Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
Кьюриосити
Материал из https://ru.wikipedia.org

«Кьюриосити» (англ. Curiosity, МФА: [kjrsti] — любопытство, любознательность[12]) — марсоход третьего поколения, разработанный для исследования кратера Гейла на Марсе в рамках миссии НАСА «Марсианская научная лаборатория» (Mars Science Laboratory, сокр. MSL). Марсоход представляет собой автономную химическую лабораторию в несколько раз больше и тяжелее предыдущих марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити»[2][4].

Запущен с мыса Канаверал 26 ноября 2011 года в 15:02 UTC и совершил посадку на Aeolis Palus внутри кратера Гейла на Марсе 6 августа 2012 года в 05:17 UTC[13] [14]. Предполагаемый срок службы на Марсе — один марсианский год (686 земных суток); в декабре 2012 года двухлетняя миссия Curiosity была продлена на неопределенный срок[15].

По состоянию на 7 октября 2023 года марсоход преодолел 31,05 км[16].

Содержание

Характеристики

Масса «Кьюриосити» после мягкой посадки составила 899 кг[5], в том числе 80 кг научного оборудования[17].
  • Размеры: марсоход имеет длину 3 м, высоту с установленной мачтой 2,1 м и ширину 2,7 м[18]. «Кьюриосити» гораздо больше своих предшественников — марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити», которые имели длину 1,5 м и массу 174 кг (в том числе 6,8 кг научной аппаратуры)[19][20][21].
  • Передвижение: на поверхности Марса MSL способен преодолевать препятствия высотой до 75 см. Максимальная скорость на твёрдой ровной поверхности составляет 144 метра в час[9]. Максимальная предполагаемая скорость на пересечённой местности составляет 90 метров в час при автоматической навигации. Средняя же скорость, предположительно, составит 30 метров в час. Ожидается, что за время двухлетней миссии MSL пройдёт не менее 19 километров[22].
РИТЭГ является генератором, который производит электроэнергию от естественного распада изотопа плутония-238. При естественном распаде этого изотопа выделяется тепло, которое преобразуется в электроэнергию, обеспечивая постоянный ток в течение всего года, днём и ночью; также тепло может использоваться для подогрева оборудования (переходя к нему по трубам). При этом экономится электроэнергия, которая может быть использована для передвижения марсохода и работы его приборов[23][24]. «Кьюриосити» получает электропитание от энергоустановки, предоставленной Министерством энергетики США[25], содержащей 4,8 кг плутония-238[25], закупленного, предположительно, в России[26][27][28]. Плутоний в виде диоксида упакован в 32 керамические гранулы, каждая размером примерно в 2 см[19].
Генератор «Кьюриосити» является последним поколением РИТЭГов, сделан компанией Boeing, и называется «Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator» или MMRTG.[29] Основан на классической технологии РИТЭГов, но является более гибким и компактным[29]. Он рассчитан на производство 125 Вт электрической энергии (0,16 лошадиной силы в пересчете на единицы измерения мощности автомобильных двигателей) из примерно 2 кВт тепловой (в начале миссии)[23][24]. Со временем мощность MMRTG станет падать, но при минимальном сроке службы в 14 лет его выходная мощность снизится лишь до 100 Вт[30][31]. Энергоустановка MSL генерирует 2,5 кВт·ч каждый марсианский день, что гораздо больше, чем выход энергоустановок марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити» (около 0,6 кВт·ч за марсианский день).
  • Система отвода тепла (HRS): температура области, в которой будет находиться «Кьюриосити», может колебаться от +30 до 127 °C. Система отвода тепла прокачивает жидкость через трубы общей длиной в 60 м в корпусе MSL, чтобы чувствительные элементы системы находились в оптимальной температуре[32]. Другие методы нагрева внутренних компонентов включают в себя использование тепла, которое было выделено от приборов, а также лишнего тепла от генератора MMRTG. HRS также имеет способность охлаждать свои компоненты, если это необходимо.[32] На космическом аппарате установлен криогенный теплообменник, произведенный в Израиле компанией Ricor Cryogenic and Vacuum Systems. Он позволяет сохранять температуру различных отсеков аппарата на отметке в 173 °C[33].
  • Компьютер: на марсоходе установлено два одинаковых бортовых компьютера (Side-A и Side-B[34]) под названием «Rover Compute Element» (RCE) под управлением процессора RAD750 с частотой 200 МГц; они содержат радиационностойкую память. Каждый компьютер включает в себя 256 кБ EEPROM, 256 МБ DRAM, и 2 ГБ флэш-памяти.[35] Это количество, в целом, больше 3 МБ EEPROM[36], 128 МБ DRAM и 256 МБ флэш-памяти, которые имелись на марсоходах «Спирит» и «Оппортьюнити»[37]. Используется многозадачная ОСРВ VxWorks.
Компьютер постоянно следит за марсоходом: например, сам может повысить или понизить температуру в те моменты, когда это необходимо[35]. Он даёт команды на фотографирование, вождение марсохода, отправку отчёта о техническом состоянии приборов. Команды марсоходу передаются операторами с Земли[35]. В случае, если с одним из компьютеров возникают серьезные проблемы, то все управление аппаратом можно перенаправить на второй. После утечки данных с компьютера Side-B, вызванной аппаратными и программными проблемами, инженеры JPL пришли к выводу, что наиболее правильным является переключение управление марсохода с компьютера B на A, который использовался изначально с момента посадки на Марс[34].
Компьютеры используют процессор RAD750, который является преемником процессора RAD6000, использованного в Mars Exploration Rover.[38][39] RAD750 способен выполнять до 400 млн операций в секунду, в то время как RAD6000 — лишь до 35 млн[40][41]. Из двух бортовых компьютеров один настроен в качестве резервного и возьмёт на себя управление в случае возникновения проблем с основным компьютером[35].
Марсоход имеет инерциальное измерительное устройство (Inertial Measurement Unit)[35], оно предоставляет информацию о местоположении марсохода, используется как навигационный прибор.
  • Связь: «Кьюриосити» имеет две системы связи. В первую входят передатчик и приёмник X-диапазона, с помощью которых марсоход связывается напрямую с Землёй, со скоростью до 32 кбит/с. Вторая работает в диапазоне ДМВ (UHF) и создана на базе программно-определяемой радиосистемы Electra[англ.]-Lite, разработанной в JPL специально для космических аппаратов. ДМВ-радио используется для связи с искусственными спутниками Марса. Несмотря на то, что у «Кьюриосити» имеется возможность прямой связи с Землёй, большая часть данных будет ретранслироваться орбитальными аппаратами, обеспечивающими большую пропускную способность за счёт большего диаметра антенн и более мощных передатчиков. Скорости передачи данных между «Кьюриосити» и каждым орбитальным аппаратом могут быть 2 Мбит/с («Марсианский разведывательный спутник») и 256 кбит/с («Марс Одиссей»), каждый спутник имеет возможность держать связь с «Кьюриосити» приблизительно 8 минут в день[42]. Также у орбитальных аппаратов заметно больше временное окно, в котором имеется возможность связи с Землёй.
При посадке телеметрия могла отслеживаться всеми тремя спутниками, находящимися на орбите Марса: «Марс Одиссей», «Марсианским разведывательным спутником» и «Марс-экспресс» — Европейского космического агентства. «Марс Одиссей» служил в качестве ретранслятора и передавал телеметрию на Землю в потоковом режиме. На Земле сигнал принимали с задержкой в 13 минут 46 секунд, необходимой для преодоления радиосигналом расстояния между планетами.
  • Манипулятор: на марсоходе установлен трёхсуставный манипулятор длиной 2,1 м, на котором смонтированы 5 приборов общей массой около 30 кг. Они смонтированы на конце манипулятора в крестовидной башне-турели, способной поворачиваться на 350 градусов. Диаметр башни с приборами составляет около 60 см. Во время движения манипулятор складывается.
Два прибора, APXS и MAHLI, являются контактными инструментами. Остальные 3 прибора — ударная дрель, щётка и механизм для забора и просеивания образцов грунта — выполняют функции добычи и приготовления материала (образцов) для исследования. Дрель имеет 2 запасных бура. Она способна делать в камне отверстия диаметром 1,6 см и глубиной 5 см. Добытые манипулятором образцы могут также исследоваться приборами SAM и CheMin, расположенными в передней части корпуса марсохода[43][44][45]. Ровер оборудован инструментом для измерения содержания метана: это небольшая полость с зеркальными стенками, внутри которой установлены лазер и детектор (см. иллюстрации). Поглощение лазерного света на длинах волн, соответствующих метану, позволяет определить концентрацию его в атмосфере планеты. Фоновое содержание метана на Марсе составляет около 0,4 миллиардных долей, тогда как фоновая концентрация метана на Земле сейчас равна примерно 1800 миллиардных долей[46]. Однако, в этом приборе есть метан, привезённый с Земли, а спектрометр АЦС (ACS), установленный на искусственном спутнике Марса ExoMars Trace Gas Orbiter (миссия ЭкзоМарс), метана в атмосфере Марса с орбиты не нашёл[47].
Из-за разницы между земной и марсианской (38 % земной) гравитацией массивный манипулятор подвергается различной степени деформации, для компенсации разницы которой устанавливается специальное программное обеспечение (ПО). Работа манипулятора с данным ПО в условиях Марса требует дополнительного времени для отладки.[48]
  • Мобильность марсохода: как и предыдущие марсоходы, Mars Exploration Rovers и Mars Pathfinder, «Кьюриосити» имеет платформу с научным оборудованием, всё это установлено на шести колёсах, каждое из которых имеет свой электродвигатель, причём два передних и два задних колеса будут участвовать в рулении, что позволит аппарату разворачиваться на 360 градусов, оставаясь при этом на месте[49]. Колёса «Кьюриосити» значительно больше, чем те, которые использовались в предыдущих миссиях. Каждое колесо имеет определённую конструкцию, которая будет помогать марсоходу поддерживать тягу, если он застрянет в песке, также колёса марсохода будут оставлять след в виде регулярного отпечатка на песчаной поверхности Марса. В этом отпечатке при помощи кода Морзе в виде отверстий записаны буквы JPL (англ. Jet Propulsion Laboratory — Лаборатория реактивного движения).[50]
При помощи бортовых камер марсоход распознаёт элементы регулярного отпечатка колёс (узоры) и сможет определить пройденное расстояние.


СравнениеCuriosityc другими марсоходами
«Кьюриосити» MER «Соджорнер»
Запуск 2011 2003 1996
Масса (кг) 899[5] 174[51] 10,6[52]
Размеры (в метрах, Д Ш В) 3,1 2,7 2,1 1,6 2,3 1,5[51] 0,7 0,5 0,3[52]
Энергия (кВт*ч/сол) 2,5—2,7[7] 0,3—0,9[8] < 0,1[53]
Научные приборы 10[54] 5 4[52]
Максимальная скорость (см/сек) 4[9] 5[55] 1[56]
Передача данных (МБ/сутки) 19—31 6—25[57] < 3,5[58]
Производительность (MIPS) 400 20[59] 0,1[60]
Память (МB) 256[11] 128[59] 0,5[60]
Расчётный район посадки (км) 207 8012 200100


Галерея
Компоненты «Curiosity»
  • Головка мачты с ChemCam, MastCam-34, MastCam-100, NavCam.
  • Одно из шести колес Curiosity
  • Антенны с высоким коэффициентом усиления (справа) и с низким коэффициентом усиления (слева)
  • УФ датчик
Орбитальные изображения
  • «Кьюриосити» спускается под парашютом (6 августа 2012 г .; MRO/HiRISE).
  • Парашют «Кьюриосити» в Марсианский ветер (с 12 августа 2012 г. по 13 января 2013 г.); MRO).
  • Кратер Гейла - материалы поверхности (ложные цвета; THEMIS; 2001 Mars Odyssey).
  • Карта передвижения «Кьюриосити» на Марсе за первый год и первую милю (1 августа 2013) (3-D).
Изображения марсохода
  • Выброшенный тепловой экран с точки зрения "Кьюриосити", спускающегося к поверхности Марса (6 августа 2012 г.).
  • Первое изображение Curiosity после приземления (6 августа 2012 г.). Видно колесо марсохода.
  • «Кьюриосити» приземлился 6 августа 2012 года недалеко от базы Эолис Монс (или «Гора Шарп»).[61]
  • Первое цветное изображение марсианского пейзажа, сделанное MAHLI (6 августа 2012 г.)


В культуре
  • Работа марсохода и команды миссии привели к появлению в интернете множества тематических рисунков, чего ранее не случалось ни с одной подобной миссией[62].
  • Число подписчиков микроблога @MarsCuriosity в социальной сети Twitter, ведущегося командой миссии «от лица» марсохода, к середине августа 2012 года превысило 1 млн человек[63].
  • В сериале Футурама (7 сезон, 11 серия) марсоход был раздавлен.
  • «Curiosity» присутствует в играх Angry Birds Space[64] и Kerbal Space Program.


Примечания
  1. Martin, Paul K. NASA’S MANAGEMENT OF THE MARS SCIENCE LABORATORY PROJECT (IG-11-019). NASA OFFICE OF INSPECTOR GENERAL. Дата обращения: 6 августа 2012. Архивировано 17 августа 2012 года.
  2. 1 2 NASA — Mars Science Laboratory, the Next Mars Rover (англ.). NASA. Дата обращения: 6 августа 2012. Архивировано 29 мая 2013 года.
  3. Guy Webster. Geometry Drives Selection Date for 2011 Mars Launch. NASA/JPL-Caltech. Дата обращения: 22 сентября 2011. Архивировано 17 августа 2012 года.
  4. 1 2 Allard Beutel. NASA's Mars Science Laboratory Launch Rescheduled for Nov. 26 (англ.). NASA (19 ноября 2011). Дата обращения: 21 ноября 2011. Архивировано 17 августа 2012 года.
  5. 1 2 3 Архивированная копия. Дата обращения: 8 августа 2012. Архивировано из оригинала 5 августа 2012 года.
  6. Дмитрий Гайдукевич, Алексей Кованов. Лучший автомобиль в истории человечества (англ.). Авто@mail.ru (14 августа 2012). Дата обращения: 14 августа 2012. Архивировано 16 августа 2012 года.
  7. 1 2 Mars Science Laboratory Launch. NASA. — «about 2,700 watt hours per sol». Дата обращения: 29 мая 2013. Архивировано 29 мая 2013 года.
  8. 1 2 NASA’s 2009 Mars Science Laboratory. JPL. Дата обращения: 5 июня 2011. Архивировано 24 сентября 2011 года.
  9. 1 2 3 Wheels and Legs (англ.). NASA. Дата обращения: 12 августа 2012. Архивировано 17 августа 2012 года.
  10. Data Rates/Returns, Mars Science Laboratory (англ.). NASA JPL. Дата обращения: 10 июня 2015. Архивировано 11 июня 2015 года.
  11. 1 2 Mars Science Laboratory: Brains. Дата обращения: 19 ноября 2020. Архивировано 24 февраля 2019 года.
  12. Евгений Насыров. Российский прибор и американская «Любознательность» // Московские новости : газета. — 2012. — № 336 от 7 августа. Архивировано 15 сентября 2012 года.
  13. Abilleira, Fernando (2013). 2011 Mars Science Laboratory Trajectory Reconstruction and Performance from Launch Through Landing. 23rd AAS/AIAA Spaceflight Mechanics Meeting. February 10–14, 2013. Kauai, Hawaii. Архивировано 30 октября 2020. Дата обращения: 19 ноября 2020.
  16. Where is Curiosity? | Mission – NASA Mars Exploration. Дата обращения: 24 апреля 2022. Архивировано 23 июня 2022 года.
  17. Troubles parallel ambitions in NASA Mars project. Дата обращения: 19 ноября 2020. Архивировано 3 февраля 2012 года.
  18. Mars Science Laboratory Size Video. NASA/JPL. Дата обращения: 30 марта 2009. Архивировано 20 февраля 2012 года.
  19. 1 2
  21. MER Launch Press Kit. Дата обращения: 14 июля 2009. Архивировано 9 июня 2013 года.
  22. Mars Science Laboratory — Homepage. NASA. Дата обращения: 22 сентября 2011. Архивировано 13 февраля 2006 года.
  23. 1 2 3 Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator. NASA/JPL (1 января 2008). Дата обращения: 7 сентября 2009. Архивировано из оригинала 17 августа 2012 года.
  24. 1 2 3 Mars Exploration: Radioisotope Power and Heating for Mars Surface Exploration. NASA/JPL (18 апреля 2006). Дата обращения: 7 сентября 2009. Архивировано из оригинала 17 августа 2012 года.
  25. 1 2 Mars Science Laboratory Launch Nuclear Safety. NASA/JPL/DoE (2 марта 2011). Дата обращения: 28 ноября 2011. Архивировано 17 августа 2012 года.
  26. Mars rover fueled by Russian plutonium Архивная копия от 19 декабря 2014 на Wayback Machine // fuelfix.com, August 21, 2012
  27. Curiosity’s Dirty Little Secret. Need to send a rover to Mars? Stop by a Soviet nuclear weapons plant to borrow a cup of plutonium. Архивная копия от 19 декабря 2014 на Wayback Machine // Slate.com «… A few pounds of Stalin’s finest plutonium-238 hitched a ride to Mars on the back of Curiosity».
  28. Любопытный марсоход работает на российском плутонии Архивная копия от 22 февраля 2014 на Wayback Machine // CNN USA (via Inotv Russia Today), August 23, 2012
  29. 1 2 Technologies of Broad Benefit: Power. Дата обращения: 20 сентября 2008. Архивировано из оригинала 14 июня 2008 года.
  30. Mars Science Laboratory — Technologies of Broad Benefit: Power. NASA/JPL. Дата обращения: 23 апреля 2011. Архивировано из оригинала 17 августа 2012 года.
  31. Ajay K. Misra. Overview of NASA Program on Development of Radioisotope Power Systems with High Specific Power. NASA/JPL (26 июня 2006). Дата обращения: 12 мая 2009. Архивировано из оригинала 17 августа 2012 года.
  32. 1 2 Susan Watanabe. Keeping it Cool (…or Warm!). NASA/JPL (9 августа 2009). Дата обращения: 19 января 2011. Архивировано из оригинала 17 августа 2012 года.
  33. Израильтяне оставили свой след на Марсе. Дата обращения: 20 августа 2012. Архивировано из оригинала 24 августа 2012 года.
  34. 1 2 Марсоходу «Кьюриосити» заменили «мозги» Архивная копия от 29 сентября 2020 на Wayback Machine Hi-News.ru
  35. 1 2 3 4 5 Mars Science Laboratory: Mission: Rover: Brains. NASA/JPL. Дата обращения: 27 марта 2009. Архивировано из оригинала 17 августа 2012 года.
  36. Print Page — Curiosity lands successfully, kicks off new era in Mars exploration | ExtremeTech. Дата обращения: 19 ноября 2020. Архивировано 20 декабря 2014 года.
  37. Bajracharya, Max; Mark W. Maimone; Daniel Helmick. Autonomy for Mars rovers: past, present, and future (англ.) // Computer : journal. — 2008. — December (vol. 41, no. 12). — P. 45. — ISSN 0018-9162. — doi:10.1109/MC.2008.9.
  39. E&ISNow — Media gets closer look at Manassas. BAE Systems (1 августа 2008). Дата обращения: 17 ноября 2008. Архивировано из оригинала 17 декабря 2008 года.
  42. Andre Makovsky, Peter Ilott, Jim Taylor. Mars Science Laboratory Telecommunications System Design. JPL (2009). Дата обращения: 9 апреля 2011. Архивировано 28 февраля 2013 года.
  43. Mars Science Laboratory: Curiosity Stretches its Arm. Дата обращения: 21 августа 2012. Архивировано из оригинала 22 августа 2012 года.
  44. Mars Science Laboratory: Arm and Hand. Дата обращения: 19 ноября 2020. Архивировано 26 августа 2012 года.
