«Кьюрио́сити» (, МФА: — любопытство, любознательность) — марсоход третьего поколения, разработанный для исследования кратера Гейла на Марсе в рамках миссии НАСА «Марсианская научная лаборатория» (Mars Science Laboratory, сокр. MSL). Марсоход представляет собой автономную химическую лабораторию в несколько раз больше и тяжелее предыдущих марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити».
Запущен с мыса Канаверал 26 ноября 2011 года в 15:02 UTC и совершил посадку на Aeolis Palus внутри кратера Гейла на Марсе 6 августа 2012 года в 05:17 UTC . Предполагаемый срок службы на Марсе — один марсианский год ( суток); в декабре 2012 года двухлетняя миссия Curiosity была продлена на неопределённый срок.
По состоянию на 7 октября 2023 года марсоход преодолел 31,05 км.
Характеристики Масса «Кьюриосити» после мягкой посадки составила , в том числе научного оборудования.
Размеры: марсоход имеет длину , высоту с установленной мачтой и ширину . «Кьюриосити» гораздо больше своих предшественников — марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити», которые имели длину и массу (в том числе научной аппаратуры).
Передвижение: на поверхности Марса MSL способен преодолевать препятствия высотой до . Максимальная скорость на твёрдой ровной поверхности составляет в час. Максимальная предполагаемая скорость на пересечённой местности составляет в час при автоматической навигации. Средняя же скорость, предположительно, составит в час. Ожидается, что за время двухлетней миссии MSL пройдёт не менее .
Источник питания: «Кьюриосити» питается от Радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ), им успешно пользовались спускаемые аппараты «Викинг-1» и «Викинг-2» в 1976 году.
РИТЭГ является генератором, который производит электроэнергию от естественного распада изотопа плутония-238. При естественном распаде этого изотопа выделяется тепло, которое преобразуется в электроэнергию, обеспечивая постоянный ток в течение всего года, днём и ночью; также тепло может использоваться для подогрева оборудования (переходя к нему по трубам). При этом экономится электроэнергия, которая может быть использована для передвижения марсохода и работы его приборов. «Кьюриосити» получает электропитание от энергоустановки, предоставленной Министерством энергетики США, содержащей плутония-238, закупленного, предположительно, в РоссииMars rover fueled by Russian plutonium // fuelfix.com, August 21, 2012Curiosity’s Dirty Little Secret. Need to send a rover to Mars? Stop by a Soviet nuclear weapons plant to borrow a cup of plutonium. // Slate.com «…A few pounds of Stalin’s finest plutonium-238 hitched a ride to Mars on the back of Curiosity».Любопытный марсоход работает на российском плутонии // CNN USA (via Inotv Russia Today), August 23, 2012. Плутоний в виде диоксида упакован в 32 керамические гранулы, каждая размером примерно в .
Генератор «Кьюриосити» является последним поколением РИТЭГов, сделан компанией Boeing, и называется «Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator» или MMRTG. Основан на классической технологии РИТЭГов, но является более гибким и компактным. Он рассчитан на производство электрической энергии (0,16лошадиной силы в пересчёте на единицы измерения мощности автомобильных двигателей) из примерно тепловой (в начале миссии). Со временем мощность MMRTG станет падать, но при минимальном сроке службы в его выходная мощность снизится лишь до . Энергоустановка MSL генерирует каждый марсианский день, что гораздо больше, чем выход энергоустановок марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити» (около за марсианский день).
