Исследование Марса: марсоходы Spirit, Opportunity и Curiosity на планете Марс. Марсоход Opportunity: прощаемся или «до свидания»? Соединение Марса с Солнцем

Оба марсохода изначально должны были проработать всего 90 дней, разыскивая на красной планете признаки наличия воды.
Оба марсохода перевыполнили свою задачу. Поиск признаков воды оказался более чем успешным, а сами аппараты заметно превысили свой срок службы. Spirit был потерян в прошлом году, а Opportunity все еще работает и сейчас пережидает марсианскую зиму, развернув панели на Солнце.

За время работы марсоходы прошли 42.08 километра, львиная доля из которых приходится на счет Opportunity. Он проехал по поверхности Марса 34.36 километра.
«Я правда считал, что и Opportunity, и Spirit не переживут лето 2004 года, - говорит Рей Арвидсон и Вашингтонского университета в Сент-Луисе , заместитель руководителя проекта. - Для меня сейчас, как и тогда, удивительна мысль, что до сих пор планируем новые задачи и команды для Opportunity, а Spirit был потерян из-за невезения, так как он имел малую маневренность и попал на зыбкую почву, из песков которой он не смог выбраться».
Поиск воды
Spirit и Opportunity примарсились на расстоянии 9656 километров друг от друга, на противоположных сторонах Марса. Оба аппарата выполнили свои задачи: нашли доказательства существования воды на красной планете. Хотя сейчас поверхность Марса сухая и безжизненная, когда-то климат там был влажным и теплым. Этот фундаментальный результат был получен благодаря работе двух марсоходов.
В этих открытиях помогли даже неудачи Spirit. Правое переднее колесо ровера перестало работать в 2006 году, что вынудило инженеров миссии перейти на задний ход. Заклинившее колесо мешало движению, цепляясь за поверхность планеты. Однако в результате колесо открыло под верхним слоем пыли залежи чистого кремния, минерала, который в чистом виде может образовываться только при взаимодействии горячей воды с камнем.
Таким образом Spirit стал первым аппаратом, позволившим предположить то, что сейчас известно всем, но на момент открытия было лишь сомнительной гипотезой. В месте, изученном аппаратом, когда-то существовала крупная гидротермальная система древнего марса, чьи гейзеры и потоки горячей грязи получали энергию от подземных источников.
Это вызвало фурор в среде астробиологов. Оказалось, что хотя бы на части планеты когда-то существовали два ингредиента, необходимых и практически достаточных для жизни : жидкая вода и источник энергии.


Opportunity не остался в долгу. Недавно ему удалось найти на склонах кратера Индевор следы глины, которая также могла образоваться только при наличии жидкой воды. Руководитель проекта, Стив Сквирс из Университета Корнелла , видит пользу открытий, совершенных при помощи марсоходов, не только в научном результате.
«Безусловно, научные достижения и все, что мы узнали о возможной обитаемости Марса, станут важной частью достояний этой важной миссии, - говорит он. - Но я считаю, что не менее важно то, что успехи роверов и их открытия послужили источников вдохновения для молодежи, призывая к карьере в науке или наукоемких технологиях».
Прощание с марсоходом Spirit
Заклинившее колесо марсохода все же привело к его потере. Из-за потери мобильности ровер не смог выбраться из зыбучего песка в мае 2009 года. Тем не менее, он продолжил работу, изучая окрестности. Марсоход был потерян только в марте 2010 года, после того как не сумел выйти на позицию, удобную для зарядки солнечных батарей во время марсианской зимы 2009-2010 года.
В мае 2011 года Spirit был официально объявлении потерянным. Скорее всего, из-за потери питания отключилась система обогрева, и его электроника была повреждена во время зимних холодов.
«Spirit, тем не менее, сделал немало. Его работа позволила нам понять, что ранний Марс был влажным и с большой вулканической и магматической активностью», - говорит Арвидсон.
Opportunity продолжает движение
После трехлетнего путешествия Opportunity добрался до крупного кратера Индевор, имеющего диаметр около 22 километров. Последние несколько месяцев марсоход слонялся у кромки кратера. Здесь он и обнаружил лучшее на данный момент доказательство того, что когда-то на Марсе была вода.

Здесь же ему предстоит и зазимовать. Для этого инженеры миссии нашли хорошее место на краю кратера. Наклон породы, на которой остановился ровер, позволит ему собирать максимум солнечной энергии. В ходе зимы марсоход не будет переведен в спящий режим. Он продолжит обычную работу, изучая близлежащие породы. Возможно, он даже будет передвигаться на небольшие расстояния.
Стоянка позволит уточнить скорость вращения Марса. Постоянно принимая сигнал от марсохода, стоящего на одном месте, можно будет определить скорость движения точки его стоянки. Точные измерения скорости вращения планеты, которые будут при этом проведены, позволят больше понять о внутреннем строении планеты. Таким образом, марсоход позволяет изучать не только ее поверхность.
Opportunity сможет возобновить движение в июне или в июле. Хотя ровер стареет, нет причин опасаться, что он не сумеет сдвинуться с места. Пока что заметные признаки возраста показывает только роботизированная рука ровера, сочленение которой начало барахлить.
«Ровер в отличной форме, - говорит Брюс Банердт, участник программы из Лбаоратории реактивного движения. - Он далек от списания».
Скоро у Opportunity появится компания на поверхности Марса. Марсоход Curiosity должен примарситься в августе этого года.

История марсохода

Марсоход «Opportunity » - второй аппарат из двух отправленных к Марсу в рамках программы «Mars Exploration Rover ». Старт с Земли состоялся 7 июля 2003 года, на неделю позже запуcка его близнеца – марсохода . Приземление на Марс , а именно в кратере Игл на плато Меридиана, было совершено 25 января 2004 года, на три недели позже, чем посадка ровера «Spirit».

По устоявшейся традиции название проекту было найдено на конкурсе, победителем которого стала девятилетняя девочка Софи Коллиз, родившаяся в Сибири и удочерённая семьёй из штата Аризона.

Функционирование «Opportunity» продолжается по сей день и он является рекордсменом по длительности работы среди аппаратов, работающих на поверхности Марса. Этому способствует то, что солнечные панели ровера очищаются марсианскими ветрами.

Учитывая неоценимый вклад ровера «Оппортьюнити» в исследование Марса, его имя получил астероид 39382. Это предложение поступило от астронома Ингрид ван Хаутен-Груневельд, открывшей этот астероид совместно с Корнелисом Йоханнесом ван Хаутеном и Томом Герелсом 24 сентября 1960 года. Посадочная платформа «Оппортьюнити» получила название «Мемориальная Станция Челленджера»

Цели миссии

Главная задача миссии заключалась в изучении осадочных пород, которые предполагалось найти в кратере Гусева и кратере Эребус , где, по предположениям. когда-то находилось озеро или море.

Миссия Mars Exploration Rovers должна была заняться:

    поиском и описанием разнообразных видов горных пород и почвы, которые содержали бы свидетельства существования водной среды в марсианской прошлом. В том числе, поиском образцов с минералами, которые образовались под действием осадков, испарения или осаждения воды или при гидротермальной активности;

    определением распространенности и состава горных пород, минералов и видов грунта в районе приземления;

    определением геологических процессов, сформировавших местность, и химического состава почвы. Речь идет о водной или ветровой эрозии, отложении осадков, гидротермальных механизмах, вулканизме и образовании кратеров;

    проверкой открытий, сделанных «Марсианским разведывательным спутником» (). Это окажет помощь в определении точности и эффективности различных инструментов, использующихся при изучении геологии Марса с орбиты;

    Поиском железосодержащих минералов и оценкой относительного количества определённых типов минералов, содержащих воду или сформированных в воде, например, железосодержащих карбонатов;

    классификацией и определением процессов, сформировавших минералы и геологический ландшафт;

    поиском геологических особенностей, существовавших на планете вместе с нахождением на поверхности жидкой воды. Оценкой условий, благоприятных для появления жизни на Марсе.

  • Марсоход «Opportunity» на поверхности красной планеты (рисунок)
  • Створки посадочной платформы смыкаются вокруг сложенного марсохода
  • Автопортрет «Оппортьюнити», декабрь 2004 года
  • «Обнажение Пейсона» на западном крае кратера Эребус
  • Группа инженеров и техников работает над «Тепловым блоком электроники» (WEB)
  • Кратер Эндевор

Инновации в миссии Mars Exploration Rovers

Контроль за опасными участками

Марсоходы мисси MER оснащены системой контроля за опасными участками, что позволяет благополучно избегать их при передвижении по поверхности планеты. Подобная система реализована впервые при исследовании Марса, она была создана в университете Карнеги-Меллона.

Цели увеличения общей производительности служат две другие похожие программы. Первая контролирует работу двигателя, осуществляет управление колесами ровера, чистящей щёткой и инструментом RAT, предназначенным для бурения породы. Вторая контролирует работу солнечных батарей марсохода, перенаправление энергии к двум аккумуляторам, выполняет функции ночного компьютера и часов марсохода.

Улучшенное зрение

В общей сложности двадцать камер, помогали марсоходам в искать следы воздействия воды на поверхности Марса, предоставляя ученым Земли качественные снимки планеты.

Технические достижения помогли уменьшить вес и размер камер, что позволило смонтировать по девять камер на каждом марсоходе и по одной на спускаемой платформе. Камеры марсоходов созданы Лабораторией реактивного движения (JPL) и на тот момент являлись лучшими камерами, которые были когда-либо работали на другой планете.

Улучшенное сжатие данных

Данные, предназначенные для передачи на Землю, обрабатывались системой сжатия данных, также разработанной Лабораторией реактивного движения. Конечный размер изображения размером 12 мегабайт составляет лишь 1 мегабайт, таким образом достигается значительная экономия памяти. Все изображения делятся программой на группы, по 30 изображений в каждой, что уменьшает риск потери данных при их передаче Сетям дальней космической связи в Австралии.

Моделирование карт местности

Инновационной особенностью миссии стала возможность создания карты окружающей местности. Такая информация очень ценна для научной группы, так как это помогает узнать возможность проходимости и угол наклона аппарата. Стереоснимки дают возможность создавать трехмерные изображения, что позволяет точно определять расположение и расстояние до объекта наблюдения.

Технология мягкой посадки

Инженерам пришлось решать непростую задачу по уменьшению скорости космического аппарата c 12000 миль в час при входе в атмосферу планеты до 12 миль в час при столкновении с поверхностью Марса. Вход в атмосферу, спуск и посадка в миссии Mars Exploration Rovers был реализован с использованием многих технологий её предшественников: миссий «Викинг» и Mars Pathfinder. Для уменьшения скорости снижения была использована унаследованная технология парашюта и хотя масса космических аппаратов миссии Mars Exploration Rovers намного превышает предыдущие, основа конструкция парашюта не изменилась, н лишь его площадь была увеличена на 40 %.

Технология подушек безопасности, примененная в миссии , также была доработана. Посадочный модуль, содержавший марсоход, находился внутри сферы из двадцати четырех надутых ячеек. Синтетический материал «Vectran», из которого были сделаны подушки безопасности, также применяется при изготовлении скафандров. Как стало ясно после нескольких проверок на падение, дополнительная масса вызывала сильные повреждения и разрыв материала. В итоге инженерами была разработана двойная оболочка из подушек безопасности, призванных избежать серьёзных повреждений при приземлении с большой скоростью, когда подушки безопасности могут войти в контакт с острыми булыжниками.

Научные результаты

«Оппортьюнити» были найдены убедительные аргументы в поддержку его главной научной миссии: поиск и исследование образцов камня и грунта, которые возможно содержат свидетельства активной водяной деятельности в марсианской прошлом. Дополнениельно с проверкой «водной гипотезы», марсоходом совершены различные астрономические измерения, а также он помог уточнить некоторые параметры марсианской атмосферы.

