В конце 2003 года космическим кораблям, прибывавшим один за другим с Земли на Марс, было немного тесно на его орбите. Вокруг Красной планеты к этому времени уже вращались два запущенных ранее спутника — 2001 Mars Odyssey и Mars Global Surveyor. Японская межпланетная станция Nozomi («Надежда») первой из новичков приблизилась к Марсу, но выйти на его орбиту так и не смогла, и, пролетев на расстоянии 1 000 км от планеты, ушла навсегда в глубины космоса.
Вслед за несбывшейся японской надеждой потерпел неудачу и британский спускаемый модуль Beagle-2 , сигнал от него так и не поступил. Космический Beagle не смог повторить успех одноименного корабля, на котором совершил кругосветное плавание Чарлз Дарвин.
| Конструкторы марсоходов позаботились не только о высокой проходимости и хорошем обзоре, но и о неопрокидываемости этих умелых лабораторий. Высота расположения телекамер — 1,5 м, размах солнечных батарей — 2,3 м, диаметр колеса — 10 дюймов, масса ровера — 174 кг. |
Однако основная станция Mars Express Европейского космического агентства , доставившая посадочный аппарат, успешно вышла на орбиту и стала первым европейским спутником Марса. Следующими к Красной планете приблизились запущенные NASA два аппарата-близнеца с марсоходами Spirit и Opportunity на борту. Обе станции с небольшим разрывом во времени совершили благополучную посадку, которая выглядела довольно эффектно.
Жители Марса, существуй они на самом деле, были бы весьма удивлены зрелищем , развернувшимся над экваториальной областью их планеты 3 января 2004 года по земному календарю. Сначала высоко в небе промелькнул огненный след, напоминающий метеор.
Там, где он погас, появилась светлая точка, плавно перемещавшаяся по небу и постепенно увеличивающаяся в размере. Марсиане могли бы назвать ее парашютом, будь они знакомы с таким средством передвижения по воздуху. Затем под парашютом стал раздуваться белый кокон, напоминающий комок гигантских слипшихся шариков для пингпонга, состоящий из 24 выпуклых полусфер.
В непосредственной близости от поверхности Марса парашют, отброшенный направленным взрывом пиропатронов, отскочил в сторону, вспыхнули и погасли тормозные двигатели и с высоты 10—15 м кокон упал на планету, подпрыгнул на несколько метров, еще раз упал, снова подпрыгнул — и так пять раз.
Каждый прыжок становился все ниже и ниже, пока странный предмет не замер неподвижно, теряя свою форму, и наконец совсем обмяк — как будто из надувной игрушки выпустили воздух. Когда сдувшаяся оболочка опала на грунт, то обнаружилось, что внутри нее находится металлическая платформа, на которой расположена сложной формы конструкция с шестью колесами — по три с каждого бока.
Причем колеса были странно вывернуты вверх и прижаты к бокам. Через некоторое время агрегат «ожил» и, расправив одну за другой колесные опоры, поднялся во весь рост, подобно новорожденному жеребенку. 20 дней спустя вся эта картина повторилась с точностью до мельчайших деталей, но уже совсем в другом районе Марса — на противоположной стороне планеты.
Так началась марсианская одиссея двух роботов-вездеходов, прибывших с Земли, чтобы искать ответ на давний вопрос: «Есть ли жизнь на Марсе?»
Имена для путешественников
Пока марсоходы готовились к перелету 3емля — Марс, их называли, как водится в технических инструкциях, довольно скучно — MER-А и MER-В. Это было сокращением слов Mars Exploration Rover (Марсианский исследовательский вездеход).
Конкурс на собственные имена для каждого из них, объявленный NASA среди школьников, привлек почти 10 000 участников. Выбранные названия, как и имя победителя конкурса, были торжественно объявлены в прямом телевизионном репортаже из Космического центра имени Кеннеди на мысе Канаверал 8 июня 2003 года — за день до запуска первого аппарата. Руководитель NASA и маленькая светловолосая девочка убрали кусок ткани, прикрывавший стенд, и все увидели два слова из разноцветных букв — Spirit и Opportunity-"Дух" и «Возможность».
Девятилетняя ученица третьего класса из аризонского города Скоттсдейл Софи Коллис, ставшая победительницей конкурса, предложила эти слова, вспоминая свою детскую мечту о полете к звездам.
«Звездный дух» зародился у нее, когда она еще жила в детдоме в Сибири. Удочеренная несколько лет назад американской семьей, Софи теперь мечтает стать астронавтом. Руководитель NASA Шон 0’Киф отметил, что Софи «унаследовала в своем воспитании дух двух великих космических держав».
Интересно, что живет она недалеко от Флагстаффа — городка, откуда вел свои наблюдения Марса Персиваль Лоуэлл , посвятивший 20 лет жизни изучению марсианских просторов, и где сейчас расположена обсерватория, носящая его имя. Совершенно неожиданно через полтора года эти названия получили дальнейшее закрепление в просторах космоса.
В январе 2005 года по предложению нидерландского астронома, открывшего два новых астероида, Международный астрономический союз присвоил им названия Spirit и Opportunity , отметив тем самым годовщину успешной работы марсоходов на поверхности Марса.
Это стало первым случаем, когда астероиды назвали в честь космических станций. До сих пор для этого использовали имена мифологических персонажей, фамилии людей и названия городов. Теперь по своим орбитам, пролегающим между Марсом и Юпитером, движутся каменные тезки марсоходов — небольшие астероиды Spirit и Opportunity. Диаметр первого равен 5 км, а второго — 7. Они совершают один оборот вокруг Солнца за 8 лет.
Охотники за водой
Предшественникам марсоходов — двум неподвижным станциям Viking, прилетевшим на Красную планету почти 30 лет назад — в 1976 году, — не удалось найти следов жизни с помощью биологических анализаторов. Поэтому перед марсоходами была поставлена иная задача — поиск следов жидкой воды, оставшихся в геологических формациях.
Сейчас условия на поверхности Марса таковы, что вода в жидком виде там существовать не может — она замерзнет и быстро испарится в холодной и чрезвычайно разреженной атмосфере. Но на поверхности планеты по снимкам с искусственных спутников обнаружены многочисленные речные русла — с притоками, островами, рукавами и заводями. Это означает, что в прошлом климат здесь был иной и жидкая вода текла по поверхности планеты.
Однако, чтобы «прорезать» речное русло, достаточно и кратковременного выброса большой водной массы. А для зарождения жизни требуется весьма продолжительное существование влажного климата. Поэтому перед марсоходами была поставлена задача по поиску геологических образований, для формирования которых требуются долгоживущие водоемы. Обнаружение таких следов может свидетельствовать о том, что когда-то необходимые условия для зарождения жизни на Марсе были.
Марсоходы были направлены в такие районы, где следы воды можно было бы отыскать с наибольшей вероятностью. Так, Spirit совершил посадку в кратере Гусев, расположенном на 15° южной широты и 185° западной долготы. Диаметр этого кратера исчисляется 180 км, его размеры схожи с Аральским морем . В кратер впадает русло древней реки, в котором сейчас нет воды.
Изучение снимков со спутников показало, что в прошлом кратер Гусев был озером. Назван же он в честь русского астрофизика Матвея Матвеевича Гусева (1826—1866), который создал одну из первых в мире фотографических служб Солнца. К красноармейцу Гусеву, совершившему полет на Марс в романе Алексея Толстого «Аэлита», название кратера отношения не имеет, хотя совпадение забавное.
Второй марсоход — Opportunity — опустился на плато Меридиана , расположенное почти на экваторе на противоположной от кратера Гусев стороне Марса. По наблюдениям со спутников в этом районе Марса была обнаружена повышенная концентрация гематита — железосодержащего минерала, который на Земле образуется в водной среде.
На первом же панорамном снимке местности, переданном телекамерами Spirit, видны холмы у горизонта, которые и стали главной целью его путешествия. По дороге к ним он «заглянул» сверху в кратер Бонневилл (в 68-й и 69-й сол пребывания на Красной планете), названный именем древнего озера в Северной Америке, но спускаться внутрь не стал. Размер кратера Бонневилл — около 200 метров. Камни, разбросанные в этом районе, вероятно, представляют собой вещество из-под поверхности, выброшенное в результате удара метеорита, создавшего кратер...
Далее в направлении к холмистой местности он двигался по равнинному дну кратера Гусев, попутно выполняя анализы химического состава множества камней. В результате этого путешествия были обнаружены отложения грунта с косой слоистостью, происхождение которых связано, скорее всего, опять же с некогда текущей здесь водой. Взбираясь по склону холма, к началу марта 2005 года Spirit был уже на высоте 60 м над равниной. По высоте до макушки холма оставалось еще около 30 м, но реально длина трассы передвижения марсохода была намного больше. К этому времени Spirit прошел в общей сложности 4,5 км по поверхности Марса.
«Вехи» путешествия марсохода Spirit
Колумбийские горы:
Марсоход Спирит в своем путешествии по поверхности Марса достиг Колумбийских гор. Этот снимок, на котором видны два холма, получен в начале июня 2004, когда марсоход к ним только приближался. Пейзаж, показанный на изображении в истинных цветах, очень точно передает картину, которую увидели бы люди, если бы они находились на марсоходе. Красный цвет, в который окрашены камни, холмы и даже небо, объясняется тем, что повсюду на Марсе распространен рыжеватый песок.
После высадки на поверхность красной планеты в январе 2004 года Спирит к июню 2004 проехал более 3 км. Исследователь — автомат, контроль и программирование которого осуществляется дистанционно с Земли, изучал скалу под названием Горшок золота . В то время как на другой стороне Марса близнец Спирита, Оппортьюнити , исследовал необычного вида камни внутри углубления под названием кратер Выносливости .
Каково это — взобраться на холм и смотреть на открывающийся оттуда вид Марса? Такая возможность была предоставлена марсоходу Спирит в начале июня 2004, когда он въехал на одну из вершин холмов Колумбия . Оттуда марсоход смог осмотреть внутренние равнины и далекий вал кратера Гусева за выходом пород, названным «Лонгхорн».
Марсоход Спирит продолжает обнаруживать свидетельства того, что формы многих камней были изменены воздействием древней воды. Спирит и его двойник — марсоход Оппотьюнити к тому времени завершили свои трехмесячные миссии, однако их состояние все еще достаточно хорошее и позволяет им продолжать исследования Марса.
Атака марса:
Марсоход Спирит в конце июня 2004 снова атаковал Марс. Однако то, что на этом снимке может показаться военной атакой, было очередной научной атакой — марсоходу была дана команда исследовать с близкого расстояния несколько интересных камней около холмов Колумбия.
Это изображение было получено передней камерой для обнаружения препятствий Спирита. На нем видно устройство для перемещения оборудования, которое направило камеру, соединенную с микроскопом, к камню, названному «Хлебница».
Изображения, полученные этой камерой, показывают поверхность камня, состоящую из базальта, подвергшегося действию грунтовой воды. Образования с похожим происхождением можно обнаружить, например, в Западной пустыне Египта на Земле. Этот снимок был получен 30 июня 2004, на 175-й марсианский день пребывания марсохода Спирит на красной планете. Строение марсоходов и их инструменты Вездеходы Mars Exploration попытаются определить историю геологии и климата мест Марса, которые, как считают ученые, были благоприятными для формирования жизни. Каждый вездеход оснащен блоком инструментов, которые будут использоваться для исследований.
Для миссии Mars Exploration существуют следующие приоритеты в исследованиях:
Поиск разнообразных скал и почв, содержащих информацию о деятельности воды (минералы, осадки, испарение, гидротермальная деятельность)
Определение содержания минералов в пространстве на месте посадки.
Определение геологических процессов, происходивших на Марсе.
Уточнение и подтверждение данных дистанционного зондирования в местах посадки.
Для выполнения научных задач вездеходы обладают следующими приборами:
Инструменты, предназначенные для осмотра:
Панорамная камера с высоким разрешением будет делать стерео изображения. Она дополняет камеры навигации вездехода. Панорамы с Марса будут с очень высоким разрешением. Угловое разрешение камеры в 3 раза выше, чем на камерах Mars Pathfinder. Снимки камер помогут ученым определить, какие скалы подвергать исследованию другими Структура и строение роверов NASA приборами, а также они помогут заметить следы водной эрозии, если такие существуют.
Мини-температурный спектрометр, видит инфракрасное излучение, выдаваемое объектами. Прибор может определить издалека минеральную композицию марсианской поверхности. Он поможет выбрать специфические почву и камни для подробных исследований. Наблюдение в инфракрасном диапазоне позволяет видеть сквозь пыль, которая покрывает скалы. Прибор может определить наличие карбонатов, силикатов, органических молекул и минералов, формировавшихся в присутствии воды. Инфракрасные данные также помогут ученым определить возможность удерживать тепло скалами и почвой. Кроме изучения скал, прибор может изучить инфракрасное излучение атмосферы.
Эти данные дополнят материалы, полученные термическим спектрометром Mars Global orbiter, находящийся сейчас на орбите, около Марса.
Инструменты в рычаге (смотрите рисунок):
Прибор Microscopic — комбинация микроскопа и камеры (предел видимости прибора около ста микрон). Блок формирования изображения поможет определить осадочные скалы, которые формировались в воде, и таким образом поможет ученым смоделировать прошлую водную среду Марса. Этот инструмент также даст информацию о скалах, сформировавшихся под действием вулканического влияния.
Поскольку многие наиболее важные минералы содержат железо, на аппарате установлен спектрометр Mossbauer предназначенный для определения с высокой точностью содержания железа. Идентификация железа в минералах даст информацию о ранних марсианских условиях. Спектрометр также способен изучать магнитные свойства поверхностных материалов и определяющих минералов, формированных в горячих, водянистых средах, которые могли бы сохранить ископаемое подтверждение марсианской жизни. Энергетическая установка прибора — два радиоактивных источника, содержащих cobalt-57, каждый из них размером с обычный карандашный ластик.
Рентгеновский спектрометр альфа частиц точно определяет элементы, из которых состоят скалы и почва. Эта информация поможет дополнить анализ минералов, осуществленный другими приборами.
На рычаге аппарата установлен также прибор для очищения скал. Прибор подвергает расчистки область диаметром 4,5 см в диаметре и 5 мм в глубину. Кроме того, на аппаратах установлены сборщики пыли, находящейся в воздухе. Пыль будет подвергаться исследованиям рентгеновским спектрометром. Устройства эти изготовлены в Дании.
Марсоходы Spirit и Opportunity
Национальное аэрокосмическое агентство США NASA в рамках проекта Mars Exploration Rover запустило два марсохода для исследования Марса - Spirit и Opportunity.
Оба марсохода были запущены с помощью ракет-носителей Дельта-2.
Аппарат Spirit (переводится с английского языка как "дух") был запущен первым
10 июня 2003 года
с космодрома на мысе Канаверал (Флорида, США)
. Он попал на Марс
4 января 2004 года.
Второй аппарат — Opportunity (в переводе с английского "благоприятная возможность") — стартовал 7 июля 2003 года и 25 января 2004 года (то есть через три недели после марсохода Spirit) совершил посадку.
Марсоходы опустились на разные стороны Марса, примерно в 9600 километрах друг от друга. Spirit приземлился в районе кратера Гусева, а Opportunity - на плато Мередиан. Это совершенно разная местность, каждая со своими геологическими особенностями. Плато Мередиан считается одним из наиболее ровных и плоских на Марсе. Оно характеризуется постоянным чередованием темной песчаной ряби и светлой скалистой поверхности. По оценкам ученых, они еще никогда не видели подобного марсианского пейзажа.
Opportunity получил фотографии уникального ландшафта плато Мередиан
.
Около двух лет марсоход
Opportunity
изучал марсианский кратер Виктория на плато Мередиан.
С 1506 по 1510 марсианский день, 19-23 апреля 2008, марсоход собирал фотографии для панорамного снимка кратера Виктория, диаметр которого примерно 800 метров.
А в 2008 году покинул его.
