Марс Сайънс Лаборътори
From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
Марс Сайънс Лаборътори (МСЛ) (на английски: Mars Science Laboratory (MSL)) е космическа мисия на НАСА, с която на 6 август 2012 г.[2] успешно се спуска марсохода „Кюриосити“ в кратера Гейл на планета Марс. Кюриосити е изстрелян от Земята с ракетата Атлас V 541 на 26 ноември 2011 г.[1]
 | Тази статия се нуждае от подобрение. Необходимо е: изчистване на повторения. Ако желаете да помогнете на Уикипедия, използвайте опцията редактиране в горното меню над статията, за да нанесете нужните корекции. |
Основните му цели са да проучи доколко Марс е пригоден за живот, като изучава неговия климат и геология, и събира информация за бъдещ пилотируем полет до Марс.[3] Кюриосити носи със себе си множество научни инструменти, които са съзадени от международен научен екип.[4]
Remove ads
Мисията
„Кюриосити“ е пет пъти по-тежък и два пъти по-широк от Спирит и Опъртюнити, които се приземяват през 2004 г.[5] Кюриосити носи със себе си десет пъти по-масивно научно оборудване.[6] МСЛ успешно извършва по-точно кацане от предшестващите го космически мисии, като каца в участък 7 на 20 km [7] в кратера Гейл. МСЛ каца само на 2,4 km от центъра на таргетния участък.[8] Тази територия се намира в близост до планината Еолида.[9][10] Планира се марсоходът да има операционен живот от поне 667 земни дни (1 марсианска година) и да изследва марсианската повърхност на разстояние от 5 до 20 km от участъка на кацане. [11] НАСА очаква Кюриосити да функционира поне до тестовия лимит на съставните си части, който е четири години.
Мисията на „Кюриосити“ е част от Марс Експлорейшън програм, дългосрочна научна програма за изследване на Марс с безпилотни космически апарати, ръководена от Лабораторията за реактивно движение и Калифорнийския технологичен институт. Общата стойност на проекта МСЛ е 2,5 млрд. щ.д.[12] Германия участва в него с 3,1 млн. щ.д.[13]
Предишни успешни марсоходи са Спирит, Опъртюнити и Sojourner от мисисята на Марс Патфайндър.
Remove ads
Цели и задачи
Марс Сайънс Лаборътори има четири основни научни цели: Определяне на пригодността за живот около участъка на кацане включително наличието на Вода, изучаване на климата и геологията на Марс. Освен това мисията е полезна подготовка за пилотируем полет до Марс.
За да достигне целите си, МСЛ има осем научни задачи:[14]
Биологични
- (1) Определяне и описване на наличните органични съединения
- (2) Търсене на градивните елементи на живота (въглерод, водород, азот, кислород, фосфор и сяра)
- (3) Идентифициране на следи, които могат да предполагат ефекти от биологични процеси (биоследи)
Геологични и геохимични
- (4) Проучване на химичните, изотопните и минераложките съставки в марсианската повърхност
- (5) Проучване на процесите, които са формирали и изменили скалите и почвите на Марс
Планетарни процеси
- (6) Оценяване на дългосрочните еволюционни процеси в марсианската атмосфера
- (7) Определяне на сегашното състояние, разпределение и цикъл на водата и въглеродния диоксид
Радиация на повърхността
- (8) Характеризиране на широк спектър от повърхностна радиация, включително галактически лъчения, космически лъчения, слънчеви бури и високоенергийни неутрони
Като част от изследванията се включва и излагането на радиация на вътрешността на космическия апарат по време на пътуването до Марс и продължението на радиационните измервания по време на придвижването на марсохода по марсианската повърхност. Тази информация е важна за бъдещ пилотируем полет.[15]
Remove ads
Конструкция и спецификации на мисията
Космически апарат
Общата маса на космическата система при изстрелването е 3893 kg. Тя е съставена от междупланетен модул напълнен с гориво на Земята (539 kg), спускаем модул за навлизане в атмосферата (2401 kg + 390 kg пропелант) и марсоход (899 kg) с напълно вградено научно оборудване.[16][17]
МСЛ включва специфични прибори за космическия полет включително и използването по време на полета на един от научните инструменти на марсохода – Детектор за оценка на радиацията (Radiation assessment detector (RAD)).
- Спускаем модул на МСЛ: Негова главна цел е измерване на аеротермалната обстановка, тестване на топлинния щит, ориентацията на апарата и атмосферната плътност при спускането и отделянето на топлинния щит от МСЛ. Цялото оборудване е поместено в топлинния щит на МСЛ. Получената информация ще послужи за бъдещи мисии и ще изясни точния модел за бъдещи спускаеми модули до Марс.
Марсоход
Марсоходът Кюриосити има маса 899 kg и може да измине до 90 m на час с помощта на своите 6 колела. Захранването идва от радиоизотопния термоелектрически генератор (RTG), а комуникацията се осъществява чрез ултракъси и честотни вълни от Х-диапазона.
Компютри: Марсоходът има два идентични бордови компютъра, наречени „Rover Compute Element“ (RCE). Те съдържат памет, модифицирана да издържа на екстремалната радиация в космоса и имат защита от прекъсване на захранването. Всяка компютърна памет съдържа 256 KB EEPROM, 256 MB DRAM и 2 GB флаш-памет.[18] Това може да се сравни с 3 MB EEPROM, 128 MB DRAM и 256 MB флаш-памет, използвани при марсоходите от Марс Ескплорейшън Роувърс (МЕР).[19]
Компютрите RCE използват процесори RAD750 (наследник на RAD6000 използвани при МЕР) работещи на 200MHz.[20][21] Централния процесор RAD750 има възможност да възпроизведе до 400 MIPS (милиони инструкции в секунда), докато RAD6000 възпроизвежда само до 35 MIPS.[22][23] Единият от двата бордови компютъра е конфигуриран като резервен и ще се включи само при авария на основния компютър.[18]
Марсоходът притежава инерционна измервателна единица (Inertial Measurement Unit (IMU)), предаваща 3-осева информация за неговата позиция, която се използва за навигация.[18] Бордовите компютри извършват постоянно самонаблюдение над марсохода, за да го поддържат функциониращ, като например регулиране на температура му.[18] Дейности като заснемане на снимки, управление на марсохода и опериране с научните инструменти се извършват в командна последователност, изпратена от екипа на полета от Земята.[18]
На Кюриосити работи операционна система „VxWorks“, създадена от компания Уинд Ривър Систъмс.[24] По време на пътуването до Марс „VxWorks“ работи с приложения, отдадени на навигацията и управлението на полета. Също така операционната система има програмирана софтуерна последователност за справяне със сложността на навлизането на спускаемия модул в атмосферата на Марс. След кацане приложенията са заменени със софтуерни такива за движение на марсохода по повърхността на Марс и изпълнението на научни дейности. [25][26][27]
Научно оборудване
Основната стартегия на анализа започва с камерите, които търсят интересни особености от релефа. Ако намери част от релефа представляваща интерес, Кюриосити може да вапоризира малка част с инфрачервен лазер и от получената спектрална следа може да установи елементното съдържание на дадената скална проба. Ако следата изглежда интригуваща марсоходът може да използва роботизираната си ръка за да обърне пробата и да я изследва с микроскоп и рентгеново лъчев спектрометър. Ако пробата трябва да премине по-нататъшен анализ, Кюриосити може да пробие скалата и да достави прахообразна проба до научните инструменти „Анализиране на проби на Марс“ (SAM) и „ЧеМин“, които представляват аналитични лаборатории във вътрешността на марсохода.[28] [29][30]
- Рентгеноволъчев спектрометър на алфа частици (Alpha-particle X-ray spectrometer (APXS)): Това устройство може да облъчва проби с алфа частици и да картографира спектъра от рентгенови лъчения, които са преизлъчени, за да определи елементното съдържание на пробите.
- ЧеМин: (CheMin) ЧеМин е съкращение от английските думи за химия и минералогия и представлява рентгенодифракционен и рентгенофлуоресцентен анализатор.[31][32][33] Той ще определи количеството на минералите в скалите и почвите и тогава ще оцени участието на водата в тяхното формиране, утаяване и изменение.[32] В допълнение информацията, получена от изследванията на този инструмент ще бъде полезна в търсенето на минерални биоследи, енергийни източници за живот или индикатори за предишен живот на Марс.[31][32]
- Анализатор на проби на Марс (SAM): Този научен инструмент ще анализира органични съединения и газове както от атмосферата така и от почвата и скалите.[29][30] Това включва определяне на съотношението на кислородни и въглеродни изотопи във въглеродния диоксид (CO2) и метанът в атмосферата на Марс, за да може да разграничи техния геохимичен и биологичен произход.[29][34][35]
- Детектор за оценка на радиацията (RAD) Този научен инструмент е първият включен на МСЛ. Както по време на междупланетния полет така и на повърхността на Марс той ще изследва радиационния фон в марсианската среда. Включен веднага след изстрелването инструментът засича няколко радиационни лъчения от Слънцето.[36]
Remove ads
История
НАСА призовава за предложения за научното оборудване на марсохода през април 2004 г.[37] и общо осем предложения са избрани до 14 декември същата година.[37] Проектирането и тестването на компонентите започва към края на 2004 г., като тестването включва и монопропелантен двигател, създаден от Аероджет.
Към ноември 2008 г. повечето софтуерни и хардуерни компоненти са завършени и тестването им продължава.[38] Към този момент преразходът на бюджета възлиза на около 400 млн. щ.д.[39] През следващия месец НАСА обявява, че изтегля изстрелването за края на 2011 г. заради недостатъчно време за тестове. [40][41][41]
Между 23 и 29 март 2009 г. след обществено гласуване са определени 9 финалисти за име на марсохода (Adventure, Amelia, Journey, Perception, Pursuit, Sunrise, Vision, Wonder, и Curiosity)[42] чрез анкета на уебсайта на НАСА.[43] На 27 май е обявено и името, което ще носи новият марсоход – „Curiosity“ („Кюриосити“, в превод на български език „Любопитство“). Името е предложено в конкурс за есета от Клара Ма, шестокласничка от Канзас.[43][44][45][46]
| “ | Любопитството е страстта, която ни движи във всекидневния живот. Ние станахме изследователи и учени с нашата нужда да задаваме въпроси и да се учудваме. | ” |
МСЛ е изстрелян с ракета-носител Атлас V от Кейп Канаверъл на 26 ноември 2012 г.[47] На 11 януари 2012 г. апаратът успешно прецизира траекторията си чрез поредица от 3-часови изстрелвания на двигателите си, с което съкращава времето за кацане на марсохода с 14 часа.
Кюриосити каца успешно в предвидената площадка в кратера Гейл в 05:17:57.3 UTC на 6 август 2012, [2][48][49] след което изпраща изображание чрез Хазкам, за да се потвърди ориентацията на марсохода.[49] Заради разстоянието между Земята и Марс по време на кацането и заради ограничената скорост на радио сигналите, кацането не е потвърдено на Земята в следващите 14 минути.[49] Орбиталният апарат Марс Риконисънс Орбитър изпраща изображение на Кюриосити, докато се спуска с парашут към планетата.
Шестима от старшите членове на научния екип на мисията правят пресконференция няколко часа след кацането. Членовете от научния екип са Джон Грунсфелд, сътрудник и администартор в НАСА, Чарлс Елахи, Питър Тейсингър, Ричард Кук, Адам Щелтзнер, и Джон Гротзингър.[50]
Избиране на място за кацане
Оценени са над 60 евентуални места за кацане и в края на юли 2011 г. е избран ударният кратер Гейл. Основната цел при избирането на място за кацане е идентифицирането на геологична среда или среди, които биха могли да поддържат микробиологичен живот. Научен екип е търсил място, което би спомогнало с широка разновидност на вероятни научни обекти. Предпочитано е било място с изобилие на морфологични и минералоложки доказателства за наличие на вода в миналото.
Remove ads
Източници
Външни препратки
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads