Соджорнер (марсоход)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Соджорнер
Sojourner on Mars PIA01122.jpg
Марсоход «Соджорнер» на Марсе (снимок камерой посадочной станции)
Заказчик Соединённые Штаты Америки NASA
Оператор НАСА
Задачи Изучение Марса
Стартовая площадка Соединённые Штаты Америки мыс Канаверал LC17B
Ракета-носитель Дельта-2 7925 D240
Запуск 4 декабря 1996 года 06:58:00 UTC
Технические характеристики
Масса 11,5 кг (≈ 4,5 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; 326.79667G, 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 Медиафайлы на Викискладе

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

Название[править | править код]

Название марсохода Соджорнер дословно означает «временный житель» или «проезжий», оно было дано победителем голосования — 12-летним мальчиком из штата Коннектикут, США[1]. Марсоход назван в честь женщины-борца с негритянским рабством — Соджорнер Трут.[1].

Устройство[править | править код]

Выработка энергии[править | править код]

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)[2]. Её мощность составляла 15 Вт (примерно 150 Вт·ч/сол)[3]. 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[2]. Ячейки солнечных батарей очень лёгкие, тонкие и хрупкие. Создана компанией Applied Solar Energy Corporation (англ.) (ASEC).

Батареи[править | править код]

Электрическая батарея Соджорнера

В качестве аккумулятора использовалась сцепка из 3 батарей, суммарный вес которой составлял 1,24 кг[2]. 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[2]. Вес одной ячейки — 118 г. Фирма-изготовитель «SAFT America».

Масса марсохода (см. схему) составляла вместе со всем оборудованием около 11,5 кг, что соответствует ≈ 4,5 кг на поверхности Марса. Размеры марсохода — 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[4].

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[3]. 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[5].

«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 исследований Солнечной системы[de] Общества Макса Планка в Линдау и Чикагским университетом, США[6], он был укомплектован источником излучения на основе кюрия-244 производства АО «ГНЦ НИИАР»[7][8][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)[5], 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 местность, 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

Ход миссии[править | править код]

Вид на марсианский горизонт, запечатлённый передними камерами «Соджорнера».
Вид на марсианский горизонт, запечатлённый передними камерами «Соджорнера».
«Соджорнер» на 2 сол пребывания на поверхности Марса (снимок посадочной станции «Патфайндер»).

На поверхность Марса опустился 4 июля 1997 года в составе спускаемого аппарата. Марсоход был рассчитан на 7-сольную (сол — марсианские сутки) миссию, с возможностью расширения до 30 сол[5]. Несмотря на это, он работал в течение 83 сол, до того момента, как спускаемая станция «Патфайндер», действовавшая в качестве ретранслятора, не вышла из строя (после чего Ровер потерял возможность общаться непосредственно с Землёй); последний контакт с ней состоялся в 10:23 UTC 27 сентября 1997 года[23], вместе с этим связь оборвалась и с марсоходом, несмотря на то, что он находился в рабочем состоянии[23]. 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[24].

Всего «Соджорнер» преодолел дистанцию примерно в 100 метров[25] до потери связи.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 NASA Names First Rover to Explore the Surface of Mars — NASA
  2. 1 2 3 4 Mars Microrover Power Subsystem (англ.). Jet Propulsion Laboratory (24 July 1997).
  3. 1 2 A Description of the Rover Sojourner
  4. «Новости космонавтики» № 18/19, 1997. Статья «Mars Pathfinder»
  5. 1 2 3 NASA — Mars Pathfinder FAQ
  6. NASA — Mars Pathfinder Instrument Descriptions
  7. США для полетов на Марс потребовались российские изотопы кюрия-244. Lenta.ru (28 ноября 2014). Дата обращения 14 февраля 2019.
  8. Источники кюрия-244 производства ГНЦ НИИАР будут использованы Индией для полетов на Луну. НИИАР (14 февраля 2017). Дата обращения 14 февраля 2019.
  9. Росатом поможет Индии изучать Луну с помощью радиации. РИА Новости (13 февраля 2017). Дата обращения 14 февраля 2019.
  10. B. Cooper — MFEX: Microrover Flight Experiment — NASA
  11. 1 2 Mars Exploration Rover Landings (нем.). JPL. Дата обращения 30 июля 2012.
  12. 1 2 3 Mars Pathfinder/Sojourner (нем.). NASA. Дата обращения 30 июля 2012. Архивировано 25 февраля 2014 года.
  13. NASA’s 2009 Mars Science Laboratory (нем.). JPL. Дата обращения 5 июня 2011.
  14. Pathfinder Mars Mission – Sojourner mini-rover (нем.). Дата обращения 5 июня 2011.
  15. Mars Science Laboratory: NASA Hosts Teleconference About Curiosity Rover Progess
  16. Spacecraft: Surface Operations: Rover (нем.). JPL. Дата обращения 30 июля 2012.
  17. Introduction to the Mars Microrover (нем.). JPL. Дата обращения 30 июля 2012.
  18. Mars Exploration Rover Telecommunications (нем.). JPL. Дата обращения 5 июня 2011.
  19. The Robot Hall of Fame: Mars Pathfinder Sojourner Rover (нем.). robothalloffame.org. Дата обращения 5 июня 2011. Архивировано 7 октября 2007 года.
  20. Avionics Innovations for the Mars Exploration Rover Mission: Increasing Brain Power (нем.). JPL. Дата обращения 30 июля 2012.
  21. Institut für Planetenforschung Berlin-Adlershof (нем.). Дата обращения 27 июля 2012. Архивировано 4 марта 2016 года.
  22. Mars Science Laboratory, Brains
  23. 1 2 Mars Pathfinder — Welcome to Mars — Sol 86
  24. A. Ravine, et al. — GEOSCIENCE IMAGING AT CENTIMETER-SCALE (MAGIC) FROM ORBIT. (2012)
  25. Sojourner (англ.) (недоступная ссылка). Архивировано 20 марта 2015 года.

Места́ посадок исследовательских аппаратов на карте Марса[править | править код]

Горы ТарсисРавнина ЭлладаГора ОлимпДолины МаринерЗемля АравияАмазонское платоГора ЭлизийРавнина ИсидыКиммерийская земляРавнина АргирГора АльбаКарта Марса
Описание изображения

Viking Lander model.jpg

Maquette EDM salon du Bourget 2013 DSC 0192.JPG