  45. NASA Technical Reports Server (NTRS). Дата обращения: 19 ноября 2020. Архивировано 24 ноября 2013 года.
  46. Марсианский метан Архивная копия от 2 июня 2021 на Wayback Machine, 9 января 2018
  47. В поисках жизни Архивная копия от 2 июня 2021 на Wayback Machine // Наука и жизнь, 27 мая 2021
  48. Curiosity взял образец атмосферы Марса для анализа. Дата обращения: 19 ноября 2020. Архивировано из оригинала 13 декабря 2013 года.
  49. Марс испарят лазером // Популярная механика : журнал. — 2011. — № 4 (102). — С. 37. Архивировано 25 февраля 2014 года.
  50. New Mars Rover to Feature Morse Code. National Association for Amateur Radio. Дата обращения: 26 ноября 2011. Архивировано 17 августа 2012 года.
  51. 1 2 Mars Exploration Rover Landings publisher=JPL. Дата обращения: 19 ноября 2020. Архивировано из оригинала 14 сентября 2012 года.
  52. 1 2 3 Mars Pathfinder/Sojourner. NASA. Дата обращения: 30 июля 2012. Архивировано из оригинала 25 февраля 2014 года.
  53. Pathfinder Mars Mission – Sojourner mini-rover. Дата обращения: 19 ноября 2020. Архивировано 17 декабря 2010 года.
  54. Mars Science Laboratory: NASA Hosts Teleconference About Curiosity Rover Progess. Дата обращения: 16 августа 2012. Архивировано из оригинала 16 августа 2012 года.
  55. Spacecraft: Surface Operations: Rover. Дата обращения: 19 ноября 2020. Архивировано из оригинала 21 сентября 2013 года.
  56. Introduction to the Mars Microrover. JPL. Дата обращения: 30 июля 2012. Архивировано 21 октября 2011 года.
  57. Mars Exploration Rover Telecommunications. JPL. Дата обращения: 5 июня 2011. Архивировано 15 октября 2011 года.
  58. The Robot Hall of Fame: Mars Pathfinder Sojourner Rover. robothalloffame.org. Дата обращения: 5 июня 2011. Архивировано из оригинала 7 октября 2007 года.
  59. 1 2 Avionics Innovations for the Mars Exploration Rover Mission: Increasing Brain Power. JPL. Дата обращения: 30 июля 2012. Архивировано из оригинала 25 февраля 2014 года.
  60. 1 2 Institut fr Planetenforschung Berlin-Adlershof. Дата обращения: 27 июля 2012. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.
  61. Williams, John. A 360-degree 'street view' from Mars. PhysOrg (15 августа 2012). Дата обращения: 16 августа 2012. Архивировано 3 декабря 2013 года.
  62. Вселенная и ирокезы. РИА Новости (30 августа 2012). Дата обращения: 31 августа 2012. Архивировано 3 октября 2012 года.
  63. На твиттер марсохода «Кьюриосити» подписался миллион человек. Lenta.ru (15 августа 2012). Дата обращения: 19 августа 2012. Архивировано 16 июля 2013 года.
  64. Героев Angry Birds Space отправят на Марс Архивная копия от 25 ноября 2020 на Wayback Machine // Игры@mail.ru; Angry Birds teams up with NASA for Angry Birds Space. Lovable Mars rover Curiosity serves as inspiration Архивная копия от 5 декабря 2014 на Wayback Machine


Ссылки
Downgrade Counter