В это время марсоход удалился на 300 метров к юго-западу от кратера Виктория. И начал длинное путешествие к кратеру Эндеавур, который превосходит по размеру кратер Виктория в 20 раз! По прямой расстояние до него - 12 километров, но путь этот очень не близкий и трудный.
Этот панорамный снимок получен с
того места, где
марсоход зимовал в ноябре и декабре 2008 года, в километре от южной границы кратера Виктория.
Во время одной из остановок по пути следования к кратеру
Эндеавур марсоход сделал очередной панорамный снимок местности.
Марсоходы Spirit и Opportunity выглядят примерно одинаково и имеют одинаковое устройство. Масса каждого составляет 185 килограммов. Оба марсохода оснащены 6 колёсами.
Источником электроэнергии в них служат солнечные батареи. В распоряжении каждого марсохода — бур, несколько камер, микроскоп и два спектрометра.
Поворотный механизм выполнен на основе сервоприводов. Такие приводы расположены на каждом из передних и задних колёс, средняя пара их не имеет.
Поворот передних и задних колёс марсоходов осуществляется при помощи электромоторов, действующих независимо от моторов, обеспечивающих перемещение аппаратов.
Когда марсоходу необходимо повернуть, двигатели включаются и поворачиваются на нужный угол. Всё остальное время колеса, наоборот, препятствуют повороту, чтобы аппарат не сбивался с курса из-за случайного движения колёс.
Переключение режимов поворот-тормоз производится с помощью реле.
Марсоходы способны копать грунт, вращая одно из передних колес, сами при этом оставаясь неподвижным.
На борту имеются бортовой компьютер и флэш-память.
Марсоходы могут работать при температуре
—
от минус 40 до плюс 40 °C.
Для работы при низких температурах используется радиоизотопный нагреватель, который может дополняться также электрическими нагревателями, когда это необходимо.
Для теплоизоляции применяется аэрогель и золотая фольга.
Марсоходы начали передавать изображения уже через четыре часа после своего приземления. Специалисты отмечают исключительное качество фотографий, их высокое пространственное и цветовое разрешение.
Кроме получения фотографий, марсоходы также предназначены для забора образцов грунта с поверхности Марса. Марсоходу Spirit удалось взять образец камня "Горшок с золотом", в котором был обнаружен гематит. Это очень важная находка, потому что на Земле гематит образуется только во влажной среде. Это подтвердило предположения ученых о том, что когда-то на Марсе было много воды.
Марсоход получил снимки поверхности Марса в кратере Гусева.
В южном полушарии, в кратере Гусева, есть невысокого плато, которое неофициально было названо "Home Plate" (в диаметре достигает 80 метров).
На северной части этого плато три раза зимовал марсоход Spirit
.
Зимой солнце находится довольно низко над горизонтом и поэтому не дает
достаточного количества энергии для зарядки солнечных батарей марсохода.
Несколько панорамных снимков из 246 кадров
показывают ландшафт, окружающий место на плато
"Home Plate"
, где марсоход Spirit провел свою третью марсианскую зиму.
Первые кадры были сделаны на 1477 марсианский день (28 февраля 2008), последние - на 1691 день (5 октября 2008). Во время зимнего периода количество света столь ограничено, что марсоходу не хватало энергии не то что передвигаться, но даже для частых съемок местности.
На 1782 марсианский день, 6 января 2009 года, Spirit спустился с северного склона плато "Home Plate" после 12-и месяцев зимовки.
На 1802 марсианский день, 26 января 2009 года, Spirit получил серию изображений, собранных в панораму, показывающую местопребывание аппарата. Spirit в это время находился чуть ниже невысокого плато "Home Plate".
Следы в правой части обзора показывают спуск аппарата. Для масштаба - расстояние между параллельными колеями шасси ровера составляет приблизительно один метр.
На 1806 день, 31 января 2009 года, аппарат получил еще один снимок, преодолев всего 30 сантиметров пути.
Колесо в правой части снимка - правое переднее колесо марсохода Spirit. Уже к этому моменту колесо было не полностью исправно. Поэтому аппарат был вынужден ехать задом наперед. Команда управления на Земле планировала пройти более большее расстояние, но Spirit в начале дня резко остановился из-за столкновения этого колеса с частично засыпанным песком.
На 1809 марсианский день, 3 февраля 2009 года, Spirit проехал приблизительно 2,6 метра за день, двигаясь по часовой стрелке вокруг плато "Home Plate". При этом он получил серию изображений, объединенных в 120-градусную панораму.
На 1811 марсианский день, 5 февраля 2009 года, Spirit получил снимок, на котором видна марсианская пыль на солнечных батареях аппарата.
На 1829 марсианский день, 24 февраля 2009, Spirit получила изображение участка пройденного пути.
В течении последнего дня аппарат проехал 6,29 метра в северо-западном направлении, к северному краю "Home Plate". Борозда на поверхности, оставленная правым колесом ровера, указывает на его неработоспособность. В течении всего 1829 дня команда управления пыталась подвести аппарат к северному склону плато, что бы иметь возможность переправить его через вершину плато на южную сторону "Home Plate".
В 2009 году Spirit стал неадекватно реагировать на команды управления, посылаемые с Земли . 23 апреля он увяз в песках. К тому моменту из шести колес одно уже было сломано, а оставшиеся пять начинали пробуксовывать. 28 августа марсоход попал в пыльную бурю и окончательно остановился.
С 15 января по 9 февраля 2010 года группа инженеров смогла сдвинуть марсоход с места с помощью сложных маневров - Spirit продвинулся вперёд на 34 сантиметров! Дальнейшее продвижение аппарата было отложено в связи с недостатком энергии в период марсианской зимы.
Марсоходы Spirit и Opportunity должны были проработать всего 90 дней, однако оба до сих пор находятся в рабочем состоянии. Opportuniti сохраняет способность передвигаться, а Spirit официально признан NASA стационарной рабочей станцией. Получается, что вместо 90 дней они проработали около 6 земных лет (примерно три с лишним марсианских года)!
Марсоходы за время своей работы на Марсе выполнили очень важную задачу - обнаружили геологические доказательства существования в прошлом воды на Марсе.
Изучение пород с признаками наличия в них в прошлом воды показало, что атмосфера Марса была раньше кислотной и соленой. Слишком высокое содержание минералов в воде на Марсе сделало невозможным существование даже самых устойчивых к враждебной среде микробов.
Марс был слишком сильно засолен, чтобы поддерживать формы жизни. К такому выводу пришли эксперты NASA. Специалисты основывают свое мнение на данных, полученных с марсохода Opportunity.
В октябре 2009 года NASA планировали запустить исследовательский аппарат Mars Science Laboratory. Однако в силу возникших технических сложностей запуск аппарата был перенесен на 2011 год.
Mars science lab должен стать самым продвинутым и дорогостоящим марсоходом за всю историю космонавтики.
Робот длиной в два метра существенно опережает по запасу прочности и возможностям работающие сейчас на Марсе марсоходы Spirit и Opportunity.
Новый марсоход должен определить, существовали ли когда-либо на Марсе благоприятные условия для возникновения живых микроорганизмов, а также есть ли там химические соединения, необходимые для возникновения новой жизни.
Марсоход "Spirit" и "Opportunity"
10 июня 2003 г. в 17:58:46 UTC (13:58:47 EDT) со стартового комплекса SLC-17A станции ВВС США «Мыс Канаверал» был выполнен успешный пуск РН Delta 2 с американской автоматической межпланетной станцией MER-2, получившей собственное имя Spirit. Целью полета являлась доставка марсохода на поверхность Марса в кратер Гусев (15°ю.ш., 175°в.д.). Посадка была запланирована на 4 января 2004 г. в 04:11 UTC. Программа полета, ракета-носитель и сама станция обозначаются MER-A. 8 июля 2003 г. в 03:18:15 UTC (7 июля в 23:18:15 EDT) с соседнего стартового комплекса SLC-17B состоялся запуск РН Delta 2 с идентичной станцией MER-1, названной Opportunity. Второй марсоход прибыл к Марсу 25 января и в 04:56 UTC будет посажен в район 2°ю.ш., 5°в.д. на равнине Меридиана. Эта миссия имеет техническое обозначение MER-B.
.jpg) .jpg) |
|
|
Лобовой экран посадочного модуля MER. |
Справа
- так выглядела посадка на Марс первого марсохода Spirit. В таком коконе из надувных шаров марсоходы опускались на поверхность. |
-300x172.jpg) |
.jpg) |
|
Кратер Гусев (крупный в центре) и долина Маадим - сухое русло, по которому в прошлом текла вода. В этом районе находится марсоход Spirit. |
Структура и строение роверов NASA |
Решение об отправке на Марс в астрономическое окно 2003 г. двух марсоходов MER было принято летом 2000 г. Каждый из них - это робот-геолог, оснащенный аппаратурой для анализа состава марсианских пород в радиусе нескольких сотен метров. Общая цель миссии - выяснить историю воды на Марсе и ее роль в геологии и климате планеты. Задачи роверов
MER были сформулированы следующим образом:
- Найти и описать различные типы пород и грунта, имеющие следы воздействия воды в прошлом; - Изучить районы, выбранные по результатам съемок с орбиты, в которых предсказаны следы физического или химического воздействия воды; - Определить пространственное распределение и состав минералов, пород и грунта, окружающих место посадки; - Определить природу местных поверхностных геологических процессов по морфологии и химии поверхности; - Подтвердить результаты дистанционного зондирования с орбиты, оценить количество и масштаб неоднородностей; - Определить относительное количество разных железосодержащих минералов, которые содержат связанную воду или гидроксилы, а также железосодержащих карбонатов; - Описать минеральные ассоциации и текстуры разных типов пород и грунта в геологическом контексте; - На основе геологического исследования определить условия среды, при которых существовала жидкая вода, и оценить их пригодность для жизни.
Два района работы марсоходов были объявлены 11 апреля 2003г.: 150-километровый кратер Гусев и Земля Меридиана. В первом съемками с КА Mars Global Surveyor и Mars Odyssey 2001 выявлен рельеф, очень напоминающий высохшее озеро, а от кратера тянется речная долина Маадим длиной около 900 км. Во втором районе имеются большие залежи серого гематита - минерала, который обычно (но не всегда) формируется в присутствии жидкой воды. Выбрать две точки, ценные с научной и достижимые с технической точки зрения - такова была задача комиссии, которую возглавляли д-р Мэтт Голомбек (JPL) и д-р Джон Грант (Национальный аэрокосмический музей США) и в которой работали более 100 ученых. На первом этапе отбора на поверхности Марса были выявлены 155 или 185 (по разным сообщениям) мест, удовлетворяющих «техническим» требованиям. Место должно находиться недалеко от экватора, в низине. Уклон должен быть невелик. Камней и пыли должно быть немного. Далее в расчет бралась научная «ценность» каждой точки, и в декабре 2001г отобрали четыре из них. Уже в марте 2002г предполагалось сократить их число до двух и в мае, за год до запуска, - утвердить. Однако прошел еще почти год, пока обе точки были названы официально. Почему? Во-первых, к каждой из четырех точек-кандидатов были замечания, серьезность которых требовалось проверить дополнительной съемкой. Во-вторых, до самой весны 2003г в NASA не были уверены, успеют ли они подготовить к астрономическому окну оба ровера. Достаточно сказать, что лишь 16 января 2003 закончились испытания в аэродинамической трубе парашютной системы MER. Поэтому точки объявили тогда, когда стало совершенно ясно: «Успеваем!».
Космический аппарат MER по своей структуре напоминает русскую матрешку. Внутри - собственно ровер, шестиколесный марсоход. Следующий компонент - посадочное устройство с тремя боковыми треугольными лепестками, раскрытие которых после посадки приводит к принудительному переворачиванию в правильное положение. Чтобы ровер уместился внутри «тетраэдра», его мачта кладется набок, панели солнечных батарей складываются кверху, а передняя пара колес выворачивается причудливым образом. Снаружи на четыре грани «тетраэдра» устанавливаются по шесть надувных амортизаторов, аналогичных использованным на станции Mars Pathfinder. Весь этот «клубок» помещается на лобовой экран и прикрывается сверху хвостовым обтекателем со смонтированной на нем парашютной системой. Спускаемый аппарат собран. Осталось поместить его на перелетную ступень - и вот КА MER готов!
Все это вместе имеет массу 1077 кг, из которых 179 кг приходится на ровер, 369.5 кг - на посадочное устройство, 84 кг - на лобовой экран, 209 кг - на хвостовой обтекатель и парашютную систему и, наконец, 190.5 кг - на перелетную ступень, которая заправляется 45 кг топлива для коррекций. Перелетная ступень имеет диаметр 2.65 м при высоте 1.60 м. Она оснащена солнечными батареями. Система ориентации со звездным и солнечным датчиками обеспечивает заданный режим полета - закрутку со скоростью 2 об/мин. Двигательная установка для коррекции траектории и направления оси вращения включает два титановых бака топлива (гидразин) и два комплекта двигателей по четыре в каждом. Посадочная платформа изготовлена из композиционного материала и, помимо электроприводов боковых лепестков, имеет моторы подтягивания сдутых амортизаторов, трап для схода ровера, радиовысотомер и две антенны.
Ровер с развернутыми панелями солнечных батарей и поднятой штангой имеет длину 1.6 м, ширину 2.3 м и высоту 1.5 м. Он втрое длиннее своего знаменитого предшественника Sojourner’а и в 18 раз тяжелее. Корпус ровера изготовлен из сотового композиционного материала с теплоизоляцией из аэрогеля. Внутри его электронагревателями и восемью радиоизотопными источниками (2.7 г двуокиси плутония-238 в каждом) поддерживается температура не ниже -20°C. Здесь размещены аккумуляторные батареи, 32-битный компьютер Rad-6000 (20 млн операций в секунду, 128 Мбайт оперативной и 3 Мбайт постоянной памяти) и служебная аппаратура. На треугольной верхней плоскости установлены три антенны - остронаправленная HGA, ненаправленная LGA и антенна UHF-диапазона для ретрансляции через спутники Марса - и штанга научной аппаратуры. Остальная ее часть и две откидные створки заняты трехслойными фотоэлементами общей площадью 1.3 м 2 и суммарной мощностью 140 Вт. Пять литий-ионных аккумуляторных батарей используются во время спуска, а две из них питают ровер марсианской ночью.
Ходовая часть ровера включает шестиколесное шасси со специальной подвеской, позволяющей ему преодолевать высокие препятствия. Колеса ровера алюминиевые, диаметром 26 см. Центр масс аппарата находится очень низко, что позволяет ему не опрокидываться при наклоне до 45° в любую сторону. В бортовом компьютере, однако, запрограммировано ограничение по уклону в 30°. Независимый привод передних и задних колес позволяет роверу развернуться на месте. Бортовое навигационное ПО обеспечивает движение к заданной с Земли цели с обходом препятствий, которые «видят» две пары навигационных камер - передняя и задняя. Ожидаемая протяженность маршрута запланированная для каждого ровера - 600 м, максимальный суточный переход - до 40 м, максимальная скорость - 5 см/с, средняя - 1 см/с.
Через антенну HGA ровер может вести передачу со скоростью более 11 кбит/с. Примерно половина информации будет, однако, передана не напрямую, а через орбитальные ретрансляторы MGS, Mars Odyssey и - в порядке демонстрации совместимости - через Mars Express.
Научная аппаратура (Athena)
Панорамная камера PanCam (Panoramic Camera). Эта цветная стереокамера служит для получения панорам с разрешением 1’ на пиксел, определения характера поверхности и препятствий движению, выбора образцов для изучения, а также поиска следов, оставленных водой. Она размещается на штанге на высоте около 1.3 м над грунтом. Два объектива разнесены на 30 см, а угол между осями составляет 1°. Штанга может поворачиваться на 360° относительно вертикальной оси, а головка объективов наклоняться на угол от -90° до +90°. Камера использует ПЗС-детекторы с матрицей 1024x2048, причем одна ее «половинка» ведет накопление «картинки», а вторая используется как буфер для передачи кадра. Поле зрения камеры - 16.8x16.8° при фокусном расстоянии 38 мм и относительном отверстии 1:20, глубина резкости - от 1.5 м до бесконечности. Имеются восемь фильтров: «прозрачный» на диапазон 400-1100 нм и узкополосные. Рядом с PanCam установлена черно-белая широкоугольная навигационная стереокамера меньшего разрешения.
Термоэмиссионный спектрометр Mini-TES (Mini-Thermal Emission Spectrometer) определяет по инфракрасному излучению минеральный состав деталей окружающего рельефа (карбонаты, силикаты, органические молекулы, минералы, сформированные в воде) и позволяет выбрать образцы для детального изучения. Кроме того, определяется тепловая инерция камней и грунта. Прибор также планируется использовать для составления детального профиля температуры в пограничном слое марсианской атмосферы. Mini-TES представляет собой интерферометр Майкельсона на диапазон 5-29 мкм; угловое разрешение составляет 20 или 8 мрад (1.1 и 0.45°). Прибор размещен в корпусе ровера и использует мачту панорамной камеры как перископ. Он ограничен пределами от -50° до +30° по углу места.
Четыре инструмента для детального исследования образцов находятся на манипуляторе IDD (Instrument Deployment Device) в передней части ровера. Их работу можно наблюдать с передней пары навигационных стереокамер:
Альфа - и рентгеновский спектрометр APXS (Alpha-Particle and X-ray Spectrometer) определяет элементный состав пород и грунта (за исключением водорода). Образцы зондируются альфа-частицами и рентгеновскими лучами, испускаемыми радиоактивным изотопом кюрий-244, а энергетический спектр рассеянных альфа-частиц и вторичных рентгеновских лучей регистрируется. Имея самостоятельную ценность для определения истории коры Марса, процессов выветривания и воздействия воды, данные APXS облегчают и дополняют анализ минерального состава с помощью других инструментов.
Мёссбауэровский спектрометр (Moessbauer Spectrometer) с двумя радиоактивными источниками на кобальте-57 определяет с высокой точностью структуру ядерных уровней железа-57, что позволяет установить состав и относительное количество железосодержащих минералов. Кроме того, будут определены магнитные свойства поверхностных материалов, по которым можно судить о природных условиях в ранние эпохи существования Марса. Это очень «медленный» прибор - одно измерение требует 12 часов работы.
Камера-микроскоп (Microscope Imager) позволяет рассмотреть анализируемые другими приборами образцы пород и грунта на масштабах в сотни микрометров. При этом будут видны характерные особенности осадочных пород, образовавшихся в воде, детали, связанные с вулканической активностью и метеоритной бомбардировкой, а также, возможно, те детали в марсианских карбонатах, которые исследовательская группа Криса МакКея считает микроокаменелостями биологического происхождения. Фокусное расстояние камеры составляет 20 мм, поле зрения - 31x31 мм, матрица - 1024x1024 пиксела, разрешение - 30 мкм/пиксел, изображение панхроматическое (400-680 нм).
Чтобы очистить образцы от пыли и выветренных поверхностных слоев, используется шлифовальное устройство RAT (Rock Abrasion Tool). С его помощью с образца базальта за 2 часа можно снять до 5 мм на площадке диаметром 45 мм.
Кроме того, каждый ровер имеет три магнитные ловушки с магнитами различной силы, на которых будут оседать обладающие магнитными свойствами частицы пыли. Одна ловушка установлена на передней части ровера и доступна для анализа спектрометрами, вторая находится на верхней плоскости в поле зрения панорамной камеры, а третья - на устройстве RAT. Наконец, на корпусе ровера имеются калибровочные мишени для трех спектрометров и цветная калибровочная таблица для панорамной камеры, выполненная в форме солнечных часов.
Первый запуск: подготовка и ход полета 2003
Запуски двух станций планировались в период с 30 мая по 19 июня и с 25 июня по 15 июля 2003 г. 27 января в Космический центр имени Кеннеди были доставлены для предстартовой подготовки компоненты станции MER-2 - перелетная ступень, посадочная ступень и аэродинамический экран. 24 февраля в Корпус обслуживания опасных ПН привезли такой же комплект MER-1 плюс марсоход MER-2. Наконец, 11 марта прибыл марсоход MER-1. На космодроме сразу же были проведены функциональные испытания КА. На ровере MER-2, который шел по графику первым, 6 и 9 марта проверили развертывание створок посадочного устройства, солнечных батарей ровера, подъем мачты с камерой и сделали контрольную съемку с этой камеры. 20-23 марта аппарат прошел второй функциональный тест, и 28 марта марсоход был установлен на посадочное устройство.
Ровер MER-1 проверили 21 марта на маневрирование среди препятствий, имитирующих поверхность Марса. 31 марта был проведен тест развертывания солнечных батарей и камеры, 2 апреля - развертывание и проверка штанги научной аппаратуры, 4 апреля - второй функциональный тест. В это время была обнаружена серьезная проблема. В полете ровер с его компьютером и аппаратура на посадочной платформе и перелетной ступени соединены кабелями, которые перерезаются перед разделением соответствующих компонентов. При испытаниях «вдруг» выяснилось, что аппарат может неправильно отреагировать на сбойные «сигналы», формирующиеся в момент перерезания кабелей. Кабельная сеть на обоих аппаратах потребовала доработки, из-за которой старт первого аппарата отложили до 5 июня.
В конце апреля был полностью собран посадочный комплекс MER-2: посадочная ступень и на ней ровер, защищенные экраном, а 7 мая он был состыкован с перелетной ступенью. 11 мая аппарат был заправлен и 23 мая собран в головной блок вместе с третьей, твердотопливной ступенью ракеты. Сборка ракеты на стартовом комплексе SLC-17A началась с установки 1-й ступени 23 апреля и 2-й ступени 28 апреля. После испытаний 1-й ступени на нее навесили девять стартовых ускорителей - 13, 14 и 15 мая по три штуки. Утром 27 мая головной блок привезли на старт и установили на ракету, а 31 мая закрыли головным обтекателем. 28 мая запуск был отложен на 3 дня, до 8 июня. Выбранные названия КА, как и имя победителя конкурса, были торжественно объявлены в прямом телевизионном репортаже из Космического центра имени Кеннеди на мысе Канаверал 8 июня 2003 года. Руководитель NASA и маленькая светловолосая девочка убрали кусок ткани, прикрывавший стенд, и все увидели два слова из разноцветных букв - Spirit и Opportunity-«Дух» и «Возможность». Девятилетняя ученица третьего класса из аризонского города Скоттсдейл Софи Коллис, ставшая победительницей конкурса, предложила эти слова, вспоминая свою детскую мечту о полете к звездам. «Звездный дух» зародился у нее, когда она еще жила в детдоме в Сибири. Удочеренная несколько лет назад американской семьей. 8 июня было два «мгновенных» стартовых окна - в 14:05:55 и 14:44:07 EDT. Запуск не удалось выполнить из-за плохой погоды - сильный ветер, гроза. Та же история повторилась и 9 июня, и лишь 10 июня в первое из двух «окон» Delta 2 стартовала. Через 9 мин 39 сек вторая ступень вышла на опорную орбиту высотой около 170 км. После 15-минутной баллистической паузы в T+26 мин 29 сек прошло второе включение ДУ 2-й ступени с подъемом орбиты до 163x4762 км. На этой орбите отделился головной блок, и в T+30 мин 30 сек прошло включение РДТТ Star-48B. Наконец, в T+36 мин 40 сек прошло отделение КА. Сигнал от него принят через 51 мин.
