Smalsumo zondo svoris. Daugiau apie kosmosą: ką dabar veikia „Curiosity“ marsaeigis ir kodėl? (5 nuotraukos)

IN pastaraisiais metais, inžinieriai daugelyje šalių, ypač tų, kuriose gyventojų skaičius auga per greitai, sunkiai dirba kurdami statybinius spausdintuvus, su kuriais galėtų greitai ir, svarbiausia, nebrangiai, pagaminti maži namai. Kodėl nebrangiai? Taip, nes tirpalui sukurti naudojamos statybinės atliekos, kurios susmulkinamos ir sumaišomos su cementu. 200 m2 namo kaina nesiekia 5000 USD, o mažas pajamas gaunantiems žmonėms šis aspektas yra svarbiausias. Tai technologija, apie kurią norime šiek tiek papasakoti.

Inžinieriai lygiagrečiai dirbo kurdami spausdinimo įrenginius, kuriais būtų galima statyti pigius pastatus skirtingos šalys. Tačiau kaip visada kinai lenkia kitus – jų spausdintuvas didžiausių matmenų (32m*11m*7m). Prieš metus vos per 24 valandas ant jo buvo atspausdinta 10 mažų namelių (po 60 m2).

Kol jose niekas negyvena, jos yra išbandomos, stebint, kaip konstrukcijos elgiasi veikiamos saulės, vėjo ir temperatūros pokyčių. Tačiau rezultatai dar nieko nenuvylė. Bet kokiu atveju paaiškėjo, kad jiems nerūpėjo stiprus lietus ir karštis. Todėl šalys, kuriose yra šiltas klimatas, pirmosios pradėjo statyti naudodami šią technologiją.

Tai svarbu

Didžiausio spausdintuvo kūrėjai savo pavyzdžiu patvirtino 3D konstrukcijos kokybę. Visos netoli Šanchajaus esančio šios technologijos kūrimu ir propagavimu užsiimančios įmonės biuro sienos atspausdintos trimačiu spausdintuvu. Pastatas turi bendro ploto 10 000 m2, o jo statyba buvo baigta vos per 30 dienų.

• Tiesa, tam buvo suorganizuotas keturių mašinų konvejeris – bet vis tiek jų produktyvumas nuostabus. Tačiau Šanchajuje vyrauja subtropinis klimatas, o absoliutus žiemos minimumas jam yra –9 laipsniai. Na, o koks bus tokių konstrukcijų bandymų rezultatas mūsų šalnose – kitas klausimas.
• Bet kokiu atveju, tokiu greičiu ir žemos kainos, galima išspręsti būsto problemas ne tik neturtingų Kinijos provincijų gyventojams. Ką galiu pasakyti – ko reikia norint atkurti būstą žmonėms, nukentėjusiems nuo įvairiausių stichijų: gaisrų, potvynių, uraganų, žemės drebėjimų, nuo kurių niekas nėra apdraustas.
• Žmogui, likusiam be stogo virš galvos, net ir neišvaizdus namas atrodys kaip rojus. Visame pasaulyje yra pakankamai žmonių, kuriems reikia pagalbos, todėl daugelis šalių susidomėjo šia technologija: JAE, Amerika, Italija, Olandija ir, žinoma, Rusija.
• Daugelis jų sukūrė savo dizaino spausdintuvus, bet iš esmės, jie visi veikia pagal tą patį principą. 3D spausdinimo įrenginių kūrėjai tikisi, kad tobulėjant technologijoms baigtų namų kainų juosta gali nukristi dar žemiau.

Svarbiausia, kad visi pamatė ir suprato, kad tai yra nauda žmonėms, ir tikriausiai jau ne už kalnų ta diena, kai bus sukurtas dar galingesnis spausdintuvas, galėsiantis padidinti statomo objekto mastą.

Technologijos esmė

Kaip jau minėta, statybinių spausdintuvų galimybės skiriasi. Kai kurie žmonės gali atspausdinti tik esančių namų fragmentus horizontali padėtis. Įgavus jėgą, sekcijos pakeliamos, montuojamos vertikaliai ir sujungiamos viena su kita – štai ką matome toliau esančioje nuotraukoje.

Tačiau taip pat yra galimybė, kuri gali spausdinti namą ištisiniu būdu - tai yra, išilgai kontūro. Ateityje tai leis statybų įmonėms, turinčioms tokią techniką, su ja nuvykti nurodytu adresu ir statyti namą vietoje. Neabejojame, kad artimiausiu metu atsiras kombinuotų mašinų, galinčių atlikti abu.

• Be to, 3D spausdintuvai naudojami stiklo pluošto armatūrai gaminti, kuri šiandien pačiame įkarštyje jau naudojamas mažaaukštėse statybose. Neabejotina, kad jau ne už kalnų ta diena, kai vietoje veiks abu variantai: vienas spausdintuvas stato betoninę konstrukciją, o antras sutvirtina.
• Technologijos esmė tokia: statinio ar pastato konfigūracija spausdintuvui nustatoma per kompiuterį. Antgalis, iš kurio ištisine linija išeina gana storas ir elastingas tirpalas, juda tam tikra trajektorija – būsimos struktūros kontūru, sluoksnis po sluoksnio didindamas jos aukštį.
• Sienos tuščiavidurės, 30 cm storio. vidaus erdvė sutvirtintas, užpildytas putų betonu – ir rezultatas ne tik patvarus, bet ir šiltas namas.

Mūsų šalyje prie šios technologijos dirbama Jaroslavlyje, kur iki šiol visu greičiu spausdinamos tik mažosios architektūrinės formos: suolai, pavėsinės. Tačiau jau pradėtas statyti 80 m2 ploto gyvenamasis namas su puse mansarda. Jis nežada būti toks greitas kaip kinai – juk mes ne subtropikuose. Be to, namą reikia ne tik pastatyti, bet ir baigti, sujungti. Tačiau namą planuoja pradėti eksploatuoti iki 2017 metų vasaros, o po to bus galima pamatyti jo fasadų ir interjero nuotraukas. Liko visai nedaug, palauksime ir pamatysime.

Verslo perspektyvos

Vykdydamas nurodytą programą, trimatis spausdintuvas gali dirbti visą parą ir nereikalauja jokio valdymo ar priežiūros personalo. Šis faktas tikrai bus įdomus tiems, kurie ieško galimybių kurti naują verslą. Nepaisant to, kad pats spausdintuvas nėra pigus, vis labiau populiarėjantys namai, pastatyti naudojant 3D spausdinimo technologiją, žada nemažą naudą. Be to, užsakymo įvykdymo laikas yra neįtikėtinai kompaktiškas.

Kad spausdintuvas veiktų, nebūtina, kaip kinai, naudoti cemento ir smulkintų statybinių atliekų kompozicijos. Tai gali būti paprastas smėlio betonas, kurio pagrindą sudaro portlandcementis M500, arba net Adobe, kuris naudojamas pietiniai regionai. Dėl stiprumo tirpalas sutvirtintas stiklo pluoštu, celiulioze arba polimeriniu pluoštu.

Atkreipkite dėmesį! Atkreipkite dėmesį, kad sienas, pertvaras, laiptus ir net kai kuriuos pamatų elementus galite spausdinti spausdintuvu – tačiau stogą teks dengti tradiciniais metodais, nes jis statomas ne iš betono, o iš medinių sijų.

Atsižvelgiant į komunikacijų klojimo ir apdailos darbų laiką, 200 kvadratinių metrų ploto namą galima pastatyti ne ilgiau kaip per 6 mėnesius. Tačiau tiksliai nurodyti tokio namo kainą sunku. Visų pirma, tai priklausys nuo tirpalo sudėties. Netiesa, kad visi statybines atliekas galės apdoroti taip, kad jas būtų galima panaudoti kaip užpildą. O tada skiriasi ir stogo dengimo, apdailos, langų, durų ir komunikacijų kaina.

Ar tai pelninga?

Ekspertai paskaičiavo, kad pagal 3D spausdinimo technologiją pastatytas namas iki galo kainuos apie 20 000 USD, o tai perpus pigiau nei panašaus mūrinio pastato kaina. Tuo pačiu metu statybos kokybė yra daug aukštesnė. Ši technologija leidžia išgauti idealią konstrukcijos geometriją: angos lygios, nėra jokių nukrypimų nei sienų plokštumoje, nei kampuose. Atitinkamai, paviršių keisti nereikia – ir tai taip pat sutaupoma.

Šiandien 3D statybiniai spausdintuvai yra parduodami. Maži modeliai, skirti spausdinti MAF ir atskiras mažo dydžio struktūras, kainuoja apie 9000 USD. Prietaisas didelėms konstrukcijoms ir monolitiniai pastatai, jau kainuoja 20 000–28 000 dolerių. Tiesą sakant, tai yra vieno paruošto naudoti namo kaina. Bet kiek būsto jis gali pastatyti! Atsižvelgiant į pastatų kainą ir jų statybos laiką, tokio spausdintuvo atsipirkimo laikotarpis bus ne ilgesnis kaip 18 mėnesių.

2012 metų rugpjūčio 6 dieną erdvėlaivis Curiosity nusileido Marso paviršiuje. Per ateinančius 23 mėnesius roveris tyrinės planetos paviršių, jos mineraloginė sudėtis ir radiacijos spektrą, ieškoti gyvybės pėdsakų, taip pat įvertinti galimybę nusileisti žmogų.

Pagrindinė tyrimo taktika – įdomių uolienų paieška kameromis didelės raiškos. Jei tokių atsiranda, roveris tiriamą uolą apšvitina lazeriu iš tolo. Rezultatas spektrinė analizė nustato, ar reikia išimti manipuliatorių su mikroskopu ir rentgeno spektrometru. Tada „Curiosity“ gali išgauti ir įkelti mėginį į vieną iš 74 vidinės laboratorijos indų tolesnei analizei.

Su visu savo dideliu kėbulo komplektu ir išoriniu lengvumu prietaisas turi lengvojo automobilio masę (900 kg), o Marso paviršiuje sveria 340 kg. Visai įrangai maitinti naudojama plutonio-238 skilimo energija iš radioizotopų. termoelektrinis generatorius„Boeing“ kompanija, kurios tarnavimo laikas yra mažiausiai 14 metų. Įjungta šiuo metu jis pagamina 2,5 kWh šiluminės energijos ir 125 W elektros energijos, elektros galia sumažės iki 100 W.

Roveryje sumontuotos kelių skirtingų tipų kameros. „Mast Camera“ yra dviejų nevienodų kamerų su įprastu spalvų perteikimu sistema, galinti fotografuoti (įskaitant stereoskopines) 1600 x 1200 pikselių raiška ir, kas nauja Marso marsaeigiams, įrašyti aparatine įranga suspaustą 720p vaizdo srautą (1280 x 720). Gautai medžiagai saugoti sistema turi 8 gigabaitus „flash“ atminties kiekvienai kamerai – to užtenka keletui tūkstančių nuotraukų ir poros valandų vaizdo įrašymui. Nuotraukos ir vaizdo įrašai apdorojami neįkraunant Curiosity valdymo elektronikos. Nepaisant to, kad gamintojas turi priartinimo konfigūraciją, fotoaparatai neturi priartinimo, nes nebeliko laiko bandymams.

Vaizdų iš MastCam iliustracija. Spalvingos Marso paviršiaus panoramos gaunamos sujungus kelis vaizdus. „MastCams“ bus naudojamas ne tik linksminti visuomenę apie raudonosios planetos orus, bet ir padėti paimti pavyzdžius bei juos perkelti.

Taip pat prie stiebo pritvirtinta ChemCam sistemos dalis. Tai lazerinis kibirkšties emisijos spektrometras ir vaizdo gavimo blokas, veikiantys poromis: išgarinus nedidelį tiriamos uolienos kiekį, 5 nanosekundžių lazerio impulsas analizuoja susidariusios plazmos spinduliuotės spektrą, kuris nustatys elementinę plazmos sudėtį. mėginys. Manipuliatoriaus pratęsti nereikia.

Įrangos skiriamoji geba yra 5-10 kartų didesnė nei įdiegta ankstesniuose marsaeigiuose. Iš 7 metrų „ChemCam“ gali nustatyti tiriamų uolienų tipą (pvz., vulkaninę ar nuosėdinę), dirvožemio ir uolienų struktūrą, sekti dominuojančius elementus, atpažinti ledą ir mineralus su vandens molekulėmis. kristalų struktūra, išmatuoti erozijos pėdsakus ant akmenų ir vizualiai padėti apžiūrėti akmenis manipuliatoriumi.

„ChemCam“ kaina buvo 10 milijonų dolerių (mažiau nei pusė procento visos ekspedicijos kainos). Sistema susideda iš lazerio ant stiebo ir trijų korpuso viduje esančių spektrografų, į kuriuos spinduliuotė tiekiama per šviesolaidinį šviesos kreiptuvą.

Marsaeigio manipuliatoriuje sumontuotas „Mars Hand Lens Imager“, galintis fotografuoti 1600 × 1200 pikselių dydžio vaizdus, ​​ant kurių gali būti matomos 12,5 mikrometrų detalės. Fotoaparatas turi baltą foninį apšvietimą, kurį galima naudoti tiek dieną, tiek naktį. Ultravioletinis apšvietimas yra būtinas norint sukelti karbonatų ir evaporito mineralų emisiją, kurių buvimas rodo, kad vanduo dalyvavo formuojant Marso paviršių.

Žemėlapių sudarymo tikslais buvo naudojama „Mars Descent Imager“ (MARDI) kamera, kuri įrenginio nusileidimo metu fiksavo 1600 × 1200 pikselių vaizdus 8 gigabaitų „flash“ atmintyje. Kai tik iki paviršiaus liko keli kilometrai, fotoaparatas pradėjo daryti penkias spalvotas nuotraukas per sekundę. Gauti duomenys leis sukurti Curiosity buveinių žemėlapį.

Roverio šonuose yra dvi poros nespalvotų kamerų, kurių žiūrėjimo kampas yra 120 laipsnių. Hazcams sistema naudojama atliekant manevrus ir išplečiant manipuliatorių. Stiebe yra Navcams sistema, kurią sudaro dvi juodai baltos kameros, kurių žiūrėjimo kampas yra 45 laipsniai. Roverio programos, remdamosi šių kamerų duomenimis, nuolat kuria pleišto formos 3D žemėlapį, leidžiantį išvengti susidūrimų su netikėtomis kliūtimis. Vienas pirmųjų „Curiosity“ vaizdų yra Hazcam kameros nuotrauka.

Išmatuoti oro sąlygos roveryje įrengta stebėjimo stotis aplinką(Rover Environmental Monitoring Station), kuri matuoja slėgį, atmosferos ir paviršiaus temperatūrą, vėjo greitį ir ultravioletinė spinduliuotė. REMS apsaugotas nuo Marso dulkių.

Marso paviršiui ir struktūrai tirti buvo sukurta mokslinė laboratorija „Curiosity“. Roveris įrengtas chemijos laboratorija, padedant jam atlikti pilna analizė Marso dirvožemio dirvožemio komponentai. Marsaeigis buvo paleistas 2011 m. lapkritį. Jo skrydis truko šiek tiek mažiau nei metus. „Curiosity“ ant Marso paviršiaus nusileido 2012 m. rugpjūčio 6 d. Jo užduotys – tyrinėti Marso atmosferą, geologiją, dirvožemius ir paruošti žmones nusileidimui ant paviršiaus. Kokius dar žinome? įdomių faktų apie „Curiosity“ marsaeigį?

1. 3 porų ratų, kurių skersmuo 51 cm, pagalba roveris laisvai juda Marso paviršiumi. Du galiniai ir priekiniai ratai valdomi sukamaisiais elektros varikliais, leidžiančiais apsisukti vietoje ir įveikti iki 80 cm aukščio kliūtis.
2. Zondas tyrinėja planetą naudodamas keliolika mokslinių instrumentų. Prietaisai aptinka organinė medžiaga, ištirti juos laboratorijoje, įrengtoje ant rover, ir ištirti dirvožemį. Specialus lazeris išvalo mineralus iš įvairių sluoksnių. „Curiosity“ taip pat aprūpinta 1,8 metro roboto ranka su kastuvu ir grąžtu. Jo pagalba zondas renka ir tiria medžiagą būdamas 10 m priešais jį.

   

3. „Curiosity“ sveria 900 kg ir turi 10 kartų didesnę ir galingesnę mokslinę įrangą nei kiti Marse sukurti roveriai. Renkant gruntą susidarančių mini sprogimų pagalba sunaikinamos molekulės, lieka tik atomai. Tai padeda išsamiau ištirti kompoziciją. Kitas lazeris nuskaito žemės sluoksnius ir sukuria trimatį planetos modelį. Taigi mokslininkams parodyta, kaip per milijonus metų keitėsi Marso paviršius.

   

4. „Curiosity“ įrengtas 17 kamerų kompleksas. Iki šios akimirkos marsaeigiai Marse perdavė tik nuotraukas, o dabar gauname ir vaizdo medžiagą. Vaizdo kameros filmuoja HD raiška 10 kadrų per sekundę greičiu. Šiuo metu visa medžiaga yra saugoma zondo atmintyje, nes informacijos perdavimo į Žemę greitis yra labai mažas. Bet kai vienas iš jų praskrenda virš jo orbitiniai palydovai„Curiosity“ siunčia jai viską, ką užfiksavo per dieną, o tada perduoda į Žemę.

   

5. „Curiosity“ ir ją į Marsą paleidusi raketa turi Rusijoje pagamintus variklius ir kai kuriuos instrumentus. Šis prietaisas vadinamas atspindėtu neutronų detektoriumi ir apšvitina žemės paviršių iki 1 metro gylio, išleidžia neutronus giliai į dirvožemio molekules ir surenka jų atspindėtą dalį nuodugnesniam tyrimui.

   

6. Australų mokslininko Walterio Gale'o vardu pavadintas krateris buvo pasirinktas kaip roverio nusileidimo vieta.. Skirtingai nuo kitų kraterių, Gale kraterio dugnas yra žemas, palyginti su reljefu. Kraterio skersmuo yra 150 km, o jo centre yra kalnas. Taip atsitiko dėl to, kad kritęs meteoritas iš pradžių sukūrė kraterį, o vėliau į savo vietą sugrįžusi medžiaga už savęs nunešė bangą, kuri savo ruožtu sukūrė uolienų sluoksnį. Dėl šio „gamtos stebuklo“ zondams nereikia kasti giliai, visi sluoksniai yra vieši.

   

7. Smalsumas yra valdomas branduolinė energija . Skirtingai nuo kitų marsaeigių Marse („Spirit“, „Opportunity“), „Curiosity“ yra aprūpintas radioizotopų generatoriumi. Palyginti su saulės baterijomis, generatorius yra patogus ir praktiškas. Nei smėlio audra, nei kas kita netrukdys dirbti.

   

8. NASA mokslininkai teigia, kad zondas tik ieško gyvybės formų planetoje. Jie nenori vėliau atrasti pristatytos medžiagos. Todėl dirbdami prie roverio specialistai apsivilko apsauginius kostiumus ir buvo izoliuotoje patalpoje. Jei Marse bus aptikta gyvybė, NASA garantuoja, kad ji paviešins naujienas.

   

9. Roverio kompiuterio procesorius nėra labai galingas.. Tačiau astronautams tai nėra taip svarbu stabilumas ir laiko išbandymas. Be to, procesorius veikia esant aukštam radiacijos lygiui, ir tai atsispindi jo konstrukcijoje. Visa „Curiosity“ programinė įranga parašyta C. Nebuvimas objektų struktūros išgelbės jus nuo daugumos klaidų. Apskritai zondo programavimas niekuo nesiskiria nuo kitų.

   

10. Ryšys su Žeme palaikomas naudojant centimetrinę anteną, užtikrinančią iki 10 Kbps duomenų perdavimo spartą. O palydovų, kuriems roveris perduoda informaciją, greitis siekia iki 250 Mbit.

    

11. „Curiosity“ kamera turi židinio nuotolis 34 mm ir f/8 diafragma. Kartu su procesoriumi kamera laikoma pasenusia, nes jos skiriamoji geba neviršija 2 megapikselių. „Curiosity“ dizainas buvo pradėtas kurti 2004 m., ir tuo metu fotoaparatas buvo laikomas gana geru. Roveris padaro kelias identiškas nuotraukas skirtingu užrakto greičiu ir taip pagerina jų kokybę. „Curiosity“ ne tik fotografuoja Marso peizažus, bet ir fotografuoja Žemę ir žvaigždėtą dangų.

    

12. Curiosity dažai su ratukais. Roverio vikšrai turi asimetriškus lizdus. Kiekvienas iš trijų ratų kartojasi, sudarydamas Morzės kodą. Išvertus gaunama santrumpa JPL – Jet Propulsion Laboratory (viena iš NASA laboratorijų, dirbusių kuriant Curiosity). Skirtingai nuo pėdsakų, kuriuos Mėnulyje paliko astronautai, jie Marse ilgai neišliks dėl smėlio audros.

    

13. „Curiosity“ atrado vandenilio, deguonies, sieros, azoto, anglies ir metano molekules. Mokslininkai mano, kad stichijų vietoje anksčiau buvo ežeras arba upė. Kol kas organinių liekanų nerasta.

    

14. Curiosity ratų storis tik 75 mm. Dėl akmenuoto reljefo roveris susiduria su ratų susidėvėjimo problemomis. Nepaisant žalos, jis toliau dirba. duomenimis, atsargines dalis „Space X“ jam pristatys po ketverių metų.

    

15. Ačiū cheminiai tyrimai„Curiosity“ atrado, kad Marse yra keturi sezonai. Bet skirtingai nei Žemiški reiškiniai, Marse jie nėra pastovūs. Pavyzdžiui, buvo įrašyta aukšto lygio metano, bet po metų niekas nepasikeitė. Anomalijos buvo aptiktos ir roverio nusileidimo zonoje. Temperatūra Gale krateryje gali pasikeisti nuo -100 iki +109 per kelias valandas. Mokslininkai kol kas nerado tam paaiškinimo.

    

Monitoriuose šviečianti panorama sudaryta iš kadrų, kuriuos skraidyklė siunčia į Žemę. mėlynas dangus neturėtų apgauti: Marse jis blyškiai geltonas, bet žmogaus akiai geriau pažįstami atspalviai, kuriuos sukuria mūsų skleidžiama šviesa. žemės atmosfera. Todėl nuotraukos apdorojamos ir rodomos nenatūraliomis spalvomis, leidžiančiomis ramiai apžiūrėti kiekvieną akmenuką. „Geologija yra lauko mokslas“, – mums paaiškino Sanjeevas Gupta, Londono imperatoriškojo koledžo profesorius. – Mėgstame vaikščioti žeme su plaktuku. Supilkite kavą iš termoso, ištirkite radinius ir išrinkite laboratorijai įdomiausią.“ Marse nėra laboratorijų ar termosų, tačiau geologai ten nusiuntė savo elektroninį kolegą Curiosity. Kaimyninė planeta jau seniai domino žmoniją, ir kuo daugiau apie ją sužinome, kuo dažniau diskutuojame apie būsimą kolonizaciją, tuo rimtesni yra šio smalsumo pagrindai.

Kadaise Žemė ir Marsas buvo labai panašūs. Abi planetos turėjo vandenynus skystas vanduo ir, matyt, pakanka paprastos organinės medžiagos. O Marse, kaip ir Žemėje, išsiveržė ugnikalniai, sūkuriavo tiršta atmosfera, bet vieną nelaimingą akimirką kažkas nutiko. „Mes bandome suprasti, kokia ši vieta buvo prieš milijardus metų ir kodėl ji taip pasikeitė“, – sakė Kalifornijos geologijos profesorius. Technologijos institutas Johnas Grötzingeris interviu. „Manome, kad ten buvo vandens, bet nežinome, ar jis galėtų palaikyti gyvybę. O jei galėjo, ar palaikė? Jei taip, nežinoma, ar akmenyse liko kokių nors įrodymų. Visa tai turėjo išsiaiškinti roverio geologas.

Smalsumas reguliariai ir kruopščiai fotografuojamas, leidžiantis save apžiūrėti ir įvertinti. bendra būklė. Ši „selfie“ sudaryta iš nuotraukų, darytų MAHLI fotoaparatu. Jis yra ant trijų jungčių manipuliatoriaus, kuris, derinant vaizdus, ​​pasirodė beveik nematomas. Smūginis grąžtas, kaušas biriems mėginiams surinkti, sietelis jiems sijoti, metaliniai šepečiai dulkėms nuo akmenų valyti į rėmą nebuvo įtraukti. Taip pat nesimato MAHLI makrokamera ir APXS rentgeno spektrometras analizei cheminė sudėtis pavyzdžių.

1. Galingos sistemos roveris saulės kolektorių nepakanka, o energiją tiekia radioizotopinis termoelektrinis generatorius (RTG). 4,8 kg plutonio-238 dioksido po korpusu kasdien tiekiama 2,5 kWh. Matomos aušinimo radiatoriaus mentės. 2. ChemCam įrenginio lazeris gamina 50-75 nanosekundžių impulsus, kurie išgarina akmenį iki 7 m atstumu ir leidžia analizuoti susidariusios plazmos spektrą, siekiant nustatyti taikinio sudėtį. 3. Pora MastCam spalvotų kamerų fotografuoja per įvairius IR filtrus. 4. REMS meteorologinė stotis stebi slėgį ir vėją, temperatūrą, drėgmę ir ultravioletinės spinduliuotės lygį. 5. Manipuliatorius su įrankių ir instrumentų rinkiniu (nematomas). 6. SAM - dujų chromatografas, masės spektrometras ir lazerinis spektrometras sudėties nustatymui lakiųjų medžiagų išgaravusiuose mėginiuose ir atmosferoje. 7. CheMin nustato susmulkintų mėginių sudėtį ir mineralogiją pagal rentgeno spindulių difrakcijos modelį. 8. Radiacijos detektorius RAD pradėjo veikti žemoje Žemės orbitoje ir rinko duomenis viso skrydžio į Marsą metu. 9. DAN neutronų detektorius leidžia aptikti vandenilį, surištą vandens molekulėse. Tai Rusijos indėlisį marsaeigio darbą. 10. Antenos korpusas ryšiui su Mars Reconnaissance Orbiter (apie 2 Mbit/s) ir Mars Odyssey (apie 200 Mbit/s) palydovais. 11. Antena tiesioginiam ryšiui su Žeme X juostoje (0,5−32 kbit/s). 12. Nusileidimo metu MARDI kamera užfiksavo didelės raiškos spalvotą fotografiją, leidžiančią detaliai apžvelgti nusileidimo vietą. 13. Dešinės ir kairiosios juodos ir baltos navigacijos kamerų poros, skirtos kurti 3D aplinkos modelius. 14. Skydelis su švariais mėginiais leidžia patikrinti roverio cheminių analizatorių veikimą. 15. Atsarginiai grąžtai. 16. Paruošti mėginiai iš kaušelio supilami į šį dėklą tirti MAHLI makrokamera arba APXS spektrometru. 17. 20 colių ratai su nepriklausoma pavara, ant titano spyruoklinių stipinų. Naudodami banguotumo paliktus takelius galite įvertinti grunto savybes ir stebėti judėjimą. Dizainas apima Morzės abėcėlės raides – JPL.

Ekspedicijos pradžia

Nuožmus Marsas yra nelaimingas astronautikos taikinys. Nuo septintojo dešimtmečio į jį buvo išsiųsta beveik penkiasdešimt įrenginių, kurių dauguma sudužo, išsijungė, nepateko į orbitą ir amžiams dingo kosmose. Tačiau pastangos nenuėjo veltui, o planeta buvo tiriama ne tik iš orbitos, bet net ir kelių roverių pagalba. 1997 metais 10 kilogramų sveriantis „Sojourner“ važiavo į Marsą. Dvyniai Spirit ir Opportunity tapo legendomis: antroji iš jų herojiškai tęsė darbą daugiau nei 12 metų iš eilės. Tačiau „Curiosity“ yra įspūdingiausia iš visų – visa automobilio dydžio robotų laboratorija.

2012 m. rugpjūčio 6 d. „Curiosity“ nusileidimo aparatas išleido parašiutų sistemą, kuri leido jam sulėtinti greitį plonoje atmosferoje. Dirbo aštuoni reaktyviniai varikliai stabdymas, o trosų sistema atsargiai nuleido roverį į Geilo kraterio dugną. Nusileidimo vieta buvo pasirinkta po ilgų diskusijų: pasak Sanjeevo Guptos, būtent čia buvo rastos visos sąlygos geriau suprasti geologinę – iš pažiūros labai neramią – Marso praeitį. Orbitiniai tyrimai parodė, kad yra molių, kurių išvaizdai reikia vandens ir kuriuose organinės medžiagos yra gerai išsilaikiusios Žemėje. Aukšti Šarpo (Eolido) kalno šlaitai žadėjo galimybę pamatyti senovinių uolienų klodus. Gana lygus paviršius atrodė saugus. „Curiosity“ sėkmingai susisiekta ir atnaujinta programinė įranga. Dalis skrydžio ir tūpimo metu naudoto kodo buvo pakeista nauju – iš astronauto roveris pagaliau tapo geologu.

Pirmieji metai: vandens pėdsakai

Netrukus geologas šešiais aliuminio ratais ištiesė kojas, tikrino daugybę kamerų ir testavimo įrangą. Jo kolegos Žemėje iš visų pusių apžiūrėjo nusileidimo tašką ir pasirinko kryptį. Kelionė į Sharp kalną turėjo užtrukti apie metus, o per tą laiką teko nuveikti daug darbo. Tiesioginio ryšio kanalas su Žeme neturi gero pralaidumo, tačiau kiekvieną Marso dieną (sol) žmonės skrenda virš roverio. orbitos. Keitimasis su jais vyksta tūkstančius kartų greičiau, todėl kasdien galima perkelti šimtus megabitų duomenų. Mokslininkai juos analizuoja Duomenų observatorijoje, žiūri į vaizdus kompiuterių ekranuose, parenka užduotis kitam soliui ar kelioms iš karto ir siunčia kodą atgal į Marsą.

Dirbdami praktiškai kitoje planetoje, daugelis jų priversti gyventi pagal Marso kalendorių ir prisitaikyti prie kiek ilgesnės dienos. Šiandien jiems yra „tosol“, rytoj „solvtra“ (solmorrow), o diena yra tiesiog sol. Taigi po 40 solų Sanjevas Gupta surengė pristatymą, kuriame paskelbė: „Curiosity“ juda kanalu senovės upė. Maži akmeniniai akmenukai, sumalti vandens, rodė apie 1 m/s srovę, o gylį „iki kulkšnių ar kelių“. Vėliau buvo apdoroti ir DAN instrumento duomenys, kuriuos „Curiosity“ parengė Igorio Mitrofanovo komanda iš instituto. kosmoso tyrimai RAS. Apšviesdamas dirvožemį neutronais, detektorius parodė, kad iki 4% vandens vis dar sulaikoma gylyje. Žinoma, tai yra sausesnė net už sausiausias Žemės dykumas, tačiau anksčiau Marse vis dar buvo daug drėgmės, todėl marsaeigis galėjo išbraukti šį klausimą iš sąrašo.

64 didelės raiškos ekranai sukuria 313 laipsnių panoramą: Londono imperatoriškojo koledžo KPMG duomenų observatorija leidžia geologams keliauti tiesiai į Geilo kraterį ir dirbti Marse taip pat, kaip ir Žemėje. „Pažiūrėkite atidžiau, čia irgi yra vandens pėdsakų: ežeras buvo gana gilus. Žinoma, ne kaip Baikalas, bet pakankamai gilus“, – iliuzija buvo tokia tikra, kad atrodė, kad profesorius Sanjevas Gupta šokinėja nuo akmens ant akmens. Dalyvavome Duomenų observatorijoje ir kalbėjomės su mokslininke 2017-ųjų JK ir Rusijos mokslo ir švietimo metų renginiuose, kuriuos organizavo Britų taryba ir Britanijos ambasada.

Antrieji metai: tampa pavojingesni

„Curiosity“ šventė savo pirmąsias metines Marse ir grojo melodiją „Happy Birthday to You“, pakeisdama kaušelio vibracijos dažnį savo sunkiame 2,1 metro manipuliatoriuje. Roboto ranka samteliu semia purią žemę, išlygina, persijoja ir supila į savo cheminių analizatorių imtuvus. Gręžtuvas su tuščiaviduriais keičiamais antgaliais leidžia dirbti su kietomis uolienomis, o roveris gali maišyti lankstų smėlį tiesiai savo ratais, atskleisdamas vidinius įrankių sluoksnius. Kaip tik tokie eksperimentai greitai atnešė baimę nemaloni staigmena: vietiniame dirvožemyje rasta iki 5 % kalcio ir magnio perchloratų.

Medžiagos yra ne tik toksiškos, bet ir sprogios, o amonio perchloratas netgi naudojamas kaip kietojo raketinio kuro pagrindas. Perchloratų jau buvo aptikta zondo Phoenix nusileidimo vietoje, tačiau dabar paaiškėjo, kad šios druskos Marse – pasaulinis reiškinys. Ledinėje atmosferoje, kurioje nėra deguonies, perchloratai yra stabilūs ir nekenksmingi, o jų koncentracijos nėra per didelės. Būsimiems kolonistams gali tapti perchloratais naudingas šaltinis kuro ir rimto pavojaus sveikatai. Tačiau geologams, dirbantiems su „Curiosity“, jie gali panaikinti galimybę rasti organinių medžiagų. Analizuodamas mėginius, roveris juos šildo ir tokiomis sąlygomis perchloratai greitai suyra organiniai junginiai. Reakcija ateina smarkiai, su degimu ir dūmais, nepaliekant jokių pastebimų pirminių medžiagų pėdsakų.

Treji metai: papėdėje

Tačiau „Curiosity“ atrado ir organiką – apie tai buvo paskelbta vėliau, po aprėpties viso 6,9 km Marso geologinis marsaeigis pasiekė Sharp kalno papėdę. „Kai gavau šiuos duomenis, iškart pagalvojau, kad viską reikia dar kartą patikrinti“, – sakė Johnas Grötzingeris. Tiesą sakant, jau tada, kai „Curiosity“ dirbo Marse, paaiškėjo, kad kai kurios antžeminės bakterijos – pavyzdžiui, Tersicoccus phoenicis – yra atsparios švarių patalpų valymo metodams. Netgi buvo paskaičiuota, kad paleidimo metu ant roverio turėjo būti likę nuo 20 iki 40 tūkstančių stabilių sporų. Niekas negali garantuoti, kad kai kurie iš jų nepasiekė Sharp kalno su juo.

Norint išbandyti jutiklius, laive taip pat yra nedidelis švarių mėginių kiekis. organinės medžiagos sandariuose metaliniuose induose – ar galima visiškai užtikrintai teigti, kad jie liko sandarūs? Tačiau NASA spaudos konferencijoje pristatyti grafikai nekėlė abejonių: darbo metu Marso geologas užfiksavo kelis staigius – dešimteriopai – metano kiekio šuolius atmosferoje. Šios dujos gali būti nebiologinės kilmės, tačiau svarbiausia, kad vienu metu jos galėjo tapti sudėtingesnių organinių medžiagų šaltiniu. Marso dirvožemyje taip pat buvo rasta jų pėdsakų, pirmiausia chlorbenzeno.

Ketvirtieji ir penktieji metai: gyvos upės

Iki to laiko „Curiosity“ jau buvo išgręžusi tuziną skylių, palikdama savo kelyje tobulai apvalius 1,6 centimetro pėdsakus, kurie kada nors pažymės turistinis maršrutas, skirta jo ekspedicijai. Sugedo elektromagnetinis mechanizmas, privertęs grąžtą atlikti iki 1800 smūgių per minutę, kad galėtų dirbti su kiečiausia uoliena. Tačiau tirtos molio atodangos ir hematito kristalai, vandens išpjauti silikatinių špagų sluoksniai ir kanalai atskleidė nedviprasmišką vaizdą: kažkada krateris buvo ežeras, į kurį leidosi išsišakojusi upės delta.

„Curiosity“ kameros dabar atskleidė Šarpo kalno šlaitus, kurių nuosėdinė kilmė beveik nekėlė abejonių. Sluoksnis po sluoksnio, šimtus milijonų metų, vanduo pakilo, o paskui traukėsi, nusodindamas uolienas ir palikdamas jas ardyti kraterio centre, kol galiausiai išėjo, surinkdamas visą viršūnę. „Ten, kur dabar stovi kalnas, kažkada buvo baseinas, kuris retkarčiais prisipildydavo vandens“, – aiškino Johnas Grötzingeris. Ežeras buvo stratifikuotas pagal aukštį: sąlygos sekliame ir giliame vandenyje skyrėsi tiek temperatūra, tiek sudėtimi. Teoriškai tai galėtų sudaryti sąlygas vystytis įvairioms reakcijoms ir net mikrobų formoms.

Spalvos įjungtos trimatis modelis Gale krateris atitinka aukštį. Centre yra Eolio kalnas (Aeolis Mons, 01), iškilęs 5,5 km virš to paties pavadinimo lygumos (Aeolis Palus, 02) kraterio apačioje. Pažymėta Curiosity (03) nusileidimo vieta, taip pat Farah Vallis (04) – vienas iš spėjamų senovės upių, įtekėjusių į dabar jau išnykusį ežerą, kanalų.

Kelionė tęsiasi

„Curiosity“ ekspedicija toli gražu nesibaigė, o laive esančio generatoriaus energijos turėtų pakakti 14 Žemės metų. Geologas kelyje praėjo beveik 1750 solų, įveikęs daugiau nei 16 km ir įkopęs į šlaitą 165 m. Kiek mato jo instrumentai, viršuje vis dar matomi senovinio ežero nuosėdinių uolienų pėdsakai, bet kas žino, kur. jie baigiasi ir ką dar jie nurodys? Geologas robotas tęsia savo kilimą, o Sanjeevas Gupta ir jo kolegos jau renkasi vietą kitam nusileisti. Nepaisant kilmės mirties Schiaparelli zondas, TGO orbitinis modulis saugiai įskriejo į orbitą praėjusiais metais, pradėdamas pirmąjį Europos ir Rusijos „ExoMars“ programos etapą. Kitas bus Marso marsaeigis, kuris turėtų būti paleistas 2020 m.

Jame jau bus du rusiški įrenginiai. Pats robotas yra maždaug perpus mažesnis už „Curiosity“, tačiau jo gręžtuvas galės imti mėginius iš iki 2 m gylio, o „Pasteur“ prietaisų komplekse bus įrankiai, skirti tiesiogiai ieškoti praeities ar net išlikusių gyvybės pėdsakų. . "Tu turi branginamas noras, radinys, apie kurį ypač svajojate? – paklausėme profesoriaus Guptos. „Žinoma, yra: fosilija“, - nedvejodamas atsakė mokslininkas. – Bet tai, žinoma, vargu ar nutiks. Jei ten būtų gyvybė, tai būtų tik kažkokie mikrobai... Bet, matai, tai būtų kažkas neįtikėtino.“