Mars Pathfinder

Mars Pathfinder
Марсоход Sojourner (снимок камерой посадочного аппарата)
Заказчик	НАСА, JPL
Запуск	4 декабря 1996 06:58:00 UTC
Ракета-носитель	Дельта-2 7925 D240
Стартовая площадка	мыс Канаверал LC17B
NSSDC ID	1996-068A
SCN	24667
Технические характеристики
Масса	463 кг (посадочный аппарат: 264 кг, марсоход: 10,5 кг)
Источники питания	посадочный аппарат: 35 Вт, марсоход: 13 Вт
Посадка на небесное тело	4 июля 1997
Сайт проекта
Изображения на Викискладе

Mars Pathfinder («Марсопроходец» по аналогии с землепроходцем; в источниках также Марс Пасфайндер) — программа НАСА по изучению Марса с помощью одноимённого посадочного модуля и марсохода Соджорнер («Поселенец», англ. Sojourner) в 1996—1997 годах. Основной целью программы была отработка технических решений, таких как схема дешёвой посадки; дополнительной целью было проведение научных исследований: получение фотографий, изучение состава пород с помощью спектрометра, исследование атмосферы. Стоимость программы была относительно невысокой — 265 млн $. После посадки Mars Pathfinder был переименован в Станцию памяти Карла Сагана (Sagan Memorial Station).

Хроника событий

Аппарат Mars Pathfinder (полной массой 895 кг и размерами 1,5×2,65 м) был запущен 4 декабря 1996 года с помощью ракеты-носителя Дельта-2.

Посадка аппарата на поверхность Марса состоялась 4 июля 1997 года в равнине Хриса (Chryse Planitia). Температура окружающей среды составляла около −53 °C. Из-за сбоя на станции Сети дальней связи отделить марсоход в тот же день не удалось. К тому же обнаружилась нестабильность связи между посадочным модулем и марсоходом, которую удалось устранить только к 17:00 следующего дня.

5 июля марсоход Sojourner съехал с посадочного аппарата и 6 июля приступил к научным экспериментам (в частности, изучению ближайшего камня). 6 июля была также передана круговая панорама, снятая камерой спускаемого аппарата. В дальнейшем марсоход изучил ещё несколько камней, а посадочный аппарат измерял параметры ветра, температуру и делал снимки.

Круговая панорама, снятая камерой спускаемого аппарата.

27 сентября 1997 года состоялся последний сеанс связи с аппаратом (сигнал, не содержащий данных, удавалось принимать до 7 октября, а попытки установить связь с аппаратом предпринимались до марта 1998 года).

Всего было передано 16,5 тыс. снимков камеры посадочного аппарата и 550 снимков камер марсохода, проведено 15 анализов пород. Научные результаты миссии дали дополнительные подтверждения гипотезы о том, что когда-то Марс был более «влажным и тёплым».

Посадочный аппарат

Mars Pathfinder раскрывается после посадки (рисунок)

Mars Pathfinder не имел орбитального модуля. Аппарат вошёл в атмосферу на скорости свыше 7,5 км/сек, при этом теплоизоляционная защита предохраняла его от перегрева во время торможения в атмосфере. Лобовой экран станции в течение двух минут погасил скорость до 400 м/с. Затем был раскрыт парашют диаметром 12,7 м. Примерно за 8 секунд до удара о поверхность включились тормозные двигатели и надулись баллоны превратив аппарат в большой «надувной мячик», который ударился о поверхность Марса на скорости 25 м/с (90 км/ч) и отскакивал от неё несколько раз, пока не остановился.

Посадочный аппарат (см. схему) оборудован тремя панелями солнечных батарей общей площадью 2,8 м², обеспечивающих мощность 1,2 кВт в солнечный день; имеются также аккумуляторы.

Посадочный аппарат имел фотокамеру(IMP), размещённую на выдвигаемой мачте высотой до 1,8 м. Камера оборудована двумя оптическими входами (для получения стереоснимков) и фильтрами с 12 цветовыми оттенками (экспозиции через разные светофильтры после совмещения дают возможность получать цветные снимки). На аппарате был установлен метеокомплекс ASI/MET с датчиками для измерения скорости и направления ветра, атмосферного давления и температуры, а также магниты для извлечения из грунта магнитных частиц размером до 0,1 мм.

Посадочный аппарат был оборудован антеннами высокой и низкой мощности (в некоторые дни мощности для работы основной антенны не хватало и данные передавались по антенне низкого усиления со скоростью 40—150 бит/с; основная антенна позволяла поддерживать связь на скорости свыше 8 Кбит/с). Работой аппарата управлял компьютер RAD6000 с 32-разрядным процессором и 128 МБ памяти. На борту применялась операционная система VxWorks

Марсоход Sojourner

Масса марсохода (см. схему) составляла вместе со всем оборудованием около 15,5 кг, вес во время операций на поверхности Марса — 10,6 кг; размеры — 0,65×0,48×0,3 м. В Sojourner используется 11 двигателей 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.

Сравнение размеров колёс: Sojourner, Mars Exploration Rover, Mars Science Laboratory

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.

Электропитание Sojourner осуществлялось с помощью солнечной батареи с элементами на основе арсенида галлия. Площадь батареи 0,2 м², фирма-изготовитель «Tecstar Inc.». Мощности батареи хватало для работы аппарата в течение нескольких часов в день даже в пасмурную погоду. 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 посадочный модуль.

Марсоход был оборудован тремя камерами — передней стереосистемой и задней одинарной камерой. Аппарат также имел спектрометр для изучения химического состава пород. Управление Sojourner осуществлялось с помощью 8-разрядного процессора Intel 80C85, работающего на частоте 100 kHz, объём оперативной памяти составлял 512 KB, также имелся твердотельный накопитель на флеш памяти объёмом 176 KB. Работал без операционной системы.

Марсоход назван в честь женщины-борца с негритянским рабством Соджорнер Трут (англ. Sojourner Truth).

Sojourner исследует камни

Sojourner отправляется к камню «Йог» (выделен кругом)

Марсоход начал исследовать первый камень на третий сол (марсианские сутки). Камень получил название «Барнакл Билл» (Barnacle Bill). Изучение состава осуществлялось альфа-протон-рентгеновским спектрометром (APXS) в течение 10 часов. Были обнаружены все элементы за исключением водорода, который составляет менее 0,1 % от массы камня или грунта. «Барнакл Билл» оказался похож по составу на земные андезиты, что подтверждает большую вулканическую активность Марса в прошлом.

Анализ камня «Йог» («Yogi») опять-таки c помощью APXS показал, что это кусок базальтовой породы, более примитивный по элементному составу, чем «Барнакл Билл». Форма и структура поверхности «Йога» дают возможность предположить, что он принесён потоками воды.

Затем учёных привлёк своей беловатой окраской камень «Скуби-Ду» (Scubee-Doo), к нему был отправлен ровер с целью проверить, не покрыт ли камень осадочной коркой. На 18-й сол были успешно приняты результаты измерений «Скуби-Ду», а на 21-й сол закончен анализ данных по составу камня. Оказалось, что он сходен по составу с грунтом района посадки, но имеет повышенное содержание кальция и кремния по сравнению с изученными ранее камнями.

На следующем камне, «Моу»(Moe), было найдено несколько отметок на его поверхности, демонстрирующих ветровую эрозию.

В области, названной «Сад Камней» (Rock Garden), Sojourner столкнулся с дюнами в виде полумесяца, похожими на земные.

Ссылки

• Сайт о Mars Pathfinder на русском языке
• Страничка НАСА
• http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/118/06.shtml#02