Curiosity

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Кьюриосити»)
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Марсианская научная лаборатория»
Mars Science Laboratory
Автопортрет «Кьюриосити»
Автопортрет «Кьюриосити»
Заказчик Соединённые Штаты Америки НАСА
Производитель Boeing, Lockheed Martin
Оператор НАСА
Стартовая площадка Соединённые Штаты Америки мыс Канаверал SLC-41[1]
Ракета-носитель «Атлас-5» 541
Запуск 26 ноября 2011, 15:02:00.211 UTC[2][3][4]
Длительность полёта 254 земных суток
NSSDC ID 2011-070A
SCN 37936
Технические характеристики
Масса 899 кг[5] (вес на Марсе эквивалентен 340 кг)[6]
Размеры 3,1 × 2,7 × 2,1 м
Мощность 125 Вт электрической энергии, около 100 Вт через 14 лет; примерно 2 кВт тепловой; примерно 2,52,7 кВт·ч/сол[7][8]
Источники питания РИТЭГ (использует радиоактивный распад 238Pu)
Движитель 4 см/с[9]
Срок активного существования Планируемый: 668 сол (686 дней) Текущий: 3027 дней с момента посадки
Элементы орбиты
Посадка на небесное тело 6 августа 2012, 05:17:57.3 UTC SCET[en]
Координаты посадки Кратер Гейла, 4°35′31″ ю. ш. 137°26′25″ в. д. / 4,59194° ю. ш. 137,44028° в. д. / -4.59194; 137.44028G
Целевая аппаратура
Скорость передачи до 32 кбит/с напрямую на Землю,
до 256 кбит/с на Odyssey,
до 2 Мбит/с на MRO[10]
Бортовая память 256 МБ[11]
Разрешение изображения 2 Мп
mars.jpl.nasa.gov/msl/
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

«Кьюрио́сити» (англ. Curiosity, МФА: [ˌkjʊərɪˈɒsɪti] — любопытство, любознательность[12]) — марсоход третьего поколения размером с автомобиль, разработанный для исследования кратера Гейла на Марсе в рамках миссии NASA Марсианская научная лаборатория. Curiosity был запущен с мыса Канаверал 26 ноября 2011 года в 15:02 UTC и приземлился на Aeolis Palus внутри Гейла на Марсе 6 августа 2012 года в 05:17 UTC[13].

Марсоход представляет собой автономную химическую лабораторию в несколько раз больше и тяжелее предыдущих марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити»[2][4].

Запуск «Кьюриосити» к Марсу состоялся 26 ноября 2011 года,[14] мягкая посадка на поверхность Марса — 6 августа 2012 года. Предполагаемый срок службы на Марсе — один марсианский год (686 земных суток). С августа 2012 года по январь 2017 года он прошёл 15,26 км[15].

В декабре 2012 года двухлетняя миссия Curiosity была продлена на неопределенный срок[16], а 5 августа 2017 года НАСА отметило пятую годовщину посадки марсохода[17][18].

Характеристики[править | править код]

Масса «Кьюриосити» после мягкой посадки составила 899 кг[5], в том числе 80 кг научного оборудования[19].

  • Размеры: марсоход имеет длину 3 м, высоту с установленной мачтой 2,1 м и ширину 2,7 м[20]. «Кьюриосити» гораздо больше своих предшественников — марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити», которые имели длину 1,5 м и массу 174 кг (в том числе 6,8 кг научной аппаратуры)[21][22][23].
  • Передвижение: на поверхности Марса MSL способен преодолевать препятствия высотой до 75 см. Максимальная скорость на твёрдой ровной поверхности составляет 144 метра в час[9]. Максимальная предполагаемая скорость на пересечённой местности составляет 90 метров в час при автоматической навигации. Средняя же скорость, предположительно, составит 30 метров в час. Ожидается, что за время двухлетней миссии MSL пройдёт не менее 19 километров[24].
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[25][26]. «Кьюриосити» получает электропитание от энергоустановки, предоставленной Министерством энергетики США[27], содержащей 4,8 кг плутония-238[27], закупленного, предположительно, в России[28][29][30]. Плутоний в виде диоксида упакован в 32 керамические гранулы, каждая размером примерно в 2 см[21].
Генератор «Кьюриосити» является последним поколением РИТЭГов, сделан компанией Boeing, и называется «Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator» или MMRTG.[31] Основан на классической технологии РИТЭГов, но является более гибким и компактным[31]. Он рассчитан на производство 125 Вт электрической энергии (0,16 лошадиной силы в пересчете на единицы измерения мощности автомобильных двигателей) из примерно 2 кВт тепловой (в начале миссии)[25][26]. Со временем мощность MMRTG станет падать, но при минимальном сроке службы в 14 лет его выходная мощность снизится лишь до 100 Вт[32][33]. Энергоустановка MSL генерирует 2,5 кВт·ч каждый марсианский день, что гораздо больше, чем выход энергоустановок марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити» (около 0,6 кВт·ч 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 60 м в корпусе MSL, чтобы чувствительные элементы системы находились в оптимальной температуре[34]. 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.[34] На космическом аппарате установлен криогенный теплообменник, произведенный в Израиле компанией Ricor Cryogenic and Vacuum Systems. Он позволяет сохранять температуру различных отсеков аппарата на отметке в −173 °C[35].
  • Компьютер: на марсоходе установлено два одинаковых бортовых компьютера (Side-A и Side-B[36]) под названием «Rover Compute Element» (RCE) под управлением процессора RAD750 с частотой 200 МГц; они содержат радиационностойкую память. Каждый компьютер включает в себя 256 кБ EEPROM, 256 МБ DRAM, и 2 ГБ флэш-памяти.[37] Это количество, в целом, больше 3 МБ EEPROM[38], 128 МБ DRAM и 256 МБ флэш-памяти, которые имелись на марсоходах «Спирит» и «Оппортьюнити»[39]. Используется многозадачная ОСРВ VxWorks.
Компьютер постоянно следит за марсоходом: например, сам может повысить или понизить температуру в те моменты, когда это необходимо[37]. Он даёт команды на фотографирование, вождение марсохода, отправку отчёта о техническом состоянии приборов. Команды марсоходу передаются операторами с Земли[37]. В случае, если с одним из компьютеров возникают серьезные 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[36].
Компьютеры используют процессор RAD750, который является преемником процессора RAD6000, использованного в Mars Exploration Rover.[40][41] RAD750 способен выполнять до 400 млн операций в секунду, в то время как RAD6000 — лишь до 35 млн[42][43]. Из двух бортовых компьютеров один настроен в качестве резервного и возьмёт на себя управление в случае возникновения проблем с основным компьютером.[37]
Марсоход имеет инерциальное измерительное устройство (Inertial Measurement Unit)[37], 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 32 кбит/с. Вторая работает в диапазоне ДМВ (UHF) и создана на базе программно-определяемой радиосистемы Electra[en]-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 бóльшую пропускную способность за счёт бо́льшего диаметра антенн и более мощных передатчиков. Скорости передачи данных между «Кьюриосити» и каждым орбитальным аппаратом могут быть 2 Мбит/сМарсианский разведывательный спутник») и 256 кбит/сМарс Одиссей»), каждый спутник имеет возможность держать связь с «Кьюриосити» приблизительно 8 минут в день.[44] 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 13 минут 46 секунд, необходимой для преодоления радиосигналом расстояния между планетами.
  • Манипулятор: на марсоходе установлен трёхсуставный манипулятор длиной 2,1 м, на котором смонтированы 5 приборов общей массой около 30 кг. Они смонтированы на конце манипулятора в крестовидной башне-турели, способной поворачиваться на 350 градусов. Диаметр башни с приборами составляет около 60 см. Во время движения манипулятор складывается.
Два прибора, APXS и MAHLI, являются контактными инструментами. Остальные 3 прибора — ударная дрель, щётка и механизм для забора и просеивания образцов грунта — выполняют функции добычи и приготовления материала (образцов) для исследования. Дрель имеет 2 запасных бура. Она способна делать в камне отверстия диаметром 1,6 см и глубиной 5 см. Добытые манипулятором образцы могут также исследоваться приборами SAM и CheMin, расположенными в передней части корпуса марсохода.[45][46][47]
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.[48]
  • Мобильность марсохода: как и в предыдущих марсоходах, 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 360 градусов, оставаясь при этом на месте.[49] 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 (англ. Jet Propulsion Laboratory — Лаборатория реактивного движения).[50]
При помощи бортовых камер марсоход распознаёт элементы регулярного отпечатка колёс (узоры) и сможет определить пройденное расстояние.

Сравнение Curiosity c другими марсоходами[править | править код]

Модели всех трёх марсоходов в сравнении: «Соджорнер» (самый маленький), «Спирит»/«Оппортьюнити» (средний), «Кьюриосити» (самый большой)
«Кьюриосити» MER «Соджорнер»
Запуск 2011 2003 1996
Масса (кг) 899[5] 174[51] 10,6[52]
Размеры (в метрах, Д × Ш × В) 3,1 × 2,7 × 2,1 1,6 × 2,3 × 1,5[51] 0,7 × 0,5 × 0,3[52]
Энергия (кВт/сол) 2,5—2,7[7] 0,3—0,9[8] < 0,1[53]
Научные приборы 10[54] 5 4[52]
Максимальная скорость (см/сек) 4[9] 5[55] 1[56]
Передача данных (МБ/сутки) 19—31 6—25[57] < 3,5[58]
Производительность (MIPS) 400 20[59] 0,1[60]
Память (МB) 256[11] 128[59] 0,5[60]
Расчётный район посадки (км) 20×7 80×12 200×100

Галерея[править | править код]

Компоненты Curiosity[править | править код]

Орбитальные изображения[править | править код]

Изображения марсохода[править | править код]

В культуре[править | править код]

  • Работа марсохода и команды миссии привели к появлению в интернете множества тематических рисунков, чего ранее не случалось ни с одной подобной миссией[62].
  • Число подписчиков микроблога @MarsCuriosity в социальной сети Twitter, ведущегося командой миссии «от лица» марсохода, к середине августа 2012 года превысило 1 млн человек[63].
  • В сериале Футурама (7 сезон, 11 серия) марсоход был раздавлен.
  • Curiosity есть в играх Angry Birds Space[64] и Kerbal Space Program.

Примечания[править | править код]

  1. Martin, Paul K. NASA’S MANAGEMENT OF THE MARS SCIENCE LABORATORY PROJECT (IG-11-019). NASA OFFICE OF INSPECTOR GENERAL. Дата обращения: 6 августа 2012. Архивировано 17 августа 2012 года.
  2. 1 2 NASA — Mars Science Laboratory, the Next Mars Rover (англ.). NASA. Дата обращения: 6 августа 2012. Архивировано 29 мая 2013 года.
  3. Guy Webster. Geometry Drives Selection Date for 2011 Mars Launch. NASA/JPL-Caltech. Дата обращения: 22 сентября 2011. Архивировано 17 августа 2012 года.
  4. 1 2 Allard Beutel. NASA's Mars Science Laboratory Launch Rescheduled for Nov. 26 (англ.). NASA (19 November 2011). Дата обращения: 21 ноября 2011. Архивировано 17 августа 2012 года.
  5. 1 2 3 Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения: 8 августа 2012. Архивировано 5 августа 2012 года.
  6. Дмитрий Гайдукевич, Алексей Кованов. Лучший автомобиль в истории человечества (англ.). Авто@mail.ru (14 August 2012). Дата обращения: 14 августа 2012.
  7. 1 2 Mars Science Laboratory Launch (недоступная ссылка). NASA. — «about 2,700 watt hours per sol». Дата обращения: 29 мая 2013. Архивировано 29 мая 2013 года.
  8. 1 2 NASA’s 2009 Mars Science Laboratory (нем.). JPL. Дата обращения: 5 июня 2011.
  9. 1 2 3 Wheels and Legs (англ.). NASA. Дата обращения: 12 августа 2012. Архивировано 17 августа 2012 года.
  10. Data Rates/Returns, Mars Science Laboratory (англ.). NASA JPL. Дата обращения: 10 июня 2015.
  11. 1 2 Mars Science Laboratory: Brains
  12. Евгений Насыров. Российский прибор и американская «Любознательность» // Московские новости : газета. — 2012. — № 336 от 7 августа. Архивировано 15 сентября 2012 года.
  13. Abilleira, Fernando (2013). "2011 Mars Science Laboratory Trajectory Reconstruction and Performance from Launch Through Landing" in 23rd AAS/AIAA Spaceflight Mechanics Meeting. February 10–14, 2013. Kauai, Hawaii... 
  14. NASA Launches Most Capable and Robust Rover To Mars (англ.), НАСА (26 November 2011). Архивировано 29 ноября 2011 года.
  15. Where is Curiosity? — Mars Science Laboratory
  16. Curiosity's mission extended indefinitely, 3 News NZ (December 6, 2012).
  17. Five Years Ago and 154 Million Miles Away: Touchdown!. NASA (August 2, 2017). Дата обращения: 8 августа 2017.
  18. Wall, Mike After 5 Years on Mars, NASA's Curiosity Rover Is Still Making Big Discoveries. Space.com (August 5, 2017). Дата обращения: 8 августа 2017.
  19. Troubles parallel ambitions in NASA Mars project
  20. Mars Science Laboratory Size Video. NASA/JPL. Дата обращения: 30 марта 2009. Архивировано 20 февраля 2012 года.
  21. 1 2 Watson, Traci. Troubles parallel ambitions in NASA Mars project, USA Today (14 апреля 2008). Дата обращения 27 мая 2009.
  22. Mars Rovers: Pathfinder, MER (Spirit and Opportunity), and MSL [video]. Проверено 22 сентября 2011.
  23. MER Launch Press Kit. Дата обращения: 14 июля 2009. Архивировано 9 июня 2013 года.
  24. Mars Science Laboratory — Homepage (недоступная ссылка). NASA. Дата обращения: 22 сентября 2011. Архивировано 13 февраля 2006 года.
  25. 1 2 3 Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (недоступная ссылка). NASA/JPL (1 января 2008). Дата обращения: 7 сентября 2009. Архивировано 17 августа 2012 года.
  26. 1 2 3 Mars Exploration: Radioisotope Power and Heating for Mars Surface Exploration (недоступная ссылка). NASA/JPL (18 апреля 2006). Дата обращения: 7 сентября 2009. Архивировано 17 августа 2012 года.
  27. 1 2 Mars Science Laboratory Launch Nuclear Safety. NASA/JPL/DoE (2 марта 2011). Дата обращения: 28 ноября 2011. Архивировано 17 августа 2012 года.
  28. Mars rover fueled by Russian plutonium // fuelfix.com, August 21, 2012
  29. Curiosity’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».
  30. Любопытный марсоход работает на российском плутонии Архивная копия от 22 февраля 2014 на Wayback Machine // CNN USA (via Inotv Russia Today), August 23, 2012
  31. 1 2 Technologies of Broad Benefit: Power (недоступная ссылка). Дата обращения: 20 сентября 2008. Архивировано 14 июня 2008 года.
  32. Mars Science Laboratory — Technologies of Broad Benefit: Power (недоступная ссылка). NASA/JPL. Дата обращения: 23 апреля 2011. Архивировано 17 августа 2012 года.
  33. Ajay K. Misra. Overview of NASA Program on Development of Radioisotope Power Systems with High Specific Power. NASA/JPL (26 июня 2006). Дата обращения: 12 мая 2009. Архивировано 17 августа 2012 года.
  34. 1 2 Susan Watanabe. Keeping it Cool (…or Warm!) (недоступная ссылка). NASA/JPL (9 августа 2009). Дата обращения: 19 января 2011. Архивировано 17 августа 2012 года.
  35. Израильтяне оставили свой след на Марсе (недоступная ссылка). Дата обращения: 20 августа 2012. Архивировано 24 августа 2012 года.
  36. 1 2 Марсоходу «Кьюриосити» заменили «мозги» Hi-News.ru
  37. 1 2 3 4 5 Mars Science Laboratory: Mission: Rover: Brains (недоступная ссылка). NASA/JPL. Дата обращения: 27 марта 2009. Архивировано 17 августа 2012 года.
  38. Print Page — Curiosity lands successfully, kicks off new era in Mars exploration | ExtremeTech
  39. Bajracharya, Max; Mark W. Maimone; Daniel Helmick. Autonomy for Mars rovers: past, present, and future (англ.) // Computer : journal. — 2008. — December (vol. 41, no. 12). — P. 45. — ISSN 0018-9162. — doi:10.1109/MC.2008.9.
  40. BAE Systems (June 17, 2008). BAE Systems Computers to Manage Data Processing and Command For Upcoming Satellite Missions. Пресс-релиз. Проверено November 17, 2008.
  41. E&ISNow — Media gets closer look at Manassas (недоступная ссылка). BAE Systems (1 августа 2008). Дата обращения: 17 ноября 2008. Архивировано 17 декабря 2008 года.
  42. RAD750 radiation-hardened PowerPC microprocessor (PDF), BAE Systems (1 июля 2008). Дата обращения 7 сентября 2009.
  43. RAD6000 Space Computers (PDF), BAE Systems (23 июня 2008). Архивировано 4 октября 2009 года. Дата обращения 7 сентября 2009.
  44. Andre Makovsky, Peter Ilott, Jim Taylor. Mars Science Laboratory Telecommunications System Design (недоступная ссылка). JPL (2009). Дата обращения: 9 апреля 2011. Архивировано 28 февраля 2013 года.
  45. Mars Science Laboratory: Curiosity Stretches its Arm (недоступная ссылка). Дата обращения: 21 августа 2012. Архивировано 22 августа 2012 года.
  46. Mars Science Laboratory: Arm and Hand
  47. NASA Technical Reports Server (NTRS)
  48. Curiosity взял образец атмосферы Марса для анализа
  49. Марс испарят лазером // Популярная механика : журнал. — 2011. — № 4 (102). — С. 37. Архивировано 25 февраля 2014 года.
  50. New Mars Rover to Feature Morse Code. National Association for Amateur Radio. Дата обращения: 26 ноября 2011. Архивировано 17 августа 2012 года.
  51. 1 2 Mars Exploration Rover Landings (нем.). JPL. Дата обращения: 30 июля 2012.
  52. 1 2 3 Mars Pathfinder/Sojourner (нем.). NASA. Дата обращения: 30 июля 2012. Архивировано 25 февраля 2014 года.
  53. Pathfinder Mars Mission – Sojourner mini-rover (нем.). Дата обращения: 5 июня 2011.
  54. Mars Science Laboratory: NASA Hosts Teleconference About Curiosity Rover Progess (недоступная ссылка). Дата обращения: 16 августа 2012. Архивировано 16 августа 2012 года.
  55. Spacecraft: Surface Operations: Rover (нем.). JPL. Дата обращения: 30 июля 2012.
  56. Introduction to the Mars Microrover (нем.). JPL. Дата обращения: 30 июля 2012. Архивировано 21 октября 2011 года.
  57. Mars Exploration Rover Telecommunications (нем.). JPL. Дата обращения: 5 июня 2011.
  58. The Robot Hall of Fame: Mars Pathfinder Sojourner Rover (нем.). robothalloffame.org. Дата обращения: 5 июня 2011. Архивировано 7 октября 2007 года.
  59. 1 2 Avionics Innovations for the Mars Exploration Rover Mission: Increasing Brain Power (нем.). JPL. Дата обращения: 30 июля 2012.
  60. 1 2 Institut für Planetenforschung Berlin-Adlershof (нем.). Дата обращения: 27 июля 2012. Архивировано 4 марта 2016 года.
  61. Williams, John A 360-degree 'street view' from Mars. PhysOrg (August 15, 2012). Дата обращения: 16 августа 2012.
  62. Вселенная и ирокезы. РИА Новости (30 августа 2012). Дата обращения: 31 августа 2012. Архивировано 3 октября 2012 года.
  63. На твиттер марсохода «Кьюриосити» подписался миллион человек. Lenta.ru (15 августа 2012). Дата обращения: 19 августа 2012. Архивировано 16 июля 2013 года.
  64. Игры@mail.ru Героев Angry Birds Space отправят на Марс; Angry Birds teams up with NASA for Angry Birds Space. Lovable Mars rover Curiosity serves as inspiration