3 января 2004 высоко в небе Марса промелькнул огненный след, напоминающий метеор. Там, где он погас, появилась светлая точка, плавно перемещавшаяся по небу и постепенно увеличивающаяся в размере. Затем под парашютом стал раздуваться белый кокон, напоминающий комок гигантских слипшихся шариков для пингпонга, состоящий из 24 выпуклых полусфер. В непосредственной близости от поверхности Марса парашют, отброшенный направленным взрывом пиропатронов, отскочил в сторону, вспыхнули и погасли тормозные двигатели и с высоты 10-15 м кокон упал на планету, подпрыгнул на несколько метров, еще раз упал, снова подпрыгнул - и так пять раз. Каждый прыжок становился все ниже и ниже, пока странный предмет не замер неподвижно, теряя свою форму, и наконец совсем обмяк - как будто из надувной игрушки выпустили воздух. Когда сдувшаяся оболочка опала на грунт, то обнаружилось, что внутри нее находится металлическая платформа, на которой расположена сложной формы конструкция с шестью колесами - марсоход Спирит. 20 дней спустя вся эта картина повторилась с точностью до мельчайших деталей, но уже совсем в другом районе Марса - на противоположной стороне планеты. Так началась марсианская одиссея двух роботов-вездеходов, чтобы искать ответ на давний вопрос: «Есть ли жизнь на Марсе?»
Строение марсоходов и их инструменты
Вездеходы Mars Exploration
попытаются определить историю геологии и климата мест Марса, которые, как считают ученые, были благоприятными для формирования жизни. Каждый вездеход оснащен блоком инструментов, которые будут использоваться для исследований.
Для миссии Mars Exploration существуют следующие приоритеты в исследованиях:
1)
Поиск разнообразных скал и почв, содержащих информацию о деятельности воды (минералы, осадки, испарение, гидротермальная деятельность)
2)
Определение содержания минералов в пространстве на месте посадки.
3)
Определение геологических процессов, происходивших на Марсе.
4)
Уточнение и подтверждение данных дистанционного зондирования в местах посадки.
Для выполнения научных задач вездеходы обладают следующими приборами:
Инструменты, предназначенные для осмотра:
1)
Панорамная камера
с высоким разрешением будет делать стерео изображения. Она дополняет камеры навигации вездехода. Панорамы с Марса будут с очень высоким разрешением. Угловое разрешение камеры в 3 раза выше, чем на камерах Mars Pathfinder. Снимки камер помогут ученым определить, какие скалы подвергать исследованию другими приборами, а также они помогут заметить следы водной эрозии, если такие существуют.
2)
Мини-температурный спектрометр
, видит инфракрасное излучение, выдаваемое объектами. Прибор может определить издалека минеральную композицию марсианской поверхности. Он поможет выбрать специфические почву и камни для подробных исследований. Наблюдение в инфракрасном диапазоне позволяет видеть сквозь пыль, которая покрывает скалы. Прибор может определить наличие карбонатов, силикатов, органических молекул и минералов, формировавшихся в присутствии воды. Инфракрасные данные также помогут ученым определить возможность удерживать тепло скалами и почвой. Кроме изучения скал, прибор может изучить инфракрасное излучение атмосферы. Эти данные дополнят материалы, полученные термическим спектрометром Mars Global orbiter, находящийся сейчас на орбите, около Марса.
Инструменты в рычаге (смотрите рисунок):
1)
Прибор Microscopic
- комбинация микроскопа и камеры (предел видимости прибора около ста микрон). Блок формирования изображения поможет определить осадочные скалы, которые формировались в воде, и таким образом поможет ученым смоделировать прошлую водную среду Марса. Этот инструмент также даст информацию о скалах, сформировавшихся под действием вулканического влияния.
2)
Поскольку многие наиболее важные минералы содержат железо, на аппарате установлен спектрометр Mossbauer предназначенный для определения с высокой точностью содержания железа. Идентификация железа в минералах даст информацию о ранних марсианских условиях. Спектрометр также способен изучать магнитные свойства поверхностных материалов и определяющих минералов, формированных в горячих, водянистых средах, которые могли бы сохранить ископаемое подтверждение марсианской жизни. Энергетическая установка прибора - два радиоактивных источника, содержащих cobalt-57, каждый из них размером с обычный карандашный ластик.
3)
Рентгеновский спектрометр
альфа частиц точно определяет элементы, из которых состоят скалы и почва. Эта информация поможет дополнить анализ минералов, осуществленный другими приборами.
4)
На рычаге аппарата установлен также прибор для очищения скал. Прибор подвергает расчистки область диаметром 4,5 см в диаметре и 5мм в глубину.
Кроме того, на аппаратах установлены сборщики пыли, находящейся в воздухе. Пыль будет подвергаться исследованиям рентгеновским спектрометром. Устройства эти изготовлены в Дании.
В январе 2005 года по предложению нидерландского астронома, открывшего два новых астероида, Международный астрономический союз присвоил им названия Spirit и Opportunity, отметив тем самым годовщину успешной работы марсоходов на поверхности Марса. Это стало первым случаем, когда астероиды назвали в честь космических станций. До сих пор для этого использовали имена мифологических персонажей, фамилии людей и названия городов. Теперь по своим орбитам, пролегающим между Марсом и Юпитером, движутся каменные тезки марсоходов - небольшие астероиды Spirit и Opportunity. Диаметр первого равен 5 км, а второго - 7. Они совершают один оборот вокруг Солнца за 8 лет.
Марсоход «Spirit» или «MER-A» (Mars Exploration Rover - A) - первый ровер НАСА из двух запущенных в проекте «Mars Exploration Rover». Миссия стартовала 10 июня 2003 года, а мягкая была совершена 4 января 2004 года, на три недели опередив посадку ровера (MER-B), который был доставлен в другой район планеты. Срок работы ровера значительно превысил изначально планировавшиеся 90 солов (марсианских суток). Это произошло потому, что солнечные элементы марсохода эффективно очищались марсианским ветром, из-за чего марсоход «Спирит» эффективно работал долгое время.
1 мая 2009 года (спустя более чем 5 лет после посадки), марсоход забуксовал в песчаной дюне. Такие происшествия происходили и раньше, и следующие 8 месяцев специалисты NASA тщательно его анализировали: выполняли моделирование участка, программирование, продолжали попытки освободить марсоход. Это продолжалось до 26 января 2010 года, когда было объявлено, что ровер «Spirit» будет использоваться как стационарная платформа.
Последний раз связь с Землей состоялась 22 марта 2010 года, хотя специалисты «JPL» пытались восстановить связь с марсоходом до 24 мая 2011 года. Церемония прощание со «Спиритом», состоявшаяся в штаб-квартире НАСА, транслировалась по NASA TV.
Конструкция и связь с Землей
Электроэнергия, необходимая для работы систем ровера, вырабатывалась панелями фотоэлементов, расположенных на «крыльях» аппарата и состоявших, для повышения надежности, из отдельных ячеек. Они были сконструированы специально для марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити», их конструкция предусматривала достижение максимальной освещенной площади.
Впервые при исследования Марса были использованы солнечные батареи с тройным слоем арсенида галлия. Такие фотоэлементы могут преобразовать большее количество солнечного света, чем их устаревший вариант, установленный на . Солнечные батареи марсохода содержат три слоя фотоэлементов, что позволяло выработать больше электроэнергии для зарядки аккумуляторов. Ровер был укомплектован двумя литий-ионными аккумуляторами с ёмкостью 8 А*ч каждый.
Ровер «Спирит» управлялся блоком под названием «Мозговой центр», защищенным от действия низких температур. В центре марсохода находился так называемый «Тепловой блок электроники», отвечавший за перемещение ровера, а также за управление манипулятором. Управление осуществлялось бортовым компьютером, построенном на 32-битном радиационно-стойком процессоре RAD6000 с частотой 20 МГц. В его распоряжении было 128 мегабайт оперативной памяти и 256 мегабайт постоянной памяти на флэш-накопителе.
«Тепловой блок электроники» был установлен в модуле «Электроника марсохода», находившемся точно в центре аппарата. Тепло от обогревателей удерживалось золотой плёнкой на стенках блоков, ведь ночью температура на Марсе может упасть до - 96 °C. В роли термоизоляциии выступал слой из аэрогеля - уникального материала, обладающего рекордно малой плотностью, высокой твёрдостью, прозрачностью, жаропрочностью, чрезвычайно низкой теплопроводностью и т. д. За то, что плотность аэрогеля всего в 1,5 раза больше плотности воздуха его называют «твёрдым дымом».
