Рубрики
Космический транспорт

MSL – миссия исследования Марса с помощью марсохода Curiosity

Curiosity марсоход, доставленный на Марс в ходе миссии НАСА MSL. Он был запущен 26.11.2011, посадка на «Красную планету» осуществилась 06.08.2012. Предполагаемый срок работы устройства на Марсе – 686 земных суток.

Марсоход был отправлен в кратер Гейла, в котором просматриваются глубинные слои грунта, которые раскрывают геологическую историю планеты.

Существует четыре основные цели миссии MSL:

  • Получить сведения о геологии планеты
  • Получить сведения о климате планете
  • Установить, существовала ли на Марсе жизни
  • Провести подготовку к высадке человека на планету

Для того чтобы достигнуть эти цели, необходимо выполнить шесть задач:

  • определить состав припочвенных геологических материалов и минералогический состав почв
  • обнаружить возможные следы протекания биологических процессов
  • установить процессы, в которых были сформированы марсианские камни и почва
  • оценить процесс эволюции атмосферы Марса в долгосрочном периоде
  • определить текущее состояние, круговорот и распределение углекислого газа и воды
  • установить спектр радиации поверхности планеты

Работу аппарата обеспечивает 160 инженеров и 250 ученых.

Данные Curiosity

Длина – 3 метра, ширина – 2,7 метра, высота – 2,1 метра.

Стоимость проекта MSL – 2 500 000 000$.

Технические характеристики и оснащение марсохода

Curiosity преодолевает препятствия до 75 см в высоту. Максимальная скорость на ровной твердой поверхности – 144 м/час. Ожидается, что за время 2-летней миссии он пройдет не менее 19 км.

Питание марсохода осуществляет Радиоизотопный термоэлектрический генератор. На аппарате установлено 2 бортовых компьютера «Rover Compute Element» (процессор RAD750 с частотой 200 МГц; радиационностойкая память, 256 кБ EEPROM, 2 ГБ флэш-памяти, 256 МБ DRAM). Компьютер следит за марсоходом, отдает команды на вождение, фотографирование и отправку отчетов. Приказы передаются операторами с Земли.

Марсоход оснащен Инерциальным Измерительным Устройством,  предоставляющим данные о местоположении Curiosity.

У марсохода 2 системы связи. Первая представлена приемником X-диапазона и передатчиком, которые связывают аппарат с Землей. Вторая создана на основе радиосистемы Electra-Lite.

Агрегат оснащается двумя контактными инструментами (MAHLI и APXS), ударной дрелью, щеткой и механизмом для забора и просеивания образцов.

Curiosity передвигается на 6 колесах, у каждого из которых свой электродвигатель, при этом 2 передних и 2 задних колеса участвуют в рулении, позволяя аппарату разворачиваться на 360 градусов, оставаясь на месте.

Агрегат использует три камеры: MARDI, MAHLI и MastCam; набор инструментов дистанционного исследования, представленный RMI и LIBS; устройство, определяющее состав породы APXS; CHIMRA – ковш, зачерпывающий грунт; аппарат, исследующий минералогический и химический состав Chemin, набор инструментов для изучения твердых образцов, состава атмосферы и органических веществ SAM.

Также Curiosity использует:

  • RAD – детектор, служащий для исследования радиационного фона внутри марсохода
  • DAN – разработка, служащая для обнаружения водяного льда и водорода
  • REMS – ультрафиолетовый датчик и набор приборов
  • MEDLI – устройство, служащее для изучения атмосферы
  • Hazcams – две камеры, расположенные с боков агрегата
  • Navcams – пара камер, расположенных на мачте

Ракета-носитель

Curiosity был запущен на ракете Атлас-5 541 со стартового комплекса № 41 м. Канаверал. 2-ступенчатая ракета-носитель представлена центральным блоком 1-й ступени диаметром 3,8 метра с двигателем РД-180 российского производства, 4-ся твердотопливными блоками и разгонным блоком Центавр с головным обтекателем диаметром 5,4 метра.

Ход выполнения миссии Curiosity

Марсоход выслал множество качественных снимков Марса, в том числе, и панорамных; взял пробы почв; зафиксировал температурные колебания.

В августе-сентябре 2012 года DAN зафиксировал незначительное содержание воды в почве.

27 сентября 2012 года НАСА сообщило о том, что марсоход обнаружил следы древнего ручья.

11 октября 2012 стало известно о результатах химического исследования камня, который оказался богат щелочными металлами, что для марсианских пород нетипично.

30 октября были сообщены результаты исследования грунта, которое показало, что почва Марса состоит примерно из тех же частиц минералов, что и вулканический туф в вулканах на Гавайских островах. В целом, состав почвы соответствуют представлениям о том, что поверхность планеты в далеком прошлом могла быть покрыта водой.

9 февраля 2013 была добыта первая проба твердой породы грунта.

Результаты исследований на данный момент позволяют говорить о 2-слойности марсианского грунта. У поверхности располагается сухой слой с толщиной 20 - 40 сантиметров, содержащий воду в размере не более  1 % по массе, на глубине до 1 метра под данным слоем ним рапсолагается грунт с относительно высоким содержанием воды, изменяющимся, и  в отдельных местах превышающим 4 %. Возможно, влажность с глубиной возрастает, но прибор не получает данные с глубины более одного метра.

Фото с марсохода Curiosity

Рубрики
Космический транспорт

Проект пилотируемого полета на Марс от Денниса Тито и его команды

На днях состоялась конференция фонда Inspiration Mars Foundation, который представил свой проект беспосадочного пилотируемого полета вокруг планеты Марс в 2018 году.

Напоминаем, что  NASA планируют пилотируемый полет на Марс в 30-х годах этого века, космическое агентство «Аврора» предлагает осуществить полете в 2033-ем, а Роскосмос готовит свой проект к осуществлению в первой половине этого века.

На этот раз инициатором полета снова выступают американцы, а точнее, первый космический турист и по совместительству миллиардер Деннис Тито. Он планирует осуществить беспосадочную экспедицию на Красную планету в 2018-м. План таков:

  • 05.01.2018 – старт космического аппарата
  • 20.08.2018 – достижение Марса
  • 21.05.2019 – возвращение на землю.

Главное преимущества этого полета в том, что миллиардер берет на себя основную часть расходов и не требует огромных инвестиций извне. Также планируется привлечь соучастие благотворительных фондов и частных пожертвований. На конференции Деннис Тито сказал о том, что выделил деньги на несколько лет работы.

Суть миссии пилотируемого полета на Марс в 2018 году

Основной заявленной целью «миссии Америка» является генерация новых знаний для будущего освоения космоса. Она предназначается для того чтобы призвать американцев поверить в величие своей нации через осуществление этого полета и мотивировать и вдохновить молодых людей на получение образования в области математики, инженерии, технологии и науки. Деннис сообщил, что это «американский проект», вследствие чего и члены экипажа должны быть американцами.

03.03.2013 Деннис Тито вместе со своей командой представят доклад «Технико-экономического анализа для пилотируемой свободно возвращаемой миссии к Марсу в 2018 году”, который доступен на сайте фонда.

Основа миссии – использование для запуска космической капсулы ракеты SpaceX Falcon Heavy. Полет к Красной планете и возвращение предполагается осуществить по оптимизированной возвращаемой гравитационной траектории. После того, как экипаж облетит Марс, в течение десяти часов он будет наблюдать с ближайшего расстояния в сто километров его ночную сторону. Для 1-го пилотируемого полета к Луне использовался подобный принцип. Особенность миссии заключается в том, что она не предусматривает опасных маневров корабля, ведь он не войдет в марсианскую атмосферу.

Для возвращения капсулы будет впервые использоваться принцип аэродинамического торможения об атмосферу Земли. Для этого требуются дополнительные исследования систему защиты, которые начнутся совсем скоро.

Миссия основана на существующих и в ближайшее время доступных разработках. Во время полета предполагается удовлетворить только основные потребности двух человек  около 70 килограмм, чей метаболизм 11,82 МДж / сут.

Стоимость полета, кандидаты и опасения

Так как полет не предполагает выхода из корабля и скафандров, требуется установка всех необходимых систем жизнеобеспечения внутри. В корабле будет тесно в любом случае, вне зависимости о того, каким будет его окончательный дизайн. Весь аппарат должен быть отправлен с 1 запуска, что ограничивает полезный груз. Миссия, которая требует более 1 запуска, резко возрастает в сложности и цене.

Стоимость полета пока окончательно не определена и приблизительно оценивается в 500 000 000$, хотя эксперты говорят о 1 000 000 000$.

Данная миссия не ставит своей цель извлечение прибыли. В документе IEEE написано о том, что этот полет с помощью социальных медиа даст возможность людям мысленно участвовать в миссии, которая будет заниматься одной из важнейших задач – сохранении продуктивности и жизни людей в глубоком космосе.

Чтобы запуск был осуществлен по плану, проект должен завершиться буквально за год. Отодвинуть запуск нельзя, ведь именно в 2018-м году между Землей и Марсом будет наименьшее расстояние. Следующий раз это произойдет только в 2031 году.

Сам Деннис Тито не собирается лететь на Марс. Предположительно экипажем корабля станет семейная пара. Первые кандидаты: Джейн Поинтер и Тейбер МакКаллум, сейчас им около пятидесяти.

На данный момент не ясно, как на перспективу полета повлияет потенциальное столкновение Марса и кометы C/2013 A1 в октябре 2014-го. Хоть оно и маловероятно, но по гипотетическим последствиям довольно масштабно.