Система отвода тепла (HRS): температура области, в которой будет находиться «Кьюриосити», может колебаться от +30 до −127 °C. Система отвода тепла прокачивает жидкость через трубы общей длиной в в корпусе MSL, чтобы чувствительные элементы системы находились в оптимальной температуре. Другие методы нагрева внутренних компонентов включают в себя использование тепла, которое было выделено от приборов, а также лишнего тепла от генератора MMRTG. HRS также имеет способность охлаждать свои компоненты, если это необходимо. На космическом аппарате установлен криогенный теплообменник, произведённый в Израиле компанией Ricor Cryogenic and Vacuum Systems. Он позволяет сохранять температуру различных отсеков аппарата на отметке в −173 °C. Компьютер: на марсоходе установлено два одинаковых бортовых компьютера (Side-A и Side-BМарсоходу «Кьюриосити» заменили «мозги» Hi-News.ru) под названием «Rover Compute Element» (RCE) под управлением процессора RAD750 с частотой ; они содержат радиационностойкую память. Каждый компьютер включает в себя EEPROM, DRAM, и флэш-памяти. Это количество, в целом, больше EEPROM, DRAM и флэш-памяти, которые имелись на марсоходах «Спирит» и «Оппортьюнити». Используется многозадачная ОСРВ VxWorks.
Компьютер постоянно следит за марсоходом: например, сам может повысить или понизить температуру в те моменты, когда это необходимо. Он даёт команды на фотографирование, вождение марсохода, отправку отчёта о техническом состоянии приборов. Команды марсоходу передаются операторами с Земли. В случае, если с одним из компьютеров возникают серьёзные проблемы, то все управление аппаратом можно перенаправить на второй. После утечки данных с компьютера Side-B, вызванной аппаратными и программными проблемами, инженеры JPL пришли к выводу, что наиболее правильным является переключение управление марсохода с компьютера B на A, который использовался изначально с момента посадки на Марс.
Компьютеры используют процессор RAD750, который является преемником процессора RAD6000, использованного в Mars Exploration Rover. RAD750 способен выполнять до операций в секунду, в то время как RAD6000 — лишь до . Из двух бортовых компьютеров один настроен в качестве резервного и возьмёт на себя управление в случае возникновения проблем с основным компьютером.
Марсоход имеет инерциальное измерительное устройство (Inertial Measurement Unit), оно предоставляет информацию о местоположении марсохода, используется как навигационный прибор.
Связь: «Кьюриосити» имеет две системы связи. В первую входят передатчик и приёмник X-диапазона, с помощью которых марсоход связывается напрямую с Землёй, со скоростью до . Вторая работает в диапазоне ДМВ (UHF) и создана на базе программно-определяемой радиосистемы -Lite, разработанной в JPL специально для космических аппаратов. ДМВ-радио используется для связи с искусственными спутниками Марса. Несмотря на то, что у «Кьюриосити» имеется возможность прямой связи с Землёй, бо́льшая часть данных будет ретранслироваться орбитальными аппаратами, обеспечивающими бо́льшую пропускную способность за счёт бо́льшего диаметра антенн и более мощных передатчиков. Скорости передачи данных между «Кьюриосити» и каждым орбитальным аппаратом могут быть («Марсианский разведывательный спутник») и («Марс Одиссей»), каждый спутник имеет возможность держать связь с «Кьюриосити» приблизительно в день. Также у орбитальных аппаратов заметно больше временно́е окно, в котором имеется возможность связи с Землёй.
При посадке телеметрия могла отслеживаться всеми тремя спутниками, находящимися на орбите Марса: «Марс Одиссей», «Марсианским разведывательным спутником» и «Марс-экспресс» — Европейского космического агентства. «Марс Одиссей» служил в качестве ретранслятора и передавал телеметрию на Землю в потоковом режиме. На Земле сигнал принимали с задержкой в , необходимой для преодоления радиосигналом расстояния между планетами.
Манипулятор: на марсоходе установлен трёхсуставный манипулятор длиной , на котором смонтированы общей массой около . Они смонтированы на конце манипулятора в крестовидной башне-турели, способной поворачиваться на . Диаметр башни с приборами составляет около . Во время движения манипулятор складывается.
Два прибора, APXS и MAHLI, являются контактными инструментами. Остальные — ударная дрель, щётка и механизм для забора и просеивания образцов грунта — выполняют функции добычи и приготовления материала (образцов) для исследования. Дрель имеет 2запасных бура. Она способна делать в камне отверстия диаметром и глубиной . Добытые манипулятором образцы могут также исследоваться приборами SAM и CheMin, расположенными в передней части корпуса марсохода. Ровер оборудован инструментом для измерения содержания метана: это небольшая полость с зеркальными стенками, внутри которой установлены лазер и детектор (см. иллюстрации). Поглощение лазерного света на длинах волн, соответствующих метану, позволяет определить концентрацию его в атмосфере планеты. Фоновое содержание метана на Марсе составляет около 0,4 миллиардных долей, тогда как фоновая концентрация метана на Земле сейчас равна примерно 1800 миллиардных долейМарсианский метан , 9 января 2018. Однако, в этом приборе есть метан, привезённый с Земли, а спектрометр АЦС (ACS), установленный на искусственном спутнике Марса ExoMars Trace Gas Orbiter (миссия ЭкзоМарс), метана в атмосфере Марса с орбиты не нашёлВ поисках жизни // Наука и жизнь, 27 мая 2021.
Из-за разницы между земной и марсианской (38 % земной) гравитацией массивный манипулятор подвергается различной степени деформации, для компенсации разницы которой устанавливается специальное программное обеспечение (ПО). Работа манипулятора с данным ПО в условиях Марса требует дополнительного времени для отладки.
Мобильность марсохода: как и предыдущие марсоходы, Mars Exploration Rovers и Mars Pathfinder, «Кьюриосити» имеет платформу с научным оборудованием, всё это установлено на шести колёсах, каждое из которых имеет свой электродвигатель, причём два передних и два задних колеса будут участвовать в рулении, что позволит аппарату разворачиваться на , оставаясь при этом на месте. Колёса «Кьюриосити» значительно больше, чем те, которые использовались в предыдущих миссиях. Каждое колесо имеет определённую конструкцию, которая будет помогать марсоходу поддерживать тягу, если он застрянет в песке, также колёса марсохода будут оставлять след в виде регулярного отпечатка на песчаной поверхности Марса. В этом отпечатке при помощи кода Морзе в виде отверстий записаны буквы JPL ( — Лаборатория реактивного движения). При помощи бортовых камер марсоход распознаёт элементы регулярного отпечатка колёс (узоры) и сможет определить пройденное расстояние.
Сравнение Curiosity c другими марсоходами
«Кьюриосити» MER «Соджорнер» Запуск 2011 2003 1996 Масса (кг) 899 174 10,6 Размеры (в метрах, ) Энергия (кВт*ч/сол) 2,5—2,7 0,3—0,9 <0,1 Научные приборы 10 5 4 Максимальная скорость (см/сек) 4 5 1 Передача данных (МБ/сутки) 19—31 6—25 <3,5 Производительность (MIPS) 400 20 0,1 Память (МB) 256 128 0,5Расчётный район посадки (км) 20×7 80×12 200×100
Галерея
Компоненты «Curiosity»
Орбитальные изображения
Изображения марсохода
В культуре Работа марсохода и команды миссии привели к появлению в интернете множества тематических рисунков, чего ранее не случалось ни с одной подобной миссией. Число подписчиков микроблога @MarsCuriosity в социальной сети Twitter, ведущегося командой миссии «от лица» марсохода, к середине августа 2012 года превысило 1 млн человек. В сериале Футурама (7 сезон, 11 серия) марсоход был раздавлен. «Curiosity» присутствует в играх Angry Birds SpaceГероев Angry Birds Space отправят на Марс // Игры@mail.ru; Angry Birds teams up with NASA for Angry Birds Space. Lovable Mars rover Curiosity serves as inspiration и Kerbal Space Program.
Примечания
Ссылки Официальный сайт Инженер NASA рассказал, как это — управлять марсоходом // 3DNews Daily Digital Digest, 28.12.2020
Категория:Марсоходы Категория:Ракетно-космическая техника Boeing Категория:Ракетно-космическая техника Lockheed Martin