Уикипедия

Марс Сайънс Лаборътори

(пренасочване от Кюриозити)

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]

Марс Сайънс Лаборътори
Лого на Марс Сайънс Лаборътори
Общи данни
По програма наНАСА
Основни изпълнителиБоинг и Локхийд Мартин
Типмарсоход
Основни целиизследване на Марс
Дата на изстрелване26 ноември 2011[1]
Кейп Канаверъл
Стартова установкаАтлас V 541
Маса900 kg
Продължителност668 марсиански дни (23 земни месеци)
Състояниеактивен
УебстраницаМарс Сайънс Лаборътори
Международно означение2011-070A
Марс Сайънс Лаборътори в Общомедия

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]

Мисията

редактиране

„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.

Цели и задачи

редактиране

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

Геологични и геохимични

Планетарни процеси

Радиация на повърхността

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]

Конструкция и спецификации на мисията

редактиране

Космически апарат

редактиране
 
МСЛ, когато е напълно сглобен.
 
Диаграма на космически апрат МСЛ: 1 – Междупланетен модул; 2 – Backshell; 3 – Спускаем модул; 4 – Кюриосити; 5 – Топлинен щит; 6 – Парашут

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

редактиране
  Основна статия: Кюриосити
 
Цветна диаграма на Кюриосити.

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

редактиране

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]

История

редактиране
 
Междупланетния модул на МСЛ по време на тестове на Земята. На снимката модулът се намира в камерата за космически симулации, която може да симулира студената вакуумна среда в космоса. В горната част се виждат слънчевите панели на апарата (снимка на НАСА, август 2010 г.).

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

редактиране
 
Планината Еолида се извисява в кратера Гейл.

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.

