2004 жылғы NASA-ның Марс ровері: Opportunity-дың саяхаты

Кіріспе

2004 жылы NASA Марс ровері жұмыртқаға жіберілді.

Opportunity, сондай-ақ MER B (Mars Exploration Rover – B) немесе MER 1 деп те аталады, бұл 2004 жылдан 2018 жылға дейін Марста белсенді болған роботтық ровер. Ровер 2018 жылғы планеталық шаң дауылға байланысты 10 маусымда байланысын үзіп, 2018 жылдың 12 маусымында күйге түсті. Ауа райы ашылғаннан кейін қайта іске қосылатыны күтілген, бірақ ол іске қосылмады, бұл күрт бұзылуға немесе шаң қабаты күн панельдерін жапқан болуы мүмкін екенін көрсетеді. NASA 2018 жылдың қарашасынан 2019 жылдың қаңтарына дейін күтілетін желді кезеңді пайдаланып, ровермен байланыс орнатуға үміттенді, бұл оның күн панельдерін тазалауға көмектесуі мүмкін. 2019 жылдың 13 ақпанында NASA Opportunity миссиясы аяқталғанын мәлімдеді, себебі ғарыш кемесі 2018 жылдың тамызынан бері жіберілген 1000-нан астам сигналға жауап берген жоқ.

Миссияның уақыт реті

Opportunity және Spirit марсоходтары ұзақ мерзімді Марсты зерттеу бағдарламасының бөлігі болды, бұл бағдарлама Марсты зерттеу бағдарламасының құрамына кіретін. Марсты зерттеу бағдарламасының төрт негізгі мақсаты – Марста өмірдің болу мүмкіндігін анықтау (әсіресе, Марста қалпына келтірілетін су табу мүмкіндігі), Марстың климаты мен геологиясын сипаттау және Марсқа адамдардың болашақ миссиясын дайындау. Марсты зерттеу роверлері Марс бетімен қозғалып, судың болғандығын және қандай минералдар бар екенін анықтау үшін геологиялық талдаулар жүргізуі керек еді, сондай-ақ Марстың барлау орбитасы (MRO) алған деректерді растауы тиіс болды. Екі ровер де 90 сол (Жер күнімен 92 күн) жұмыс істеуге есептелген, бірақ олар күткеннен әлдеқайда ұзақ өмір сүрді. 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 солдық өмір сүру мерзімінен 55 есе ұзақ, 5498 күн бойы жұмыс істеді. Ровердің жағдайы туралы апталық жаңартулардың архиві Opportunity Update Archive сайтында қолжетімді. 2004 жылдың 25 қаңтарында (GMT) (24 қаңтар, 2004 PST) ауа қаптамасымен қорғалған қондыру аппараты Бүркіт кратерінде Марс бетіне қонды. Бастапқы қону орнында, жалпақ жазықтықтағы кратерде Opportunity реголит пен тау жыныстарының үлгілерін сәтті зерттеп, қону орнының панорамалық суреттерін түсірді. Оның алған үлгілері NASA ғалымдарына гематит пен Марс бетінде судың бұрынғы болуы туралы гипотезалар жасауға мүмкіндік берді. Содан кейін, ол 2004 жылдың маусымынан желтоқсанына дейін зерттелген тағы бір кратер – Endurance кратеріне бару үшін Марс бетімен жүруге бағытталды. Кейіннен Opportunity өзінің жылу қалқанының құлау орнын зерттеп, Марс бетінде Heat Shield Rock деп аталатын тұтас метеоритті тапты. Opportunity 2005 жылдың қазан айынан 2006 жылдың наурызына дейін оңтүстікке қарай, үлкен, терең емес, ішінара көмілген Эребус кратеріне, Виктория кратеріне қарай жолдағы аялдамаға бағытталды. Ол роботтық манипуляторымен механикалық мәселелерге тап болды. 2006 жылдың қыркүйек айының соңында Opportunity Виктория кратеріне жетіп, оның шетін сағат тілімен зерттеуді бастады. 2007 жылдың маусымында ол Виктория кратеріне алғашқы қонған жеріне – Duck Bay-ге қайта оралды, ал 2007 жылдың қыркүйегінде кратерде егжей-тегжейлі зерттеуді бастады. 2008 жылдың тамызында Opportunity Виктория кратерінен Endeavour кратеріне бет бұрды, ол жерге 2011 жылдың 9 тамызында жетті. 2013 жылдың қаңтарынан бастап күн сәулелі панельдердегі шаңның әсері (күн энергиясын өндіруді анықтайтын факторлардың бірі) 2013 жылдың 5 желтоқсанында 0,467 (сол 3507) деңгейінен 2014 жылдың 13 мамырында 0,964 (сол 3662) деңгейіне дейін өзгерді. Бірақ, амнезия оқиғалары жалғасты, нәтижесінде аппарат қайта іске қосылды. Осыған байланысты, 2015 жылдың 23 мамырындағы (Sol 4027) ровер тек RAM режимінде жұмыс істеуге конфигурацияланды, сақтау үшін ұшпайтын жадты пайдаланудан толығымен бас тартты.

Opportunity and Spirit rovers were part of the Mars Exploration Rover program in the long term Mars Exploration Program. The Mars Exploration Program's four principal goals were to determine if the potential for life exists on Mars (in particular, whether recoverable water may be found on Mars), to characterize the Mars climate and its geology, and then to prepare for a potential human mission to Mars. The Mars Exploration Rovers were to travel across the Martian surface and perform periodic geologic analyses to determine if water ever existed on Mars as well as the types of minerals available, as well as to corroborate data taken by the Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Both rovers were designed with an expected 90 sols (92 Earth days) lifetime, but each lasted much longer than expected. Spirit mission lasted 20 times longer than its expected lifetime, and its mission was declared ended on May 25, 2011, after it got stuck in soft sand and expended its power reserves trying to free itself. Opportunity lasted 55 times longer than its 90 sol planned lifetime, operating for 5498 days from landing to mission end. An archive of weekly updates on the rover's status can be found at the Opportunity Update Archive. On January 25, 2004 (GMT) (January 24, 2004, PST), the airbag protected landing craft settled onto the surface of Mars in the Eagle crater. From its initial landing into an impact crater amidst an otherwise generally flat plain, Opportunity successfully investigated regolith and rock samples and took panoramic photos of its landing site. Its sampling allowed NASA scientists to make hypotheses concerning the presence of hematite and past presence of water on the surface of Mars. Following this, it was directed to travel across the surface of Mars to investigate another crater site, Endurance crater, which it explored from June to December 2004. Subsequently, Opportunity examined the impact site of its own heat shield and discovered an intact meteorite, now known as Heat Shield Rock, on the surface of Mars. Opportunity was directed to proceed in a southerly direction to Erebus crater, a large, shallow, partially buried crater and a stopover on the way south towards Victoria crater, between October 2005 and March 2006. It experienced some mechanical problems with its robotic arm. In late September 2006, Opportunity reached Victoria crater and explored along the rim in a clockwise direction. In June 2007 it returned to Duck Bay, its original arrival point at Victoria crater; in September 2007 it entered the crater to begin a detailed study. In August 2008, Opportunity left Victoria crater for Endeavour crater, which it reached on August 9, 2011. Since January 2013, the solar array dust factor (one of the determinants of solar power production) varied from a relatively dusty 0.467 on December 5, 2013 (sol 3507), to a relatively clean 0.964 on May 13, 2014 (sol 3662). amnesia events continued to occur, however, which eventually resulted in vehicle resets. In light of this, on Sol 4027 (May 23, 2015), the rover was configured to operate in RAM only mode, completely avoiding the use of non volatile memory for storage.

Миссияның аяқталуы

2018 жылдың маусым айының басында үлкен планеталық шаң дауыл пайда болды, және бірнеше күн ішінде ровердің күн батареялары байланыс орнатуға жеткілікті қуат өндіре алмады, соңғы байланыс 2018 жылдың 10 маусымында тіркелді. Бірақ ровер қазан айының басында дауыл аяқталғаннан кейін де үнсіз қалды. Команда 2018 жылдың қарашасы мен 2019 жылдың қаңтары аралығында желді кезеңнің күн батареяларын шаңнан тазартатынын үміттенеді, өйткені мұндай жағдай бұрын да болған. 2019 жылдың 12 ақпанында миссия тобының бұрынғы және қазіргі мүшелері реактивті қозғалтқыш зертханасының (JPL) ғарыш ұшу операциялары орталығында жиналып, Калифорниядағы Голдстоун терең ғарыш байланыс кешенінің антеннасы арқылы Opportunity роверіне жіберілетін соңғы командаларды бақылады. Командалардың соңғы 4 жиынтығын 25 минуттан кейін ровермен байланыс орнату әрекеттері Австралияның Канберра қаласына берілді. 2018 жылдың маусымынан 2019 жылдың қаңтар соңына дейін сигнал жоғалғаннан бері 835-тен астам қалпына келтіру командалары жіберілді, ал 2019 жылдың 13 ақпанына дейін 1000-нан астам қалпына келтіру командалары жіберілді. 13 ақпанда NASA өкілдері баспасөз конференциясын өткізіп, миссияның ресми түрде аяқталғанын жариялады. NASA-ның әкімшісі Томас Зурбухен: "Сондықтан мен мұнда Opportunity миссиясының аяқталғанын шынайы ризашылықпен жариялаймын" деді. NASA ровермен байланыс орнатуға тырысуларын тоқтатқанда, соңғы дерек ретінде Билли Холидей орындаған "I'll Be Seeing You" әні жіберілді. Opportunity-ге қажетті ресурстар Марс роверлері Curiosity және Perseverance-ді қолдау үшін қайта бағытталды.

Дизайн және құрылыс

Opportunity (және оның туысы Spirit) - алты дөңгелекті, күн энергиясымен жұмыс істейтін, биік, ені кең және ұзын роботтар, салмағы шамамен . Алты дөңгелек, қисайған тіреу жүйесінде орналасқан, қиын жерлерде жылдам қозғалуға 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 ; болды. Spirit пен Opportunity екеуінің де құлаған Дүниежүзілік сауда орталығының металл бөліктері бар, олар "бұрғылау механизмдеріндегі кабельдерді қорғау үшін қалқан ретінде пайдаланылды". Күн батареялары күн сайын 14 сағатқа дейін шамамен 140 ватт энергия өндірді, ал қайта зарядталатын литий-ионды батареялар түнде пайдалану үшін энергия жинақтады. Opportunity-дің бортындағы компьютері 20 МГц RAD6000 процессорын, 128 МБ DRAM және 3 МБ EEPROM-мен пайдаланады. Ровердің жұмыс температурасы аралығында, радиоизотопты қыздырғыштар негізгі жылу деңгейін қамтамасыз етеді, қажет болған жағдайда электрлік қыздырғыштармен күшейтіледі. Байланыс төмен деректер жылдамдығымен жұмыс істейтін, барлық бағытта сигнал беретін антенна және Жермен тікелей байланысқа түсетін бағытталған жоғары пайдалы антеннаға негізделген. Марс орбитасындағы ғарыш кемелеріне деректерді жіберу үшін де төмен пайдалы антенна қолданылды.

Басқа сілтемелер

А. Дж. С. Рейлдің planetary.org сайтындағы МЭР жобасының барысы туралы есептерінің архиві.