Кіріспе
NASA Mars ровері, 2004-2010 жылдар аралығында белсенді. Бағдарлама = NASA Mars роверлері. Алдыңғы миссия = Sojourner. Келесі миссия = Opportunity. Spirit, сондай-ақ MER A (Mars Exploration Rover – A) немесе MER 2 деп те аталады, 2004-2010 жылдар аралығында белсенді болған Марс роботтық ровері. Ол Марс тау жыныстары мен планета бетінің ерекшеліктерін жан-жақты геологиялық талдау жүргізуге мүмкіндік берді. Миссияның алғашқы кезеңінен (90 солдық негізгі миссиясы) алынған алғашқы ғылыми нәтижелер Science журналының арнайы санында жарияланды. 2009 жылдың 1 мамырында (қонудан кейін 5 жыл, 3 ай, 27 Жер күні; жоспарланған миссия ұзақтығынан 21 есе артық), Spirit жұмсақ құмға батып қалды. Бұл миссияның «ішке қамау» оқиғаларының біріншісі емес еді. Келесі сегіз ай бойы NASA жағдайды мұқият талдады, Жердегі теориялық және практикалық модельдеулер жасады, содан кейін роверді өзін босатуға бағдарламалады. Бұл күш-жігер 2010 жылдың 26 қаңтарына дейін жалғасты, одан кейін NASA ровердің жұмсақ құмдағы орналасуы салдарынан қалпына келмейтін кедергіге тап болғанын мәлімдеді, бірақ ол қазіргі орналасқан жерінен ғылыми зерттеулерді жалғастырды. Ровер 2010 жылдың 22 наурызында Spirit-пен байланыс үзілгенге дейін стационарлық ғылыми платформа рөлінде жұмыс істеді. JPL 2011 жылдың 24 мамырына дейін байланыс орнатуға тырысты, содан кейін NASA жауап бермейтін ровермен байланыс орнату әрекеттері аяқталғанын және миссия аяқталғанын жариялады. Одан кейін NASA штаб-пәтерінде ресми қоштасу рәсімі өтті.
| programme = NASA Mars rovers
| previous mission = Sojourner
| next mission = Opportunity
Spirit, also known as MER A (Mars Exploration Rover – A) or MER 2, is a Mars robotic rover, active from 2004 to 2010. allowing more extensive geological analysis of Martian rocks and planetary surface features. Initial scientific results from the first phase of the mission (the 90 sol prime mission) were published in a special issue of the journal Science. On May 1, 2009 (5 years, 3 months, 27 Earth days after landing; 21 times the planned mission duration), Spirit became stuck in soft sand. This was not the first of the mission's "embedding events" and for the following eight months NASA carefully analyzed the situation, running Earth based theoretical and practical simulations, and finally programming the rover to make extrication drives in an attempt to free itself. These efforts continued until January 26, 2010, when NASA officials announced that the rover was likely irrecoverably obstructed by its location in soft sand,
though it continued to perform scientific research from its current location. The rover continued in a stationary science platform role until communication with Spirit stopped on March 22, 2010 (sol ). JPL continued to attempt to regain contact until May 24, 2011, when NASA announced that efforts to communicate with the unresponsive rover had ended, calling the mission complete. A formal farewell took place at NASA headquarters shortly thereafter.
Миссияның уақыт реті
Opportunity және Spirit марсоходтары ұзақ мерзімді Марсты зерттеу бағдарламасының бөлігі болды. Марсты зерттеу бағдарламасының төрт негізгі мақсаты – Марста өмірдің болу мүмкіндігін анықтау (әсіресе, Марста қалпына келтірілетін су табуға бола ма), Марстың климаты мен геологиясын сипаттау және Марсқа болашақ адам миссиясына дайындық жасау болды. Марсты зерттеу марсоходтары Марстың бетімен қозғалып, судың болғандығын және қандай минералдар бар екенін анықтау үшін, сондай-ақ Марстың барлау орбитасы (MRO) алған деректерді растау үшін геологиялық талдаулар жүргізуге тиіс болды. Екі марсоход та 90 сол (Жер күнімен 92 күн) өмір сүруге есептелген, бірақ олар күткеннен әлдеқайда ұзақ жұмыс істеді. Spirit миссиясы күтілген өмір сүру мерзімінен 20 есе ұзаққа созылды және 2011 жылдың 25 мамырында жұмсақ құмға батып, өзін босатуға тырысқанда қуат қоры таусылғаннан кейін миссиясы аяқталды деп жарияланды. Opportunity жоспарланған 90 солдан 55 есе ұзақ, 5498 күн бойы жұмыс істеді. Марсоходтың жағдайы туралы апталық жаңартулар архиві Opportunity Update Archive сайтында қолжетімді.
Ұшыру және қону
MER A (Spirit) және MER B (Opportunity) 2003 жылдың 10 маусымы мен 7 шілдесінде ұшырылды. Екі зерттеуші де Boeing Delta II 7925 9.5 зымыранымен Канаверал түбегіндегі 17-ші ғарыш ұшыру кешенінен (CCAFS SLC 17) ұшырылса да, MER B Trans Mars инъекциясы үшін қосымша энергия қажет болғандықтан, осы ұшыру құралының ауыр нұсқасын пайдаланды. Ұшыру машиналары бір-біріне жақын орналасқан платформаларға орнатылды, MER A – CCAFS SLC 17A-да, ал MER B – CCAFS SLC 17B-де. Екі платформаның болуы 15 және 21 күндік планеталық ұшыру кезеңдерін жақын арада жүзеге асыруға мүмкіндік берді; MER A үшін соңғы мүмкін ұшыру күні 2003 жылдың 19 маусымы, ал MER B үшін бірінші күн – 2003 жылдың 25 маусымы болды. НАСА-ның Ұшыру қызметтері бағдарламасы екі ғарыш кемесінің ұшырылуын басқарды. Spirit 2004 жылдың 4 қаңтарында 04:35 Ғарыш кемесі оқиға уақыты (SCET) бойынша Марс бетіне сәтті қонды. Бұл оның 90 солдық миссиясының бастауы болды, бірақ күн батареяларын тазалау іс-шаралары оның 2010 жылға дейін жалғасатын әлдеқайда ұзақ миссияның басталуын білдірді. Spirit сұйық судың әсеріне ұшыраған деп есептелетін Гусев кратерін, алып соққы кратеріндегі бұрынғы көлді нысана ретінде таңдады. Бұл ғалымдарға геологиялық мақсаттарды анықтап, сол жерлерге барып, орнында ғылыми зерттеулер жүргізуге қажетті ақпаратты ұсынды. MER тобы қону орнын "Колумбия еске алу станциясы" деп атады, бұл Космос шаттлы "Колумбия" апатында қаза болған жеті астронавттың құрметіне берілді. 2009 жылдың 1 мамырында (сол), марсоход жұмсақ құмға батып қалды, машина қарапайым топырақ қабатының астында жасырылған темір(III) сульфатынан (жарозиттен) тұратын жиынтыққа сүйенді. Темір сульфатының байланыс қабілеті өте төмен болғандықтан, марсоходтың дөңгелектеріне ұстау табу қиын болды. 2010 жылдың 26 қаңтарында (сол), марсоходты босатуға бірнеше ай тырысқаннан кейін, НАСА мобильді робот миссиясын стационарлық зерттеу платформасы ретінде қайта анықтауға шешім қабылдады. Платформаның батареяларын тиімді зарядтау үшін платформаны Күнге қатысты қолайлы бағытта орналастыруға күш-жігер жұмсалды. Бұл Марс қысында кейбір жүйелерді жұмыс істеуге қажет болды. 2010 жылдың 30 наурызында Spirit жоспарланған байланыс сеансын өткізіп жіберді және соңғы қуат көздерінің болжамдарына сәйкес, төмен қуатты қыстау режиміне кірген болуы мүмкін. Марсоходпен соңғы байланыс 2010 жылдың 22 наурызында (сол) тіркелді және марсоходтың батареясы белгілі бір сәтте энергиясын жоғалтып, миссия сағаты тоқтаған болуы мүмкін. Бұрынғы қыстарда марсоход Күнге қараған беткейге тұрып, ішкі температурасын жоғары ұстай алды, бірақ марсоход тегіс жерде батып қалғандықтан, оның ішкі температурасы төмендегені естілді. Егер Spirit осы жағдайдан аман қалса және тазалау оқиғасы болса, 2011 жылдың наурыз айында оңтүстік жазғы күн тоғысымен күн энергиясы марсоходты оятуға жеткілікті деңгейге жететін еді. Spirit "Трой" деп аталатын орнында, "Үй табағының" батыс жағында үнсіз күйінде қалды. 2010 жылдың 22 наурызынан (сол) бері марсоходтан ешқандай хабар алынбады. Spirit төмен қуат ақаулығына ұшырап, байланыс қоса барлық жүйелерін өшіріп, батареясын зарядтауға тырысып, терең ұйқыға кеткен болуы мүмкін. Марсоходтың сағаты бұзылған болуы да мүмкін. Егер осылай болғанда, марсоход уақытты жоғалтып, күн сәулесі күн панельдеріне тигенше ұйықтап қалуға тырысатын еді. Бұл күй "Solar Groovy" деп аталады. Егер марсоход миссия сағатының ақаулығынан оянса, ол тек тыңдайтын еді. 2010 жылдың 26 шілдесінен бастап (сол), миссия сағатының мүмкін болатын ақаулығын жою үшін жаңа процедура енгізілді.
Миссияның аяқталуы
JPL 2011 жылдың 25 мамырына дейін Spirit-пен байланыс орнатуға талпынысын жалғастырды, содан кейін NASA байланыс әрекеттерін тоқтатып, миссия аяқталғанын жариялады. NASA мәліметінше, марсоходтың "өмір сақтау жылытқыштарын" жұмыс істетуге жеткілікті энергия болмағандықтан, "күн сәулесі аз болған қатал марсиандық қыс" салдарынан "ішкі температурасы" тым төмендеген. Көптеген маңызды компоненттер мен қосылыстар "суықтан зақымдануға осал" болған. Spirit-тің жүрген жалпы арақашықтығы .
Дизайн және құрылыс
Spirit (және оның туысы Opportunity) - алты дөңгелекті, күн энергиясымен жұмыс істейтін роботтар, биіктігі, ені және ұзындығы белгілі бір шамада, ал салмағы – . Алты дөңгелек, қисайған тіреу жүйесінде орналасқан, қиын жерлерде жылжуға мүмкіндік берді. Әр дөңгелектің жеке моторы болды. Көлік алдыңғы және артқы дөңгелектер арқылы басқарылды және 30 градусқа дейін еңкейгенде қауіпсіз жұмыс істеу үшін жасалған. Максималды жылдамдығы ; , ал орташа жылдамдығы шамамен ; . Spirit пен Opportunity екеуінде де құлаған Дүниежүзілік сауда орталығының металл бөліктері бар, олар "бұрғылау механизмдеріндегі кабельдерді қорғау үшін қалқан ретінде пайдаланылды". Күн батареялары күн сайын он төрт сағатқа дейін шамамен 140 ватт энергия өндірді, ал қайта зарядталатын литий-ионды батареялар түнде пайдалану үшін энергия жинақтады. Spirit-тің бортындағы компьютері 20 МГц RAD6000 процессорын, 128 МБ DRAM және 3 МБ EEPROM-мен пайдаланады. Ровердің жұмыс температурасы – , радиоизотопты қыздырғыштар негізгі жылу деңгейін қамтамасыз етеді, қажет болған жағдайда электрлік қыздырғыштармен күшейтіледі. Байланыс төмен деректер жылдамдығымен жұмыс істейтін жан-жақты төмен пайдалы антеннаға және Жермен тікелей байланыста болатын бағытталатын жоғары пайдалы антеннаға тәуелді болды. Марс орбитасындағы ғарыш кемелеріне деректерді жіберу үшін де төмен пайдалы антенна қолданылды.
Қуат
Ровер күн батареялары мен қайта зарядталатын химиялық батареялардың үйлесімін пайдаланады. Осы сыныптағы роверлерде екі қайта зарядталатын литий батареясы бар, олардың әрқайсысы 8 ампер-сағат сыйымдылығы бар 8 элементтен тұрады. Миссияның басында күн панельдері бір сол күні батареяны және қуат жүйесін зарядтау үшін шамамен 900 ватт-сағатқа (Втс) дейін қуат бере алатын, бірақ бұл әртүрлі факторларға байланысты өзгеруі мүмкін. Жердегідей, Марста да маусымдық өзгерістер бар, олар қыс мезгілінде күн сәулесінің мөлшерін азайтады. Дегенмен, Марс жылы Жер жылынан ұзақ болғандықтан, маусымдар толығымен айналуына шамамен 2 Жер жылы қажет. 2016 жылға қарай MER B жеті Марс қысын бастан өткерді, сол кезде қуат деңгейі төмендеді, нәтижесінде ровер көп қуатты қажет ететін іс-шаралардан қашықтап өтті. Марс Күнге ең жақын келгенде шаңды дауылдар жиі болады. Бірақ, қазан айының басында дауыл басылғаннан кейін ол үнсіз қалды.
Ашылғандар
Гусев жазығындағы тау жыныстары базальттың бір түрі. Олардың құрамында оливин, пироксен, плагиоклаз және магнетит минералдары бар. Олар жанартаулық базальтқа ұқсайды, себебі олардың құрылымы ұсақ түйіршікті және ішінде дұрыс емес пішіндес тесіктер бар (геологтар оларды көпіршіктер және қуыстар деп атайды). Жазықтықтағы топырақтың көп бөлігі жергілікті тау жыныстарының ыдырауынан пайда болған. Кейбір топырақтарда никельдің жоғары деңгейі табылды; бұл, әдетте, метеориттерден. Талдау көрсеткендей, тау жыныстары судың өте аз мөлшерімен сәл өзгерген. Тау жыныстарының сыртқы қабықтары мен ішкі жарықтары судың минералдық қосылыстарын, мүмкін бром қосылыстарын жинағанын көрсетеді. Барлық тау жыныстары шаңмен жабылған және бір немесе бірнеше қатты қабаттармен қапталған. Бір түрлісін щеткамен сыпырып тастауға болады, ал екіншісін Rock Abrasion Tool (RAT) құралымен ұнтақтау қажет болды. Гусев кратеріндегі шаң планетаның барлық аймақтарындағы шаңмен бірдей. Барлық шаң магниттік екені анықталды. Сонымен қатар, Spirit шаңның магниттілігі магнетит минералына, әсіресе титан элементін қамтитын магнетитке байланысты екенін анықтады. Бір магнит барлық шаңды толығымен аударды, сондықтан барлық марсиан шаңы магниттік деп есептеледі. Шаңның спектрі орбиталық спутниктер арқылы анықталған Тарсис және Арабия сияқты жарқын, төмен жылулық инерциялы аймақтардың спектрлеріне ұқсас. Барлық беттерді бір миллиметрден кем емес қалыңдықтағы жұқа шаң қабаты жабады. Оның құрамында химиялық байланыстағы судың аздаған мөлшері бар.