Източници

редактиране
  1. ↑ а б Beutel, Allard. NASA's Mars Science Laboratory Launch Rescheduled for Nov. 26 // NASA, 19 ноември 2011. Посетен на 10 септември 2012.
  2. ↑ а б MSL Sol 3 Update // NASA Television, 8 август 2012. Посетен на 10 септември 2012.
  3. ↑ Overview // JPL. NASA. Посетен на 11 декември 2013.
  4. ↑ Mars Exploration: Radioisotope Power and Heating for Mars Surface Exploration // NASA/JPL, 18 април 2006. Архивиран от оригинала на 2012-10-12. Посетен на 11 декември 2013.
  5. ↑ Watson, Traci. Troubles parallel ambitions in NASA Mars project // USA Today. 14 април 2008. Посетен на 11 септември 2012.
  6. ↑ Mann, Adam. What NASA’s Next Mars Rover Will Discover // 25 юни 2012. Посетен на 11 септември.
  7. ↑ NASA Mars Rover Team Aims for Landing Closer to Prime Science Site // NASA/JPL. Архивиран от оригинала на 2012-06-15. Посетен на 11 септември 2012.
  8. ↑ Amos, Jonathan. Curiosity rover made near-perfect landing // BBC, 11 август 2012. Посетен на 11 септември 2012.
  9. ↑ Agle, D. C. 'Mount Sharp' On Mars Links Geology's Past and Future // NASA, 28 март 2012. Архивиран от оригинала на 2016-03-03. Посетен на 11 септември 2012.
  10. ↑ Staff. NASA's New Mars Rover Will Explore Towering 'Mount Sharp' // Space.com, 29 март 2012. Посетен на 11 септември 2012.
  11. ↑ Mars Science Laboratory: Mission // NASA/JPL. Архивиран от оригинала на 2011-07-10. Посетен на 11 септември 2012.
  12. ↑ Leone, Dan. Mars Science Lab Needs $44M More To Fly, NASA Audit Finds // Space News International, 8 юли 2011. Архивиран от оригинала на 2012-05-26. Посетен на 11 септември 2012.
  13. ↑ D. Leone – MSL Readings Could Improve Safety for Human Mars Missions – Space News // Архивиран от оригинала на 2013-02-02. Посетен на 2012-09-10.
  14. ↑ NASA – MSL Objectives
  15. ↑ NASA – Curiosity, The Stunt Double (2012) // Архивиран от оригинала на 2012-08-01. Посетен на 2012-09-10.
  16. ↑ Mars Science Laboratory Landing Press Kit // NASA, July 2012. с. 6. Архивиран от оригинала на 2016-03-03. Посетен на 2012-09-10.
  17. ↑ Mars Science Laboratory Telecommunications System Design – Article 14 // DESCANSO Design and Performance Summary Series. Pasadena, California, Jet Propulsion Laboratory – NASA, November 2009. Посетен на 11 септември 2012.
  18. ↑ а б в г д Mars Science Laboratory: Mission: Rover: Brains // NASA/JPL. Посетен на 11 септември 2012.
  19. ↑ Bajracharya, Max и др. Autonomy for Mars rovers: past, present, and future // Computer 41 (12). Декември 2008. DOI:10.1109/MC.2008.9. с. 45.
  20. ↑ BAE Systems Computers to Manage Data Processing and Command For Upcoming Satellite Missions // BAE Systems, 17 юни 2008. Архивиран от оригинала на 2008-09-06. Посетен на 11 сепетевмри 2012.
  21. ↑ Learn About Me: Curiosity Rover // NASA/JPL. Архивиран от оригинала на 2012-08-07. Посетен на 11 септември 2012.
  22. ↑ RAD750 radiation-hardened PowerPC microprocessor // BAE Systems, 1 юли 2008. Посетен на 11 септември 2012.
  23. ↑ RAD6000 Space Computers // BAE Systems, 23 юни 2008. Архивиран от оригинала. Посетен на 11 септември 2012.
  24. ↑ Wind River’s VxWorks Powers Mars Science Laboratory Rover, Curiosity // Virtual Strategy Magazine. 6 август 2012. Архивиран от оригинала. Посетен на 11 септември 2012.
  25. ↑ NASA Curiosity Mars Rover Installing Smarts for Driving // Архивиран от оригинала на 2022-02-09. Посетен на 11 септември 2012.
  26. ↑ Wind River's VxWorks Powers Mars Science Laboratory Rover, Curiosity // Архивиран от оригинала на 2012-09-20. Посетен на 11 септември 2012.
  27. ↑ Impressive' Curiosity landing only 1.5 miles off, NASA says // Посетен на 11 септември 2012.
  28. ↑ Amos, Jonathan. Gale Crater: Geological 'sweet shop' awaits Mars rover // BBC News. 3 август 2012. Посетен на 12 септември 2012.
  29. ↑ а б в MSL Science Corner: Sample Analysis at Mars (SAM) // NASA/JPL. Архивиран от оригинала на 2011-07-20. Посетен на 12 септември 2012.
  30. ↑ а б Overview of the SAM instrument suite // Архивиран от оригинала на 2010-07-29. Посетен на 2008-08-10.
  31. ↑ а б NASA Ames Research Center, David Blake. MSL Science Corner – Chemistry & Mineralogy (CheMin) // 2011. Архивиран от оригинала на 2012-08-08. Посетен на 12 септември 2012.
  32. ↑ а б в The MSL Project Science Office. Mars Science Laboratory Participating Scientists Program – Proposal Information Package. (PDF) // JPL – NASA. Washington University, 14 декември 2010. Посетен на 12 септември 2012.
  33. ↑ Wayback Machine (PDF) // www.icdd.com. Архивиран от FIELD DEPLOYMENT OF A PORTABLE XRD/XRF INSTRUMENT ON MARS ANALOG TERRAIN оригинала на 2013-05-12. Посетен на 12 септември 2012. International Centre for Diffraction Data 2005
  34. ↑ Sample Analysis at Mars (SAM) Instrument Suite // NASA, Октомври 2008. Архивиран от оригинала на 2010-07-29. Посетен на 12 септември 2012.
  35. ↑ Tenenbaum, D. Making Sense of Mars Methane // Astrobiology Magazine. 9 юни 2008. Посетен на 12 септември 2012.
  36. ↑ NASA – RAD
  37. ↑ а б Stathopoulos, Vic. Mars Science Laboratory // Aerospace Guide. October 2011. Посетен на 24 септември 2012.
  38. ↑ The Mast Cameras and Mars Descent Imager (MARDI) for the 2009 Mars Science Laboratory // 36th Annual Lunar and Planetary Science Conference 36. 2005. с. 1214.
  39. ↑ The Mars Landing Approach: Getting Large Payloads to the Surface of the Red Planet // Universe Today. Посетен на 24 септември 2012.
  40. ↑ Next NASA Mars Mission Rescheduled For 2011 // NASA/JPL, 4 декември 2008. Архивиран от оригинала на 2011-06-11. Посетен на 25 септември 2012.
  41. ↑ а б Mars Science Laboratory: the budgetary reasons behind its delay // The Space Review. 2 март 2009. Посетен на 25 септември 2012.
  42. ↑ marsrovername.jpl.nasa.gov, архив на оригинала от 10 август 2012, https://web.archive.org/web/20120810034522/http://marsrovername.jpl.nasa.gov/SubmitVoteForm/index.cfm, посетен на 24 септември 2012 
  43. ↑ а б Name NASA's Next Mars Rover // NASA/JPL, 27 май 2009. Архивиран от оригинала на 2012-09-18. Посетен на 24 септември 2012.
  44. ↑ NASA Selects Student's Entry as New Mars Rover Name // NASA/JPL, 27 май 2009. Архивиран от оригинала на 2012-01-28. Посетен на 24 септември 2012.
  45. ↑ The winning essay // Архивиран от оригинала на 2013-06-02. Посетен на 2012-09-24.
  46. ↑ Ma, Clara. [/  Name the Rover] // NASA JPL.
  47. ↑ MSL cruise configuration
  48. ↑ NASA – Mars Science Laboratory, the Next Mars Rover
  49. ↑ а б в MSL Mission Updates // Spaceflight101.com, 6 август 2012. Архивиран от оригинала. Посетен на 2012-09-24.
  50. ↑ NASA Television. Curiosity Rover Begins Mars Mission // YouTube, 6 август 2012. Посетен на 25 септември 2012.

Външни препратки

редактиране
 
Общомедия
Общомедия разполага с мултимедийно съдържание за
Марс Сайънс Лаборътори.
Взето от „https://bg.wikipedia.org/w/index.php?title=Марс_Сайънс_Лаборътори&oldid=12031982“.
  NODES
INTERN 2
Project 2