NASA отправляет на Марс новый ровер «Perseverance» с микрофонами и небольшим вертолётом

NASA запустило марсоход Perseverance, который впервые доставит на Марс микрофоны и небольшой вертолёт

В четверг, 30 июля, в 14:50 мск (11:50 UTC), с пусковой площадки SLC-41 мыса Канаверал на ракете Atlas V 541 стартует очередная американская автоматическая межпланетная станция «Марс-2020» с ровером «Персеверанс».

Трансляцию пуска можно наблюдать онлайн на NASA TV.



Если все пойдет по плану, примерно через полгода, 18 февраля 2021 года, состоится посадка марсохода на поверхности планеты в районе кратера Джезеро — в точке, где есть дельта реки, интересная для ученых с точки зрения поиска следов былой жизни на Марсе.

Минимальная программа исследований рассчитана на два земных года, но, скорее всего, она будет продолжена. Основными научными целями марсохода станут изучение геологии Марса и истории его эволюции, поиски следов жизни, а также отбор и подготовка образцов грунта для доставки на Землю в будущем.



Что такое «Марс-2020»

Проект «Марс-2020» NASA анонсировало еще 4 декабря 2012 года. Тогда из-за сокращения бюджетного финансирования «Программы по исследованию Марса» для новой миссии была выбрана общая конструкция предыдущего марсохода «Кьюриосити» (Curiosity, «Любопытство»). Предполагалось сэкономить на новом ровере, используя запасные части предшественника, в том числе оставшуюся от программы «Кьюриосити» запасную «батарейку» — радиоизотопный термоэлектрический генератор, РИТЭГ.

В итоге сильно удешевить постройку нового аппарата все равно не получилось: если на «Кьюриосити» в NASA потратили 2,5 миллиарда долларов, то миссия «Марс-2020» обошлась в 2,4 миллиарда долларов. Еще 300 миллионов заложено на эксплуатацию ровера на Марсе в течение планового срока миссии.

На новом ровере семь научных инструментов — для самого детального анализа марсианских пород и поиска органических примесей.

«Персеверанс» имеет массу небольшой малолитражки — 1025 килограмм. Его габариты составляют 3×2,7×2,2 метра — но это если не учитывать довольно длинную руку-манипулятор, о которой нужно сказать отдельно. Для перемещения по Марсу ровер оснащен шестью колесами полуметрового диаметра из алюминиевого сплава с титановыми спицами — похожими, но несколько более прочными, чем на «Кьюриосити». В состав полезной нагрузки ровера входят семь научных инструментов:

Камера Mastcam-Z — система из двух камер для панорамных и стереоскопических снимков поверхности, в том числе с оптическим увеличением. Также ее будут использовать для определения минералогического состава пород на поверхности Марса.

Камера-спектрометр SuperCam — инструмент для анализа химического и минералогического состава марсианских пород.

Рентгеновский флуоресцентный спектрометр PIXL с тепловизором позволит сделать самый детальный анализ элементного состава грунта на Марсе за всю историю исследований планеты.

Ультрафиолетовый рамановский спектрометр SHERLOC с камерой высокого разрешения будет искать органические примеси в грунте и уточнять его минеральный состав. На его калибровочной мишени кроме всего прочего размещены пять кусочков материалов, которые в будущем будут использоваться для создания марсианских скафандров.

Метеостанция MEDA обеспечит измерение температуры воздуха, атмосферного давления, скорости и направления ветра, относительной влажности и размера и формы частиц пыли в воздухе.

Радар сверхбольшого диапазона RIMFAX — георадар, предназначенный для обнаружения ближайших подповерхностных слоев пород, умеющий «заглядывать» на глубину до 10 метров.

Манипулятор — помимо спектрометров, на нем установлен небольшой механизм, способный бурить небольшие отверстия на глубину до шести сантиметров.

Ровер имеет довольно мощные мультимедийные возможности: на нем целых 23 камеры для навигационных и технических операций, а для записи марсианских звуков имеется два микрофона. Кроме того, на марсоходе установлена необычная экспериментальная установка MOXIE, которая будет получать кислород из углекислого газа, содержащегося в марсианской атмосфере. Предполагается, что в будущем такие установки позволят снабжать кислородом экипажи пилотируемых экспедиций на Марс. Для связи с Землей на «Персеверансе» установлены целых три антенны: основная ультравысокочастотная антенна, которая будет передавать сигнал со скоростью до 2 мбит/с через спутники-ретрансляторы на орбите Марса (MRO, MAVEN и TGO («ЭкзоМарс-2016»); узконаправленная антенна для прямой связи с Землей (в периоды видимости) со скоростью до 160 бит/с на Землю и до 500 б/с с Земли. Малонаправленная антенна для приема простых сигналов с Земли.

На марсоходе впервые установлен дрон!

Действительно, на последнем этапе разработки в состав марсохода был включен небольшой экспериментальный вертолетный дрон «Инженьюити» (Ingenuity, «Изобретательность») — первый в истории изучения Марса атмосферный летательный аппарат. Он оснащен двумя углепластиковыми винтами диаметром 120 сантиметров. Сам аппарат при этом имеет относительно скромные размеры, его длина не превышает 20 сантиметров, а общая масса составляет около двух килограммов. За пределами корпуса находятся посадочные опоры, антенна, солнечная батарея и сами лопасти винта.

Вертолет установлен, как это ни странно, в нижней части марсохода и защищен там специальным композитным экраном, который будет отсоединен только через два месяца после посадки. Из-за этого создателям аппарата нужно будет выполнить довольно сложную инженерную задачу по отделению «Инженьюити» от самого ровера.

Научная задача у дрона вполне ожидаемая, но при этом важная: «Инженьюити» должен отработать технологию полета в разреженной марсианской атмосфере, плотность которой приблизительно в 100 раз ниже, чем на Земле. Именно поэтому диаметр винта должен быть таким большим (относительно корпуса) и вращаться так быстро. Если аппарату все-таки удастся подняться в воздух, его будут использовать для разведки маршрута и фотографирования ровера со стороны.

Марсоход сможет работать круглосуточно и даже зимой

В качестве основного источника энергии для ровера «Персеверанс» используется радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) на плутонии-238 мощностью 110 Вт (здесь можно почитать подробнее о типах источников питания для космических аппаратов). Помимо этого, ровер также оснащен двумя заряжаемыми от Солнца литийионными батареями: они будут помогать при выполнении научных операций, когда потребление марсоходом энергии может возрастать до 900 кВт×ч.

Важно отметить, что использование РИТЭГ позволяет продолжать работу ровера круглосуточно и марсианской зимой, что невозможно для марсоходов с солнечными батареями. Кроме того, ни «Персеверанс», ни «Кьюриосити», благодаря наличию независимых от погоды РИТЭГ, не боятся пылевых бурь, одна из которых, например, сыграла роковую роль в судьбе ровера-ветерана «Оппортьюнити» .

Интересно, что в радиоизотопном генераторе «Кьюриосити» используется диоксид плутония-238, купленный для нужд NASA в России, а в «Персеверансе» — уже произведенный в США. В конце восьмидесятых годов Соединенные Штаты свернули производство плутония-238 на своей территории, планируя закупать его у России. Всего с 1990-х было куплено 16,5 килограмма изотопа для использования в дальних космических миссиях («Новые горизонты», «Кассини», «Кьюриосити»), где использование солнечных батарей неэффективно. Но в последние годы Россия прекратила поставки плутония-238 в США, а с 2012 года его производство в США снова было восстановлено на уровне 1,5 килограмма в год.

При посадке «Персеверанса» придется пережить «семь минут ужаса»

18 февраля 2021 года в 20:00 UTC по плану состоится посадка ровера на поверхности Марса в районе кратера Джезеро, что на западном склоне равнины Исиды — огромного ударного бассейна к северу от экватора планеты. Диаметр кратера — 45 километров, а рядом находится равнина Утопия, в южной части которой в апреле 2021 года должен приземлиться спускаемый модуль китайской миссии «Тяньвэнь-1».

«Персеверанс» будет садиться сразу с полетной траектории, без выхода на орбиту вокруг Марса. Такая схема посадки позволила сэкономить на топливе для торможения, но потребовала, как и в случае с «Кьюриосити», использовать мощную теплозащиту и сложную с инженерной точки зрения систему посадки — «небесный кран».

«Кран» — это устройство, зависающее в воздухе на реактивных двигателях и спускающее марсоход к поверхности на тросе. Такую схему посадки создатели «Кьюриосити» назвали «семью минутами ужаса»: поскольку весь процесс проходит автоматически и не управляется с Земли, инженерам остается только надеяться на лучшее. По сравнению с «Кьюриосити», навигационная система нового «небесного крана» была значительно модернизирована, а планируемая точность посадки выросла на 50%. Теперь «небесный кран» сможет самостоятельно анализировать поверхность перед посадкой, чтобы избегать потенциально опасных участков.



Далее ещё немного текста для самых любознательных и два видео:

Сслыка на Медузу

Это сообщение отредактировал gwenda - 30 июл. 2020 г. в 12:41