Curiosity отмечает 10 лет на Марсе - итоги

После успешной посадки на Марс 6 августа 2012 года Curiosity продолжает раскрывать секреты Красной планеты, исследуя кратер Гейла. С момента посадки марсоход преодолел более 28,1 км и сделал множество научных открытий. Сейчас Curiosity находится в процессе исследования и преодоления горы Шарп, горы высотой 5,5 км, которая находится в центре кратера Гейла.

Путешествие на Красную планету

Путешествие Curiosity началось 26 ноября 2011 года, когда он был запущен на борту ракеты United Launch Alliance Atlas V в конфигурации 541. Конфигурация 541 означает, что ракета-носитель использовала обтекатель диаметром пять метров, четыре твердотопливных ускорителя (SRB) и один двигатель на разгонном блоке Centaur.

После выхода на начальную орбиту размером 165 ? 324 км разгонный блок "Центавр" произвел последний запуск, чтобы вывести аппарат на курс к Марсу.

После отстыковки от разгонного блока аппарат провел более восьми месяцев в открытом космосе и выполнил четыре маневра коррекции траектории для точной настройки траектории по мере приближения к Красной планете. В течение этого времени марсоход был заключен в аэрооболочку, прикрепленную к разгонной ступени. Аэрооболочка была разработана для защиты и маневрирования ровера при входе и спуске в атмосферу Марса, в то время как «крылатая ступень» обеспечивала питание, связь и температурный контроль ровера на пути к Марсу.

Когда аппарат приблизился к Красной планете, он сбросил свою «крылатую ступень» примерно за 10 минут до входа в атмосферу.

После входа в атмосферу аппарат перешел к этапу входа, спуска и посадки (EDL), который команда прозвала "Семь минут ужаса".

Когда аппарат вошел в марсианскую атмосферу, аэростат начал запускать маневровые двигатели, чтобы удержать аппарат на правильном курсе к месту посадки. Во время входа в атмосферу теплозащитный экран защищал марсоход от температур, превышающих 870°C во время пикового нагрева.

После безопасного входа в атмосферу аппарат развернул парашют для дальнейшего снижения скорости. Этот парашют был самым большим сверхзвуковым парашютом, летавшим в то время, имея диаметр около 16 метров.

После спуска на парашюте в течение чуть менее двух минут марсоход отделился от аэрооболочки и продолжил спуск с помощью «летающего лифта», приводимого в движение ракетными двигателями. Лифт выступал в качестве последней ступени спуска ровера, замедляя его, чтобы обеспечить мягкую посадку на поверхность. Небесный кран, зависнув на своих двигателях, с помощью тросов опустил ровер на последние несколько метров на поверхность, чтобы предотвратить выброс слишком большого количества мусора двигателями небесного крана с поверхности.

Эта система была первой в своем роде, когда-либо использованной в миссии, и потребовалась из-за огромной массы аппарата по сравнению с предыдущими роверами. Масса Curiosity составляет 899 кг, в то время как предыдущие марсоходы, такие как Spirit и Opportunity, были гораздо меньше - всего 185 кг - и использовали систему воздушных подушек для безопасной посадки.

Обновленный близнец Curiosity, Perseverance, также использовал систему небесного крана для посадки на Марс в феврале 2021 года.

Находясь в безопасности на повехности, тросы, соединяющие два аппарата, были разорваны, что позволило "летающему лифту" отлететь на безопасное расстояние от марсохода и упасть, как и было задумано. Следующие несколько недель аппарат провел в проверках и испытаниях, чтобы убедиться, что все системы работают в штатном режиме.

10 лет и миссия еще продолжается

За десять лет исследований Curiosity значительно превзошел первоначальные требования к миссии, которая изначально должна была продлиться всего два года.

Однако эти исследования не прошли даром: колеса ровера получили значительные повреждения после преодоления 28 км пути, большая часть которого проходила по скалистой местности. Однако команда миссии Curiosity смогла замедлить разрушение колес.

Принимаются меры для движения по более ровной местности, и команда даже разработала алгоритм, позволяющий регулировать скорость вращения колес Curiosity в зависимости от того, на какие скалы он взбирается. Теперь команда миссии также приказывает марсоходу использовать прибор Mars Hand Lens Imager (MAHLI), расположенный на его роботизированной руке, для получения изображений колес через каждые 500 метров движения.

Несмотря на износ колес Curiosity, мобильная научная лаборатория продолжает движение, включая подъем на высоту 612 метров с момента посадки, поскольку ровер продолжает подниматься на гору Шарп. Это изменение высоты позволило научной группе исследовать более молодые породы и слои горных пород, которые помогают пролить свет на водное прошлое Марса.

"Мы больше не видим озерных отложений, которые мы наблюдали в течение многих лет ниже на горе Шарп", - сказал Ашвин Васавада, научный сотрудник проекта Curiosity.

Эти изменения произошли после того, как Curiosity в течение последнего года проезжал через переходную зону, где марсоход теперь видит меньше глинистых минералов и больше сульфатов".

Curiosity не только раскрывает секреты прошлого Марса. На протяжении всего времени пребывания на Марсе марсоход постоянно проводит измерения радиации с помощью своего прибора Radiation Assessment Detector (RAD). Измерение количества радиации, которой подвергается марсоход, жизненно важно для того, чтобы помочь ученым найти наилучшие способы защиты астронавтов во время будущих миссий на Красную планету.

Одна из интересных находок была сделана в 2016 году, когда Curiosity был припаркован возле обнажения "Murray Buttes" с 9 по 21 сентября. Во время стоянки возле обнажения прибор RAD зафиксировал снижение общего излучения на 4%, а излучения нейтральных частиц - на 7,5%. Причиной снижения было то, что марсоход был припаркован рядом с обнажением, которое, в свою очередь, блокировало часть излучения от попадания на марсоход.

Такие данные открывают возможности потенциального использования марсианского реголита для защиты мест обитания от радиации на поверхности или использования самой поверхности путем строительства мест обитания в марсианских лавовых трубах.

Curiosity также впервые измерил общее содержание органического углерода в марсианских породах в образце, взятом в 2014 году из "Yellowknife Bay". Несмотря на то, что эти данные были получены в 2014 году, потребовались годы анализа, чтобы понять весь контекст.

"Мы обнаружили по меньшей мере от 200 до 273 частей на миллион органического углерода. Это сравнимо или даже больше, чем количество, обнаруженное в породах в очень малообжитых местах на Земле, таких как часть пустыни Атакама в Южной Америке, и больше, чем было обнаружено в метеоритах Марса", - сказала Дженнифер Стерн из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.

Органический углерод является основой для органических молекул. Присутствие этих органических молекул не обязательно указывает на наличие жизни, поскольку они могут образовываться в результате естественных процессов. Однако их присутствие - наряду с предыдущими свидетельствами обитаемости Марса в прошлом - интересует многих ученых.

Марсоход получил эти материалы с помощью бура, расположенного на роботизированной руке аппарата. После выбора скалы бур может взять образец на глубину до двух дюймов. В процессе бурения порода измельчается в порошок, который затем может быть передан в прибор Sample Analysis at Mars (SAM).

Затем SAM нагревает образец до температуры около 850°C и соединяет его с кислородом для преобразования органического углерода в CO2. Затем марсоход измеряет количество образовавшегося CO2, что используется для определения точного количества органического углерода в образце.

За последнее десятилетие Curiosity вернул 3102 гигабайта данных и пробурил 35 лунок. На сегодняшний день эти данные позволили опубликовать 883 научные работы. Несмотря на то, что сейчас марсоход испытывает проблемы с износом колес и снижением мощности радиоизотопного термоэлектрического генератора (RTG), роботизированный аппарат превзошел ожидания и, как ожидается, будет продолжать делать научные открытия еще долгие годы.