цвет поверхности из-за большого количества ржавчины, то есть там должно быть много железа. Этот инструмент использовался и днём и ночью, но исследователи старались не проводить анализ, если температура отклонялась от средней на 10 градусов по цельсию.
Инфракрасный спектрометр Пока манипулятор активно облучал поверхность планеты, расположенный в нижней части мачты инфракрасный спектрометр исследовал её температуру. Он одновременно наблюдал окружающую атмосферу и ближайшие объекты при помощи панорамных камер. Свет, попадавший в расположенные на мачте камеры, отражался вниз внутри неё и через зеркало перенаправлялся в телескоп и спектрометр Mini-TES. Неочевидно, но сравнение температуры поверхности поздним вечером и ранним утром позволяло выяснить, насколько Марс удерживает солнечное тепло и имеет ли внутренние источники тепла. Магниты Ну и наконец самый простенький инструмент: обычные магниты, которые, как и гамма-спектрометр, должны были искать железо.
Первый настоящий марсоход, о котором все забыли - Соджорнер
Марсоход «Соджорнер» мог удаляться от посадочного аппарата на расстояние около 500 метров, сохраняя с ним радиосвязь. Изначально миссия китайского марсохода была рассчитана на 90 дней и превзошла ожидания — как и в случае с большинством миссий NASA, которые работают годами сверх графика. Сегодня исполняется 10 лет с того дня, как марсоход совершил мягкую посадку на марсианской равнине Эолис Палус (Aeolis Palus) внутри кратера Гейла.
Юджин Сернан заявил, что американцы не были на Луне
| Новое изображение NASA представило печальную судьбу китайского марсохода - Shazoo | Марсоход «Соджорнер» мог удаляться от посадочного аппарата на расстояние около 500 метров, сохраняя с ним радиосвязь. |
| Тайна красной планеты: марсоходы, которые добрались до Марса | Несмотря на малые размеры – марсоход Sojourner по габаритам можно сравнить разве что с микроволновкой на колесах, он дал много ценной информации, и проработал он 3 месяца. |
Pathfinder
Как марсоход Perseverance эти образцы собирал: у него есть специальная дрель, которая просверливает поверхность Марса на глубину около 5–6 сантиметров. «Соджорнер» оказался своеобразным прародителем нескольких поколений всё более совершенных марсоходов. Марсоход Sojourner После Викингов наступило некоторое затишье в изучении и подготовке к освоению Марса. Поскольку первая тройка марсоходов NASA уже вышла из строя, в настоящее время по красным дюнам рассекает всего лишь один ровер.
Марсоход "Соджорнер" на Марсе, 4 июля 1997 года
Он передал 22 крупных плана поверхности Марса на Землю, правда, не очень хорошего качества. Тем не менее, на снимках была видна поверхность Марса, кое-где усеянная кратерами. Сейчас Mariner 4 находится на солнечной орбите. Маринер-4 2.
Они измерили температуру поверхности и атмосферы, провели анализ молекулярного состава поверхности и давления атмосферы. Например, температура южной полярной шапки оказалась очень низкой -125 Цельсия. А в целом Марс оказался не столь похожим на Луну, как это представлялось ученым по снимкам Маринера-4.
Кроме этого, аппараты сделали около 200 изображений. Оба находится на солнечной орбите, также ка ки их успешный предшественник. Маринер-6 3.
Она сделала первые снимки спутников Марса — Фобоса и Деймоса, при чем в высоком разрешении, а в целом до ноября 1972 года передала на Землю 7329 снимков. Маринер-9 смогла подробно разглядеть рельеф Марса: его высохшие реки и каналы, кратеры, вулканы, каньоны, признаки водной и ветровой эрозии.
В камеру или под «объектив» попадают образцы грунта, после чего облучаются — в одном случае рентгеновским излучением, а в другом — ультрафиолетом или лазером.
Затем микроэлектроника определяет химический состав грунта. Именно результаты работы этих приборов помогут ученым сказать, существовала ли на Марсе жизнь или же она существует там прямо сейчас. Он будет проверять возможность использования технологии по производству кислорода O2 из диоксида углерода CO2 , содержащегося в марсианской атмосфере.
Если всё пойдет удачно, то установка будет производить 22 грамма кислорода в час на протяжении 50 марсианских суток и станет прототипом большого агрегата для первой марсианской пилотируемой миссии. У него есть два соосных винта диаметром 1,2 м, способных вращаться со скоростью 2400 оборотов в минуту. 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.
Энергию марсоход получал от солнечной батареи и имел на борту один неперезаряжаемый аккумулятор. Электронные системы марсохода защищали три радиоизотопных нагревателя, в которых содержались несколько грамм плутония-238. В связи с тем, что между Землей и Марсом радиосигналу необходимо от 3 до 22 минут - прямое управление с Земли марсоходами - невозможны. Поэтому на Sojourner имелась автономная навигационная система, которая и управляла марсоходом.
Марсоход Sojourner виден на заднем плане около большого валуна. На переднем плане - видна спускаемая платформа Mars Pathfinder, который и сделал данный снимок. Взято из открытых источников Марсоход Sojourner виден на заднем плане около большого валуна. Взято из открытых источников Всего, марсоход Sojourner проработал 83 дня и проехал около 100 метров по поверхности Красной планеты. Кстати, марсоход Sojourner прекратил свою работу в связи с тем, что на посадочной платформе Mars Pathfinder произошла поломка и связь с Sojourner была прервана, так как платформа использовалась как ретранслятор.
Весом всего 15,6 килограмма, высотой в 30 и длиной в 65 сантиметров, он мог легко поместиться на кухонной столешнице. Однако перед небольшим марсоходом стояли большие задачи. Sojourner был оборудован передней и задней камерами, а также различными инструментами, предназначенными для проведения ограниченных, но ценных научных исследований. Он включал в себя три различных спектрометра и помогал учёным анализировать камни и пыль, с которыми марсоход взаимодействовал. Головка датчика APXS была установлена на небольшой роботизированный манипулятор, который выдвигался и прижимал датчик к марсианским камням или грунту, подобно тому, как собака прижимает нос к земле, чтобы лучше почувствовать исходящие от неё запахи. На концептуальных рисунках NASA особенно выделяются шипованные колёса Sojourner, обеспечивающие устойчивость на марсианской местности. На самом деле в зоне посадки оказалось гораздо больше камней, чем ожидалось, что предоставило марсоходу множество объектов для исследования. Прекрасные цветные изображения, которые Sojourner отправлял обратно на Землю и благодаря которым прославился, были сделаны с использованием единственного объектива KAI-037M на его задней части. Тем не менее, наиболее удивительной особенностью Sojourner была его плоская верхняя поверхность, покрытая солнечными панелями цвета голубого металлика, что придавало марсоходу вид гигантского жука. А шесть маленьких, шипованных колёс сделали бы его идеальным кандидатом для участия в «Битвах роботов» британское телевизионное шоу — прим. Поскольку ранее подобные миссии никогда не проводились, надежды на успех Sojourner были не слишком высокими. Многие участники миссии считали, что, если марсоход и удастся запустить, то он не проработает слишком долго, выйдя из строя после преодоления всего нескольких десятков метров в течение примерно семи марсианских дней или солов — такова была его запланированная продолжительность работы. Однако после успешной посадки на поверхность Красной планеты 4 июля 1997 года Sojourner превзошёл все ожидания, проработав более чем в 10 раз дольше, чем планировалось. Посадочный модуль Mars Pathfinder совершил посадку в районе, называемом Долина Арес — которая, кстати, не имеет ничего общего с местом, откуда Уотни вытаскивает марсоход в фильме «Марсианин». Долина Арес, по сути, представляет собой высохшие остатки огромного канала, сформированного на марсианской поверхности миллиарды лет назад разрушительными наводнениями. В отличие от современных марсоходов, по сути являющихся полноценными научными лабораториями на колёсах, Sojourner имел на борту всего несколько научных инструментов. Несмотря на то, что его предназначение, в основном, заключалось в доказательстве возможности осуществления подобного проекта, марсоход, тем не менее, достиг впечатляющих результатов своими ограниченными средствами. Изображение: Andrey Simonenko Dreamstime Когда Pathfinder отправил первые изображения, на них можно было увидеть оранжево-коричневый ландшафт, усеянный валунами, некоторые из которых были довольно крупными, и практически все имели признаки перемещения, трещин и повреждений под воздействием водных потоков, которые когда-то протекали по долине. Эти изображения вызвали настоящий восторг — в частности потому, что Pathfinder был одной из первых настоящих космических миссий эпохи интернета. Когда NASA начало ежедневно публиковать снимки, к ним было так много интереса, что нагрузка на молодой интернет заметно увеличилась. Люди по всему миру смотрели и скачивали изображения сразу же после их появления, придавая миссии невероятную публичную значимость и показывая, что существует огромный интерес к подлинным изображениям, присылаемым из далёких миров. Многие поклонники космоса скачивают необработанные изображения, присылаемые Curiosity и Perseverance, чтобы создавать красивые панорамы и пейзажи. Именно из-за тех ранних фотографий, сделанных Sojourner, многие начали заниматься обработкой изображений. По мере увеличения уверенности инженеров в навигации в тонкой атмосфере Марса и исследовании его поверхности удалённо, размеры марсоходов стали увеличиваться.
Первый марсоход NASA Sojourner совершил посадку на поверхность Красной планеты 25 лет назад
Низкий центр тяжести спасал Sojourner от опрокидывания на 45-градусном склоне, но при этом марсоход был способен преодолевать препятствия высотой до 20 см. Несмотря на малые размеры – марсоход Sojourner по габаритам можно сравнить разве что с микроволновкой на колесах, он дал много ценной информации, и проработал он 3 месяца. Марсоход подвергся тщательному тестированию, имитировавшему суровые условия, с которыми он столкнётся на Марсе в роли полевого геолога. «Марс Пасфайндер» и марсоход «Соджорнер» при сворачивании в стартовое положение.
К 20-летию посадки марсохода «Соджорнер»
Поскольку первая тройка марсоходов NASA уже вышла из строя, в настоящее время по красным дюнам рассекает всего лишь один ровер. В итоге на Марсе оказался марсоход Sojourner, который был подвижной частью самой станции Mars Pathfinder. «Марс Пасфайндер» и марсоход «Соджорнер» при сворачивании в стартовое положение. 4 июля 1997 года на поверхность Марса совершил посадку аппарат "Соджорнер".