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
"Spirit" и "Opportunity" 2006

1000 ДНЕЙ НА МАРСЕ

ЧАСТЬ №1    -    ЧАСТЬ №2    -    ЧАСТЬ №3

    31 октября 2006, когда закончился период соединения Марса с Солнцем, Земля восстановила двустороннюю радиосвязь с ровером Opportunity. Находясь на каменном выступе Зеленый Мыс над пропастью кратера Виктория, марсоход две недели работал в автономном режиме. 2 ноября из бортовой памяти, забитой почти «под завязку», была наконец считана часть накопленных данных, и освободилось место, б ноября Opportunity закончил измерения мёссбауэровским спектрометром (в общей сложности 50 часов!) в отверстии, высверленном в камне Ча, а 7 ноября закончил съемку панорамы.
    С 8 по 15 ноября марсоход совершил переход к следующему выступу марсианской Равнины Меридиана на краю Виктории - Мысу Св. Марии. У подножия этого обрыва, по данным съемки с Зеленого Мыса, были видны великолепные примеры перекрестной слоистости пород - когда-то над ними ветер насыпал и сдувал песчаные дюны... Вот если бы еще и суметь спуститься туда, под стены кратера!

Путь ровера Opportunity вдоль края кратера Виктория. Исходное изображение сделано КА MR0 3 октября 2006 г. с высоты 269 км; разрешение - 27 см/пиксел.
1000 дней на Марсе

    В пути ровер в ускоренном темпе передавал на Землю через спутник-ретранслятор Mars Odyssey записанную на борту информацию и тестировал новые режимы движения, которым его «научили» в ходе сентябрьской загрузки в память бортового компьютера нового ПО. Так, 8 ноября впервые отрабатывался визуальный контроль целей - роверу был задан ориентир, и в ходе движения по маршруту аппарат просчитывал текущее положение ориентира и проверял, действительно ли он виден в расчетном направлении. Тест прошел успешно.
    16 ноября на Мысе Св. Марии Opportunity отметил 1000-й марсианский день с момента своей посадки, а 18 и 21 ноября отснял северную сторону обрыва Зеленого Мыса, которая до этого не была видна. Снимки издалека показали фантастическое разнообразие выброшенных из кратера обломков; однако большого смысла в их исследовании не было, так как нельзя было установить, с какой глубины они происходят.
    21 и 22 ноября ровер выполнял специальное задание Земли: он пытался услышать сигнал с потерянного спутника Mars Global Surveyor, но, увы, безрезультатно.
    25, 28 и 30 ноября Opportunity продолжил обход кратера по часовой стрелке и сделал около 80 м в направлении Бездонного Залива (Bottomless Bay, или Bahia sin Fondo). 29 ноября он провел совместный сеанс наблюдений со спутником Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), a 30 ноября выполнил тест еще одного режима движения с улучшенной способностью уклоняться от препятствий, увеличенной протяженностью суточного перехода и меньшей зависимостью от операторов на Земле.
    По состоянию на 30 ноября ровер прошел по поверхности Марса 9555 м. Ситуация с электропитанием потихоньку улучшается, так как Марс приближается к перигелию своей орбиты. После долгого перерыва вновь стали возможны ночные сеансы ретрансляции данных через Mars Odyssey, что увеличивает почти вдвое объем передаваемой информации.

Spirit устраивается на зимовку (745-1030 сол)

    Второй марсоход мы оставили в холмах Колумбии в кратере Гусев. В самом начале февраля 2006 г., проделав до того долгий путь на вершину холма Хазбанда и вниз во «внутренний бассейн», ровер Spirit подошел к Дому. Этим бейсбольным термином ученые назвали хорошо заметную даже на снимках с орбиты плиту характерной пятиугольной формы диаметром около 80 м. Вблизи она оказалась замечательным образцом слоистых пород, причем с первых же снимков были видны отложения по крайней мере трех типов, с разной толщиной слоев и степенью их сохранности.
    Первыми в плане исследований стояли участки Гибсон и Барнхилл (местным деталям были даны названия в честь игроков и менеджеров негритянского бейсбола первой половины XX века.). Встав 7 февраля на 27-градусном уклоне, Spirit отснял Барнхилл панорамной камерой и микроскопом и изучил мёссбауэровским и альфа-рентгеновским спектрометром. Затем был обследован участок Поузи.

Марс в 2006-2007 гг.
    21 января 2006 г. - равноденствие (начало осени в южном полушарии)
    26 июня 2006 г. - Марс в афелии
    8 августа 2006 г. - солнцестояние (начало зимы)
    23 октября 2006 г. - соединение с Солнцем
    7 февраля 2007 г. - равноденствие (начало весны)
    4 июня 2007 г. - Марс в перигелии
    4 июля 2007 г. - солнцестояние (начало лета)
    9 декабря 2007 г. - равноденствие (начало осени в южном полушарии)
    24 декабря 2007 г. - противостояние Марса В экваториальных районах, где трудятся роверы, температура не так сильно меняется от смены времен года, как от удаления и приближения Марса к Солнцу. Правда, кратер Гусев находится почти в 15° южнее экватора, и там температура зимой снижается довольно заметно.
Марс в 2006-2007 гг.

    Общее впечатление от Дома осталось такое: это, безусловно, отложения вулканической или ударной природы, причем нижние слои состоят из более крупных и грубых фрагментов, а верхние - из более тонкого материала. В одном месте ученые обнаружили даже кусок серой породы размером около 4 см, который когда-то врезался в еще мягкие красноватые слои и деформировал их. Одна из гипотез о происхождении Дома такова: это комплекс отложений, сформировавшихся в небольшом ударном кратере при участии воды, льда или гидратированных минералов. Со временем внешние «сухие» стены кратера разрушились, а сцементированные отложения внутри бывшего кратера сохранились до наших дней.
    16 февраля, в свой 755-й сол на Марсе, ровер Spirit вкатился на «крышу» Дома, но провел наверху очень недолго. Марсоходу надо было спешить: 21 января в южном полушарии началась осень, и с каждым днем Солнце все ниже поднималось над северной стороной горизонта. Кроме того, это было далекое и холодное Солнце: Марс приближался к афелию своей достаточно вытянутой орбиты. Запыленные солнечные батареи и так давали немного, а самое тяжелое время было впереди: 26 июня - афелий, 8 августа - зимнее солнцестояние. До этого нужно было успеть взобраться на обращенный к северу склон холма МакКула и устроиться там на зимовку. Наклон ровера к северу гарантировал бы максимальный приход энергии. Без этого, считали разработчики и операторы, «Спириту» может элементарно не хватить мощности на питание нагревателей, компьютера и радиоприемников.

Панорама Пейдж. сделанная 19 февраля с вершины Дома. У основания холма МакКул виден выход красноватой породы, получивший имя Оберт.
1000 дней на Марсе

    Поэтому марсоход совершил лишь очень короткий «заезд» по плите. В 758-й сол он сделал панораму и подробно отснял цель Уилмингтон, в 759-й остановился у камня Джеймс Белл, в 761-й поскреб фрезой RAT участок Старз и провел его исследование. В 763-й сол аппарат изучил камень Крауфордз, а уже в 764-й (26 февраля), пройдя 22.7 м, съехал по своим следам с плиты вниз. И - двинулся в обход Дома на восток. Интереснее было бы обойти Дом против часовой стрелки, где обнаженные слои могли поведать о прошлой влажной эпохе на Марсе, но идти по неизвестной территории с неблагоприятным уклоном к югу «водители» ровера не решились.
    В 768-й сол Spirit подошел к светлому, почти белому выступу на гребне Дома, названному Эл Смит, и в течение трех дней изучал его. За следующую неделю ровер сделал 63 м - он прошел по северо-восточному краю Дома и двинулся по небольшой долинке на юг. 10 и 11 марта Spirit отснял стерео-панораму холма МакКул (две съемки с точек, разнесенных на 8 м) для прокладки дальнейшего пути. Интересно, что в эти мартовские дни и данные на Землю, и команды с Земли шли через Mars Odyssey по UHF-ли-нии: прямой канал диапазона X был занят под прибытие к Марсу станции MRO, использовавшей тот же литер частоты.

Правое переднее

    К югу и востоку от Дома на склоне холма МакКул лежала группа небольших холмиков, скальных выступов и камней, которым операторы дали имена пионеров космической эры: фон Браун (он же - «питчерская горка»), Годдард, Оберт, Королев, Фаже. Было решено подняться в направлении Оберта и устроиться на зимовку на склоне. Нужно было спешить: лишь 100 солов оставалось до солнцестояния, приход энергии от солнечных батарей упал по сравнению с февралем с 410 Вт-час до 350 Вт-час за световой день, и этого хватало максимум на час движения в сутки. Однако пройдя 13 марта (сол 779) всего 29 м, ровер остановился в 120 м от вожделенного склона: отказал привод правого переднего колеса.
    Когда-то давно, в июне 2004 г., это колесо уже доставило немало хлопот группе управления, так как его мотор испытывал повышенное сопротивление и потреблял больший ток, чем остальные. Тогда удалось «разогнать» застывшую смазку движением задом наперед. На этот раз двигатель вообще не потреблял тока, а тепловой режим колеса указывал на обрыв в цепи питания. По-видимому, предположил руководитель технической группы по роверам Джейкоб Матиевич (Jacob Matijevic), после 13 млн оборотов мотора был окончательно утрачен контакт щеток с ротором.
    Операторы решили продолжить путь задом наперед на пяти ведущих колесах, таща за собой шестое. Тесты 15 и 16 марта показали, что это возможно, но весь следующий день пришлось «спать», заряжая аккумуляторы. 18 марта ровер наткнулся на вязкий холмик и забуксовал. Едва он успел отойти назад, как 21 марта произошел сбой на борту Mars Odyssey, и трое суток не работала ретрансляция. Дальнейшие попытки прорваться вперед в 792-й, 794-й и 796-й солы принесли мало успеха. Продвижение измерялось единицами метров, а проскальзывание - десятками процентов. В итоге удалось преодолеть лишь 80 метров из 120.
    31 марта (сол 797) было решено отступить и поискать другое, более удобное направление подъема. В 799-й сол Spirit сумел выбраться из песка и двинулся на спуск, и в 802-й сол был почти в той же точке, что и в 779-й. Изучив «картинки» навигационной съемки, группа управления решила вообще отказаться от подъема на склон МакКула и вместо этого встать на северном склоне «низкого гребня» (Low Ridge), проходящего метрах в 15 южнее Дома.
    6 и 8 апреля марсоход продвинулся в общей сложности на 19 м и удачно встал на уклоне 10.8° к северу. В принципе можно было попробовать наехать колесом на крупный камень, чтобы получить наклон посильнее, но операторы «Спирита» постановили: «От добра добра не ищут. Зимовать будем здесь». От начала движения в январе 2004 г. Spirit прошел 6876.18 м.

Вторая зима

    в кратере Гусев Ровер «осмотрелся», передал снимки, и ученые и операторы наделили именами близлежащие камни и ориентиры. Давали их главным образом в честь антарктических научных станций разных стран: Марамбио, Оркадас, Майтри, Галлей, Тролль, Мирный, Рикельме, Дзуккелли, Пал мер, Дружная... Светлый кусочек тонкого, но прочного слоя породы, который обломился под тяжестью марсохода, получил название Галлей. Два камня привлекли особое внимание геологов. Судя по округлому виду и по отражающей способности, измеренной спектрометром Mini-TES, это были метеориты железо-никелевого типа. Один назвали Аллан-Хиллз - как регион Антарктиды, где множество метеоритов находят прямо на льду. Другой - Чжун Шань, это и название китайской полярной станции, и имя, данное при рождении первому президенту Сунь Ятсену. Вот так: два года Spirit ездил, не видел ни одного, а тут два рядышком... Второму роверу пока попался только один метеорит.
    Тем временем Spirit уточнил по Солнцу свою пространственную ориентацию: когда он движется, компьютер постоянно интегрирует изменяющиеся углы по данным от инерциального измерительного устройства, но ошибка накапливается, и ее нужно снимать астрономическими наблюдениями.

«Видит око, да зуб неймёт». Все это богатство оказалось рядом с местом стоянки ровера, но, увы, - не на расстоянии вытянутого манипулятора. А какие замечательные тонкие слои справа (хорошо, что аналогичный кусочек Галлей под колесо попал!), какие шикарные пузырчатые куски лавы по центру и, наконец, гвоздь программы - метеорит Аллан-Хиллз на переднем плане!
1000 дней на Марсе

    12 апреля марсоход задействовал манипулятор и начал изучать образец Галлей. Анализ выявил в его составе намного больше цинка, чем в окружающем грунте (темный песок базальтового происхождения), а также железо преимущественно в форме гематита. Особенно яркое пятнышко на Галлее, судя по всему, представляло собой сульфат кальция; ранее же Spirit обнаруживал в ярких отложениях солей сульфат железа. Пока не ясно, образовалась ли прочная «корка» типа Галлей при пропитывании водой слоев породы и почему состав отложений на «низком гребне» отличается от предыдущих.
    18 апреля (сол 814) Spirit параллельно начал съемку цветной круговой панорамы. Ей заранее дали название «Панорама Мак-Мёрдо», в честь главной американской полярной станции. Панорама по плану состояла из 27 колонок высотой пять кадров в каждом. На съемку - с учетом ограничений по питанию и по связи с Землей - отвели шесть недель, но в реальности потребовалось вдвое больше времени. 10 колонок были закончены к 8 мая, 15 - к 28 мая, 20 - к 13 июня, а закончилась съемка лишь 17 августа, причем за остаток августа и в первых числах сентября ровер еще доснял отдельные пропуски. (Помимо этого, к 5 октября Spirit снял на 15 кадров свою собственную верхнюю панель с фотоэлементами.)
    При съемке суперпанорамы использовались все 13 фильтров панорамной камеры, причем изображение за синим и красным фильтрами «сжималось» для передачи без потери информации, а снимки с другими фильтрами - с потерей качества, но при умеренном уровне компрессии. Общее количество кадров составило 1449, а объем «сырых» данных был около 500 Мбайт. Ничего подобного ни один из роверов до сих пор не делал! Затем специалисты «сшили» изображение, которое было опубликовано 25 октября - в 1000-й марсианский и 1026-й земной день с момента посадки «Спирита».

Чудное место: метеориты лежат бок о бок. Слева - Чжун Шань, справа - Аллан-Хиллз.
1000 дней на Марсе

    4 мая Spirit в первый раз разрыл фрезой рыхлый грунт на участке Прогресс. Хотя зубья ее затупились, с песком инструмент все еще мог справиться. Идея состояла в том, чтобы постепенно, миллиметр за миллиметром, снимать слои грунта, проводить регистрацию химического и минерального состава и съемку -микроскопическую и цветную со всеми 13 фильтрами панорамной камеры. Изменения свойств грунта по вертикали говорили бы об условиях его образования. Второй слой сняли 20 мая на глубину б мм; третий, еще на 2 мм, - 10 июня. Слои нумеровали: Прогресс 2, Прогресс 3... На третьем бурении движение остановилось: между зубьями набились куски красной грязи из окислов железа. 19 июля (сол 904) устройство прокрутили назад в течение трех секунд на трех уровнях напряжения - 5,8 и 10 В - и помеха ушла.
    Это был один из экспериментов, придуманных специально для зимней стоянки. Вторым была фотометрия сезонных изменений свойств грунта, обнаженного колесами марсохода. Эта задача возникла внезапно, по счастливому стечению обстоятельств. 18 марта неподвижным правым передним колесом ровера был вскрыт на значительной площади бело-желтый участок грунта, возможно, аналогичный по составу обнаруженным ранее отложениям солей Арад и Пасо-Роблес. Участку дали имя Тайрон; часть исследователей полагала, что в составе грунта в этом месте могут быть гидратированные компоненты, которые будут впитывать или отдавать атмосферную влагу в зависимости от погоды, изменяя при этом свой цвет. Поэтому несколько раз в месяц Spirit проводил съемку Тайрона с цветными фильтрами.

Круговая "панорама МакМердо", снятая ровером в горах Колумбии. Справа вдали - покоренный марсианский холм Хазбанда, у его подножия - темные дюны Эльдорадо, еще ниже - плита Дом. Два ярких и гладких камня справа от центра, по-видимому, являются метеоритами. Левее центра - холм МакКул, следы следы возвращающегося от него ровера и светлый материал Тайрон, обнаженный при волочении правого переднего колеса. Изображение составлено из кадров с фильтрами 600, 530, 480 нм и имеет цвета, близкие к реальным.
1000 дней на Марсе

    Плюс к этому - периодический осмотр окрестностей камерами и термоэмиссионным спектрометром, определение свойств поверхности и подповерхностного слоя по их тепловой инерции, регистрация профилей пыли, льда и водяного пара в атмосфере, поиск облачности, контрольная проверка темнового тока камер. Вот такая зимняя программа.
    А зима вступила в свои права, и температура к пяти утра по местному времени падала уже до -97°С. Солнечные батареи ровера дали лишь одну треть той мощности, которой Spirit располагал в середине 2005 г. -летом и вблизи перигелия. 21 июня ровер получил 310 Вт-час, а 28 июля - всего лишь 284 Вт-час за световой день вместо 900 Вт-час при максимуме солнечного света. С такими приходами аппарат мог выполнить за день лишь одну серьезную операцию, и то часто приходилось отводить целый сол на подзарядку. Одна лишь стандартная часовая операция по уточнению ориентации ровера «съедала» столько энергии, сколько хватило бы на неделю научных измерений. Поэтому после 30 мая уточнение ориентации не проводили, ограничиваясь контрольной съемкой одного и того же ориентира с одинаковыми углами наведения камеры.

Борозда Тайрон, непреднамеренно проделанная ровером 18 марта и отснятая 22 марта, в 788-й сол. Цвета, близкие к реальным
1000 дней на Марсе

    Но вот настал 923-й сол - 8 августа, день зимнего солнцестояния в южном полушарии Марса, и в этот день роверу досталось 280 Вт-час. Так как приход зависел не только от высоты Солнца, но и от прозрачности атмосферы, минимальным он оказался 18 августа - 275 Вт-час. Уже к 12 сентября операторы почувствовали начало подъема: при том, что прозрачность атмосферы даже ухудшилась, Spirit получил 287 Вт-час. К концу сентября приход поднялся до 296 Вт-час, а в середине ноября уже достигал 320 Вт-час за день.
    Но уже задолго до солнцестояния стало ясно, что Spirit должен пережить зиму, и операторы начали готовиться к весеннему циклу работ. 17 июня ровер провел панорамной камерой т.н. «съемку с суперразрешением» перспективного для дальнейшего изучения камня Королев, а 18 августа - базальтового холма Купол Фудзи. 12 июля аппарат отснял камень Чжун Шань, 17 и 23 августа - камень Вернадский. Последний, как подозревали ученые, мог также оказаться метеоритом.

Обновление софта

    16 и 25 июня, 7 июля и в последующие дни ровер принимал напрямую с Земли и через с путник-ретранслятор порции нового бортового ПО версии R9.2 - в общей сложности около 200 файлов. 22 июля компьютер провел сборку нового ПО, но нужна была еще долгая и тщательная проверка переданных файлов на полноту и достоверность.
    29 августа (сол 944) во время вечернего сеанса связи через Mars Odyssey, когда ровер все еще «жил» на старой версии ПО, из-за перегрузки несколькими задачами бортовой компьютер дал сбой и отправил Spirit в защитный режим. Пришлось перезаложить на борт сокращенный вариант программы работ на 31 августа и 1 сентября.
    19 сентября (В тот же день была проведена перезагрузка и на ровере Opportunity) с Земли через Odyssey на борт «Спирита» ушла команда на перезагрузку, и 20 сентября (сол 965) в 11:00 местного времени ровер «проснулся» с новым ПО. Закладка уставок и тестирование продолжались еще несколько дней, но уже с 23 сентября марсоход возобновил научные наблюдения.
    12, 14 и 23 сентября (солы 958, 960 и 968) Spirit измерил альфа-спектрометром характеристики марсианской пыли, налипшей на магнитную ловушку на «крыше» ровера. Ловушка имеет два магнита, более сильный и более слабый. Это позволяет отсортировать пыль, выбрав из нее железосодержащие частицы с максимальной чувствительностью к магнитному полю. Оба сеанса длились почти по пять часов. 25,27 и 29 сентября; 2, 4,10 и 12 октября измерения были повторены с мёссбауэровским спектрометром.
    7 октября аппарат получил подробную рабочую инструкцию на период соединения с Солнцем - с 16 октября (сол 991) по 30 октября (сол 1005). В этот период Spirit должен был проводить дежурные утренние съемки в течение 24 минут и анализ намагниченной пыли мёссбауэровским спектрометром в течение 3 часов. Отчет на Землю следовало отправлять через Mars Odyssey - в среднем по 15 Мбит данных в сутки. Две недели автономной работы прошли без осложнений, и 31 октября аппарат принял новые задания с Земли.

Снова в путь

    1-4 ноября Spirit заканчивал зимнюю научную программу. Он отснял с помощью микроскопа магнитную пыль и точки Палмер и Моусон, а панорамной камерой - заход Солнца. Ровер передал через спутник результаты термоэмиссионных измерений по точке Кейзи-Стейшн и изучил альфа-спектрометром область Аргон.
    5 ноября, в 1010-й сол, ровер Spirit впервые за семь месяцев сдвинулся с места: он сделал поворот на 33° вправо и «шагнул» на 0.71 м в направлении участка Тайрон. На следующий день был проведен тест ретрансляции через новый спутник Марса - через установленный на борту MR0 комплекс Electra, - а 6-7 ноября была снята «малая» панорама.
    8 ноября ровер впервые за 200 суток смог поднести свои инструменты к чему-ни-будь новому - и этим новым был камень под названием Остров Беркнер. Spirit отснял его микроскопом с двух точек, а затем подвел на четыре часа головку альфа-рентгеновского спектрометра. На следующий день вместо него был установлен мёссбауэровский спектрометр, и начался 43-часовой цикл регистрации данных. С 12 по 16 ноября аналогичный цикл измерений был проведен для участка нарушенного грунта Остров Медвежий.

Фрагмент снимка КА MRO, сделанного 22 ноября 2006 г. Разрешение - 27 см/пиксел
1000 дней на Марсе

    В 1022-й сол (17 ноября) ровер сдвинулся еще на 0.74 м и получил доступ к точке Остров Короля Георга. С ним были проделаны следующие операции: фотографирование, сеансы измерения обоими спектрометрами, очистка щеточкой RAT (26 ноября) и повторные измерения на обнаженной поверхности. Как отметил научный руководитель марсоходов д-р Стивен Сквайрз (Steven Squyres), этот «остров» имел в своем составе наиболее крупные и округлые зерна среди всего виденного до сих пор в марсианских породах. Пока не ясно, образовались ли они с помощью воды или ветра.
    Кроме того, 20 ноября ровер отснял с высоким разрешением ближайший край Дома и измерил уровни освещенности на поверхности Марса в сумерках и ночью. 21 ноября состоялся совместный сеанс со спутником MRO, а 25 ноября (сол 1030) MRO отснял своей камерой HiRISE район зимовки ровера Spirit. Марсоход был легко обнаружен на снимке, как и Opportunity месяцем раньше у кратера Виктория.
    Декабрь ровер должен начать с исследования камня Эсперанса, что означает Надежда; на вид это кусок лавы, наполовину состоящий из застывших газовых пузырей. «Спириту» уже попадалась пара таких камней, но ровер пока не имел возможности их исследовать. Затем Сквайрз планирует вернуться к Дому и возобновить исследования, которые он вынужден был прервать в марте. Посмотрим, что Spirit сможет найти за очередной полевой сезон...
ЧАСТЬ №1    -    ЧАСТЬ №2    -    ЧАСТЬ №3
Автор: И. Лисов, "НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ"
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru