Соджорнер (марсоход)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Соджорнер
Sojourner on Mars PIA01122.jpg
Марсоход «Соджорнер» на Марсе (снимок камерой посадочной станции)
Заказчик

Соединённые Штаты Америки NASA

Задачи

Изучение Марса

Запуск

4 декабря 1996 года 06:58:00 UTC

Ракета-носитель

Дельта-2 7925 D240

Стартовая площадка

Соединённые Штаты Америки мыс Канаверал LC17B

Технические характеристики
Масса

10,6 кг (≈ 4 кг на Марсе)

Размеры

0,65 × 0,48 × 0,3 м

Мощность

До 15 ватт электроэнергии,
примерно 150 Вт·ч/сол

Источники питания

Солнечная батарея на основе арсенида галлия

Движитель

Максимальная скорость — 1 см/сек

Срок активного существования

Планируемый: 7 сол
Итоговый: 83 сол (точно неизвестно)

Посадка на небесное тело

4 июля 1997 года 16:56:55 UTC
MSD 43905 04:41 AMT

Координаты посадки

19°07′48″ с. ш. 326°47′48″ в. д. / 19.13000° с. ш. 326.79667° в. д. / 19.13000; 326.79667 (G) (O), в долине Арес

Целевая аппаратура
две стереосистемные и одна одинарная камера

Камеры обеспечивают дополнительные данные о состоянии и положении ровера, помогают прокладывать маршрут

Модуль MAE

Изучение воздействия пыли на эффективность работы солнечных батарей

Альфа-Протон-Рентгеновский Спектрометр (APXS)

Анализ химического состава пород и пыли Марса.

Бортовая память

0,5 мб

Сайт проекта
Commons-logo.svg Соджорнер на Викискладе

«Соджорнер» (англ. Sojourner, МФА: — Пришелец) — марсоход космического агентства НАСА, запущенный в рамках программы Марс Пасфайндер.

Ход миссии[править | править вики-текст]

«Соджорнер» на 2 сол пребывания на поверхности Марса (Снимок посадочной станции Пасфайндер).

На поверхность Марса опустился 4 июля 1997 года, в составе спускаемого аппарата. Марсоход был рассчитан на 7-сольную (сол — марсиансие сутки) миссию, с возможностью расширения до 30 сол.[1] Несмотря на это, он работал в течение 83 сол, до того момента, как спускаемая станция Пасфайндер, действовавшая в качестве ретранслятора, не вышла из строя; последний контакт с ней состоялся в 10:23 UTC 27 сентября 1997 года.[2] Ровер не имел возможности общаться непосредственно с Землёй, роль ретранслятора данных выполняла спускаемая станция Пасфайндер, но так как 27 сентября 1997 года она вышла из строя, вместе с этим связь оборвалась и с марсоходом, несмотря на то, что он находился в рабочем состоянии.[2] Место последней остановки марсохода до сих пор неизвестно, будущая камера Mars Geoscience Imaging at Centimeter-Scale (MAGIC), разрешение снимков которой составит 5 сантиметров на пиксель, поможет устранить этот пробел[3].

Всего, до потери связи, Соджорнер преодолел дистанцию примерно в 100 метров[4].

Название[править | править вики-текст]

Название марсохода, Соджорнер, дословно означает «временный житель» или «проезжий», оно было дано победителем голосования — 12-летним мальчиком из штата Коннектикут, США[5] Марсоход назван в честь женщины-борца с негритянским рабством — Соджорнер Трут.[5].

Устройство[править | править вики-текст]

Выработка энергии[править | править вики-текст]

Панель солнечных батарей марсохода перед установкой

Электропитание «Соджорнера» осуществлялось с помощью одной лёгкой панели солнечной батареи, состоявшей из 234 отдельных фотоэлектрических элементов на основе арсенида галлия/германия (GaAs/Ge)[6]. Её мощность составляла 15 Вт (примерно 150 Вт·ч/сол)[7]. Вес — 0,340 кг. Площадь батареи 0,22 м². Рабочий диапазон температур от -140 до +110 °C. Размер одной ячейки составляет 2 × 4 см. Солнечная батарея хорошо видна в виде тёмной плоской панели, смонтированной на верхней части марсохода[6]. Ячейки солнечных батарей очень лёгкие, тонкие и хрупкие. Создана компанией Applied Solar Energy Corporation (англ.) (ASEC).

