Наши достижения: Любопытный марсоход топится советскими тайнами

Марсохо́д
— планетоход, передвигающийся по поверхности Марса. Мягкая посадка марсоходов осуществляется с помощью спускаемых аппаратов.

На Марсе функционировали четыре автоматических марсохода с целью проведения научных исследований, два из них продолжают работу на 27 апреля 2020 года.

Запущенные

  • ПрОП-М — советский марсоход. Идентичные марсоходы входили в состав автоматических марсианских станций которые должны были быть доставлены на поверхность Марса в 1971 году спускаемыми аппаратами автоматических межпланетных станций «Марс» (в рамках серии М-71): спускаемый аппарат Марс-2 разбился 27 ноября 1971 года при неудачной попытке мягкой посадки.
  • спускаемый аппарат Марс-3 совершил мягкую посадку 2 декабря 1971 года, но сигнал с самой марсианской станции, к которой был подключён по кабелю марсоход, пропал через 14,5 секунд[1]. Информация с марсохода не была получена.

Среди других запущенных планетоходов они выделялись прежде всего своей системой передвижения: перемещаться марсоходы должны были при помощи двух шагающих «лыж», размещённых по бокам. Такая система была выбрана из-за отсутствия сведений о поверхности Марса[2].

  • Соджорнер (англ. Sojourner
    ) — с 4 июля по 27 сентября 1997 года (в рамках программы Mars Pathfinder, НАСА).
  • Идентичные марсоходы программы Mars Exploration Rover, НАСА: Спирит (англ. Spirit
    ) — с января 2004 года по 22 марта 2010 года.
  • Оппортьюнити (англ. Opportunity
    ) — с января 2004 года. На 26 января 2020 года в рабочем состоянии.
  • Кьюриосити (англ. Curiosity
    ) — с 6 августа 2012 года. На 26 января 2020 года работает. (в рамках программы Mars Science Laboratory, НАСА).

Ход миссии

«Соджорнер» на 2 сол пребывания на поверхности Марса (Снимок посадочной станции Пасфайндер).
На поверхность Марса опустился 4 июля 1997 года, в составе спускаемого аппарата. Марсоход был рассчитан на 7-сольную (сол — марсиансие сутки) миссию, с возможностью расширения до 30 сол. Несмотря на это, он работал в течение 83 сол, до того момента, как спускаемая станция Пасфайндер, действовавшая в качестве ретранслятора, не вышла из строя ( после чего Ровер не имел возможности общаться непосредственно с Землёй); последний контакт с ней состоялся в 10:23 UTC 27 сентября 1997 года., вместе с этим связь оборвалась и с марсоходом, несмотря на то, что он находился в рабочем состоянии. Место последней остановки марсохода до сих пор неизвестно, будущая камера Mars Geoscience Imaging at Centimeter-Scale (MAGIC), разрешение снимков которой составит 5 сантиметров на пиксель, поможет устранить этот пробел.

Всего Соджорнер преодолел дистанцию примерно в 100 метров до потери связи.

Планируемые марсоходы

Основные статьи: Экзомарс

,
Марс-2020

  • «Экзомарс» — марсоход Европейского космического агентства; запуск на Марс ожидается в 2020 году.
  • Марс-Астер — российский марсоход, запуск в 2020 году.
  • Марсоход НАСА «Марс-2020», являющийся наследником миссии марсохода Curiosity
    ; запуск планируется в 2020 году. О начале работ по программе объявлено представителем НАСА 4 декабря 2012 на ежегодном съезде Американского геофизического союза[4]. Одной из главных задач этого марсохода станет обнаружение возможных признаков жизни и «складирование» образцов (общим числом в 31 экземпляр, каждый по 300—400 граммов) с целью их возможной доставки обратно на Землю будущими экспедициями. Кроме того, учёные планируют использовать марсоход как платформу для изучения условий на Марсе в контексте постройки обитаемой базы на его поверхности. В частности, наследник Curiosity оценит опасность марсианской пыли и измерит долю угарного газа в его атмосфере. Конструктивно новый марсоход будет состоять по большей части из узлов и деталей, которые разрабатывались для Curiosity. Таким образом, это позволит снизить себестоимость разработки устройства, с 2,5 миллиарда долларов до 1,5. Кроме всего прочего, учёным придётся снизить и количество научного оборудования, а также упростить некоторые аналитические модули. На Curiosity установлено научного оборудования почти на 2 миллиарда долларов США. На новом марсоходе оборудования поставят всего на 100 миллионов. Он не будет нести ни масс-спектрометра, ни некоторых других узлов, однако будет установлен ультрафиолетовый спектрометр, способный обнаруживать органические вещества.
  • Mars Sample Return Mission — возможно, марсоход будет одним из элементов этой программы доставки грунта с Марса; старт запланирован на 2022 год.
  • Китайский марсоход планируется доставить космическим кораблём на орбиту Марса, в июле-августе 2020 года. Центр космического проектирования при Комитете оборонной науки, техники и промышленности КНР планирует осуществить запуск при помощи ракеты-носителя «Чанчжэн-5» с космодрома Вэньчан. Далее, через семь месяцев полета запланировано осуществить посадку в районе низких широт в северном полушарии Марса, где шестиколёсный марсоход весом 200 кг, с питанием от четырех солнечных батарей в течение трех марсианских месяцев будет вести исследование поверхности планеты[5].

Устройство

Выработка энергии

Панель солнечных батарей марсохода перед установкой

Электропитание «Соджорнера» осуществлялось с помощью одной лёгкой панели солнечной батареи, состоявшей из 234 отдельных фотоэлектрических элементов на основе арсенида галлия/германия (GaAs/Ge)[2]. Её мощность составляла 15 Вт (примерно 150 Вт·ч/сол)[3]. Вес — 0,340 кг. Площадь батареи 0,22 м². Рабочий диапазон температур от -140 до +110 °C. Размер одной ячейки составляет 2 × 4 см. Солнечная батарея хорошо видна в виде тёмной плоской панели, смонтированной на верхней части марсохода[2]. Ячейки солнечных батарей очень лёгкие, тонкие и хрупкие. Создана компанией Шаблон:translation (ASEC).

Батареи

Аккумулятор Соджорнера

В качестве аккумулятора использовалась сцепка из 3 батарей, суммарный вес которой составлял 1,24 кг[2]. Батарея 40 мм в диаметре и 186 мм в длину. Сцепка находилась внутри марсохода, под панелью солнечных батарей. Каждая батарея содержала по три ячейки на основе литий-тионилхлорида (Li-SOCl2). Рабочее напряжение — 8-11 . Ёмкость одной ячейки колебалась от 8 А·ч при температуре -20 °C и до 12 А·ч при +25 °C[2]. Вес одной ячейки — 118 г. .

Масса марсохода (см.

В Соджорнере имелось 11 электродвигателей постоянного тока RE016DC мощностью 3,2 Вт, созданных . Шесть двигателей вращают колёса, по одному на каждое колесо, 4 задают направление движения и последний поднимает и опускает спектрометр. Двигатели могут переносить температуры до −100 °C[4].

Марсоход был оборудован шестью колёсами диаметром 13 см, каждое из которых способно вращаться самостоятельно. Аппарат способен наклоняться на 45° без переворачивания и преодолевать препятствия высотой до 20 см.

Мощности батареи хватало для работы аппарата в течение нескольких часов в день даже в пасмурную погоду.[3] Кроме того, в марсоходе имелось три радиоизотопных элемента с несколькими граммами плутония-238 для поддержания необходимой температуры в электронном блоке.

Связь с Землёй марсоход поддерживал через посадочную станцию. Антенна марсохода была рассчитана передавать данные на расстояние до 0,5 км.[5]

«Соджорнер» изучает камень «Йоги» спектрометром Альфа-частиц.

Марсоход был оборудован тремя камерами — передней стереосистемой и задней одинарной камерой. Альфа-протон-рентгеновский спектрометр (APXS) был практически идентичен спектрометру, установленному на космическом аппарате Марс-96, прибор был создан Шаблон:нп5 Общества Макса Планка в Линдау и Чикагским университетом, США.[6] Спектрометр мог определять элементный состав пород Марса и пыли, за исключением такого элемента, как водород. Управление Соджорнером

осуществлялось с помощью 8-разрядного процессора Intel 80C85, работающего на частоте 2 МГц (производительность 0,1 MIPS)[5], объём оперативной памяти составлял 512 КБ, также имелся твердотельный накопитель на флеш памяти объёмом 176 КБ. Программное обеспечение марсохода могло создавать 3-D карты местности, исходя из стереоснимков, созданных при помощи одной из передней стереокамеры.[7] Автоматическая система навигации делает снимки близлежащей местности, используя одну из двух стереокамер. После этого стереоизображения преобразуются в 3-D карты местности, которые автоматически создаются программным обеспечением ровера. Программное обеспечение определяет какова степень проходимости, безопасна ли местность, высоту препятствий, плотность грунта и угол наклона поверхности. Из десятков возможных путей ровер выбирает кратчайший, самый безопасный путь к своей цели. Затем, проехав от 0,5 до 2 метра (в зависимости от того, сколько препятствий находится на его пути), ровер останавливался, анализируя препятствия, находящиеся неподалеку. Весь процесс повторяется, пока он не достигнет своей цели или же пока ему не прикажут остановиться с Земли. Система безопасности Соджорнера —
Rover Control Software
, могла захватывать по 20 точек на каждом шагу.

Модели всех успешных марсоходов в сравнении: Соджорнер (самый маленький), Оппортьюнити

/
Спирит
(средний), Кьюриосити (самый большой).
Сравнение Соджорнера
c другими марсоходами

КьюриоситиОппортьюнити/СпиритСоджорнер
Запуск201120031996
Масса (кг)899174[8]10,6[9]
Размеры (В метрах, Д×Ш×В)3,1 × 2,7 × 2,11,6 × 2,3 × 1,5[8]0,7 × 0,5 × 0,3[9]
Энергия (кВт/сол)2.5-2,70,3—0,9[10]< 0,1[11]
Научные инструменты10[12]54[9]
Максимальная скорость (см/сек)45[13]1[14]
Передача данных (МБ/сутки)19—316—25[15]< 3,5[16]
Производительность (MIPS)40020[17]0,1[18]
Память (МB)256[19]1280,5
Расчётный район посадки (км)20×780×12200×100

Примечания

  1. [www.laspace.ru/rus/mars23.php Марс -71 (Марс-2 и Марс-3)]
  2. [www.popmech.ru/print/article/4292-vnezemnoy-transport/ Внеземной транспорт: Планетоходы]
  3. [www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=16544&sid=7a23d18d5956328e6c157a5b14ce8de8 Форум Журнала], Новости Космонавтики (10 июня 2004 года).
  4. [mars.jpl.nasa.gov/programmissions/missions/future/m2020/ 2020 Mission Plans]
  5. [russian.news.cn/2016-08/24/c_135629182.htm Китай опубликовал проект марсохода для миссии 2020 года_Russian.news.cn]. russian.news.cn. Проверено 24 августа 2020.

Отрывок, характеризующий Марсоход

– Charmant, – прошептала маленькая княгиня, втыкая иголку в работу, как будто в знак того, что интерес и прелесть рассказа мешают ей продолжать работу. Виконт оценил эту молчаливую похвалу и, благодарно улыбнувшись, стал продолжать; но в это время Анна Павловна, все поглядывавшая на страшного для нее молодого человека, заметила, что он что то слишком горячо и громко говорит с аббатом, и поспешила на помощь к опасному месту. Действительно, Пьеру удалось завязать с аббатом разговор о политическом равновесии, и аббат, видимо заинтересованный простодушной горячностью молодого человека, развивал перед ним свою любимую идею. Оба слишком оживленно и естественно слушали и говорили, и это то не понравилось Анне Павловне. – Средство – Европейское равновесие и droit des gens [международное право], – говорил аббат. – Стоит одному могущественному государству, как Россия, прославленному за варварство, стать бескорыстно во главе союза, имеющего целью равновесие Европы, – и она спасет мир! – Как же вы найдете такое равновесие? – начал было Пьер; но в это время подошла Анна Павловна и, строго взглянув на Пьера, спросила итальянца о том, как он переносит здешний климат. Лицо итальянца вдруг изменилось и приняло оскорбительно притворно сладкое выражение, которое, видимо, было привычно ему в разговоре с женщинами. – Я так очарован прелестями ума и образования общества, в особенности женского, в которое я имел счастье быть принят, что не успел еще подумать о климате, – сказал он. Не выпуская уже аббата и Пьера, Анна Павловна для удобства наблюдения присоединила их к общему кружку. В это время в гостиную вошло новое лицо. Новое лицо это был молодой князь Андрей Болконский, муж маленькой княгини. Князь Болконский был небольшого роста, весьма красивый молодой человек с определенными и сухими чертами. Всё в его фигуре, начиная от усталого, скучающего взгляда до тихого мерного шага, представляло самую резкую противоположность с его маленькою, оживленною женой. Ему, видимо, все бывшие в гостиной не только были знакомы, но уж надоели ему так, что и смотреть на них и слушать их ему было очень скучно. Из всех же прискучивших ему лиц, лицо его хорошенькой жены, казалось, больше всех ему надоело. С гримасой, портившею его красивое лицо, он отвернулся от нее. Он поцеловал руку Анны Павловны и, щурясь, оглядел всё общество. – Vous vous enrolez pour la guerre, mon prince? [Вы собираетесь на войну, князь?] – сказала Анна Павловна. – Le general Koutouzoff, – сказал Болконский, ударяя на последнем слоге zoff , как француз, – a bien voulu de moi pour aide de camp… [Генералу Кутузову угодно меня к себе в адъютанты.] – Et Lise, votre femme? [А Лиза, ваша жена?] – Она поедет в деревню. – Как вам не грех лишать нас вашей прелестной жены? – Andre, [Андрей,] – сказала его жена, обращаясь к мужу тем же кокетливым тоном, каким она обращалась к посторонним, – какую историю нам рассказал виконт о m lle Жорж и Бонапарте! Князь Андрей зажмурился и отвернулся. Пьер, со времени входа князя Андрея в гостиную не спускавший с него радостных, дружелюбных глаз, подошел к нему и взял его за руку. Князь Андрей, не оглядываясь, морщил лицо в гримасу, выражавшую досаду на того, кто трогает его за руку, но, увидав улыбающееся лицо Пьера, улыбнулся неожиданно доброй и приятной улыбкой. – Вот как!… И ты в большом свете! – сказал он Пьеру. – Я знал, что вы будете, – отвечал Пьер. – Я приеду к вам ужинать, – прибавил он тихо, чтобы не мешать виконту, который продолжал свой рассказ. – Можно? – Нет, нельзя, – сказал князь Андрей смеясь, пожатием руки давая знать Пьеру, что этого не нужно спрашивать. Он что то хотел сказать еще, но в это время поднялся князь Василий с дочерью, и два молодых человека встали, чтобы дать им дорогу. – Вы меня извините, мой милый виконт, – сказал князь Василий французу, ласково притягивая его за рукав вниз к стулу, чтоб он не вставал. – Этот несчастный праздник у посланника лишает меня удовольствия и прерывает вас. Очень мне грустно покидать ваш восхитительный вечер, – сказал он Анне Павловне. Дочь его, княжна Элен, слегка придерживая складки платья, пошла между стульев, и улыбка сияла еще светлее на ее прекрасном лице. Пьер смотрел почти испуганными, восторженными глазами на эту красавицу, когда она проходила мимо него. – Очень хороша, – сказал князь Андрей. – Очень, – сказал Пьер. Проходя мимо, князь Василий схватил Пьера за руку и обратился к Анне Павловне. – Образуйте мне этого медведя, – сказал он. – Вот он месяц живет у меня, и в первый раз я его вижу в свете. Ничто так не нужно молодому человеку, как общество умных женщин. Анна Павловна улыбнулась и обещалась заняться Пьером, который, она знала, приходился родня по отцу князю Василью. Пожилая дама, сидевшая прежде с ma tante, торопливо встала и догнала князя Василья в передней. С лица ее исчезла вся прежняя притворность интереса. Доброе, исплаканное лицо ее выражало только беспокойство и страх. – Что же вы мне скажете, князь, о моем Борисе? – сказала она, догоняя его в передней. (Она выговаривала имя Борис с особенным ударением на о ). – Я не могу оставаться дольше в Петербурге. Скажите, какие известия я могу привезти моему бедному мальчику? Несмотря на то, что князь Василий неохотно и почти неучтиво слушал пожилую даму и даже выказывал нетерпение, она ласково и трогательно улыбалась ему и, чтоб он не ушел, взяла его за руку. – Что вам стоит сказать слово государю, и он прямо будет переведен в гвардию, – просила она. – Поверьте, что я сделаю всё, что могу, княгиня, – отвечал князь Василий, – но мне трудно просить государя; я бы советовал вам обратиться к Румянцеву, через князя Голицына: это было бы умнее. Пожилая дама носила имя княгини Друбецкой, одной из лучших фамилий России, но она была бедна, давно вышла из света и утратила прежние связи. Она приехала теперь, чтобы выхлопотать определение в гвардию своему единственному сыну. Только затем, чтоб увидеть князя Василия, она назвалась и приехала на вечер к Анне Павловне, только затем она слушала историю виконта. Она испугалась слов князя Василия; когда то красивое лицо ее выразило озлобление, но это продолжалось только минуту. Она опять улыбнулась и крепче схватила за руку князя Василия.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: