26 ноября 2011 года с мыса Канаверал стартовала ракета Atlas V с разгонным модулем Centaur, унося к Марсу один из самых амбициозных проектов NASA - Mars Science Laboratory (MSL, «Марсианская научная лаборатория»). И уже утром в понедельник 6 августа 2012 марсоход Curiosity совершил мягкую посадку в кратере Гейла на Марсе.
    Ровер Curiosity - самый крупный аппарат, который будет колесить по поверхности Марса. Его масса 900 кг, а длина - почти 3 м (прежние роверы-близнецы весили по 170 кг при длине 1,5 м). Первый марсианский исследовательский ровер Sojourner на их фоне кажется малюткой (10 кг и 60 см). На изображении полномасштабная модель ровера Curiosity.

МАРСОХОД CURIOSITY

    Источник энергии
    Роверу Curiosity отведен срок жизни 98 недель (1 марсианский год). Он оснащен не солнечными батареями, которые со временем склонны к деградации, а радиоизотопным термоэлектрическим генератором (РИТЭГ), выдающим около 110 Вт электроэнергии за счет естественного распада плутония-238.
    Научные приборы
    Ровер Curiosity несет десять научных приборных комплексов. Главный из них - SAM (Sample Analysis at Mars) - включает газовый хроматограф, масс-спектрометр и лазерный спектрометр и предназначен для анализа образцов атмосферы и пород, собранных при помощи пробоотборника. SAM также позволит провести изотопный анализ, позволяющий отличить биологическое происхождение соединений углерода от геохимического. Для рентгеноструктурного анализа образцов минералов будет использоваться рентгеновский и флюоресцентный спектрометр CheMin (Chemistry and Mineralogy).
    На манипуляторе, помимо бура и пробоотборника, располагаются микроскоп Mars Hand Lens Imager (MAHLI) и альфа-рентгеновский спектрометр APXS (Alpha Particle X-ray Spectrometer) для химического анализа состава окружающих пород. На мачте ровера на высоте человеческого роста установлена стереокамера высокого разрешения Mastcam и ChemCam - спектрометр для анализа образцов, испаренных лазерным лучом, на расстоянии до 7 м. Прибор Radiation Assessment Detector (RAD) оценивает радиационную обстановку на поверхности Марса, a Rover Environmental Monitoring Station (REMS) собирает данные о давлении, температуре, скорости ветра, влажности и интенсивности УФ-радиации. За две минуты до посадки камера Mars Descent Imager (MARDI) сделает множество снимков окружающей местности, которые помогут оценить геологические условия района исследования. И наконец, российский прибор DAN (Dynamic Albedo of Neutrons), разработанный в ИКИ РАН, определяет содержание водорода (в виде воды, льда или гидратов) на глубине до 1 м вдоль трассы движения ровера.
    Система приземления
    MSL слишком тяжел для того, чтобы амортизировать удар с помощью надувных подушек. Разработчики сконструировали уникальное сверхсложное устройство для мягкой посадки - «небесный кран».
    На первом этапе спуска над аппаратом раскрывается парашют диаметром 50 м.
    В конце спуска парашют отстреливается, и в дело вступают тормозные ракетные двигатели. Зависнув с работающими тормозными двигателями на высоте 20 м над поверхностью, «небесный кран» спускает ровер на тросах, пока тот не коснется грунта. Затем крепежные элементы тросов отстреливаются, и ровер Curiosity начинает самостоятельное путешествие.

1. ВХОЖДЕНИЕ В АТМОСФЕРУ     Скорость 22 000 км/час, высота 125 км.     2. ПРЕДЕЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА НАГРЕВА 2100°С     Через 1 минуту и 20 секунд после входа в атмосферу Марса.     3. РАСКРЫТИЕ ПАРАШЮТА     Скорость 1440 км/час, высота 11,2 км.     Через 4 минуты и 15 секунд после входа в атмосферу Марса.

МАРСОХОД CURIOSITY

ВХОЖДЕНИЕ В АТМОСФЕРУ

ТЕМПЕРАТУРА НАГРЕВА 2100°С

4. ОТДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ЩИТА     Скорость 450 км/час, высота 8 км.

МАРСОХОД CURIOSITY

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ЩИТА

5. ВКЛЮЧЕНИЕ РАДАРА     Точные замеры скорости и высоты

МАРСОХОД CURIOSITY

ВКЛЮЧЕНИЕ РАДАРА

6. ОТДЕЛЕНИЕ ЗАДНЕГО ОБТЕКАТЕЛЯ     Скорость 288 км/час, высота 1,6 км

МАРСОХОД CURIOSITY

7. СПУСК НА ТОРМОЗНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ     "Небесный Кран" медленно спускается, опираясь на струи тормозных двигателей. Ровер остается в его внутренней полости.

МАРСОХОД CURIOSITY

СПУСК НА ТОРМОЗНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

ПОСЛЕДНИЕ ФАЗЫ СПУСКА НА МАРС

ОТДЕЛЕНИЕ РОВЕРА     Curiosity отделяется от корпуса летающего крана, на высоте 20 м над Марсом.

МАРСОХОД CURIOSITY

ПОДГОТОВКА К ДВИЖЕНИЮ ПО ПЛАНЕТЕ     Ровер, висящий на тросах под летающим краном, спускается со скоростью 2,7 км/ч, выдвигая шасси.

МАРСОХОД CURIOSITY

ПОДГОТОВКА К ДВИЖЕНИЮ ПО ПЛАНЕТЕ

КАСАНИЕ ПЛАНЕТЫ     6 минут 43 секунды после входа в атмосферу.

МАРСОХОД CURIOSITY

КАСАНИЕ ПЛАНЕТЫ

ПРОЩАНИЕ     Тросы отстреливаются от ровера, и кран улетает в сторону. Ровер остается на поверхности планеты и отправляется в автономное путешествие..

МАРСОХОД CURIOSITY

Возвращение на Марс

    Отправленные в ходе предыдущих миссий на Красную планету роверы NASA Spirit и Opportunity обнаружили там свидетельства того, что когда-то на Марсе была вода. Curiosity продолжит поиски «биомаркеров» - признаков, способных посеять надежду на потенциальную обитаемость этой планеты. «Он будет искать следы органических веществ и воды, - говорит Нилтон Ренно, научный сотрудник программы MSL. - Они будут свидетельствовать о потенциальной возможности того, что здесь когда-то существовала жизнь».
    Искать эти следы, разумеется, лучше там, где когда-то была вода, - и в этом MSL поможет российский прибор DAN (Dynamic Albedo of Neutrons, Динамическое альбедо нейтронов), разработанный в Институте космических исследований (ИКИ) РАН. «Прежде чем проводить забор грунта и отбор образцов с помощью бура, надо провести разведку, как это делают нефтяники перед бурением скважин, - объясняет руководитель проекта ДАН и глава лаборатории гамма-спектроскопии ИКИ РАН Игорь Митрофанов. - Более того, ДАН - это как раз "космический" вариант метода нейтронного каротажа, широко применяемого в нефтяной отрасли». Прибор DAN состоит из генератора быстрых нейтронов с энергией 14 МэВ и детекторов, измеряющих энергию и временной профиль нейтронов, рассеянных в результате взаимодействия с ядрами водорода. Этот метод дает возможность оценивать содержание водорода в виде воды, льда или в составе гидратированных минералов, а также глубину его залегания. Такие данные позволят определить наиболее интересные участки поверхности с повышенным содержанием воды для забора образцов вещества Марса и их детального анализа, сэкономив драгоценное время.

КАСАНИЕ ПЛАНЕТЫ

    В планы ученых входит обнаружить следы жизни на Марсе, однако они вовсе не собираются заносить ее туда с Земли. По этой причине особое внимание разработчики уделили предотвращению потенциальных возможностей «заражения» Марса земными микроорганизмами или их спорами. Все детали ровера и посадочного аппарата были продезинфицированы химическими дезинфектантами, а те, которые могли выдержать высокую температуру, - еще и длительным (в течение шести суток) нагревом до 110—140°С. Были установлены специальные стандарты микробиологической «чистоты», в соответствии с которыми были проверены детали аппарата. Кроме того, в районе места посадки ни в коем случае не должно быть водяного льда, так как тепло, выделяемое ядерным генератором РИТЭГ, может растопить лед и создать условия, благоприятные для развития земных микроорганизмов.
    Ровер может захватить с Земли не только микроорганизмы или их споры, но и органические вещества, способные ввести в заблуждение тонкие научные приборы. Для того чтобы убедиться в истинно марсианском происхождении обнаруженной органики, приборный комплекс SAM имеет фунцию контроля. Для этого на борту находятся пять керамических образцов, покрытых специальным фторорганическим соединением, которое не встречается в природе на Земле (и вероятность его нахождения на Марсе близка к нулю). Если при отборе и анализе контрольных образцов SAM найдет другие органические вещества (кроме фторорганики), это будет означать, что в пробу попала земная органика. Такой метод позволяет проверить «чистоту» всей цепочки отбора проб и одновременно проконтролировать работу SAM пять раз в течение всей миссии.