Марс - Красная Звезда
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Марс
 Исследователи
Планетарные марсоходы
Страница: "Mars Pathfinder", MER-А/MER-B, Полевые работы, Начало миссии (Part #1, Part #2), Посадка на Марс (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4, Part #5), Продолжение работы (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4, Part #5, Part #6), Кратеры и Холмы (Part #1, Part #2), "От зимы до зимы" (Part #1, Part #2), Кратер Виктория (Part #1, Part #2, Part #3), Последний Парад (Part #1, Part #2), Цель Индевор (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4, Part #5), На краю (Part #1, Part #2, Part #3), Галерея марсоходов Pathfinder и MER;
Марс - красная звезда
Марсоход "Spirit" и "Opportunity"

Марс, февраль 2004!


    В течение февраля отремонтированный американский марсоход Spirit резво шел к гребню кратера Боннвилль, а его двойник Opportunity тщательно исследовал каменный выступ на краю кратера, в который так счастливо угодил при посадке. И нашел очень важную вещь: этот уголок Земли Меридиана подвергался длительному воздействию воды! Но обо всем по порядку.

МАРСОХОД «SPIRIT»

2 февраля отдельным вершинам в комплексе Восточных холмов в районе посадки ровера Spirit были даны имена в память о семи астронавтах «Колумбии», погибших год назад при ее возвращении с орбиты. Теперь в кратере Гусев есть холмы Хазбанд, МакКул, Андерсон, Чаула, Браун, Кларк и Рамон. Эти названия будут представлены в Международный астрономический союз для официального утверждения..
МАРСОХОД SPIRIT НА МАРСЕ

    Как мы помним, с 22 января 2004 первый из пары марсоходов находился на излечении от ошибки в его компьютерном «мозгу». Суть проблемы была в том, что каталог файлов во флэш-памяти, находящийся в основной оперативной памяти, вылез за установленный объем и вызвал многократные перезагрузки компьютера. «Лечение» продолжалось до 4 февраля, когда флэш-память была полностью стерта и отформатирована; перед этим, 1 февраля, станция передала сохранявшиеся на флэшке ценные данные об атмосферных наблюдениях 16 января совместно с европейским аппаратом Mars Express. Гленн Ривз, «архитектор» бортового ПО марсоходов MER в Лаборатории реактивного движения (JPL), заявил: «Мы уверены, что знаем, в чем проблема, и у нас теперь есть процедура, которая, как мы полагаем, позволит обходить эту проблему как угодно долго». Во всяком случае, весь следующий месяц Spirit «бегал» резво и без сбоев.

Грызем базальт науки…

    Одновременно с лечением ровер возобновил научную программу. Уже 2 февраля, в 29-е марсианские сутки с момента посадки, он провел второй совместный сеанс наблюдений с Mars Express’ом, а затем проверил спектрометр Mini-TES и приготовился исследовать камень Адирондак. 6 февраля (33-й сол) марсоход пустил в ход на 5 минут шлифовальное устройство и его стальной щеткой стер пыль с поверхности камня. Очищенный участок осмотрели панорамной камерой и микроскопом. Ученые полагали, что Адирондак более или менее чист и свободен от пыли; к их большому удивлению, обработанное место стало значительно темнее. Ночью его изучили двумя спектрометрами – мёссбауэровским MS и альфа-протон-рентгеновским APXS.
    7 февраля Spirit в первый раз применил алмазную фрезу RAT и высверлил в поверхности Адирондака аккуратную круглую дырочку диаметром 45.5 мм и глубиной 2.65 мм. 8 февраля ее осмотрели микроскопом и промерили спектрометрами. Анализ подтвердил, что Адирондак – это оливиновый базальт, вероятно, вулканического происхождения.

МАРСОХОД SPIRIT НА МАРСЕ

    В этот же день, 8 февраля, а точнее – в 35-й сол, который закончился 8 февраля в 15:41 UTC, ровер Spirit должен был двинуться в путь к кратеру Боннвилль (Bonneville). Так назвали ближайший к месту посадки крупный кратер, гребень которого виднелся в 250–300 м к северо-востоку. Конечно, камни и песок на месте посадки можно было бы исследовать еще несколько недель, но хотелось, во-первых, поскорее добраться до границы выброшенного из кратера материала и, во-вторых, проверить режим быстрого автономного передвижения.
    Но сначала нужно объехать с юга посадочную платформу, и первый участок пути длиной 6 м запланировали как раз на «вечер» 35-го сола. Не вышло – как оказалось, все еще был в силе запрет на движение, введенный после аварии 22 января. Лишь 9 февраля, в 36-й сол, Spirit проехал над камнем Адирондак и прошел первые 6.4 м – прошел самостоятельно, используя для выбора пути бортовую автономную навигационную программу и систему контроля препятствий, и добрался до назначенной конечной точки – камня Белый Кораблик.
    10 февраля ровер лег на курс 45° и прошел сразу 21.2 м – втрое больше, чем в любой предшествующий день. Но, как оказалось наутро, курс был не очень удачный: тень от мачты панорамной камеры падала как раз на привод остронаправленной антенны. Он замерз, ровер не смог навести антенну на Землю, и утренний сеанс связи сорвался. Лишь днем, когда Солнце согрело механизм, все вошло в норму. Spirit передал снимки Белого Кораблика, изображения и спектрограммы Адирондака.

Это не голова марсианской пиявки, а результат сверления камня Адирондак.
МАРСОХОД SPIRIT НА МАРСЕ

    12 февраля утренний сеанс провели через антенну низкого усиления LGA, не требующую наведения на Землю. Затем Spirit отснял панорамной камерой и микроскопом место ночной стоянки и пошел дальше. За 2 час 48 мин он преодолел расстояние 24.4 м и остановился перед препятствием – забавной группой булыжников под названием Совет Камней, к которой и направлялся. До них, однако, осталось около метра, и 13 февраля пришлось сперва проехать 90 см, а уже затем заниматься съемкой камней и предстоящего участка пути. 14 февраля ровер исследовал микроскопом и двумя спектрометрами гребень и ложбину в принесенном ветром песке. Песчинки оказались очень странные, почти круглые и ровные.
    В ложбине залегал более мелкий песок, а на гребне – крупный. Затем он чуть сдал назад, повернулся и приблизился к необычному слоистому камню Мими, который изучил 15 февраля, в 42-й день работы. 16 февраля ровер снял спектрограмму собственных следов в грунте и продолжил движение на северо-восток. Первый «заезд» принес 19 метров (вместо 25 по плану). С этой промежуточной точки Spirit сделал несколько снимков и в послеобеденные часы проехал еще 8.5 м. До гребня кратера, по уточненным данным, оставалось 245 м.

Вверху – Белый Кораблик, внизу – Мими.
МАРСОХОД SPIRIT НА МАРСЕ

    17 февраля был очень продуктивный день: Spirit не только прошел стометровую отметку, но и провел ценные измерения. С утра он промерил спектрометром APXS участок грунта под названием Рэмп-Флэтс, а ИК-спектрометром Mini-TES – небо Марса. Затем настал черед микроскопа и мёссбауэровского спектрометра. Запарковав манипулятор, ровер ушел еще на 21.6 м на северо-северо-восток, до точки Хало; всего же с начала движения он преодолел 108 м и побил рекорд своего предшественника – ровера Sojourner, который в 1997 г. прошел по поверхности Марса 102 м. Скорость передачи данных с ровера была увеличена со 128 до 256 кбит/с.

MARS EXPRESS - ТРЕТИЙ РЕТРАНСЛЯТОР
Mars Express – третий ретранслятор 6 февраля в первый раз был проведен двусторонний сеанс связи с марсоходом Spirit через европейскую станцию Mars Express. Ранее такие сеансы проходили только через американские спутники Mars Global Surveyor и Mars Odyssey. Команды для ровера, подготовленные группой управления в Пасадене, были сначала переданы в Европейский центр космических операций в Дармштадте. Оттуда по европейским каналам они были переданы на Mars Express и с него ретранслированы на поверхность. Spirit ответил посылкой информации через свой UHF-передатчик на европейский спутник, а оттуда она через Дармштадт была передана в JPL. Все команды с Земли дошли до ровера, а данные с него – до Земли. Ни байта не было потеряно, не было и повторов. Итак, европейский аппарат доказал возможность своей работы в международной системе ретрансляции. Хотя оба ровера могут «разговаривать» с Землей непосредственно, из 10 Гбит данных, переданных к 19 февраля, 66% прошло через ретранслятор на борту «Одиссея» и еще 16% – через MGS.
MARS EXPRESS - ТРЕТИЙ РЕТРАНСЛЯТОР

    Еще интереснее был день 18 февраля. Ровер исследовал всеми приборами точку Хало и двинулся в лощину Лагуна. В этот день он прошел 19 м в режиме «от точки к точке», с отключенной системой контроля препятствий, а затем еще 3.7 м, выбирая место для работы. Вступив в Лагуну – круглую депрессию, засыпанную мелким пылевидным песком, ровер прокрутил колеса, как буксующая машина, чтобы разрыть грунт, отодвинулся назад и снял кадр спектрометром Mini-TES.
    19 февраля он провел там же, изучая необычный грунт и наблюдая его в микроскоп, снимая вал кратера с расстояния 135 м и спектрометрируя атмосферу вместе со спутником MGS. Почва была действительно странной: она прилипала к колесам. Ощущение было такое, что ровер идет по высохшей поверхности соленой лужи, что она много раз расширялась и сжималась – то ли во время таяния и замерзания, то ли просто от колебаний температуры. Верхний слой грунта – корка толщиной от 5 до 10 мм, богатая хлором и серой – вероятно, сравнительно молод. Ученые оценивают его возраст в десятки тысяч лет, в то время как ниже лежит материал, насчитывающий миллиарды лет.
    20 февраля Spirit вырыл в грунте канавку глубиной 7–8 см – вращал два часа левым передним колесом, а потом отодвинулся посмотреть, что получилось. С расстояния в 1 м он отснял канавку спектрометром Mini-TES и с расстояния 40 см – панорамной камерой. 21 и 22 февраля ровер осмотрел края и дно канавки микроскопом, а затем – спектрометрами MS и APXS.
    На 50-й день работы, 23 февраля, Spirit продвинулся вперед на 18.8 м, а 24 февраля – еще на 30 м. По дороге он останавливался и снимал окрестные камни. К этому дню ровер «намотал» 183.25 м и ушел на 135 м от платформы, достигнув средней точки пути. Перед ним лежала лощина Миддл-Граунд, спуск в которую был слишком крутым, и марсоход пошел налево вдоль гребня. 25 и 26 февраля в несколько приемов, осторожно, он прошел 4.85 м и спустился в лощину. В промежутках ровер снимал Землю над горизонтом Марса, пылевые вихри и магнитную ловушку, на которую оседает железосодержащая пыль.

Канавка в грунте издалека и крупным планом.
МАРСОХОД SPIRIT НА МАРСЕ

    27 февраля Spirit продвинулся на 3.4 м и подобрался вплотную к очень изящному камню Хамфри, чтобы почистить его. 28 февраля аппарат почистил Хамфри в трех разных точках, ведя попутно измерения и съемки, отошел назад и снял его Mini-TES’ом. Наконец, 29 февраля Spirit вернулся к камню и изготовился его сверлить.

МАРСОХОД «OPPORTUNITY»

    Второй ровер, как мы помним, сел точнехонько в небольшой 22-метровый кратер, точнее, закатился в него после 26 прыжков. По краю кратера тянулось многообещающее каменное обнажение, и вообще место оказалось просто удивительным. 31 января Opportunity съехал на грунт, а 3 февраля, на 10-й день, опробовал свой манипулятор. Первым делом, как и Spirit, он изучил грунт прямо перед собой, и первый же кадр микроскопа принес неожиданность: многочисленные почти сферические образования! «Эти детали в грунте не похожи ни на что ранее виденное на Марсе», – объявил Стив Сквайрз, научный руководитель миссии. Другие камушки были с острыми краями, что говорило как минимум о разном их происхождении. Шарики же могли образоваться в ходе аккреции под водой, в результате ударов метеоритов или вулканических извержений.
    Мессбауэровский спектрометр нашел прямо «под колесами» ровера оливин – точно так же, как и в точке посадки «Спирита». Первая минералогическая карта окрестностей от Mini-TES показала, что над обнажением камня и под ним гематита больше, а непосредственно перед ровером – меньше. Опять-таки гематит обычно образуется в присутствии жидкой воды… Однако сразу лезть на гребень было как-то нехорошо: сперва нужно осмотреться.

1 и 6 февраля камера MOC станции Mars Global Surveyor сняла с высоким разрешением район посадки ровера Opportunity, определенный первоначально по данным радиоконтроля траектории и по посадочным снимкам. Первые орбитальные снимки имели разрешение 1.5 м, вторые – 0.5 м. Уже на кадрах за 1 февраля удалось найти яркую точку в центре кратера – это оказался сам ровер – и увидеть следы касания грунта амортизаторами и места падения парашюта с хвостовым обтекателем и лобового экрана. 30 января и 6 февраля была проведена съемка с использованием нового алгоритма компенсации сдвига изображения; первая не удалась (был заснят район в 3 км от заданного), а вторая получилась частично: кратер с ровером вышел отлично, но элементы посадочной системы в кадр не попали. На снимке угадывается и посадочная платформа, и поднявшийся к гребню кратера ровер.
МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    На 12-й сол (утро 5 февраля в Пасадене, вечер по Гринвичу) ровер Opportunity продвинулся на 3.5 м в направлении правого конца каменного обнажения, сделав посередине три поворота – два налево и один направо. Здесь собирались было рыть канавку, но нетерпение оказалось слишком сильным! В 13-й и 14-й день, с трудом поднимаясь по 13-градусному склону и проводя измерения по дороге, марсоход подошел к точке, названной Гора Камень. 8 февраля, в 15-й день, он увидел в микроскоп детали этого камня и «обнюхал» его спектрометрами. И опять удивительное открытие: небольшие серые сферические образования, выступающие между слоями камня («как изюм в булке») и лежащие вблизи него на грунте. Выступают они в разной степени и, вероятно, оказались на поверхности в результате выветривания – в данном случае «шлифовки» камня ветром с пылью.
    9 февраля Opportunity выглянул за край кратера и увидел свой парашют и обтекатель на абсолютно ровной и пустой поверхности. По ней можно ехать быстро и далеко… только вот куда?
    Ровер прошел 4 метра налево вдоль камней, борясь с осыпанием грунта в кратер и снимая обнажение крупным планом. В 17-й день (10–11 февраля) он добрался до точки Браво и в 18-й сол должен был дойти до Чарли, но остановился: сбойнули манипулятор, который не смог повернуть запястный сустав на заданный угол, и мачта с камерой, которая неправильно восприняла команду. В тот же день обе проблемы были разрешены, и на 19-й день (12–13 февраля) ровер дошел до точки Чарли, до левого края камней. Кадры микроскопической камеры принесли новую неожиданность: в грунте были найдены тонкие волокна длиной до нескольких миллиметров. Знать бы еще, не с амортизаторов ли посадочного устройства эти ниточки…
    13–14 февраля Opportunity должен был переместиться на Гематитовый склон (как нетрудно догадаться, особенно богатый гематитом), но утром, получив команду на микроскопическую съемку, отверг ее: «Не по нутру мне это движение». Как следствие, движение было отложено на сутки, а ровер проводил съемки.

Копать здесь!

    На 21-й день марсоход прошел 9 м, сделал в конце разворот на 180° и провел первую ночную съемку ИК-спектрометром. На 22-й день, 15–16 февраля, он обследовал новое место и провел совместные спектральные измерения атмосферы с MGS. Наконец, на 23-й день ровер начал рыть грунт: затормозив пять колес из шести, он стал вращать левым передним: взад-вперед, взад-вперед, и так 6 раз в течение 22 минут. Получилась канавка в 9–10 см глубиной, шириной 20 см и длиной 50 см.
    «Вчера мы вырыли на Марсе отличную большую дыру», – сказал специалист группы планирования роверов Джеффри Бесядецки. За три следующих дня (17–20 февраля) Opportunity внимательно осмотрел ее микроскопом в пяти разных местах и отспектрометрировал в двух. Специалисты отметили клоковатую текстуру грунта в верхней части канавки и яркий цвет на дне. Были найдены яркие округлые камешки и грунт настолько тонкого «помола», что даже микроскопическая камера не могла увидеть отдельные крупинки. «То, что мы видим внизу, отличается от того, что прямо на поверхности», – удивлялся д-р Альберт Йен из JPL (он, кстати, несколько раз пытался попасть в отряд астронавтов). Данные спектрометров еще нужно осмыслить.
    В 26-й сол ровер объехал канавку и посадочную платформу, прошел 15 м и вернулся на каменное обнажение, к куску коренной породы, выбранному на этапе предварительной разведки и названному Эль-Капитан. Солы с 27-го по 29-й были посвящены детальной съемке камня и окрестностей и исследованию его минерального и элементного состава. Только за 28-е сутки Opportunity сделал 46 снимков Эль-Капитана микроскопической камерой. Микроструктура камня оказалась удивительной: весь он «избуравлен» длинными канавками и тонкими щелями.

Знаменитый камень Эль-Капитан и просверленное в нем отверстие.
МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    23–24 февраля, в свой 30-й сол, ровер подзарядил батареи (да, удаление Марса от Солнца начинает сказываться!), высверлил за два часа точку «МакКиттрик-средняя» в зоне Эль-Капитан на глубину 4 мм и вставил в дыру спектрометр APXS.
    На следующий день на его место был вдвинут мёссбауэровский спектрометр, который провел два 24-часовых цикла измерений подряд. В кружочек «фрезы» попал небольшой шарик – ровный такой внутри… Впрочем, микроскоп заснял и расколотый шарик, откровенно слоистой структуры. 26–27 февраля ровер снял круговую панораму и перенацелил свой инструмент на точку «Гваделупа» все того же Эль-Капитана, а в следующий, 34-й сол высверлил вторую дырку. И опять в нее по очереди уткнулись микроскоп и оба спектрометра. Дело в том, что вышележащие и нижележащие слои отличались структурой и уровнем выветривания и их было необходимо сравнить.
    А Opportunity в очередной раз выглянул «наружу», и его панорамная камера увидела странную серебристую полосу – похоже, Солнце отражалось так от гребня Восточного кратера в 600 м от ровера. Из чего же состоит этот гребень? И не туда ли надо идти? Еще недели 2 ровер должен провести на краю кратера, а потом он выберется на равнину.

Здесь было море!

    Естественно, такое внимание к зоне Эль-Капитан не было случайным! 2 марта на специально и срочно организованной пресс-конференции в штаб-квартире NASA профессор Стив Сквайрз, д-р Джон Гротцингер, д-р Бентон Кларк и их коллеги объявили следующие сенсационные результаты. Камни в районе посадки Opportunity на равнине Меридиана подвергались длительному воздействию жидкой воды. «Она изменила их текстуру, она изменила их химию», – сказал Сквайрз. Спектрометр APXS нашел в образцах очень высокое содержание серы, по-видимому, в форме солей – сульфатов магния и железа. Были также найдены элементы, которые могут образовывать хлориды и бромиды. На Земле такое количество солей указывало бы на образование породы в воде или на длительный с ней контакт. Содержание серы растет с глубиной, а следовательно, и состав солей. Такое бывает при испарении. В этих же камнях мёссбауэровский спектрометр нашел минерал ярозит – гидратированный сульфат железа. Он указывает на вероятное нахождение породы в кисло-соленом водоеме или горячем источнике.

Эти «шарики» образовались в воде?!
МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    Обычная и микроскопическая съемка камня Эль-Капитан выявила три вида деталей, также свидетельствующих о водной истории. Это извилистые щели длиной порядка 10 мм и шириной до 2 мм со случайной ориентацией – места, где первоначально залегали кристаллы солей, впоследствии либо растворившиеся в менее соленой воде, либо исчезнувшие в результате эрозии. Это слои, лежащие под углом к основным слоям породы, которые могут возникать под действием ветра или воды. Их малые размеры и, возможно, вогнутые формы говорят в пользу именно водного происхождения.
    Наконец, это видимые в камне округлые частицы («сферулы», «шарики»), не испытывающие концентрации к определенным слоям, а потому вряд ли связанные с метеоритным ударом или вулканизмом. Очевидно, это все-таки конкреции, образующиеся из раствора вокруг тех или иных «затравок». Очень вероятно, и попытаться доказать это – ближайшая цель ученых, что найденные ровером породы не просто находились долгое время в воде, но образовались как обычная осадочная порода на дне соленого озера или моря. В любом случае уже доказано: в точке посадки Opportunity условия когда-то давно были намного благоприятнее для жизни. Теперь нужно будет узнать: была ли эта жизнь?
Европейское оформление свадеб.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru