Svarbiausi roverio Curiosity atradimai

• ChemCam yra įrankių rinkinys, skirtas nuotolinei įvairių mėginių cheminei analizei atlikti. Darbas vyksta taip: lazeris paleidžia seriją šūvių į tiriamą objektą. Tada analizuojamas išgaravusios uolienos skleidžiamos šviesos spektras. ChemCam gali tyrinėti objektus, esančius iki 7 metrų atstumu nuo jo. Įrenginio kaina buvo apie 10 milijonų dolerių (1,5 milijono dolerių perteklius). Įprastu režimu lazeris automatiškai fokusuoja objektą.
• MastCam: sistema, kurią sudaro dvi kameros ir daug spektrinių filtrų. Galima fotografuoti natūraliomis spalvomis, kurių dydis yra 1600 × 1200 pikselių. 720p (1280 × 720) raiškos vaizdo įrašas filmuojamas iki 10 kadrų per sekundę ir yra suglaudinamas aparatinės įrangos. Pirmoji kamera yra vidutinio kampo kamera (MAC). židinio nuotolis 34 mm ir 15 laipsnių matymo laukas, 1 pikselis lygus 22 cm 1 km atstumu.
• Siauro kampo kamera (NAC), židinio nuotolis 100 mm, 5,1 laipsnio matymo laukas, 1 pikselis lygus 7,4 cm 1 km atstumu. Kiekviena kamera turi 8 GB „flash“ atmintį, kurioje galima išsaugoti daugiau nei 5500 neapdorotų vaizdų; Yra JPEG glaudinimo ir be nuostolių glaudinimo palaikymas. Kameros turi automatinio fokusavimo funkciją, kuri leidžia sufokusuoti objektus nuo 2,1 m iki begalybės. Nepaisant to, kad gamintojas turi priartinimo konfigūraciją, fotoaparatai neturi priartinimo, nes nebeliko laiko bandymams. Kiekviena kamera turi įmontuotą RGB Bayer filtrą ir 8 perjungiamus IR filtrus. Palyginti su „Spirit and Opportunity“ (MER) panoramine kamera, kuri fiksuoja 1024 x 1024 pikselių nespalvotus vaizdus, ​​„MAC MastCam“ kampinė skiriamoji geba yra 1,25 karto, o „NAC MastCam“ – 3,67 karto didesnė.
• „Mars Hand Lens Imager“ (MAHLI): sistemą sudaro kamera, sumontuota ant roverio roboto rankos ir naudojama mikroskopiniams uolienų ir dirvožemio vaizdams daryti. MAHLI gali užfiksuoti 1600 × 1200 pikselių vaizdą ir iki 14,5 µm viename pikselyje skiriamąją gebą. MAHLI židinio nuotolis yra nuo 18,3 mm iki 21,3 mm, o matymo laukas yra nuo 33,8 iki 38,5 laipsnių. MAHLI turi baltą ir UV LED apšvietimą, skirtą darbui tamsoje arba naudojant fluorescencinį apšvietimą. Ultravioletinis apšvietimas yra būtinas norint sukelti karbonatų ir evaporito mineralų emisiją, kurių buvimas rodo, kad vanduo dalyvavo formuojant Marso paviršių. MAHLI fokusuojasi į net 1 mm objektus. Sistema gali nufotografuoti kelis vaizdus, ​​​​pabrėždama vaizdo apdorojimą. MAHLI gali išsaugoti neapdorotą nuotrauką neprarasdama kokybės arba suspausti JPEG failą.
• MSL Mars Descent Imager (MARDI): nusileisdamas į Marso paviršių MARDI perdavė spalvotas vaizdas 1600 × 1200 pikselių dydžio su 1,3 ms išlaikymo trukme, fotoaparatas pradėjo fotografuoti iš 3,7 km atstumo ir baigė 5 metrų atstumu nuo Marso paviršiaus, fiksavo spalvotą vaizdą 5 kadrų per sekundę dažniu. , šaudymas truko apie 2 minutes . 1 pikselis yra lygus 1,5 metro 2 km atstumu ir 1,5 mm 2 metrų atstumu, kameros žiūrėjimo kampas yra 90 laipsnių. MARDI yra 8 GB vidinės atminties, kurioje galima laikyti daugiau nei 4000 nuotraukų. Vaizdai iš fotoaparato leido matyti aplinkinį reljefą nusileidimo vietoje. „JunoCam“, sukurta erdvėlaiviui „Juno“, yra pagrįsta MARDI technologija.
• Alfa dalelių rentgeno spektrometras (APXS): šis prietaisas apšvitins alfa daleles ir palygins rentgeno spindulių spektrus, kad nustatytų elementinę uolienos sudėtį. APXS yra dalelių sukeltos rentgeno spinduliuotės (PIXE) forma, kuri anksčiau buvo naudojama Mars Pathfinder ir Mars Exploration Rovers. APXS sukūrė Kanados kosmoso agentūra. MacDonald Dettwiler (MDA) – Kanados aviacijos ir kosmoso įmonė, kurianti Canadarm ir RADARSAT, yra atsakinga už APXS projektavimą ir konstravimą. APXS kūrimo komandą sudaro nariai iš Guelfo universiteto, Naujojo Bransviko universiteto, Vakarų Ontarijo universiteto, NASA, Kalifornijos universiteto San Diege ir Kornelio universiteto.
• In-Situ Marso uolienų analizės (CHIMRA) surinkimas ir tvarkymas: CHIMRA yra 4x7 centimetrų kibiras, kuris semia dirvą. Vidinėse CHIMRA ertmėse sijojama per sietelį su 150 mikronų ląstele, tam padeda vibracinio mechanizmo darbas, pašalinamas perteklius, o kita porcija siunčiama sijoti. Iš viso yra trys mėginių ėmimo iš kibiro ir dirvožemio sijojimo etapai. Dėl to lieka šiek tiek reikiamos frakcijos miltelių, kurie siunčiami į dirvožemio talpyklą ant roverio korpuso, o perteklius išmetamas. Dėl to analizei iš viso kibiro gaunamas 1 mm grunto sluoksnis. Paruošti milteliai tiriami CheMin ir SAM aparatais.
• CheMin: Chemin tiria cheminę ir mineraloginę sudėtį naudodamas rentgeno fluorescenciją ir rentgeno spindulių difrakciją. CheMin yra vienas iš keturių spektrometrų. CheMin leidžia nustatyti mineralų gausą Marse. Prietaisą sukūrė Davidas Blake'as NASA Ames tyrimų centre ir NASA Jet Propulsion Laboratory. Roveris grįš į akmenis, o gautus miltelius surinks instrumentas. Tada rentgeno spinduliai bus nukreipti į miltelius, vidinė mineralų kristalinė struktūra atsispindės spindulių difrakcijos paveiksle. Rentgeno spindulių difrakcija skirtingiems mineralams yra skirtinga, todėl difrakcijos modelis leis mokslininkams nustatyti medžiagos struktūrą. Informacija apie atomų šviesumą ir difrakcijos raštą bus užfiksuota specialiai paruošta E2V CCD-224 matrica, kurios matmenys 600x600 pikselių. „Curiosity“ turi 27 ląsteles mėginiams analizuoti, ištyrus vieną mėginį, ląstelę galima panaudoti pakartotinai, tačiau joje atlikta analizė bus mažiau tiksli dėl užteršimo iš ankstesnio mėginio. Taigi, roveris turi tik 27 bandymus iki galo ištirti pavyzdžius. Dar 5 sandarios ląstelės saugo mėginius iš Žemės. Jų reikia norint patikrinti įrenginio veikimą Marso sąlygomis. Kad prietaisas veiktų, reikalinga –60 laipsnių Celsijaus temperatūra, priešingu atveju trukdys DAN įrenginio trikdžiai.
• Mėginių analizė Marse (SAM): SAM priemonių rinkinys analizuos kietuosius mėginius, organines medžiagas ir atmosferos sudėtį. Priemonę sukūrė: Goddard Space Flight Center, Inter-Universitaire Laboratory, Prancūzijos CNRS ir Honeybee Robotics, kartu su daugeliu kitų partnerių.
• Radiacijos įvertinimo detektorius (RAD): šis įrenginys renka duomenis, kad įvertintų foninės spinduliuotės lygį, kuris turės įtakos būsimų ekspedicijų į Marsą dalyviams. Prietaisas sumontuotas beveik pačioje roverio „širdyje“ ir taip imituoja viduje esantį astronautą. erdvėlaivis. RAD buvo pirmasis mokslinis MSL instrumentas, kuris buvo įjungtas dar esant Žemės orbitoje ir užfiksavo foninę spinduliuotę įrenginio viduje, o vėliau ir marsaeigio viduje, kai jis dirbo Marso paviršiuje. Jis renka duomenis apie dviejų tipų spinduliuotės intensyvumą: didelės energijos galaktikos spindulius ir Saulės skleidžiamas daleles. RAD buvo sukurta Vokietijoje Pietvakarių tyrimų instituto (SwRI) nežemiškos fizikos tyrime Christian-Albrechts-Universität zu Kiel grupėje. finansinė parama Tyrimų sistemų misijos valdymas NASA būstinėje ir Vokietijoje.
• Dinaminis neutronų albedas (DAN): Dinaminis neutronų albedas (DAN) naudojamas vandeniliui ir vandens ledui aptikti netoli Marso paviršiaus, kurį teikia Federalinė kosmoso agentūra (Roscosmos). Tai bendras automatikos tyrimų instituto, pavadinto jo vardu, plėtra. N.L. Dukhovas „Rosatom“ (impulsinis neutronų generatorius), Rusijos mokslų akademijos Kosmoso tyrimų institutas (aptikimo padalinys) ir Jungtinis branduolinių tyrimų institutas (kalibravimas). Prietaiso kūrimo kaina buvo apie 100 milijonų rublių. Prietaiso nuotrauka. Prietaisą sudaro impulsinis neutronų šaltinis ir neutroninės spinduliuotės imtuvas. Generatorius skleidžia trumpus, galingus neutronų impulsus Marso paviršiaus link. Impulso trukmė yra apie 1 μs, srauto galia iki 10 milijonų neutronų, kurių energija yra 14 MeV vienam impulsui. Dalelės prasiskverbia į Marso dirvožemį iki 1 m gylio, kur sąveikauja su pagrindinių uolieną formuojančių elementų šerdimis, dėl to sulėtėja ir dalinai absorbuojamos. Likusią neutronų dalį atspindi ir registruoja imtuvas. Tikslūs matavimai galimi iki 50-70 cm gylio Be aktyvaus Raudonosios planetos paviršiaus tyrimo, prietaisas gali stebėti natūralų paviršiaus radiacinį foną (pasyvus tyrimas).
• „Rover“ aplinkos stebėjimo stotis (REMS): meteorologinių prietaisų rinkinį ir ultravioletinių spindulių jutiklį pateikė Ispanijos švietimo ir mokslo ministerija. Astrobiologijos centro (Madridas) tyrimų grupė, vadovaujama Javier Gómez-Elvira, apima Suomijos meteorologijos institutą kaip partnerį. Sumontavome ant kameros stiebo matavimams. Atmosferos slėgis, drėgmė, vėjo kryptis, oro ir žemės temperatūra, ultravioletinė spinduliuotė. Visi jutikliai yra sudaryti iš trijų dalių: dvi prie roverio pritvirtintos rankos, nuotolinio jutiklio stiebas (RSM), ultravioletinių spindulių jutiklis (UVS), esantis viršutiniame marsaeigio stiebe, ir prietaisų valdymo blokas (ICU) korpuso viduje. REMS suteiks naujų įžvalgų apie vietinę hidrologinę būklę, žalingą ultravioletinės spinduliuotės poveikį ir požeminę gyvybę.
• MSL įėjimo nusileidimo ir nusileidimo prietaisai (MEDLI): pagrindinis MEDLI tikslas yra tirti atmosferos aplinką. Nusileidus transporto priemonei su roveriu tankiuose atmosferos sluoksniuose atsiskyrė šilumos skydas, buvo surinkti reikalingi duomenys apie Marso atmosferą. Šie duomenys bus naudojami būsimose misijose, todėl bus galima nustatyti atmosferos parametrus. Jie taip pat gali būti naudojami keičiant nusileidimo aparato dizainą būsimose misijose į Marsą. MEDLI susideda iš trijų pagrindinių instrumentų: MEDLI integruotų jutiklių kištukų (MISP), Marso įėjimo atmosferos duomenų sistemos (MEADS) ir jutiklių palaikymo elektronikos (SSE).
• Pavojaus išvengimo kameros (Hazcams): roveris turi dvi poras juodai baltų navigacinių kamerų, esančių transporto priemonės šonuose. Jie naudojami siekiant išvengti pavojaus, kol roveris juda, ir saugiai nukreipti manipuliatorių į akmenis ir dirvožemį. Kameros daro 3D vaizdus (kiekvienos kameros matymo laukas yra 120 laipsnių) ir sukuria zonos prieš marsaeigį žemėlapį. Sudaryti žemėlapiai leidžia roveriui išvengti atsitiktinių susidūrimų ir yra naudojami programinė įrangaįrenginį, kad pasirinktumėte reikiamą kelią kliūtims įveikti.
• Navigacinės kameros (Navcams): navigacijai roveris naudoja porą nespalvotų kamerų, kurios yra sumontuotos ant stiebo, kad galėtų sekti roverio judesius. Kameros turi 45 laipsnių matymo lauką ir daro 3D vaizdus. Jų skiriamoji geba leidžia matyti 2 centimetrų dydžio objektą iš 25 metrų atstumo.

„Curiosity“ roveris nuėjo ilgą kelią. Norėdami patekti į Raudonąją planetą, per 8 mėnesius jis turėjo nukeliauti 567 milijonus kilometrų. O 2012 metų rugpjūčio 6 dieną jis nusileido Geilo kraterio teritorijoje.
Per Marse praleistus metus „Curiosity“ išsiuntė į Žemę 468 926 vaizdus, ​​šaudė lazeriais, gręžė ir atliko daugybę darbų. skirtingi instrumentai. Marsaeigis padarė daug įdomių atradimų, visų pirma, jo duomenys padėjo nustatyti, kad prieš milijardus metų Marse egzistavo palankios sąlygos mikrobų gyvenimui.

Vaizdai iš „Curiosity rover“ ir naujienos iš Raudonosios planetos per pastaruosius kelerius metus.

2. Iš tolo Marso paviršius atrodo rausvai raudonas dėl atmosferoje esančių raudonų dulkių. Iš arti spalva yra gelsvai ruda su aukso, rudos, rausvai rudos ir net žalios spalvos priemaiša, priklausomai nuo planetos mineralų spalvos. Senovėje žmonės nesunkiai skyrė Marsą nuo kitų planetų, taip pat siejo jį su karu ir kūrė visokias legendas. Egiptiečiai Marsą vadino „Har Decher“, o tai reiškė „raudoną“. (JPL-Caltech nuotrauka | MSSS | NASA):

3. Rover Curiosity mėgsta daryti asmenukes. Kaip jis tai daro, nes nėra kam jo pašalinti iš šono?

Roveryje yra keturios spalvotos kameros, kurių kiekviena turi skirtingą optikos komplektą, tačiau asmenukėms tinka tik viena. Automatinė rankena, vadinama MAHLI, turi 5 laisvės laipsnius, o tai suteikia kamerai didelį lankstumą ir leidžia „skraidinti“ marsaeigį iš visų pusių. Šios kameros rankos judėjimą valdo specialistas Žemėje. Pagrindinė užduotis yra sekti tam tikrą automatinės rankos judesių seką, kad fotoaparatas galėtų padaryti pakankamai nuotraukų, kad vėliau būtų galima susiūti panoramą. Kiekvienos tokios asmenukės paruošimo scenarijus pirmiausia išbandomas Žemėje specialiame bandymo modulyje, pavadintame Maggie. (NASA nuotrauka):

4. Marso saulėlydis, 2015 m. balandžio 15 d. Vidurdienį Marso dangus geltonai oranžinis. Tokių skirtumų priežastis nuo spalvų gamaŽemės dangus – plonos, išretintos Marso atmosferos, kurioje yra suspenduotų dulkių, savybės. Marse, Rayleigh spindulių sklaida (tai Žemėje yra priežastis mėlyna spalva dangus) vaidina nedidelį vaidmenį, jo poveikis yra silpnas, tačiau saulėtekio ir saulėlydžio metu pasirodo kaip mėlynas švytėjimas, kai šviesa praeina per storesnį oro sluoksnį. (Nuotrauka JPL-Caltech | MSSS | Texas A&M Univ per Getty | NASA):

5. Marsaeigio ratai 2012 m. rugsėjo 9 d. (Nuotrauka JPL-Caltech | Malin Space Science Systems | NASA):

6. O tai nuotrauka daryta 2016.04.18. Matote kaip nusidėvėję darbščiojo "batai". Nuo 2012 metų rugpjūčio iki praėjusių metų sausio Curiosity rover nuėjo 15,26 km. (JPL-Caltech MSSS nuotrauka | NASA):

7. Mes ir toliau žiūrime į Curiosity rover nuotraukas. Namibo kopa yra tamsaus smėlio plotas, susidedantis iš kopų į šiaurės vakarus nuo Sharp kalno. (JPL-Caltech nuotrauka | NASA):

8. Du trečdalius Marso paviršiaus užima šviesūs plotai, vadinami žemynais, apie trečdalį – tamsios zonos, vadinamos jūromis. Ir tai yra Sharp kalno bazė.

Sharp yra Marso kalnas, esantis Gale krateryje. Kalno aukštis apie 5 kilometrai. Marse taip pat yra aukščiausias Saulės sistemos kalnas – užgesęs Olimpo ugnikalnis, 26 km aukščio. Olimpo skersmuo yra apie 540 km. (JPL-Caltech nuotrauka | MSSS | NASA):

9. Nuotrauka iš orbiterio, čia matomas marsaeigis. (JPL-Caltech nuotrauka | Arizonos universitetas | NASA):

10. Kaip Marse susiformavo ši neįprasta Iresono kalva? Jo istorija tapo tyrimų objektu. Dėl savo formos ir dviejų spalvų struktūros jis yra vienas neįprastiausių kalvų, pro kurias pravažiavo robotas roveris. Jis pasiekia apie 5 metrų aukštį, o jo pagrindo dydis yra apie 15 metrų. (Nuotrauka JPL-Caltech | MSSS | NASA0:

11. Taip atrodo marsaeigio „pėdsakai“ Marse. (JPL-Caltech nuotrauka | NASA):

12. Marso pusrutuliai gana smarkiai skiriasi savo paviršiaus prigimtimi. Pietiniame pusrutulyje paviršius yra 1-2 km aukštesnis už vidutinį ir tankiai nusėtas krateriais. Ši Marso dalis primena Mėnulio žemynus. Šiaurėje dauguma Paviršius žemesnis už vidutinį, mažai kraterių, o didžiąją dalį užima palyginti lygios lygumos, tikriausiai susiformavusios dėl lavos užliejimo ir erozijos. (JPL-Caltech nuotrauka | MSSS | NASA):

13. Pirmame plane, maždaug už trijų kilometrų nuo roverio, yra ilga ketera, pilna geležies oksido. (JPL-Caltech nuotrauka | MSSS | NASA):

14. Žvilgsnis į roverio nueitą kelią, 2014 m. vasario 9 d. (JPL-Caltech nuotrauka | MSSS | NASA):

15. Rover Curiosity išgręžta skylė. Ši uolos spalva po raudonu paviršiumi nėra akivaizdi. Roverio grąžtu galima padaryti 1,6 cm skersmens ir 5 cm gylio skyles akmenyje. (JPL-Caltech nuotrauka | MSSS | NASA):

16. Dar viena asmenukė, pati naujausia, daryta 2018 m. sausio 23 d. (Nuotrauka NASA | JPL-Caltech | MSSS):

Taigi, kaip galite bendrauti su marsaeigiu Marse? Pagalvokite apie tai – net kai Marsas yra mažiausiu atstumu nuo Žemės, signalas turi nukeliauti penkiasdešimt penkis milijonus kilometrų! Tai tikrai didžiulis atstumas. Tačiau kaip mažas, vienišas marsaeigis sugeba perduoti savo mokslinius duomenis ir gražius spalvotus vaizdus iki šiol ir tokiais kiekiais? Iš pirmo žvilgsnio tai atrodo maždaug taip (labai stengiausi, tikrai):

Taigi informacijos perdavimo procese paprastai dalyvauja trys pagrindinės „figūros“ - vienas iš kosminių ryšių centrų Žemėje, vienas iš dirbtinių Marso palydovų ir, tiesą sakant, pats marsaeigis. Pradėkime nuo senosios ponios Žemės ir pakalbėkime apie DSN (Deep Space Network) kosminio ryšio centrus.

Kosminės komunikacijos stotys

Bet kuri NASA kosminė misija yra skirta užtikrinti, kad ryšys su erdvėlaiviu būtų įmanomas 24 valandas per parą (arba bent jau tada, kai tai įmanoma). iš esmės). Kadangi, kaip žinome, Žemė gana greitai sukasi aplink savo ašį, signalo tęstinumui užtikrinti reikalingi keli taškai duomenims priimti/perduoti. Būtent tai yra DSN stotys. Jie yra trijuose žemynuose ir yra atskirti vienas nuo kito maždaug 120 laipsnių ilgumos, o tai leidžia jiems iš dalies persidengti vienas kito aprėpties zonas ir dėl to „vadovauti“ erdvėlaiviu 24 valandas per parą. Norėdami tai padaryti, kai erdvėlaivis palieka vienos iš stočių aprėpties zoną, jo signalas perduodamas kitai.

Vienas iš DSN kompleksų yra JAV (Goldstone kompleksas), antrasis – Ispanijoje (apie 60 kilometrų nuo Madrido), trečiasis – Australijoje (apie 40 kilometrų nuo Kanberos).

Kiekvienas iš šių kompleksų turi savo antenų rinkinį, tačiau funkcionalumo požiūriu visi trys centrai yra maždaug vienodi. Pačios antenos vadinamos DSS (Deep Space Stations), turi savo numeraciją – JAV antenos numeruojamos 1X-2X, antenos Australijoje – 3X-4X, o Ispanijoje – 5X-6X. Taigi, jei kažkur išgirsite „DSS53“, galite tuo įsitikinti mes kalbame apie apie vieną iš ispaniškų antenų.

Kompleksas Kanberoje dažniausiai naudojamas bendrauti su marsaeigiais, tad pakalbėkime apie tai kiek plačiau.

Kompleksas turi savo svetainę, kurioje galima rasti nemažai įdomi informacija. Pavyzdžiui, labai greitai – šių metų balandžio 13 dieną – antenai DSS43 sukaks 40 metų.

Iš viso Kanberos stotyje šiuo metu yra trys aktyvios antenos: DSS-34 (34 metrų skersmens), DSS-43 (įspūdingi 70 metrų) ir DSS-45 (vėl 34 metrai). Žinoma, per daugelį centro veiklos metų buvo naudojamos ir kitos antenos, kurios dėl įvairių priežasčių buvo išimtos. Pavyzdžiui, pati pirmoji antena, DSS42, buvo pašalinta 2000 m. gruodžio mėn., o DSS33 (11 metrų skersmens) buvo nutraukta 2002 m. vasario mėn., o po to 2009 m. ji buvo nugabenta į Norvegiją tęsti savo darbą kaip atmosferos tyrimo instrumentas. .

Pirmoji iš paminėtų veikiančių antenų, DSS34, buvo pastatytas 1997 metais ir tapo pirmuoju naujos kartos šių įrenginių atstovu. Jo išskirtinis bruožas yra tas, kad signalo priėmimo/perdavimo ir apdorojimo įranga yra ne tiesiai ant lėkštelės, o po juo esančioje patalpoje. Dėl to indas tapo žymiai lengvesnis, be to, buvo galima aptarnauti įrangą nesustabdant pačios antenos veikimo. DSS34 yra reflektoriaus antena, jos veikimo schema atrodo maždaug taip:

Kaip matote, po antena yra patalpa, kurioje atliekamas visas gauto signalo apdorojimas. Tikrai antenai ši patalpa yra po žeme, todėl nuotraukose to nepamatysi.

DSS34, galima spustelėti

Transliacija:

• X juosta (7145–7190 MHz)
• S juosta (2025–2120 MHz)

Priėmimas:

• X-band (8400–8500 MHz)
• S juosta (2200–2300 MHz)
• Ka-band (31,8–32,3 GHz)

Padėties nustatymo tikslumas: Posūkio greitis:

• 2,0°/sek

Atsparumas vėjui:

• Nuolatinis vėjas 72km/h
• Gūsiai +88km/val

DSS43(kuris netrukus švęs jubiliejų) yra daug senesnis pavyzdys, pastatytas 1969-1973 m., o modernizuotas 1987 m. DSS43 yra didžiausia mobilioji antena pietiniame mūsų planetos pusrutulyje. Masyvi konstrukcija, sverianti daugiau nei 3000 tonų, sukasi ant maždaug 0,17 milimetro storio alyvos plėvelės. Indo paviršius susideda iš 1272 aliuminio plokščių, o jo plotas – 4180 kvadratinių metrų.

DSS43, galima spustelėti

kai kurios techninės charakteristikos

Transliacija:

• X juosta (7145–7190 MHz)
• S juosta (2025–2120 MHz)

Priėmimas:

• X-band (8400–8500 MHz)
• S juosta (2200–2300 MHz)
• L juosta (1626–1708 MHz)
• K juosta (12,5 GHz)
• Ku-band (18–26 GHz)

Padėties nustatymo tikslumas:

• 0,005° (nukreipimo į dangaus tašką tikslumas)
• 0,25 mm (pačios antenos judėjimo tikslumas)

Posūkio greitis:

• 0,25°/sek

Atsparumas vėjui:

• Nuolatinis vėjas 72km/h
• Gūsiai +88km/val
• Maksimalus numatomas greitis – 160 km/val

DSS45. Ši antena buvo baigta statyti 1986 m. ir iš pradžių buvo skirta susisiekti su Voyager 2, kuris tyrinėjo Uraną. Jis sukasi ant apvalaus 19,6 metro skersmens pagrindo, naudodamas 4 ratus, iš kurių du varomieji.

DSS45, galima spustelėti

kai kurios techninės charakteristikos

Transliacija:

• X juosta (7145–7190 MHz)

Priėmimas:

• X-band (8400–8500 MHz)
• S juosta (2200–2300 MHz)

Padėties nustatymo tikslumas:

• 0,015° (nukreipimo į dangaus tašką tikslumas)
• 0,25 mm (pačios antenos judėjimo tikslumas)

Posūkio greitis:

• 0,8°/sek

Atsparumas vėjui:

• Nuolatinis vėjas 72km/h
• Gūsiai +88km/val
• Maksimalus numatomas greitis – 160 km/val

Jei kalbėsime apie kosminių ryšių stotį kaip visumą, galime išskirti keturias pagrindines užduotis, kurias ji turi atlikti:
Telemetrija- gauti, iššifruoti ir apdoroti iš erdvėlaivio gaunamus telemetrijos duomenis. Paprastai šiuos duomenis sudaro mokslinė ir inžinerinė informacija, perduodama radijo ryšiu. Telemetrijos sistema priima duomenis, stebi jų pokyčius ir atitiktį normai bei perduoda juos apdorojančioms patvirtinimo sistemoms ar mokslo centrams.
Stebėjimas- sekimo sistema turi sudaryti galimybę užmegzti abipusį ryšį tarp Žemės ir erdvėlaivio, atlikti jo vietos ir greičio vektoriaus skaičiavimus, kad būtų galima teisingai nustatyti palydovo padėtį.
Kontrolė- suteikia specialistams galimybę perduoti valdymo komandas į erdvėlaivį.
Stebėjimas ir kontrolė- leidžia valdyti ir valdyti paties DSN sistemas

Verta paminėti, kad Australijos stotis šiuo metu aptarnauja apie 45 erdvėlaivius, todėl jos darbo laikas yra griežtai reglamentuotas, o papildomo laiko gauti nėra taip paprasta. Kiekviena antena taip pat turi technines galimybes vienu metu aptarnauti iki dviejų skirtingų įrenginių.

Taigi, duomenys, kuriuos reikia perduoti marsaeigiui, siunčiami į DSN stotį, iš kurios jie leidžiasi į trumpą (5–20 minučių) kosminę kelionę į Raudonąją planetą. Dabar pereikime prie paties roverio. Kokias bendravimo priemones jis turi?

Smalsumas

„Curiosity“ turi tris antenas, kurių kiekviena gali būti naudojama informacijai priimti ir perduoti. Tai UHF antena, LGA ir HGA. Visi jie yra ant roverio „nugarėlės“, skirtingose ​​vietose.

HGA – didelio stiprinimo antena
MGA – vidutinio stiprinimo antena
LGA – mažo stiprinimo antena
UHF – itin aukštas dažnis
Kadangi santrumpos HGA, MGA ir LGA jau turi žodį antena, tai kitaip nei santrumpai UHF, šio žodžio jiems nepriskirsiu.

Mus domina RUHF, RLGA ir didelio stiprinimo antena

Dažniausiai naudojama UHF antena. Su jo pagalba roveris gali perduoti duomenis per MRO ir Odyssey palydovus (apie kuriuos kalbėsime vėliau) maždaug 400 megahercų dažniu. Palydovų naudojimas signalams perduoti yra pageidautinas dėl to, kad jie yra DSN stočių regėjimo lauke daug ilgiau nei pats marsaeigis, sėdintis vienas Marso paviršiuje. Be to, kadangi jie yra daug arčiau roverio, pastarasis turi eikvoti mažiau energijos duomenims perduoti. Perdavimo sparta gali siekti 256 kbps naudojant Odyssey ir iki 2Mbps MRO. B O Didžioji dalis iš „Curiosity“ gaunamos informacijos patenka per MRO palydovą. Pati UHF antena yra roverio gale ir atrodo kaip pilkas cilindras.

„Curiosity“ taip pat turi HGA, kurią gali naudoti komandoms gauti tiesiai iš Žemės. Ši antena yra kilnojama (gali būti nukreipta į Žemę), tai yra, norint ją naudoti, roveriui nereikia keisti savo vietos, tereikia pasukti HGA norima kryptimi ir tai leidžia sutaupyti energijos. HGA sumontuotas maždaug per vidurį kairėje roverio pusėje ir yra maždaug 30 centimetrų skersmens šešiakampis. HGA gali perduoti duomenis tiesiai į Žemę maždaug 160 bps greičiu 34 metrų antenose arba iki 800 bps greičiu 70 metrų antenose.

Galiausiai, trečioji antena yra vadinamoji LGA.
Jis siunčia ir priima signalus bet kuria kryptimi. LGA veikia X juostoje (7–8 GHz). Tačiau šios antenos galia yra gana maža, o perdavimo greitis palieka daug norimų rezultatų. Dėl šios priežasties jis pirmiausia naudojamas informacijai gauti, o ne perduoti.
Nuotraukoje LGA yra baltas bokštelis pirmame plane.
Fone matoma UHF antena.

Verta paminėti, kad roveris generuoja puiki suma mokslinių duomenų, ir ne visada įmanoma juos visus išsiųsti. NASA ekspertai teikia pirmenybę tam, kas svarbu: pirmiausia bus perduodama aukščiausio prioriteto informacija, o žemesnio prioriteto informacija lauks kito komunikacijos lango. Kartais kai kuriuos mažiausiai svarbius duomenis tenka iš viso ištrinti.

Odisėjos ir MRO palydovai

Taigi, mes išsiaiškinome, kad paprastai norint bendrauti su Curiosity reikia „tarpinės jungties“ vieno iš palydovų pavidalu. Tai leidžia pailginti laiką, per kurį išvis galimas ryšys su „Curiosity“, taip pat padidinti perdavimo greitį, nes galingesnės palydovinės antenos gali perduoti duomenis į Žemę daug didesniu greičiu.

Kiekvienas iš palydovų turi du ryšio langus su marsaeigiu kiekvieną solą. Paprastai šie langai yra gana trumpi – vos kelios minutės. Nepaprastosios padėties atveju „Curiosity“ taip pat galėtų susisiekti su Europos kosmoso agentūros palydovu „Mars Express Orbiter“.

Marso odisėja

Marso odisėja
Palydovas „Mars Odyssey“ buvo paleistas 2001 metais ir iš pradžių buvo skirtas planetos sandarai tirti ir mineralų paieškai. Palydovo matmenys yra 2,2x2,6x1,7 metro, o masė - daugiau nei 700 kilogramų. Jo orbitos aukštis svyruoja nuo 370 iki 444 kilometrų. Šį palydovą plačiai naudojo ankstesni marsaeigiai: per jį buvo transliuojama apie 85 procentus iš „Spirit“ ir „Opportunity“ gautų duomenų. „Odyssey“ gali bendrauti su „Curiosity“ UHF diapazone. Kalbant apie ryšius, jis turi HGA, MGA (vidutinio stiprinimo anteną), LGA ir UHF anteną. Iš esmės duomenims į Žemę perduoti naudojama HGA, kurios skersmuo yra 1,3 metro. Perdavimas atliekamas 8406 MHz dažniu, o duomenų priėmimas – 7155 MHz dažniu. Sijos kampinis dydis yra apie du laipsniai.

Palydovinio instrumento vieta

Ryšiai su roveriais vykdomi naudojant UHF anteną 437 MHz (perdavimas) ir 401 MHz (priėmimo) dažniais, duomenų keitimosi greitis gali būti 8, 32, 128 arba 256 kbps.

„Mars Reconnaissance Orbiter“.

MRO

2006 m. prie Odyssey palydovo prisijungė MRO – Mars Reconnaissance Orbiter, kuris šiandien yra pagrindinis Curiosity pašnekovas.
Tačiau, be ryšio operatoriaus darbo, pats MRO turi įspūdingą mokslinių instrumentų arsenalą, o įdomiausia, kad yra įrengta HiRISE kamera, kuri iš esmės yra atspindintis teleskopas. Įsikūręs 300 kilometrų aukštyje, „HiRISE“ gali fotografuoti iki 0,3 metro viename pikselyje raiška (palyginimui, palydoviniai Žemės vaizdai paprastai pasiekiami maždaug 0,5 metro viename pikselyje raiška). MRO taip pat gali sukurti stereofonines paviršių poras, kurių tikslumas yra 0,25 metro. Primygtinai rekomenduoju peržiūrėti bent keletą turimų vaizdų, pvz. Ko vertas, pavyzdžiui, šis Viktorijos kraterio vaizdas (spustelėkite, originalas yra apie 5 megabaitus):

Siūlau dėmesingiausiems nuotraukoje susirasti „Opportunity rover“ ;)

atsakymas (spustelėti)

Atkreipkite dėmesį, kad dauguma spalvotų nuotraukų yra darytos išplėstiniame diapazone, todėl jei pamatysite nuotrauką, kurioje dalis paviršiaus yra ryškiai melsvai žalsvos spalvos, neskubėkite į sąmokslo teorijas;) Tačiau galite būti tikri, kad įvairiose tų pačių veislių nuotraukos bus tokios pačios spalvos. Tačiau grįžkime prie komunikacijos sistemų.

MRO yra sumontuotos keturios antenos, kurių paskirtis yra tokia pati kaip ir roverio antenų – UHF antena, HGA ir dvi LGA. Pagrindinė palydovo naudojama antena – HGA – yra trijų metrų skersmens ir veikia X juostoje. Tai yra tai, kas naudojama duomenims perduoti į Žemę. HGA taip pat yra 100 vatų signalo stiprintuvas.

1 – HGA, 3 – UHF, 10 – LGA (abu LGA montuojami tiesiai ant HGA)

Curiosity ir MRO bendrauja naudojant UHF anteną, ryšio langas atsidaro du kartus per solą ir trunka maždaug 6-9 minutes. MRO per dieną skiria 5 GB duomenų, gautų iš roverių, ir saugo juos tol, kol bus matoma vienai iš DSN stočių Žemėje, o po to perduoda duomenis ten. Duomenų perdavimas į roverį atliekamas tuo pačiu principu. 30 MB/sol skirta komandoms, kurios turi būti perduodamos į roverį, saugoti.

DSN stotys atlieka MRO 16 valandų per dieną (likusias 8 valandas palydovas išvirkščia pusė Marse, ir negali keistis duomenimis, nes jį uždaro planeta), 10–11 iš kurių perduoda duomenis į Žemę. Paprastai palydovas veikia su 70 metrų DSN antena tris dienas per savaitę ir du kartus su 34 metrų antena (deja, neaišku, ką jis veikia likusias dvi dienas, bet mažai tikėtina, kad jis turi laisvų dienų ). Perdavimo greitis gali svyruoti nuo 0,5 iki 4 megabitų per sekundę – jis mažėja Marsui tolstant nuo Žemės ir didėja, kai abi planetos artėja viena prie kitos. Dabar (straipsnio publikavimo metu) Žemė ir Marsas yra beveik didžiausiu atstumu vienas nuo kito, todėl perdavimo greitis greičiausiai nėra labai didelis.

NASA teigia (palydovo svetainėje yra specialus valdiklis), kad per visą savo veiklą MRO į Žemę perdavė daugiau nei 187 terabitus (!) duomenų – tai daugiau nei visi prieš tai į kosmosą išsiųsti įrenginiai kartu paėmus.

Išvada

Taigi, apibendrinkime. Perduodant valdymo komandas roveriui, nutinka taip:

• JPL specialistai siunčia komandas į vieną iš DSN stočių.
• Ryšio seanso su vienu iš palydovų metu (greičiausiai tai bus MRO), DSN stotis perduoda jam komandų rinkinį.
• Palydovas saugo duomenis vidinė atmintis ir laukia kito ryšio su marsaeigiu lango.
• Kai roveris yra prieigos zonoje, palydovas perduoda jam valdymo komandas.

Perduodant duomenis iš roverio į Žemę, visa tai vyksta atvirkštine tvarka:

• Roveris saugo savo mokslinius duomenis vidinėje atmintyje ir laukia artimiausio ryšio su palydovu lango.
• Kai palydovas yra prieinamas, roveris perduoda jam informaciją.
• Palydovas priima duomenis, išsaugo juos savo atmintyje ir laukia, kol atsiras viena iš DSN stočių.
• Kai atsiranda DSN stotis, palydovas siunčia jai gautus duomenis.
• Galiausiai, gavusi signalą, DSN stotis jį iškoduoja, o gautus duomenis siunčia tiems, kam jie skirti.

Tikiuosi, man pavyko daugiau ar mažiau trumpai apibūdinti bendravimo su Curiosity procesą. Visa ši informacija (d Anglų kalba; plius didžiulė krūva priedų, įskaitant, pavyzdžiui, gana išsamias technines ataskaitas apie kiekvieno palydovo veikimo principus) yra įvairiose JPL svetainėse, ją labai lengva rasti, jei žinote, kas tiksliai jus domina.

Praneškite apie klaidas ar rašybos klaidas PM!

Apklausoje gali dalyvauti tik registruoti vartotojai. Užeik, prašau.

2012 metų rugpjūčio 6 dieną erdvėlaivis Curiosity nusileido Marso paviršiuje. Per ateinančius 23 mėnesius roveris tyrinės planetos paviršių, mineraloginę sudėtį ir spinduliuotės spektrą, ieškos gyvybės pėdsakų, taip pat įvertins galimybę nusileisti žmogų.

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

Su visu savo dideliu korpuso komplektu ir išoriniu lengvumu prietaisas turi masę keleivinis automobilis(900 kg) ir sveria 340 kg Marso paviršiuje. Visa įranga maitinama plutonio-238 skilimo energija iš Boeing radioizotopinio termoelektrinio generatoriaus, kurio tarnavimo laikas yra mažiausiai 14 metų. Įjungta Šis momentas 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 atstumo „ChemCam“ gali nustatyti tiriamos uolienos tipą (pvz., vulkaninę ar nuosėdinę), dirvožemio ir uolienų struktūrą, sekti dominuojančius elementus, atpažinti ledą ir mineralus su vandens molekulėmis kristalų struktūroje, išmatuoti erozijos požymius uolų ir vizualiai padeda tyrinėti uolienas naudojant roboto ranką.

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.

Oro sąlygoms matuoti marsaeigyje yra įrengta aplinkos stebėjimo stotis (Rover Environmental Monitoring Station), matuojanti slėgį, atmosferos ir paviršiaus temperatūrą, vėjo greitį ir ultravioletinę spinduliuotę. REMS apsaugotas nuo Marso dulkių.