7 июня 2013 года состоялась специальная конференция, посвящённоая десятой годовщине старта «Opportunity», на которой руководителем научной программы марсохода Стивом Сквайрсом было заявлено, что в древности на Марсе присутствовала вода, пригодная для живых организмов. Такие выводы были сделаны при исследовании камня под названием «Esperance 6». Результаты позволяют утверждать, что несколько миллиардов лет назад этот камень контактировал с потоком воды.
Важно то, что эта вода была пресной и подходила для нахождения в ней живых организмов. Ранее все доказательства существования воды на Марсе говорили лишь о том, что на поверхности планеты была некая жидкость, больше похожая на серную кислоту, а с помощью программы «Оппортьюнити» были обнаружены следы воздействия именно пресной воды.

Прошло уже более двух месяцев с тех пор, как ветеран исследований , шестиколесный покоритель красных пустынь, один из самых успешных роботов NASA – марсоход «Opportunity» последний раз связывался с Землей.

Марсоход, выключив все энергоемкие устройства, застыл на краю обрыва – кратера Индевор , посреди пыльной бури, обдуваемый сухим ветром, несущим по мертвой поверхности красную пыль. Находясь в этом неуютном и холодном мире уже более 14 лет, «Opportunity» всегда поддерживал связь с Центром управления миссией. Однако нынешняя пыльная буря оказалась настолько мощной, что марсоходу пришлось перейти в режим экономии энергии и остаться в полном одиночестве на холодном ветру. «Opportunity» находится в спящем режиме с 10 июня, когда концентрация пыли в воздухе Красной планеты стала настолько плотной, что солнечный генератор перестал обеспечивать заряд его батарей. Команда «Opportunity» надеется, что шестиколесный робот действительно погрузился всего лишь в своего рода спячку, и рассчитывает получить от него сигнал как только пыльная буря рассеется.
И для такого оптимизма есть причины, заявили представители НАСА.

«Батареи «Opportunity» находились в работоспособном состоянии до начала пыльной бури, и их деградация не должна быть катастрофической», – заявили исследователи из НАСА. «Известно, что пыльные бури способствуют нагреванию атмосферы Марса и его поверхности. К тому же нынешняя буря случилась в тот период, когда в том месте, где работает «Opportunity» наступило лето. Поэтому марсоход не должен сильно замерзнуть».

Американский марсоход Opportunity, который провел на Марсе уже 15 лет, летом прошлого года отключился из-за мощнейшей пылевой бури в Долине Настойчивости.

Он успешно пережил самые тяжелые месяцы марсианской "зимы", но шторм, бушевавшей несколько недель, заставил ученых усомниться, что Opportunity сможет преодолеть и этот катаклизм.

Хотя буря прекратилась и прозрачность атмосферы вернулась к нормальным значениям, марсоход не вышел на связь. 13 февраля 2019 года NASA преркатило попытки восстановить с ним связь.

"Я объявляю миссию Opportunity завершенной, и вместе с ней завершенной миссию Mars Exploration Rover. Должен сказать вам, это эмоциональный момент", - заявил Томас Зурбучен, помощник директора NASA по науке.

Сейчас на поверхности Марса работает марсоход Curiosity и посадочный , примерно через год к ним должны присоединиться два новых марсохода. Корреспондент.net рассказывает подробности об Opportunity.

Достижения Opportunity

Opportunity проработал на планете 5352 марсианских суток - солов, преодолев за это время 45,16 километра, поставив рекорд среди планетоходов. Изначально ученые планировали, что срок службы ровера не превысит трех месяцев и километра пройденного пути.

За все время работы марсоход прислал на Землю более 217 тысяч изображений, в том числе пятнадцать 360-градусных цветных панорам окружающей местности, установил рекорд по пройденному пути за один день на Марсе (220 метров) и проанализировал несколько десятков образцов пород.

На протяжении более десяти лет Opportunity удерживал лидерство в области исследования планет. Он рассказал человечеству о , потенциально обитаемой планете и показал неизведанные марсианские ландшафты.

"То, что сделали на Марсе марсоходы Spirit и Opportunity - изумляет. Благодаря таким новаторским миссиям, как Opportunity, настанет день, когда наши смелые астронавты ступят на поверхность Марса. И когда этот день настанет, часть тех первых следов будет принадлежать команде Opportunity, которая сделала так много во имя открытий", - сказал глава NASA Джим Брайденстайн.

Фотографии Opportunity:

Буря охватила весь Марс

Одна из главных характерных особенностей и загадок Марса заключается в том, что ученые не знают, почему такие шторма возникают далеко не каждый сезон и почему они иногда покрывают почти всю планету.

"Мы уже 20 лет наблюдаем за Марсом, и еще не видели такого - заурядный региональный шторм вырос до размеров планетарной бури, затронув не только Opportunity, но и Curiosity на другом конце планеты", - рассказал руководитель миссии Ричард Зурек.


Глобальная карта пылевого шторма на Марсе / NASA

Марсоход находился в Долине Настойчивости, когда 1 июня началась пылевая буря. Она препятствовала проникновению солнечных лучей сквозь атмосферу, оставляя ровер без источника питания.

Curiosity в качестве источника энергии использовал не солнечные батареи, а радиоизотопный термоэлектрический генератор.

В течение нескольких дней ураган охватил четверть Марса, равную территории Северной Америки и Южной Америки вместе взятых - порядка 35 миллионов квадратных километров.

В эти дни небо на Красной планете напоминало небо Земли во время смога.


Слева небо Марса в обычный день, справа - в песчануюю бурю / NASA

6 июня в NASA зарегистрировали заметный спад уровня энергии ровера и перевели его в режим сохранения работы. Все научные операции, выполняемые Opportunity, были прекращены.

В спящем режиме марсоход отключил большинство из своих функций, рабочими остались только внутренние часы, которые заставляли время от времени бортовой компьютер загружаться и проверять уровень заряда батарей.

Последние данные показывалит, что температура марсохода упала до -29 градусов Цельсия. Минимальная рабочая температура аппарата составляет -40 градусов, поэтому тогда его системы работали на поддержание тепла в батареях.

Опасным для "жизни" Opportunity был разряд аккумуляторов ниже уровня, необходимого для питания внутренних часов. Такая ситуация потребует более сложного восстановления. Нечто похожее произошло с "близнецом" Opportunity, марсоходом Spirit, застрявшем на одном из склонов кратера Гусева.

Отважный марсоход Opportunity

Opportunity прибыл на Марс в 2004 году, его миссия была рассчитана на 90 дней. Однако аппарат достойно выдержал все испытания и продолжает работать, несмотря на то, что повредил "руку" и может двигаться только в обратном направлении.

В 2007 году марсоход уже пережил крупную пылевую бурю, однако она была в два раза менее интенсивной. Нынешняя песчаная буря обратила день в ночь в экваториальной зоне Opportunity.


Первое селфи Opportunity сделал в 2018 году / NASA

12 июня 2018 года инженеры NASA попытались связаться с марсоходом, но это сделать не удалось. Так мало энергии у марсохода не было никогда - ученые предполагают, что напряжение в его бортовой сети упало ниже 24 вольт.

"Это был замечательный марсоход. Благодаря своей долговечности он совершил множество открытий. Этот малыш оказался бесценным капиталовложениям и значительно расширил наши возможности по исследованию Красной планеты", - сказал директор программы исследований Марса в NASA Джим Ватзин.

Opportunity проехал по Марсу больше остальных марсоходов - около 45 километров.

Он нашел доказательства наличия жидкой воды на Красной планете. Эти наблюдения позволили ученым сделать предположения, насколько Марс пригоден к жизни.

До того, как шторм заставил Opportunity перейти в автономный режим, он исследовал Долину Настойчивости возле кратера Индевор.

Робот пытался установить, была ли долина образована ветровой эрозией или водными источниками, или, возможно, - обоими.

Новости от Корреспондент.net в Telegram. Подписывайтесь на наш канал