Марсоходы миссии «MER» для связи с землей использовали спутник , находящийся на орбите красной планеты. Окно общения с марсоходами составляло 16 минут, после чего спутник уходил за горизонт; марсоход «Спирит» передавал данные орбитальному аппарату в течение 10 минут. Основной объем научных данных передавался на Землю с помощью антенны марсохода, которая использовалась для связи со спутником «Марс Одиссей» в дециметровой части диапазона (UHF). Около 8 % всех данных было передано через марсианский спутник , также применявшийся для ретрансляции сигнала на Землю, до его поломки в ноябре 2006 года. Небольшое количество информации было передано непосредственно с марсохода на Землю с помощью антенны X-диапазона.
Цели исследований
Главной целью проекта было исследование осадочных пород, которые планировалось найти в кратерах Гусева, Эребус и соседних, где предположительно находилось древнее озеро или море. Однако классических осадочных пород найдено не было, в основном были найдены образцы, имеющие вулканическую природу.
Научные цели миссии заключались в поиске и описании разнообразных горных пород и типов почвы, свидетельствующих о присутствии в прошлом воды на поверхности планеты. Планировалось:
- найти образцы с минералами, которые отложились при воздействии осадков, испарении воды, осаждении или гидротермальной деятельности;
- исследовать минералы, горные породы и почву на месте посадки аппарата;
- установить характер и вид геологических процессов, влиявших на формирование рельефа местности. Механизмы этих процессов могут заключаться в водной или ветровой эрозии, отложении осадков, гидротермальных явлениях, вулканизме и образовании кратеров;
- провести калибровку и проверку исследования поверхности, сделанного Марсианским разведывательным спутником (MRO), что поможет в оценке точности и эффективности приборов, использующихся для исследования геологии Марса с орбиты;
- заняться поиском железосодержащих минералов, выявлением и количественной оценкой относительных величин содержания определенных типов минералов, содержащих воду или сформировавшихся в воде, например, железосодержащих карбонатов;
- классифицировать минералы и геологические текстуры, определить процессы их образования;
- выяснить геологические причины, сформировавшие окружающую среду Марса в прошлом, когда на поверхности планеты находилась жидкая вода. Оценить то, насколько такие условия подходили для существования жизни.
Смотрим следующий аппарат, исследовавший "Марс" США и удивляемся:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Rover
Марсоход MER на Марсе в представлении художника
"Mars Exploration Rover (MER) программа НАСА по исследованию планеты Марс с помощью двух однотипных мобильных, передвигающихся по поверхности космических аппаратов - марсоходов. Научный руководитель программы - Стив Скваерс.
В ходе выполнения программы на Марс были успешно доставлены марсоходы второго поколения MER-A Спирит (Spirit) и MER-B Оппортьюнити (Opportunity). Спускаемый аппарат с марсоходом Спирит совершил мягкую посадку на Марс 4 января 2004 в кратер Гусева. (координаты места посадки 14.5718° ю. ш. 175,4785° в. д.). Спускаемый аппарат с марсоходом Оппортьюнити совершил мягкую посадку на Марс 25 января 2004 на Плато Меридиана. (координаты места посадки 1.95° ю. ш. 354,47° в. д.) При базовом 90-дневном сроке эксплуатации марсоходов Спирит проработал более 6 лет до 2011".
Марсоход MER в сравнении с предшественником Соджонер и человеком
Конструкция этого "чуда" США:
Сказка НАСА: https://ru.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Rover
"Конструкция аппаратов.
Автоматическая межпланетная станция проекта MER включает посадочный модуль и перелётный двигательный блок. Для разных этапов торможения в атмосфере Марса и посадки посадочный модуль обрамлён двумя коническими аэродинамическими щитами и имеет парашютную систему, ракетные двигатели и шаровидные воздушные подушки.
Марсоход имеет 6 колёс. Источником электроэнергии служат солнечные батареи мощностью до 140 ватт. При массе в 185 кг аппарат оснащён буром, несколькими камерами, микроскопом и двумя спектрометрами, смонтированными на манипуляторе.
Поворотный механизм марсохода 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 поворачивают колеса на нужный угол. Всё остальное время двигатели, наоборот, препятствуют повороту, чтобы аппарат не сбивался с курса из-за случайного движения колёс. Переключение режимов поворот-тормоз производится с помощью реле.
Также марсоход способен копать грунт, вращая одно из передних колес, сам оставаясь при этом неподвижным. Бортовой компьютер построен на процессоре RAD6000 с частотой 20 МГц, 128 МБ DRAM ОЗУ, 3 МБ EEPROM и 256 Мбайт флэш-памяти. Рабочая температура робота от минус 40 до плюс 40 °C. Для работы при низких температурах используется радиоизотопный нагреватель, который может дополняться также электрическими нагревателями, когда это необходимо. Для теплоизоляции применяется аэрогель и золотая фольга.
Прототипы марсоходов MER испытывались в земных пустынях с 2002".
Пилили бюджет США американские лгуны по взрослому, естественно под руководством главных руководителей страны, не без этого:
АМС на сборке (Оппортьюнити)
Воздушные подушки спускаемого аппарата
Небо при прекрасной горизонтальной видимости у этого "марсохода" предстало светло розовым:
Видимость просто уникальная до самого горизонта, никаких признаков пыли, ну если только это нанопыль в очень малых количествах, что мало вероятно:
Розовое небо появилось явно не благодаря пыли в атмосфере "Марса", это фотография, выполненная через фильтр.
Следующая картинка это фотография, а не художественное произведение художника, и это фотография выполненная на Земле:
Следы марсохода на марсианской поверхности (Оппортьюнити)
Эти пейзажи потом обнаружат журналисты:
Кадр из телепередачи Би-би-си "The Sky at Night" Рис. 1
Увеличенный фрагмент кадра из того же видео сюжета Рис. 2
Интересно исследование этих фотографий об использовании фильтров:
http://alternathistory.org.ua/paranoiya-ili-taki-da
"Сюрприз от Би-би-си
В начале июля нынешнего года ТВ-канал BBC One государственного британского телевидения давал в эфир очередной выпуск ежемесячной передачи «Ночное небо», посвященной астрономии и исследованиям космоса. Одна из самых примечательных особенностей этой программы в том, что, начиная с самого первого выпуска Sky at Night, вышедшего в эфир 24 апреля 1957 года, ее постоянно ведет один и тот же основной ведущий - сэр Патрик Мур (Patrick Moore). Поэтому неудивительно, что «Ночное небо» уверенно держит титул самой долгоживущей ТВ-передачи с одним и тем же ведущим в истории телевидения. Что же касается июльского видео сюжета, о котором сейчас идет речь, то это был своего рода гимн в честь автоматического аппарата-марсохода Mars Rover Spirit. В нем говорилось о бесспорно выдающихся качествах и достижениях робота NASA, который намного превзошел ожидания своих конструкторов относительно надежности и долговечности. Попутно зрителям был представлен и новый марсоход Curiosity, отправляемый на Марс в самое ближайшее время.
Присутствующий в кадре человек, который, очевидно, и рассказал Муру обо всех этих вещах, в анонсах июльской передачи почему-то был представлен как «доктор Крис Норт» (Dr. Chris North). Однако в субтитрах самого видеоряда он фигурирует как профессор Стив Сквайрс (Steve Squyres) из Корнеллского университета. Вторая идентификация гарантированно более точная, поскольку - в отличие от неведомого Норта - именно Сквайрс хорошо известен как ученый, самым тесным образом связанный с ежедневными операциями марсоходов-близнецов Spirit и Opportunity. Но в данном случае интересен не столько сам Сквайрс, сколько два больших монитора за его спиной, демонстрирующие пейзаж Марса. Примечательная особенность, которую нельзя не заметить, – цвета в этом пейзаже совершенно не соответствуют тем зловещим красно-бурым оттенкам, которые обычно характерны для всех публикуемых в СМИ цветных фотографий марсианских ландшафтов.
Получается, что в версии снимков, с которыми работает команда сопровождения марсоходов, и небо марсианское выглядит совсем по-земному голубым, и цвет марсианского грунта оказывается намного более естественным (по нашим, конечно, земным меркам). Иначе говоря, хотели того авторы телепередачи или нет, но благодаря их видеосъемке в который уже раз обострились давно идущие дебаты о том, каков же действительный цвет у Марса и почему на протяжении вот уже тридцати с лишним лет не удается получить ответ на простой, казалось бы, вопрос.
Как это начиналось
Самый первый в истории человечества цветной снимок, сделанный на поверхности Марса, был получен летом 1976 года от спускаемого аппарата Viking Lander 1. И уже на нем люди увидели голубое небо и цвета ландшафта, похожие на земные (фото слева). Но буквально через несколько часов NASA выпустило «обновленную» версию того же самого снимка (фото справа), который поразил мир своими оранжевыми небесами и красным грунтом.
Первый снимок марсохода Spirit __Рис. 4
Наблюдательные люди тут же приметили необычный вид логотипа NASA, нанесенного на платформу доставочного модуля. Обычно густо-синий цвет звездного неба, образующего фон логотипа, на снимке с Марса имеет вид пятна грязновато-красного цвета. А застывшая голубая пена изолятора, окружающая электрические кабели на платформе, на снимке превратилась в ярко-розовую. Понятно, что при столь искаженной подаче хорошо известных оттенков и цвета ландшафта далекой планеты на изображениях от камер Spirit никак нельзя называть натуральными.
Вообще-то прекрасно известно, что специально для правильной регулировки цветобаланса ученые NASA используют имеющуюся у марсоходов эталонную мишень калибровки цветов, также известную как Sundial Target или «солнечные часы». Суть работы с этой мишенью достаточно проста - на круглом циферблате имеются четыре метки базовых эталонных цветов, настраиваясь на которые можно получить наиболее естественные цвета на картинке.
Беда в том, что всякий раз, когда эти «солнечные часы» попадают в кадр, становится совершенно очевидно, что публике скармливают неправильно откалиброванные по цвету фотографии марсианской поверхности. Вот как выглядит типичный тому пример - широко растиражированная и составленная из множества снимков панорама Марса, сделанная все тем же марсоходом Spirit и имеющая «часы» как раз по центру внизу. __Рис. 5
Если рассмотреть увеличенное изображение циферблата этих «часов» (справа) и сравнить их с эталонным изображением, сделанным на Земле (слева), то легко заметить, в чем именно заключается проблема. Синий цвет на Марсе превратился в красный, а зеленый вовсе исчез. Что может означать зеленый цвет в ландшафтах, пояснять, вероятно, не требуется…
Синий цвет превращается в красный, а зеленого просто нет __Рис. 6
Так в чем же дело?
Разъяснения официальных представителей NASA по поводу постоянных претензий к неадекватной цветопередаче в изображениях с Марса звучат примерно следующим образом. Корнем проблемы следует считать особенности устройства цифровых CCD-камер (charge coupled device), используемых в последних миссиях как роботов-марсоходов, так и орбитальных аппаратов-спутников. Потому что все эти камеры не записывают цвет напрямую в делаемых ими снимках. Вместо этого они снимают черно-белые фотографии через множество различных фильтров, каждый из которых пропускает свет лишь в узком диапазоне длин волн (или, иначе, цветов), некоторые из которых невидимы для глаза. Чтобы получился «натуральный» цветной снимок, камеры должны сделать три отдельные фотографии одной и той же сцены, каждую через разные фильтры основных цветов: красный, зеленый и синий. Когда все три части накладываются одна на другую, они могут предоставить подлинно цветную композитную картинку. Но даже в этом случае потребуется балансировка цветов таким образом, чтобы они наиболее близко соответствовали тому, что обычно видит глаз. То есть надо также брать в расчет эффекты пыли, изменения в уровнях освещенности и некоторые другие переменные.
Камеры марсоходов Spirit и Opportunity имеют по два «глаза», каждый из которых оснащен 8 цветовыми фильтрами. При этом левый глаз имеет в своем составе красный, зеленый, и синий цветовые фильтры (они требуются для естественной цветопередачи), а правый глаз сосредоточен целиком на невидимых глазу полосах ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов. Из-за этих особенностей в каком-то смысле можно говорить, что повышенное внимание NASA к нуждам научного сообщества могло простимулировать публикацию неправильно окрашенных снимков Марса. Планетарные геологи опираются в своей работе на ультрафиолетовые и инфракрасные данные - чтобы эффективнее идентифицировать камни и минералы. А ведь это основная научная цель миссии марсоходов Spirit и Opportunity! Иначе говоря, поясняют в NASA, руководители миссии пытаются использовать эти фильтры так часто, насколько это возможно. Но всякий раз, когда они добавляют невидимые для глаза длины волн в композитную картинку, это с неизбежностью дает на выходе изображение с ложными цветами.
Таким образом, большинство красных марсианских снимков являются результатом использования фильтров с полосой, лежащей за пределами человеческого зрения. Большая проблема этого официального объяснения заключается в том, что ничего иного, кроме изображений Марса с ложными цветами, публике, похоже, вообще не предъявляется. Ну а как же Марс все-таки выглядит в действительности? Для отыскания ответа на этот вопрос, говорят специалисты, требуется декодирование систем фотосъемки NASA, изолирование информации от красного, зеленого и синего фильтров с финальной коррекцией цветов в соответствии с точными параметрами этих фильтров. К счастью, в природе существуют независимые специалисты, умеющие вполне профессионально все это делать и в массовых количествах выкладывающие в Сеть более адекватно обработанные марсианские снимки NASA (куда больше похожие, кстати, на пейзаж с монитора Стива Сквайрса из телепередачи BBC)".
Контраргументы адвоката лжи НАСА очень забавные:
http://geektimes.ru/post/160621/
"Особенность получения цветных снимков через три фильтра вызвала еще одно обвинение NASA в том, что они выкладывают много черно-белых снимков и совсем мало цветных. Во-первых, «мало цветных» это чушь, т.к. еще до Curiosity опубликованы тысячи цветных кадров Spirit и Opportunity, и десятки огромных 360-градусных панорам. Во-вторых, выкладывая сырые черно-белые кадры, сделанные через цветные фильтры, NASA дает всем возможность самостоятельно изготовить цветные снимки Марса. Но конспирологи осваивают Photoshop только до функции Autocolor, которой они «восстанавливают истинный цвет Марса», а тонкости работы с цветовыми каналами им неведомы."
Это что то новое, оказывается каждый может выбрать цвет Марса США по своему вкусу. Но цвет и не важен по большому счету, главная ошибка НАСА сделана, они показали небо своего "Марса" Светлым, и дальше не важно розовый там цвет или голубой, все приехали, цвет марсианского неба на реальном Марсе темный, черный.
Следующий контраргумент еще забавнее:
http://geektimes.ru/post/160621/
"Следующий аргумент адептов учения «марснекрасный» - это некий репортаж BBC о работе специалистов NASA. По сюжету передачи, ученый сидит за рабочим ноутбуком, тут к нему в кабинет входят журналисты, и что-то там спрашивают.
Но конспиролог кричит «Ага!» и тычет в мониторы за спиной ученого, а там не красный Марс и голубое небо. При этом более чем странно выглядит организация заговорщиков глобального масштаба, где журналисты с камерами спокойно разгуливают по кабинетам, заглядывая куда понравится. Но об этом не думают те, кто мечтает поймать NASA на лжи.
Так что же на том мониторе? Там изображен участок Cape Verde кратера Виктория, который исследовал Opportunity.
Ученые NASA используют обработку под земные условия освещения для того, чтобы облегчить определение пород камней, которые встречаются марсоходам. Поскольку глаза геологов привычны к земным условиям, то и изменение цветовой гаммы марсианских снимков производится в ту же сторону. И фотографии эти вовсе не секретные."
Очень оригинально изменять реальный цвет камней в Фотошопе, чтобы облегчить определение пород камней. Эти защитники НАСА мало того, что глупые, они еще и забавные, как что-нибудь придумают, так хоть стой, хоть падай!
Главное не надо было показывать на "Марсе" земных пейзажей:
И земные смерчи:
Ошибка везде одна и самая глупая - это светлое "марсианское" небо с хорошей видимостью дальних объектов, сказки про пыль не проходят:
