История маленького ровера, который смог.

«Оппортьюнити» (англ. Opportunity — «благоприятная возможность»), или MER-B (сокр. от Mars Exploration Rover — B') — второй марсоход космического агентства НАСА из двух, запущенных США в рамках проекта Mars Exploration Rover.

Был выведен с помощью ракеты-носителя Дельта-2 7 июля 2003 года. На поверхность Марса опустился 25 января 2004 года тремя неделями позже первого марсохода «Спирит», успешно доставленного в другой район Марса, смещённый по долготе примерно на 180 градусов. «Оппортьюнити» совершил посадку в кратере Игл, на плато Меридиана.

Название марсоходу, в рамках традиционного конкурса НАСА, было дано 9-летней девочкой российского происхождения Софи Коллиз, родившейся в России и удочерённой американской семьёй из Аризоны.

Основная задача «Оппортьюнити» заключалась в том, чтобы он продержался 90 солов (92,5 земных суток), за это время проводя многочисленные исследования Марса. Миссия получила несколько расширений и продолжается уже в течение 5500 дней с момента посадки.

Посадка в кратер Игл

«Оппортьюнити» приземлился на Плато Меридиана, приблизительно в 25 км от его намеченной цели. Плато Меридиана — плоская равнина практически без горных и ударных структур, но несмотря на это, «Оппортьюнити» остановился в 22-метровом кратере Игл.

Ровер был приблизительно в 10 метрах от его края. Сотрудники НАСА были приятно удивлены приземлением марсохода именно в кратер (его назвали «в лунку с первого удара», по аналогии с гольфом), они не только не стремились попасть в него, но даже не знали о его существовании. Позже его назвали кратером Игл, а посадочную платформу — «Мемориальная Станция Челленджера». Название кратеру дали через две недели после того, как «Оппортьюнити» рассмотрел его окрестности.

На 15-й сол «Оппортьюнити» сделал фото скалы «Каменная гора» в области обнажения кратера, по поводу которой возникло предположение, что камень состоит из очень мелких зёрен или пыли, в отличие от земного песчаника, содержащего уплотнённый песок и довольно крупные зерна. В процессе выветривания и эрозии слоёв этой породы они приобрели вид тёмных пятен. Фото, полученные 10 февраля (16-й сол), показали, что тонкие слои в скале сходятся и расходятся под малыми углами. Открытие этих слоёв было значимо для учёных, которые планировали эту миссию для проверки «гипотезы о воде».

Кратер Эндьюранс

20 апреля 2004 года (95-й сол) «Оппортьюнити» достиг кратера Эндьюранс, в котором видны несколько слоёв горных пород.

В мае марсоход объехал кратер, выполнив наблюдения с помощью инструмента Mini-TES, а также передав панорамные снимки кратера. Скала «Камень Льва» была изучена марсоходом на 107-й сол, её состав оказался близок к слоям, найденным в кратере Игл.

4 июня 2004 года члены миссии заявили о своем намерении спустить «Оппортьюнити» в кратер Эндьюранс, даже если не будет возможности из него выбраться. Целью спуска было изучение слоёв горных пород, видимые на панорамных снимках кратера. «Это — решающее и очень важное решение для миссии Mars Exploration Rovers», — сказал доктор Эдвард Вейлер, помощник администратора НАСА по космическим исследованиям.

Спуск «Оппортьюнити» в кратер начался 8 июня (133-й сол). Было установлено, что степень наклона боковых стенок кратера не является непреодолимым препятствием, более того, у ровера оставался запас в 18 градусов. 12, 13 и 15 июня 2004 года ровер продолжал спускаться в кратер. Хотя некоторые из колёс проскальзывали, было установлено, что проскальзывание колёс возможно даже при угле наклона в 30 градусов.

Во время спуска были замечены тонкие облака, похожие на земные. «Оппортьюнити» провел примерно 180 солов внутри кратера, прежде чем выбрался из него в середине декабря 2004 года (315-й сол).

Метеорит Heat Shield Rock

После выхода из кратера Эндьюранс в январе 2005 года «Оппортьюнити» выполнил осмотр своего теплозащитного экрана, защищавшего ровер при входе в атмосферу Марса и сброшенного перед посадкой.

Экран упал примерно в километре от места посадки ровера, образовав небольшой ударный кратер. Во время осмотра (345-й сол) за экраном был замечен необычный объект. Вскоре выяснилось, что это метеорит. Его назвали Heat Shield Rock (англ. «Камень Теплового Щита») — это был первый метеорит, найденный на другой планете.

После 25 солов наблюдения «Оппортьюнити» направился на юг к кратеру под именем Арго, который находился в 300 метрах от марсохода.

Застрял в песке

В период с 26 апреля 2005 года (446-й сол) по 4 июня 2005 года (484-й сол) «Оппортьюнити» находился в песчаной дюне Марса, так как забуксовал в ней.

Проблема началась 26 апреля 2005 года (446-й сол), когда «Оппортьюнити» случайно забуксовал в песчаной дюне. Инженеры сообщили, что на снимках видно, что четыре боковых колеса закопались больше, так как ровер попытался подняться на дюну, достигавшую приблизительно 30 сантиметров в высоту. Инженеры ровера дали дюне имя — «Чистилище».

Положение ровера в дюне было смоделировано на Земле. Во избежание осложнения ситуации и недопущения полного застревания марсохода в песке, его временно обездвижили. После различных испытаний с двойником «Оппортьюнити» на Земле была создана стратегия по спасению марсохода. Ровер двигали начиная с 13 мая 2005 года (463-й сол) лишь по несколько сантиметров вперёд, для того чтобы члены миссии могли оценить ситуацию на основании полученных результатов.

В 465-й и 466-й сол были выполнены ещё несколько манёвров, с каждым из которых марсоход продвигался на пару сантиметров назад. Наконец, последний манёвр был успешно завершен, и 4 июня 2005 года (484-й сол) все шесть колес «Оппортьюнити» выбрались на твёрдый грунт. После выхода из «Чистилища» на 498-й сол и 510-й сол «Оппортьюнити» продолжил своё путешествие в сторону кратера Эребус.

Кратер Эребус

В период с октября 2005 года по март 2006 года «Оппортьюнити» изучал кратер Эребус — большой, неглубокий, частично засыпанный грунтом кратер. Это была остановка по пути к кратеру Виктория.

Новая программа, измеряющая процент проскальзывания всех колёс, не позволила роверу снова застрять. Благодаря ей ровер смог избежать песчаной ловушки на 603-й сол. Программное обеспечение остановило двигатель, когда проскальзывание колёс достигло 44,5 %.

3 ноября 2005 года (628-й сол) «Оппортьюнити» проснулся посреди песчаной бури, которая длилась три дня. Ровер мог двигаться, предохранительный режим защиты от песчаных бурь был включён, но аппарат не делал изображения из-за плохой видимости. Через три недели ветер сдул пыль с солнечных батарей, после чего они вырабатывали приблизительно 720 Вт·час/сол.

11 декабря 2005 года (649-й сол) было обнаружено, что остановился электродвигатель на суставе манипулятора, отвечающий за свёртывание его во время движения. Решение проблемы заняло почти две недели. Сначала манипулятор убирали только во время движения и вытягивали ночью, чтобы воспрепятствовать окончательному его заклиниванию. Затем инженеры оставили манипулятор всегда вытянутым, так как возрос риск того, что его заклинит в свёрнутом положении и он станет полностью непригодным для работы.

22 марта 2006 года (760-й сол) «Оппортьюнити» оставил кратер Эребус и начал путешествие к кратеру Виктория, которого достиг в сентябре 2006 года (951-й сол). «Опортьюнити» исследовал кратер Виктория до августа 2008 года (1630-й — 1634-й сол).

Кратер Виктория

Кратер Виктория — большой кратер, находящийся примерно в 7 километрах от места посадки марсохода. Диаметр кратера в шесть раз больше, чем диаметр кратера Выносливость. Учёные считают, что обнажение горных пород вдоль стенок кратера даст более подробную информацию о геологической истории Марса, если ровер продержится достаточно долго, чтобы его исследовать.

26 сентября 2006 года (951-й сол) «Оппортьюнити» достиг кратера Виктория и передал первую панораму кратера, в том числе и панораму дюны, которая находится на дне кратера. Mars Reconnaissance Orbiter сфотографировал «Оппортьюнити» на краю кратера.

Пыльный шторм

К концу июня 2007 года пыльные бури начали затмевать марсианскую атмосферу пылью. Пыльная буря усилилась, и 20 июля как у «Оппортьюнити», так и у «Спирита» появилась реальная угроза выйти из строя из-за отсутствия солнечного света, необходимого для выработки электроэнергии. НАСА распространило сообщение для прессы, в котором говорилось: (частично) «Мы верим в наши роверы и надеемся, что они переживут этот шторм, хотя они и не разрабатывались для таких условий». Основная проблема заключалась в том, что пыльная буря резко снизила поступление солнечного света. В атмосферу Марса поднялось так много пыли, что она блокировала 99 % прямых солнечных лучей, которые должны падать на солнечные панели роверов. Марсоход «Спирит», который работает на другой стороне Марса, получал немного больше света, чем его близнец «Оппортьюнити».

Обычно солнечные батареи на роверах вырабатывают около 700 Вт·час/сол электроэнергии. Во время бури они вырабатывали значительно меньше электроэнергии — 150 Вт·час/сол. Из-за недостатка энергии роверы начали терять заряд аккумуляторов. Если аккумуляторы иссякнут, то основное оборудование, скорее всего, выйдет из строя из-за переохлаждения. 18 июля 2007 года солнечные панели марсохода генерировали только 128 Вт·час/сол электроэнергии — это самый низкий показатель с начала миссии. С «Оппортьюнити» общались только раз в три дня, экономя заряд аккумуляторов.

Пыльные бури продолжались до конца июля, а в конце месяца НАСА объявило, что марсоходы даже при очень низком энергопотреблении едва получают достаточно света, чтобы выжить. Температура в «Тепловом Блоке с Электроникой» «Оппортьюнити» продолжала падать. При низком уровне энергии марсоход может передавать ошибочные данные, чтобы избежать этого, инженеры переключили марсоход в спящий режим, а затем каждый сол проверяли, достаточно ли накопилось электроэнергии, чтобы аппарат проснулся и начал поддерживать постоянную связь с Землёй. Если энергии недостаточно, ровер будет спать. В зависимости от погодных условий «Оппортьюнити» может спать в течение нескольких дней, недель или даже месяцев — все это время пытаясь зарядить свои аккумуляторы. С таким количеством солнечного света вполне возможно, что марсоход никогда не проснется.

С 7 августа 2007 года буря начала ослабевать. Электроэнергия по-прежнему вырабатывалась в малых количествах, но её уже было достаточно для того, чтобы «Оппортьюнити» начал делать и передавать изображения. 21 августа уровень запыления по-прежнему снижался, аккумуляторы были полностью заряжены и впервые с того момента, как начались пыльные бури, «Оппортьюнити» был в состоянии передвигаться.

Утиный залив

«Оппортьюнити» прибыл к месту под названием «Утиный залив» 11 сентября 2007 года, а затем поехал назад, чтобы проверить свою тягу на склоне кратера Виктория. 13 сентября 2007 года он возвратился к нему, чтобы начать детальное исследование внутреннего склона, изучив состав пород в верхних частях «Утиного залива», мыса «Кабо-Верде».

Выход из кратера Виктория

18 июля 2009 года (1950-й сол) «Оппортьюнити» заметил тёмный камень, находящийся в противоположном направлении от ровера. «Оппортьюнити» направился к нему и достиг его 28 июля (1959-й сол). В процессе его изучения выяснилось, что это не камень, а метеорит. Позже ему было дано имя «Block Island». «Опортьюнити» простоял до 12 сентября 2009 года (2004-й сол), исследуя метеорит, после чего вновь направился к своей цели — кратеру Индевор.

19 мая 2010 года миссия «Оппортьюнити» продолжалась уже 2246 солов, что сделало её самой продолжительной в истории Марса. Предыдущий рекорд в 2245 солов принадлежал спускаемому аппарату «Викинг-1» (1982 год)

Прибытие к кратеру Индевор

29 августа (2700-й сол) «Оппортьюнити» продолжал эффективно функционировать, превысив запланированный срок (90 солов) в 30 раз. Когда ветер сдул пыль с солнечных батарей, ровер смог выполнять обширные геологические исследования марсианских пород и изучать своими инструментами особенности поверхности Марса.

9 августа 2011 года, потратив 3 года на преодоление 13 километров от кратера Виктория, «Оппортьюнити» прибыл к западному краю кратера Индевор в точке, названной «Пункт Спирита» в честь близнеца марсохода «Оппортьюнити», марсохода «Спирит». Диаметр кратера — 23 км. Он был выбран учёными для изучения более древних горных пород и глинистых минералов, которые могли бы образоваться в присутствии воды. Заместитель научного руководителя ровера, Рей Арвидсон, заявил, что ровер не будет работать внутри кратера Индевор, так как там, вероятно, содержатся только минералы, уже наблюдавшиеся ранее.

После прибытия к кратеру Индевор «Оппортьюнити» обнаружил новые марсианские явления, ранее не наблюдавшиеся. 22 августа 2011 года (2694-й сол) ровер начал исследовать большой кусок камня, образовавшийся в ходе извержения вулкана и названный «Тисдейл 2». «Он отличается от любых других камней, когда-либо обнаруженных на Марсе», — сказал Стив Сквайерз, научный руководитель «Оппортьюнити» в Корнеллском университете, Итака, штат Нью-Йорк. «Его состав подобен некоторым вулканическим породам, но в нём намного больше цинка и брома, чем в обычном камне. Мы получили подтверждение, что достижения „Оппортьюнити“ в кратере Индевор не уступают его удаче при приземлении, когда ровер случайно оказался в кратере с обнажёнными горными породами».

В начале декабря 2011 года «Оппортьюнити» проанализировал структуру под названием «Homestake». Был сделан вывод, что она состоит из гипса. С помощью трёх инструментов марсохода — микрокамеры, рентгеновского спектрометра альфа-частиц и набора светофильтров панорамных камер — определили, что в состав этих отложений входит гидратированный сульфат кальция — минерал, который образуется только в присутствии воды. Этому открытию было дано название «Slam Dunk» — доказательство того, что «вода когда-то текла по трещинам в скале»

23 января 2014 года марсоход отметил десять земных лет с момента посадки на Марс.

28 июля 2014 года NASA заявило, что марсоход проехал с начала миссии более 40 км, побив тем самым рекорд дальности передвижения по поверхности внеземных планетных тел, принадлежавший с 1973 года «Луноходу-2».

В 2016 году аппарат продолжал двигаться по краю кратера Индевор, преодолевая в день 10—20 метров, в поисках выхода глинистых минералов.

2018-2019

В июне 2018 года «Оппортьюнити» столкнулся с песчаной бурей планетарного масштаба, размер которой приблизительно соответствует размерам Североамериканского континента.

В таких суровых условиях выработка энергии оценивается всего в 21 Вт·час/сол — самый низкий уровень вырабатываемой энергии за историю миссии. До этого момента он составлял 128 Вт·час/сол во время пылевого шторма 2007 года. Последний сеанс связи с марсоходом состоялся 10 июня 2018 года (5111-й сол).

Так как пылевая буря препятствует поступлению солнечного света к солнечным батареям «Оппортьюнити», из-за нехватки энергии марсоход автоматически перешёл в режим глубокого энергосбережения. Питание подаётся только на обогреватели и на внутренние часы. Марсоход периодически просыпается для проверки уровня вырабатываемой электроэнергии, и если он недостаточен, то снова переходит в режим сна. Основную опасность в сложившейся ситуации представляет низкая окружающая температура и нехватка электроэнергии для обогрева жизненно важных систем, особенно двух литий-ионных аккумуляторов. Считается, что именно воздействие низких температур вывело из строя его близнеца — марсоход «Спирит». Однако существует ряд благоприятных факторов: относительно нехолодная пора года (не марсианская зима), близость Марса к перигелию орбиты, нахождение марсохода вблизи экватора планеты, а также сама пылевая буря — пыль в воздухе препятствует резким перепадам температур, выступая в качестве теплоизолятора. Было рассчитано, что температура внутри не должна упасть ниже критической. По последним переданным данным она составляла ?29 °C.

8 января 2019 года рядом с марсоходом прошла пылевая буря. Из-за сильной пылевой бури в июне 2018 Opportunity замолчал.

13 февраля 2019 года НАСА официально объявило о завершении миссии марсохода — после девяти месяцев попыток восстановить связь с марсоходом учёные прекратили попытки: 12 февраля НАСА отправило последнюю команду аппарату, но снова не получило ответ.

Марсоход, работа которого была запланирована лишь на 90 солов (марсианские сутки ~24 ч 40 мин), проработал почти 15 лет! За это время он успел накатать 45 км, поделиться с нами 217 000 фотографиями, посетить более 100 ударных кратеров, а также перевернуть и исследовать 52 инопланетных камня.

Источник: m.vk.com