Космічний позашляховик
Одна з особливостей, яка відрізняє «К'юріосіті» від його побратимів, - його розмір. Марсохід має габарити невеликого позашляховика. Це 3 метри 28 сантиметрів у довжину і близько 2.1 метра у висоту. Вага «К'юріосіті» становить близько 900 кілограмів. Колеса мають діаметр 50,8 см.
Інженери Лабораторії реактивного руху НАСА розробили марсохід, здатний долати перешкоди висотою до 65 см і відстані близько 200 м. на день. Харчування апарату здійснюється від радіоізотопного термоелектричного генератора (РІТЕГ). Він виробляє електрику з тепла, що виділяється при радіоактивному розпаді плутонію-238.
Цілі місії «К'юріосіті»
За твердженням НАСА, «К'юріосіті» має чотири основні наукові цілі:
- Визначити, чи існувало в минулому життя на Марсі.
- Охарактеризувати клімат Марса.
- Охарактеризувати геологію Марса.
- Підготуватися до відвідин Марса людиною.
Ці цілі тісно пов'язані, наприклад, розуміння нинішнього клімату Марса також допоможе визначити, чи зможуть люди безпечно досліджувати його поверхню. Вивчення геології Марса допоможе вченим краще зрозуміти, чи була область поблизу місця посадки «К'юріосіті» в минулому придатною для життя. Щоб краще впоратися з цими глобальними цілями, НАСА розбило наукові завдання на вісім менших цілей. Від вивчення біології до геології планетарних процесів.
Для вирішення поставлених завдань «К'юріосіті» має набір спеціальних інструментів.
Вони включають в себе:
- Камери, які можуть фотографувати пейзаж або мінерали крупним планом. Це щоглова камера (Mastcam), Mars Hand Lens Imager (MAHLI) і Mars Descent Imager (MARDI).
- Спектрометри, здатні охарактеризувати склад мінералів на поверхні Червоної планети. Це рентгенівський спектрометр альфа-частинок (APXS), комплекс хімія і камера (ChemCam), хімічний і мінералогічний рентгенівський дифрактометр/рентгенівський флуоресцентний прилад (CheMin) і прилад для аналізу проб у наборі інструментів Mars (SAM).
- Радіаційні детектори, які допоможуть з'ясувати, як багато радіації потрапляє на поверхню Марса. Це допоможе вченим зрозуміти, чи зможуть люди працювати на поверхні планети - і чи могли мікроби там вижити. Включають детектор радіаційної оцінки (RAD) і детектор нейтронів (DAN).
- Датчики навколишнього середовища, необхідні, щоб спостерігати за погодою - станція моніторингу навколишнього середовища Rover (REMS).
- Атмосферний датчик, який в основному використовувався при посадці.
Ризикована посадка
Марсохід, запущений з мису Канаверал, штат Флорида, 26 листопада 2011 року, прибув на Марс 6 серпня 2012 року. Це сталося після ризикованої і складної посадки, яку НАСА охрестило «Сім хвилин терору». Через серйозну вагу «К'юріосіті» НАСА дійшло висновку, що попередній метод, який використовувався для посадки марсохода на Червону планету, ймовірно не спрацює. Замість цього апарат пройшов через надзвичайно складну послідовність маневрів. Перш ніж опинився на поверхні.
Після входу в атмосферу Марса і закінчення «вогняної» фази посадки, був випущений надзвуковий парашут. Це було необхідно для уповільнення швидкості космічного апарату. Представники НАСА заявили, що парашут повинен був витримувати зусилля в 29 480 кг, щоб знизити швидкість падіння космічного апарату на поверхню.
Перебуваючи під парашутом, MSL скинув нижню частину теплозахисного екрану, щоб отримати можливість використовувати радар з метою визначення своєї висоти. Парашут міг уповільнити швидкість MSL тільки до 322 км/год. Що було б занадто багато для успішної посадки. Щоб вирішити цю проблему, інженери спроектували конструкцію, яка відстрілювала парашут. І використовувала ракетні двигуни в заключній частині польоту.
На висоті близько 18 метрів над поверхнею Марса було розгорнуто посадковий вузол MSL. Він опустив марсохід на поверхню, підтримуючи своє положення за допомогою ракетних двигунів, використовуючи 6 метрові троси. Опускаючись зі швидкістю 2,4 км/год, MSL обережно торкнувся поверхні в кратері Гейл. Приблизно в той же самий момент посадковий вузол розірвав зв'язок і відлетів убік, врізавшись у поверхню.
«К'юріосіті». Інструменти для пошуку ознак життя
У марсохода є кілька інструментів для пошуку життя. Серед них - прилад, що бомбардує поверхню планети нейтронами. Які будуть сповільнюватися, якщо зіткнуться з атомами водню - одним з елементів складових воду.
Двометровий зовнішній маніпулятор «К'юріосіті» може збирати зразки з поверхні для проведення їх аналізу, виявлення газів, які входять до їх складу, і вивчення їх для отримання інформації про те, як утворилися марсіанські камені і грунт.
Інструмент аналізу проб, якщо він дійсно виявить докази існування органічного матеріалу, зможе перевірити знахідку. На лицьовому боці «К'юріосіті», під кришками з фольги, знаходяться кілька керамічних блоків. Вони наповнені штучними органічними сполуками.
«К'юріосіті» може просверлити будь-який з цих блоків. І помістити зразок у свою «пічку» для вимірювання його складу. Таким чином дослідники зрозуміють, чи відповідають ознаки наявності органіки, виявлені на Марсі, тим ознакам органіки, які виходять при нагріванні зразків, закладених на марсоході на Землі. Якщо ознаки співпадуть, вчені, швидше за все, вважатимуть, що їх викликали організми, які прилетіли на Марс з Землі без квитка.
Камери з високою роздільною здатністю, встановлені на марсоході, роблять фотографії в міру переміщення апарату. Вони забезпечують вчених візуальною інформацією. Яка дає можливість порівняти умови Марса з навколишнім середовищем на Землі.
У вересні 2014 року марсохід прибув до своєї наукової мети, Горе Шарп (Aeolis Mons). «К'юріосіті» почав ретельно вивчати шари на схилі, коли приступив до руху вгору по горі. Мета його полягала в тому, щоб зрозуміти, як клімат Марса змінився з вологого в далекому минулому, до більш сухого і кислотного в наші дні.
Докази життя: органічні молекули і метан
Основне завдання місії - визначити, чи підходить Марс для життя, Хоча марсохід і не призначений для пошуку самого життя, він має на своєму борту ряд інструментів, які можуть аналізувати інформацію про навколишнє середовище.
Вчені були вельми спантеличені на початку 2013 року, коли марсохід передав інформацію, що показує, що на Марсі були умови для існування життя в минулому.
Порошок з перших зразків, які були отримані «К'юріосіті», містив елементи сірку, азот, водень, кисень, фосфор і вуглець. Саме вони вважаються «будівельними блоками» або фундаментальними елементами, необхідними для підтримки життя. Хоча їх наявність і не свідчить про саме життя, знахідка все одно була цікава вченим, які брали участь у місії.
«Основне питання для цієї місії полягає в тому, чи міг Марс підтримувати потенційно населене середовище в минулому», - заявив Майкл Майєр, провідний науковий співробітник Дослідницької програми NASA «Марс».
Вчені також виявили величезний сплеск рівня метану на Марсі наприкінці 2013 року і на початку 2014 року на рівні близько 7 частин на мільярд (порівняно зі звичайним 0,3 ppb до 0,8 ppb). Це було важливою знахідкою, оскільки в деяких випадках метан є індикатором існування мікробного життя. Але його наявність також може вказувати і на деякі геологічні процеси. У 2016 році команда визначила, що викид метану не був сезонною подією.
«К'юріосіті» також виконав першу остаточну ідентифікацію органічних речовин на Марсі. Про це було оголошено в грудні 2014 року. Органічні речовини вважаються будівельними блоками життя. Але не обов'язково вказують на її існування. Оскільки вони також можуть бути створені за допомогою хімічних реакцій.
«К'юріосіті». Вивчення навколишнього середовища
Крім з'ясування придатності Марса для проживання, у марсохода є інші інструменти на борту. Вони призначені для того, щоб дізнатися більше про навколишнє середовище Марса. Серед цілей для цих інструментів - постійний моніторинг метеорологічних і радіаційних умов. Це дозволить визначити, наскільки підходящим буде Марс для можливої пілотованої місії.
Аналізатор радіаційної обстановки марсохід працює протягом 15 хвилин щогодини для вимірювання рівня випромінювання на поверхні планети і в її атмосфері. Вчені, зокрема, зацікавлені у вимірі «вторинних променів». Це випромінювання, яке можуть генерувати частинки з низькою енергією після потрапляння в молекули газу в атмосфері. Гамма-промені або нейтрони, що утворюються в результаті цього процесу, можуть становити ризик для людини. Крім того, ультрафіолетовий датчик, що знаходиться на «К'юріосіті», також безперервно відстежує рівень СФ випромінювання.
У грудні 2013 року НАСА визначило, що радіаційні рівні, вимірені марсоходом, не перешкоджатимуть пілотованій місії на Марс у майбутньому.
Станція моніторингу навколишнього середовища марсохода вимірює швидкість вітру і діаграму його напрямку. Також вона вміє визначати температуру і вологість у навколишньому повітрі. У 2016 році вчені змогли оцінити довгострокові тенденції зміни атмосферного тиску і вологості повітря на Марсі. Деякі з цих змін відбуваються, коли полярні шапки, що складаються з діоксиду вуглецю, починають танути навесні, викидаючи величезну кількість вологи в атмосферу.
У червні 2017 року НАСА оголосила, що у «К'юріосіті» з'явилося нове оновлення програмного забезпечення. Воно дозволить йому самостійно вибирати цілі для роботи. Оновлення, зване AEGIS, являє собою перший випадок, коли штучний інтелект був розгорнутий на віддаленому космічному апараті.
На початку 2018 року «К'юріосіті» відправив на Землю фотографії кристалів, які могли утворитися в стародавніх озерах на Марсі. З цього приводу існує безліч гіпотез. І одна з них полягає в тому, що ці кристали утворюються після того, як солі концентруються в водяному озері, що випаровується.
Майбутні місії
Слід зазначити, що марсохід не поодинці працює на Червоній планеті. Супроводжує його ціла «команда» з інших космічних апаратів, створених різними країнами. Часто вони працюють спільно з метою розвитку науки. Космічний орбітальний апарат NASA «Mars Reconnaissance Orbiter» забезпечує отримання зображень з високою роздільною здатністю поверхні. Ще один супутник NASA під назвою MAVEN (місія Mars Atmosphere і Volatile EvolutceN) досліджує атмосферу Марса для вивчення атмосферних втрат. І інших цікавих явищ. Інші орбітальні місії включають в себе «Марс-Експрес», європейський орбітальний модуль «ExoMars», а також орбітальну місію Індії.
У віддаленій перспективі НАСА заявляє про відправку пілотованої місії на Марс - можливо, в 2030-х роках. Однак фінансування для проведення цих робіт уряд США поки не передбачив. Цілком імовірно, що першими на Марсі опиняться представники приватних компаній, наприклад «Space-X». Це означає, що першим суспільно - політичним строєм колонії на Марсі стане розвинений капіталізм. Хоча китайці, враховуючи величезне населення і необхідність розширення свого життєвого простору, цілком можуть здивувати. Як кажуть - поживемо, побачимо...