Батареи[править | править вики-текст]

Аккумулятор Соджорнера

В качестве аккумулятора использовалась сцепка из 3 батарей, суммарный вес которой составлял 1,24 кг[6]. Батарея 40 мм в диаметре и 186 мм в длину. Сцепка находилась внутри марсохода, под панелью солнечных батарей. Каждая батарея содержала по три ячейки на основе литий-тионилхлорида (Li-SOCl2). Рабочее напряжение — 8-11 В. Ёмкость одной ячейки колебалась от 8 А·ч при температуре -20 °C и до 12 А·ч при +25 °C[6]. Вес одной ячейки — 118 г. Фирма-изготовитель «SAFT America».

Масса марсохода (см. схему) составляла вместе со всем оборудованием около 10,6 кг, вес во время операций на поверхности Марса ≈ 4 кг; размеры — 0,65×0,48×0,3 м.

В Соджорнере имелось 11 электродвигателей постоянного тока RE016DC мощностью 3,2 Вт, созданных компанией «Maxon Motor». Шесть двигателей вращают колёса, по одному на каждое колесо, 4 задают направление движения и последний поднимает и опускает спектрометр. Двигатели могут переносить температуры до −100 °C[8].

Марсоход был оборудован шестью колёсами диаметром 13 см, каждое из которых способно вращаться самостоятельно. Аппарат способен наклоняться на 45° без переворачивания и преодолевать препятствия высотой до 20 см.

Мощности батареи хватало для работы аппарата в течение нескольких часов в день даже в пасмурную погоду.[7] Кроме того, в марсоходе имелось три радиоизотопных элемента с несколькими граммами плутония-238 для поддержания необходимой температуры в электронном блоке.

Связь с Землёй марсоход поддерживал через посадочную станцию. Антенна марсохода была рассчитана передавать данные на расстояние до 0,5 км.[1]

«Соджорнер» изучает камень «Йоги» спектрометром Альфа-частиц.

Марсоход был оборудован тремя камерами — передней стереосистемой и задней одинарной камерой. Альфа-протон-рентгеновский спектрометр (APXS) был практически идентичен спектрометру, установленному на космическом аппарате Марс-96, прибор был создан Институтом Макса Планка по исследованию Солнечной системы в Линдау и Чикагским университетом, США.[9] Спектрометр мог определять элементный состав пород Марса и пыли, за исключением такого элемента, как водород. Управление Соджорнером осуществлялось с помощью 8-разрядного процессора Intel 80C85, работающего на частоте 2 МГц (производительность 0,1 MIPS)[1], объём оперативной памяти составлял 512 КБ, также имелся твердотельный накопитель на флеш памяти объёмом 176 КБ. Программное обеспечение марсохода могло создавать 3-D карты местности, исходя из стереоснимков, созданных при помощи одной из передней стереокамеры.[10] Автоматическая система навигации делает снимки близлежащей местности, используя одну из двух стереокамер. После этого стереоизображения преобразуются в 3-D карты местности, которые автоматически создаются программным обеспечением ровера. Программное обеспечение определяет какова степень проходимости, безопасна ли местности, высоту препятствий, плотность грунта и угол наклона поверхности. Из десятков возможных путей ровер выбирает кратчайший, самый безопасный путь к своей цели. Затем, проехав от 0,5 до 2 метра (в зависимости от того, сколько препятствий находится на его пути), ровер останавливался, анализируя препятствия, находящиеся неподалеку. Весь процесс повторяется, пока он не достигнет своей цели или же пока ему не прикажут остановиться с Земли. Система безопасности Соджорнера — Rover Control Software, могла захватывать по 20 точек на каждом шагу.

Модели всех успешных марсоходов в сравнении: Соджорнер (самый маленький), Оппортьюнити/Спирит (средний), Кьюриосити (самый большой).
Сравнение Соджорнера c другими марсоходами
Кьюриосити Оппортьюнити/Спирит Соджорнер
Запуск 2011 2003 1996
Масса (кг) 899 174[11] 10,6[12]
Размеры (В метрах, Д×Ш×В) 3,1 × 2,7 × 2,1 1,6 × 2,3 × 1,5[11] 0,7 × 0,5 × 0,3[12]
Энергия (кВт/сол) 2.5-2,7 0,3—0,9[13] < 0,1[14]
Научные инструменты 10[15] 5 4[12]
Максимальная скорость (см/сек) 4 5[16] 1[17]
Передача данных (МБ/сутки) 19—31 6—25[18] < 3,5[19]
Производительность (MIPS) 400 20[20] 0,1[21]
Память (МB) 256[22] 128 0,5
Расчётный район посадки (км) 20x7 80x12 200x100
Вид на марсианский горизонт, запечатлённый передними камерами «Соджорнера».
Вид на марсианский горизонт, запечатлённый передними камерами «Соджорнера».

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 NASA — Mars Pathfinder FAQ
  2. 1 2 Mars Pathfinder — Welcome to Mars — Sol 86
  3. A. Ravine, et al. — GEOSCIENCE IMAGING AT CENTIMETER-SCALE (MAGIC) FROM ORBIT. (2012)
  4. Sojourner (англ.)
  5. 1 2 NASA Names First Rover to Explore the Surface of Mars — NASA
  6. 1 2 3 4 Mars Microrover Power Subsystem (англ.). Jet Propulsion Laboratory (24 July 1997).
  7. 1 2 A Description of the Rover Sojourner
  8. «Новости космонавтики» № 18/19, 1997. Статья «Mars Pathfinder»
  9. NASA — Mars Pathfinder Instrument Descriptions
  10. B. Cooper — MFEX: Microrover Flight Experiment — NASA
  11. 1 2 Mars Exploration Rover Landings (нем.). JPL. Проверено 30 июля 2012.
  12. 1 2 3 Mars Pathfinder/Sojourner (нем.). NASA. Проверено 30 июля 2012.
  13. NASA’s 2009 Mars Science Laboratory (нем.). JPL. Проверено 5 июня 2011.
  14. Pathfinder Mars Mission – Sojourner mini-rover (нем.). Проверено 5 июня 2011.
  15. Mars Science Laboratory: NASA Hosts Teleconference About Curiosity Rover Progess
  16. Spacecraft: Surface Operations: Rover (нем.). JPL. Проверено 30 июля 2012.
  17. Introduction to the Mars Microrover (нем.). JPL. Проверено 30 июля 2012.
  18. Mars Exploration Rover Telecommunications (нем.). JPL. Проверено 5 июня 2011.
  19. The Robot Hall of Fame: Mars Pathfinder Sojourner Rover (нем.). robothalloffame.org. Проверено 5 июня 2011.
  20. Avionics Innovations for the Mars Exploration Rover Mission: Increasing Brain Power (нем.). JPL. Проверено 30 июля 2012.
  21. Institut für Planetenforschung Berlin-Adlershof (нем.). Проверено 27 июля 2012.
  22. Mars Science Laboratory, Brains

Места́ посадок исследовательских аппаратов на карте Марса[править | править вики-текст]

Горы Тарсис Равнина Эллада Гора Олимп Долины Маринер Земля Аравия Амазонское плато Гора Элизий Равнина Исиды Киммерийская земля Равнина Аргир Гора АльбаКарта Марса
Описание изображения

Спирит Спирит

Mars rover msrds simulation.jpg Оппортьюнити

Марсопроходец Mars Pathfinder

Viking Lander model.jpg Викинг-1

Viking Lander model.jpg Викинг-2

Феникс Феникс

Mars3 lander vsm.jpg Марс-3

Кьюриосити Кьюриосити