Марсоход Sojourner, находившийся на Марсе в 1997 году, преодолевал за то же время расстояние в три раза меньшее. ] Название марсохода Соджорнер дословно означает «временный житель» или «проезжий», оно было дано победительницей голосования — 12-летней девочкой из штата Коннектикут, США.
Год на Марсе: что успел сделать ровер Perseverance
Поскольку первая тройка марсоходов NASA уже вышла из строя, в настоящее время по красным дюнам рассекает всего лишь один ровер. 3) американский марсоход «Соджорнер» (Sojourner) работал на Марсе с 4.07.1997 по 27.09.1997. Проехал 100 метров, пока не прервалась связь. «Марс Пасфайндер» и марсоход «Соджорнер» при сворачивании в стартовое положение. Фото Красной планеты полученное с посадочного модуля Pathfinder, который доставил на поверхность Марса самый первый марсоход Sojourner. Марсоход Sojourner После Викингов наступило некоторое затишье в изучении и подготовке к освоению Марса. В рамках программы "Марсопроходец" — Mars Pathfinder, марсоход "Sojourner" (в переводе на русский — "Пришелец") передал 550 снимков и провел 15 анализов пород.
Mars Pathfinder посадочный модуль и марсоход Sojourner
А что нам рассказывают? Ненаучную фантастику. Кстати, я тут нашел развесовку НАСА по миссиям Спирита и Оппортюнити: Перелётный модуль 243 кг включая 50 кг топлива Теплозащитный экран 78 кг Задний экран и парашют 209 кг Посадочная платформа 348 кг Марсоход 185 кг Суммарная масса 1063 кг Поскольку последующие Куриозити и Персеверанс используют точно такую же схему полета и посадки, можно воспользоваться принципом подобия, и пересчитать массу компонентов, отталкиваясь от массы марсохода. Персеверанс весит 1025 кг — в 5. Это значит, что перелетный модуль с марсоходом то есть полезная нагрузка, которую ракета должна была отправить на траекторию полета к Марсу — а это выше, чем ГСО должна была весить почти 6 тонн. Вот официальное фото этого запуска: Мы видим ракету Atlas V с двумя боковыми ускорителями. Это ракета серии 500, конкретно тип 521 1 ЖРД маде ин раша и два ускорителя. Эта ракета выводит на ГСО нагрузку не более 2540 кг. Скажу больше — в модельном ряду ракеты Atlas V модификации, которая могла бы вывести на ГСО нагрузку под 6 тонн, вообще не существует.
Самая мощная модификация 551 выводит на ГСО 3850 кг, и на этом — всё. И на фото — явно не она, потому что 551 — это 5 твердотопливных ускорителей, она выглядит как наш Протон, вся по кругу в этих баллонах. То есть вывод Персеверанса к Марсу той ракетой, которую запустили официально 30 июля 2020 года — невозможен. Новостной сайт E-News.
Это привело к разрушению дюн, образовавшихся в ледниковый период. Со временем ветер планеты стер дюны, превратив их в длинные темные хребты известные как поперечные эоловые хребты , которые сегодня пересекают большую часть планеты.
Поперечные эоловые хребты запечатленные орбитальным аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter. Ученые считают, что ледниковые периоды на Марсе являются результатом циклов Миланковича, которые вызывают изменения осевого наклона планеты из-за гравитационного взаимодействия с Солнцем и большими планетами. Во время ледникового периода, который, как сейчас считается, длился от 2,1 млн. Сегодня Марс вращается под углом около 25 градусов, что немного больше, чем 23,5 градуса у Земли. Когда наклон изменился 400 тысяч лет назад, климат сразу же начал меняться.
Он впал в зимнюю спячку в северном полушарии планеты.
Ожидалось, что он самостоятельно проснётся в декабре, как только условия освещение и температура улучшатся. Однако, когда наступил и прошёл декабрь, китайские исследователи продолжали хранить молчание.
В 2006 г. Высокий КПД и компактность нового устройства существенно повысит возможность комплекса. Аппарат работает следующим образом. В отсутствии пыльной бури работают солнечные батареи. Во время пыльной бури солнечные батареи закрыты и работают элементы с трибоэлектрическим покрытием. Для этого поворачивают основание 14 так, чтобы его ось симметрии совпала с направлением ветра, а приёмные пластины 15 устанавливают вертикально подачей напряжения на спираль соленоида 24. При этом вокруг соленоида 24 возникает магнитное поле, которое втягивает сердечник 25 внутрь соленоида 24. Тяги 26 поворачивают приёмные пластины 15 в вертикальное положение.
Их магнитики 19 притягиваются друг к другу и замыкаются по парам, образуя разделители 21 воздушного потока. При этом магнитики 19 на пластинах 15 подобраны таким образом, что их сила притяжения друг к другу на 1-2 порядка слабее раскрывающей силы устройства поднимания и опускания приёмных пластин, благодаря чему магнитики 19 не препятствуют работе этой системы. Воздух, наполненный песчинками, скользит между разделителями 21. Частицы песка касаются трибоэлектрических поверхностей и за счет их взаимного трения электризуются. С поверхностей, покрытых трибоэлектрическими покрытиями, заряды поступают на токосъёмники и направляются на аккумуляторы и распределительное устройство. Частицы песка, достигнув экрана 16, отдают ему электрический заряд, который поступает на аккумуляторы и распределительное устройство. Таким образом, при любой погоде обеспечивается непрерывное энергоснабжение марсохода. В исходном положении марсоход закреплен на грунте и своей массой опирается на мотор-колеса 9. Форма корпуса в виде верхней половины эллипсоида вращения уменьшает срывающее действие ветра. Для начала движения марсоход извлекает из поверхностного слоя заглубленные закрепляющие устройства.
При движении на небольшие расстояния используются мотор-колеса 9. При передвижении на большие расстояния на диск Брауна основного модуля подается постепенно увеличивающиеся высокое напряжение, причем на верхний электрод 5 — положительное, а на нижний электрод 6 — отрицательное. За счет эффекта Бифельда-Брауна возникает сила, направляющая взлетно-посадочный комплекс вверх. После того, как эта сила превзойдет по величине силу гравитации, взлетно-посадочный комплекс оторвется от грунта и начнет подниматься вверх. При достижении заданной высоты прекращают увеличение напряжения на электроды 5 и 6 основного модуля. Для горизонтального движения подают высокое напряжение на направляющие конденсаторы основного модуля, а для поворота — на один из них. Обстановка в пути контролируется визуально через окно 27 основного модуля и с помощью радиолокатора. Форма корпуса сверху — выпуклая, снизу — плоская дает подъемную силу, что позволяет экономить электроэнергию, подаваемую на электроды 5 и 6 основного модуля. При завершении полета, достигнув района посадки, снижают напряжение, подаваемое на конденсатор диска Брауна. Транспортное средство опускается на грунт.
Для взлета с планеты на диск Брауна подается постепенно увеличивающееся высокое напряжение. За счет эффекты Бифельда-Брауна возникает сила, направляющая аппарат вверх. После выхода на околомарсианскую орбиту управление модулем производиться следующим образом: Для движения в направлении от планеты на диск Брауна подается постепенно увеличивающееся высокое напряжение, причем на верхний электрод 5 — положительное, на нижний 6 — отрицательное. Для движения в направлении к планете на диск Брауна постепенно увеличивающееся высокое напряжение, причем на верхний электрод 5 — отрицательное, на нижний 6 — положительное. Для горизонтального движения подают высокое напряжение на направляющие конденсаторы взлетного модуля, а для поворота — на один из них. Обстановка в пути контролируется визуально через окно 27 и с помощью радиолокатора. Выводы 1. Предложена конструкция марсохода, обеспечивающая его непрерывное энергообеспечение в различных погодных условиях планеты, включая пыльные бури, с использованием солнечных батарей и электрогенераторов на основе трибоэффекта. Рассмотрены условия работы транспортного средства на поверхности Марса и требования, предъявляемые к его конструкции. Использован способ передвижения и взлета транспортного средства по поверхности космического объекта — полет с использованием электрокинетического эффекта Бифельда-Брауна на безопасной высоте над неровностями рельефа объекта.
В качестве движителя транспортного средства на небольшие расстояния предложено использовать мотор-колеса. Предложена композиционная схема спускаемого аппарата, рассмотрены конструктивные особенности устройства и возможные источники энергии для его движения. Список литературы 1. Горшков Л «Полет человека» — Наука и жизнь. Seidelmann P. Simon J. Numerical expressions for precession formulae and mean elements for the Moon and the planets.
Вечный сон: китайский ровер на Марсе так и не смог проснуться после зимней спячки
На данный момент марсоход бездействует, но он успел передать важные данные, которые помогли сделать важное открытие на Марсе. Напомню, что этот марсоход, работающий на солнечных батареях, не проснулся после долгой марсианской зимы, и пока неясно, проснется ли он вообще. Тем не менее, Китайское национальное космическое управление CNSA располагает огромным количеством научных данных, полученных в ходе этой миссии, и именно так команда обнаружила свидетельства, указывающие на радикальное изменение марсианского климата несколько сотен тысяч лет назад. Средняя температура на Марсе составляет около -63 градусов по Цельсию, и на нем есть ледяные шапки из замороженного углекислого газа и воды. Теперь стало известно, что до последнего климатического изменения на планете было еще холоднее. Китайская команда использовала мультиспектральные камеры, спектрофотометры, магнитные датчики и радар Zhurong; а затем добавила спутниковые фотографии очень высокого качества с орбитального зонда Tianwen-1. Ученые пришли к временному промежутку в 400 000 лет, определив, сколько ударных кратеров было обнаружено на вершинах дюн.
Результаты для первой ячейки сравнивались с результатами для второй фотоэлектрической ячейки, подвергшейся воздействию марсианской среды.
Второй датчик использовал микровесы с кварцевым кристаллом QCM для измерения удельного веса пыли, осевшей на датчике, на единицу поверхности. Это не зависело от того, неподвижен или движется марсоход. Это говорит о том, что пыль, оседающая на марсоходе, была взвешена в атмосфере и не была поднята движением марсохода. Система контроля Соджорнер преодолевает разницу в высоте. Поскольку было установлено, что трансмиссии, относящиеся к вождению Sojourner, происходят один раз в каждый день, марсоход был оснащен компьютеризированной системой управления, чтобы управлять его движениями независимо. Был запрограммирован ряд команд, обеспечивающих соответствующую стратегию преодоления препятствий. Одной из основных команд была «Перейти к путевой точке».
Предусматривалась местная система отсчета, источником которой был спускаемый аппарат. Координатные направления фиксировались в момент приземления с учетом направления на север. Во время сеанса связи марсоход получил с Земли командную строку, содержащую координаты точки прибытия, которую он должен был достичь автономно. Алгоритм, реализованный на бортовом компьютере, в качестве первого варианта пытался достичь препятствия по прямой из начальной позиции. Используя систему фотографических объективов и лазерных излучателей, марсоход мог определять препятствия на этом пути. Бортовой компьютер был запрограммирован на поиск сигнала лазеров на изображениях камер. В случае плоской поверхности и отсутствия препятствий положение этого сигнала не изменилось относительно опорного сигнала, сохраненного в компьютере; любое отклонение от этого положения позволяло определить тип препятствия.
Фотографическое сканирование выполнялось после каждого продвижения, равного диаметру колес 13 см 5,1 дюйма , и перед каждым поворотом. Одно из изображений обнаружения препятствий, сделанных Sojourner. Лазерный след хорошо виден. При подтвержденном присутствии препятствия компьютер дал команду выполнить первую стратегию, чтобы избежать его. Марсоход, оставаясь сам по себе, вращался до тех пор, пока препятствие не исчезло из поля зрения. Затем, продвинувшись вперед на половину своей длины, он пересчитал новый прямой путь, который приведет его к точке прибытия. В конце процедуры компьютер не помнил о существовании препятствия.
Угол поворота колес регулировался потенциометрами. На особенно неровной местности описанной выше процедуре могло бы помешать наличие большого количества препятствий. Поэтому существовала вторая процедура, известная как «продеть иглу», которая заключалась в прохождении между двумя препятствиями по биссектрисе между ними, при условии, что они были достаточно разнесены, чтобы позволить марсоходу пройти. Если бы марсоход наткнулся на просвет до достижения заранее определенного расстояния, ему пришлось бы вращаться вокруг себя, чтобы рассчитать новую прямую траекторию для достижения цели. И наоборот, марсоходу пришлось бы вернуться и попробовать другую траекторию. В крайнем случае, на передней и задней поверхностях марсохода были установлены контактные датчики. Чтобы облегчить направление движения марсохода, с Земли можно было бы управлять соответствующим вращением на месте.
Команда была «Поверните» и выполнялась с помощью гироскопа. Три акселерометра измеряли ускорение свободного падения в трех перпендикулярных направлениях, что позволяло измерить уклон поверхности. Пройденное расстояние определялось числом оборотов колес. Мари Кюри Мария Кюри в музее см. Также с других ракурсов: 1 , 2 , 3 Мария Кюри - запасной вариант для Соджурнера. Во время оперативной фазы на Марсе последовательность самых сложных команд, которые должны были быть отправлены Соджорнеру, были проверены на этом идентичном марсоходе в Лаборатории реактивного движения. НАСА планировало отправить Марию Кюри на отмененную миссию Mars Surveyor 2001 ; Было предложено отправить его в 2003 году, предлагая развернуть Марию Кюри «с использованием роботизированной руки, прикрепленной к посадочному модулю».
Вместо этого, Mars Exploration Rover программа была начата в 2003 г. В 2015 г. По словам историка космоса и куратора NASM Мэтта Шинделла: Мари Кюри ровер был полностью эксплуатационный блок, я не уверен , в какой момент было принято решение , которое будет летать , и которые можно было бы остаться дома, но он был готов заменить основной блок в любой момент. Mars Yard Соджорнер на испытательной площадке Mars Yard см. Также тестовый марсоход на Yard Чтобы протестировать прототипы роботов и их приложения в условиях естественного освещения, JPL построила смоделированный марсианский пейзаж под названием «Марсианский двор».
Действующих вулканов на поверхности Марса нет, поэтому актуальна версия о существовании живых микроорганизмов. Их следует искать в почве и льдах планеты — на поверхности условия непригодны для жизни из-за разреженной атмосферы и большого количества радиации.
Эти и другие факторы похожий на земной наклон оси, наличие смены времен года, разнообразие минералов делают планету невероятно интересной для изучения. Более полувека человечество пытается получить полные и достоверные данные об этой планете. Рассмотрим предшественников «Perseverance». Попытка мягкой посадки Марса-2 оказалась неудачной, аппарат разбился о поверхность Марса, став первым рукотворным объектом, коснувшимся ее. Марс-3 первым в мире успешно приземлился на красную планету 2 декабря 1971 года, однако проработал лишь 20 секунд после посадки. Он успешно достиг поверхности Марса 4 июля 1997 года в рамках миссии «Mars Pathfinder». Аппарат изучал планету в течение трех месяцев при помощи инструментов для анализа атмосферы, климата и состава окаменелостей и грунта.
Оба аппарата были оснащены передовыми инструментами для изучения почвы и атмосферы, а энергию получали от солнечных батарей, как и «Sojourner».
В феврале она достигла орбиты Марса. Но только Соединённым Штатам удавалось успешно эксплуатировать марсоходы на Красной планете.
Агентство сообщает , что председатель КНР Си Цзиньпин поздравил в субботу представителей аэрокосмической отрасли Китая с успешной посадкой "Тяньвэнь-1" на Марс. Как отметил глава государства, успешная посадка аппарата на Марс ознаменовала новый этап в межпланетных исследованиях КНР. Длина ровера составляла 65 см, ширина — 48 см, высота — 30 см, вес — 10,5 кг.
Марсоход «Perseverance» на пути к Марсу
Основание 1 соединено с корпусом 2, выполненным заодно с кабиной 3 для экипажа основного модуля, имеет форму, близкую к форме верхней половины эллипсоида вращения. К кабине 3 примыкает шлюзовая камера 4. На основании в центре тяжести основного модуля установлен диск Брауна, включающий куполообразный верхний электрод 5 и нижний дискообразный электрод 6, имеющий диаметр в 3 раза меньше диаметра верхнего электрода. Между электродами помещен керамический диэлектрик 7. По периметру нижняя часть корпуса 2 соединена с «юбкой» 8. В исходном положении она защищает нижнюю часть транспортного средства от внешнего воздействия, а при движении в атмосфере — снижает аэродинамическое сопротивление устройства. На нижней поверхности основания 1 закреплены мотор-колеса 9.
Симметрично относительно оси транспортного средства в задней его части установлены направляющие конденсаторы основного модуля 10 и 11. В корпусе марсохода размещены: —блок 12, состоящий из аккумуляторов и распределяющего устройства, на которое подается электрический ток с электрообеспечивающей части марсохода; —отсеки для научного оборудования, образцов и инструментов 13; —системы управления спускаемого аппарата, навигационное оборудование и электрическая схема на чертежах не показаны. Электрообеспечивающая часть марсохода представляет собой основание 14 рис. Между корпусом 2 и основанием 14 установлены ролики на чертежах не показаны для облегчения движения основания 14 по корпусу 2. На основании 14 параллельно его оси симметрии с возможностью принимать вертикальное и горизонтальное положение шарнирно закреплены приемные пластины 15, а в конце основания 14 с некоторым зазором от него установлен экран 16, также установлен противовес экрану 16, расположенный на противоположной части под основанием 14. Приемные пластины 15 с одной стороны имеют солнечные батареи 18 и на стороне, противоположной шарниру — магнитики 19 рис.
На другой стороне пластины 15 нанесено трибоэлектрическое покрытие 20, то есть такое покрытие, которое при трении об него песчинок в результате трибоэлектрического эффекта возникают электрические заряды. Пластины 15 размещены на основании 14 попарно таким образом, что при принятии ими вертикального положения взаимно перекрываются солнечные батареи 18, а магнитики 19 притягиваются друг к другу, образуя плотно сцепленные разделители 21 в каждой паре рис. Поверхности основания 14, открываемые при принятии пластинами 15 вертикального положения, также имеют трибоэлектрическое покрытие. К вершине корпуса 2 изнутри прикреплен электропривод 22, вал 23 которого связан с основанием 14. Приемные пластины 15 и экран 16 снабжены токосъемниками на чертежах не показаны и электрически соединены с блоком 12. Устройство для поднимания приемных пластин 15 в вертикальное положение и опускания их включает соленоид 24 с ферромагнитным сердечником 25, соединенным шарнирно тягами 26 с приемными пластинами 15.
В 2006 г. Высокий КПД и компактность нового устройства существенно повысит возможность комплекса. Аппарат работает следующим образом. В отсутствии пыльной бури работают солнечные батареи. Во время пыльной бури солнечные батареи закрыты и работают элементы с трибоэлектрическим покрытием. Для этого поворачивают основание 14 так, чтобы его ось симметрии совпала с направлением ветра, а приёмные пластины 15 устанавливают вертикально подачей напряжения на спираль соленоида 24.
При этом вокруг соленоида 24 возникает магнитное поле, которое втягивает сердечник 25 внутрь соленоида 24. Тяги 26 поворачивают приёмные пластины 15 в вертикальное положение. Их магнитики 19 притягиваются друг к другу и замыкаются по парам, образуя разделители 21 воздушного потока. При этом магнитики 19 на пластинах 15 подобраны таким образом, что их сила притяжения друг к другу на 1-2 порядка слабее раскрывающей силы устройства поднимания и опускания приёмных пластин, благодаря чему магнитики 19 не препятствуют работе этой системы. Воздух, наполненный песчинками, скользит между разделителями 21. Частицы песка касаются трибоэлектрических поверхностей и за счет их взаимного трения электризуются.
С поверхностей, покрытых трибоэлектрическими покрытиями, заряды поступают на токосъёмники и направляются на аккумуляторы и распределительное устройство. Частицы песка, достигнув экрана 16, отдают ему электрический заряд, который поступает на аккумуляторы и распределительное устройство. Таким образом, при любой погоде обеспечивается непрерывное энергоснабжение марсохода. В исходном положении марсоход закреплен на грунте и своей массой опирается на мотор-колеса 9. Форма корпуса в виде верхней половины эллипсоида вращения уменьшает срывающее действие ветра. Для начала движения марсоход извлекает из поверхностного слоя заглубленные закрепляющие устройства.
При движении на небольшие расстояния используются мотор-колеса 9. При передвижении на большие расстояния на диск Брауна основного модуля подается постепенно увеличивающиеся высокое напряжение, причем на верхний электрод 5 — положительное, а на нижний электрод 6 — отрицательное. За счет эффекта Бифельда-Брауна возникает сила, направляющая взлетно-посадочный комплекс вверх. После того, как эта сила превзойдет по величине силу гравитации, взлетно-посадочный комплекс оторвется от грунта и начнет подниматься вверх. При достижении заданной высоты прекращают увеличение напряжения на электроды 5 и 6 основного модуля. Для горизонтального движения подают высокое напряжение на направляющие конденсаторы основного модуля, а для поворота — на один из них.
Обстановка в пути контролируется визуально через окно 27 основного модуля и с помощью радиолокатора. Форма корпуса сверху — выпуклая, снизу — плоская дает подъемную силу, что позволяет экономить электроэнергию, подаваемую на электроды 5 и 6 основного модуля.
Оперативно управлять марсоходом невозможно — сигнал от Земли до Марса идет от 4 до 20 минут. Китайская космическая программа: курс на Марс и обратную сторону Луны К сожалению, двум первым марсоходам так и не довелось ступить на поверхность планеты. Спускаемый аппарат "Марс-2" разбился, а "Марс-3" потерял связь с центром управления сразу после посадки. Основной целью первой миссии агентство ставило отработку мягкой посадки. Спускаемый модуль состоял из неподвижной станции и легкого марсохода "Соджорнер". Станция использовалась для связи с Землей, так как антенна марсохода могла передавать данные только в радиусе 500 м. Помимо этого, на станции было несколько камер и собственная метеостанция.
Энергию ровер получал от солнечных батарей, хотя нес на борту и три радиоизотопных элемента — для поддержания температуры в блоке с электроникой.
Камеры Pathfinder были довольно неплохими, даже несмотря на всё своё несовершенство по сравнению даже с самыми плохими их аналогами, установленными на Curiosity и Perseverance. Объективы для макросъёмки, функции увеличения и несколько цветных фильтров — всё это помогало собирать ценные данные. Pathfinder также служил марсианской «метеостанцией», снимая показания ветра, температуры и давления на поверхности. И, пожалуй, самое главное — миссия Pathfinder и Sojourner доказала возможность посадить и эксплуатировать марсоход на Красной Планете. Всё заработало. Воздушные мешки надулись и защитили посадочный модуль и марсоход, пока они отскакивали и отскакивали от каменистой марсианской поверхности.
Sojourner спустился по своей рампе и свободно двигался по грунту независимо, не соединённый с Pathfinder какими-либо тросами или электрическими кабелями. И как посадочный модуль, так и марсоход продолжили проводить ценные научные исследования, передавая изображения и данные учёным на Земле — данные, которые изучались в течение 26 лет. В то время как посадочный модуль Pathfinder оснащался более качественными камерами, сам Sojourner обладал только базовыми возможностями в области получения изображений. Контраст между первым марсоходом и его современными высокотехнологичными научными собратьями явно виден на отправленных ими снимках. Вверху: вид Perseverance на холм Санта-Крус в кратере Езеро в 2021 году. Справа: вид Sojourner на камень Йоги в 1997 году. Хотя последний раз марсоход был замечен снимках Pathfinder в 13 метрах от него, он продолжал двигаться и после этого.
На изображениях можно было различить посадочный модуль и его окружение, а также кластер пикселей, которым мог быть как Sojourner, так и простая куча камней.. На снимках также видно что-то на расстоянии около 6 метров от Pathfinder, но что именно — неясно. Возможно, Sojourner действительно достиг борта Pathfinder и остался там, как верный друг, пока не увидел свой последний восход. К сожалению, мы этого никогда не узнаем — по крайней мере, до тех пор, пока в этом районе не побывают люди, если они вообще там побывают. Sojourner в значительной степени был забыт широкой общественностью. Однако он оставил неизгладимый след в жизни NASA и тех, кто там работает, проложив дорогу для всех последующих марсоходов. При создании Perseverance инженеры установили длинную тёмную панель на его шасси.
На ней были выгравированы силуэты роверов, которые путешествовали по Марсу до него. За Perseverance следует Curiosity, затем Spirit и Opportunity. А в самом начале этой процессии, прокладывая путь для всех остальных, расположился Sojourner. Почти прославившиеся Sojourner, возможно, был первым марсоходом, передвигавшимся по Марсу, но четверть века ранее Советский Союз отправил свои собственные марсоходы на Красную Планету в рамках миссий «Марс 2» и «Марс 3».
Снимок сделан камерами спускаемой платформы Mars Pathfinder. Взято из открытых источников Марсоход Sojourner на Марсе. На марсоходе было установлено три камеры и один спектрометр. Энергию марсоход получал от солнечной батареи и имел на борту один неперезаряжаемый аккумулятор. Электронные системы марсохода защищали три радиоизотопных нагревателя, в которых содержались несколько грамм плутония-238. В связи с тем, что между Землей и Марсом радиосигналу необходимо от 3 до 22 минут - прямое управление с Земли марсоходами - невозможны. Поэтому на Sojourner имелась автономная навигационная система, которая и управляла марсоходом. Марсоход Sojourner виден на заднем плане около большого валуна. На переднем плане - видна спускаемая платформа Mars Pathfinder, который и сделал данный снимок.
Тайна красной планеты: марсоходы, которые добрались до Марса
В 1997 году NASA отправило к Красной планете марсоход Соджорнер, и с тех пор на ней побывало пять марсоходов. Марсоход Rosalind Franklin не состоявшейся миссии ExoMars-2022 вместо российского спектрометра получит британский. Лёгкий Соджорнер стал первым планетоходом, действующей за пределами системы Земля-Луна. «Соджорнер» — марсоход космического агентства НАСА, запущенный в рамках программы «Марс Патфайндер». The Sojourner Rover has been selected as "The Cool Robot Of The Week" for December 2-8, 1996. Сегодня исполняется 10 лет с того дня, как марсоход совершил мягкую посадку на марсианской равнине Эолис Палус (Aeolis Palus) внутри кратера Гейла.
Кто и когда садился на Марс: освежим память
Миссия Viking Викинг-1 — первый успешно приземлившийся, или примарсившийся на Марсе аппарат. Он был запущен НАСА 20 августа 1975 года, а приземлился 20 июля 1976 года. Он передал первые удачные снимки непосредственно с поверхности планеты, и люди впервые увидели марсианские ландшафты, притом в цвете. Миссия состояла из собственно спускаемого аппарата и спутника, который остался на марсианской орбите. Этот спутник проработал до 7 августа 1980 года, а спускаемый модуль — до 11 ноября 1982 года.
В итоге при обновлении программы и перезагрузке системы была допущена ошибка и аппарат навсегда замолчал. Викинг на Марсе Был еще и Викинг-2, который приземлился в то же время на другой стороне планеты. Этот аппарат проработал 4 года, пока его аккумуляторы полностью не израсходовали свой ресурс. Викинги — первый реально удачный шаг в освоении Марса, сделанный еще в 70-х — 80-х годах.
Марсоход Sojourner После Викингов наступило некоторое затишье в изучении и подготовке к освоению Марса. Наконец, в 1996 стартовала ракета Дельта-2 с аппаратами миссии Mars Pathfinder. В итоге на Марсе оказался марсоход Sojourner, который был подвижной частью самой станции Mars Pathfinder. Он съехал с нее и стал работать на местности, в то время как основная станция была неподвижной.
В процессе работы марсоход передал на Землю много фотографий и данные спектрометрии, что позволило лучше разобраться с химическим составом марсианского грунта. Также изучалась атмосфера и изменения температуры. Несмотря на малые размеры — марсоход Sojourner по габаритам можно сравнить разве что с микроволновкой на колесах, он дал много ценной информации, и проработал он 3 месяца, хотя планировали максимум месяц. Выход из строя, как предполагается, произошел из-за выработанного ресурса батарей — энергия использовалась в том числе для обогрева оборудования в марсианские ночи, без чего быстро вышла из строя.
Марсоход Sojourner изучает камень Любопытно, что в книге-бестселлере Энди Вейра «Марсианин» главный герой Марк Уотни отправляется в путешествие к Патфайндеру и забирает с собой марсоход Соджорнер, чтобы установить с его помощью связь с Землей. Аппарат Mars Climate Orbiter должен был изучать планету, находясь на орбите, и служить ретранслятором для передачи данных на Землю со второго аппарата. Mars Polar Lander должен был спуститься на планету. Кроме того, на спускаемом модуле имелись зонда-пенетраторы, которые на большой скорости должны были вонзиться в поверхность планеты и передать данные о составе грунта.
В 1980-х СССР осуществил проект «Фобос» , оказавшийся малоудачным — связь с обеими выпущенными к Марсу станциями из-за ряда технических неполадок оказалась потеряна преждевременно. Соединенные Штаты в 1962—1973 годах работали над программой «Маринер», в ходе которой аппараты запускались и к Венере, и к Марсу, и к Меркурию. Вначале исследования Красной планеты проводились с пролетной траектории, затем с ее орбиты. Потом стартовала уже чисто марсианская программа «Викинг» : в 1976 году на поверхность планеты были доставлены два аппарата, нашпигованные разного рода приборами. Они, хоть и были лишены возможности передвигаться по поверхности, передали массу информации о почве и атмосфере Марса и сделали фотографии марсианских пейзажей.
Никаких признаков жизни обнаружить им не удалось. Курс — на долину Ареса! После успеха миссии «Викинг» в NASA задумались над следующим шагом — доставить на Марс аппарат, который будет не стоять на месте, а передвигаться по поверхности планеты. К слову сказать, подобные планы вынашивались и в СССР, и в постсоветской России, причем выдвигались интересные технические идеи. Лавочкина в 1984 году.
При этом рассматривались два конкурирующих варианта шасси. В первые постсоветские годы России, переживавшей период экономических трудностей, не под силу были амбициозные проекты по освоению других планет тут можно вспомнить разве что так и не долетевший до Красной планеты «Марс-96». Что интересно, при его создании могли быть применены и российские разработки. Россияне предложили оснастить планетоход именно бесклиренсным шасси на конических колесах. Был создан экспериментальный прототип, для которого американская компания McDonnell Douglas, Планетарное общество The Planetary Society и Исследовательский центр имени Эймса Ames Research Center предоставили радиотехнику и телекамеры.
Находившаяся в Хантингтон-Бич Калифорния группа управления через спутник направляла движение планетохода на Толбачинском полигоне Камчатка. В марте 1994-го прототип прошел новые испытания в пустыне Мохаве. В феврале 1995-го машину испытали на склоне гавайского вулкана Килауэа, в ноябре 1996-го — на полигоне в Северной Аризоне. Однако, хотя результат был признан вполне удовлетворительным, американцы при создании окончательного варианта планетохода всё же предпочли «традиционное» шасси. В то время как шли работы по созданию марсохода, более 60 ученых из США и Европы спорили относительно наилучшего места для его высадки.
Специалисты по Марсу особенно интересовались областями, где, как предполагали планетологи, присутствуют отложения пород, перенесенных мощными водными потоками, которые струились там в древние геологические эпохи. Эти потоки неслись с гор, прорезая холмистые равнины и твердые породы. Было рассмотрено несколько районов, в которых эти русла выходили на равнину Хриса именно на ней совершил посадку 20 июля 1976 года «Викинг-1» , выбранные по данным съемки с орбитальных блоков «Викингов». В таком выборе присутствовал известный символизм, так как древнегреческий бог войны Арес является «коллегой» древнеримского бога Марса. Было высказано предположение о том, что долина Ареса образовалась в ходе катастрофического наводнения, вынесшего с гор различные породы и отложения.
Ученые даже отыскали подобное место на Земле — район вблизи городов Спокан и Мозес-Лейк в штате Вашингтон, известный как «Паршивая земля» Channeled Scablands. Ученые заранее понимали, что передвижение планетохода по столь пересеченной местности будет нелегким. А данные, полученные с помощью орбитального телескопа «Хаббл», свидетельствовали о том, что после приземления марсоход может попасть в зону мощных песчаных бурь. Управление историческим путешествием передали Лаборатории реактивного движения Jet Propulsion Laboratory — филиалу Калифорнийского технологического института. К слову сказать, менее чем за месяц до того, 7 ноября 1996 года с того же космодрома стартовала миссия Mars Global Surveyor — на орбиту Красной планеты была доставлена автоматическая станция, которая в течение почти десяти лет передавала на Землю высококачественные снимки, выполняя работу по картографированию Марса.
Mars Pathfinder оторвала от земли мощная ракета-носитель «Дельта-2». На преодоление расстояния до Красной планеты ушло более полугода. Известие с воодушевлением восприняли и в Вашингтоне. Даже после приземления лэндер не исчерпал степень своей полезности. Дело в том, что антенна марсохода могла передавать данные только в радиусе 500 метров.
Соответственно ровер передавал информацию на лэндер, а тот уже транслировал ее на Землю. На станции Сети дальней связи NASA в тот день, 4 июля, произошел сбой — и вплоть до следующих суток лэндер сохранял неподвижность. Лишь 5 июля раскрылись створки — и на грунт по металлическому трапу съехала диковинная машина весом 11,5 кг ровер под названием «Соджорнер» Sojourner. С виду она напоминала детскую игрушку, да и по размерам не слишком от нее отличалась: 65 см в длину, 48 см в ширину и 30 см в высоту. К тому моменту у человечества уже был накоплен определенный опыт эксплуатации внеземных колесных транспортных средств — от советского «Лунохода» до роверов, на которых передвигались на Луне американские астронавты.
Символично, что свое название дословно означающее «временный житель» или «проезжий» он получил в честь знаменитой чернокожей общественной деятельницы XIX века Соджорнер Трут , боровшейся против рабства, за права женщин и отмену смертной казни. Марсоход был оборудован солнечной батареей, способной работать как при экстремально низких, так и при высоких температурах. Она передавала энергию на аккумулятор, соединенный с одиннадцатью электродвигателями постоянного тока RE016DC мощностью 3,2 Вт, созданными компанией Maxon Motor. Шесть двигателей вращали колеса, четыре задавали направление движения и один поднимал и опускал спектрометр. Также машину снабдили тремя радиоизотопными элементами с несколькими граммами плутония-238 — для поддержания необходимой температуры в электронном блоке.
Марсоход был оборудован шестью колесами диаметром 13 см каждое из которых могло вращаться самостоятельно. Он обладал способностью наклоняться не переворачиваясь на 45 градусов и преодолевать препятствия высотой до 20 см. Из научного оборудования на борту были три видеокамеры и спектрометр, способный определять элементный состав пород и пыли. Управление марсоходом осуществлялось посредством 8-разрядного процессора Intel 80C85 c объемом оперативной памяти в 512 Кб. Программное обеспечение «Соджорнера» могло создавать 3D-карты окружающей местности, определять степень ее проходимости, высоту препятствий, плотность грунта и угол наклона поверхности — и выбирать наиболее надежный маршрут.
Первое путешествие по поверхности Марса Изначально организаторы миссии ставили перед собой не очень амбициозные цели. Уже сам факт посадки на Марс рассматривался как огромное достижение. Предполагалось, что «Соджорнер» проработает в течение семи, максимум 30 марсианских суток и сделает несколько снимков окрестной местности. Я хочу, чтобы они знали: если будет неудача, мы придем к ним пожать руки», — пообещал Голдин. Когда «Соджорнер» оказался на грунте, это был знаменательный момент.
А другой сотрудник шутливо посоветовал марсоходу: «Звони домой время от времени». Путешествие «Соджорнера» началось с того, что марсоход осмотрел близлежащий камень.
Когда марсоходу необходимо повернуть, двигатели включаются и поворачиваются на нужный угол. Всё остальное время они, наоборот, блокируют поворот, чтобы аппарат не сбивался с курса из-за случайного движения колёс. Переключение режимов поворот-тормоз производится с помощью реле. Соснов Д. Марсоход включает кабину для экипажа со шлюзовой камерой, систему управления, навигационные средства. Обследование планеты осуществляется в полете над ее поверхностью. Требования к конструкции спускаемого аппарата Все перечисленные в предыдущей главе аппараты — безэкипажные и имеют много общего: герметичную конструкцию, мотор колеса, источники питания — солнечные батареи.
Условия рельефа явились причиной обращения к прыгающим аппаратам и затем — и летающим. Условия на планете и переход к космическому аппарату, управляемым экипажем, а также опыт эксплуатации существующих аппаратов позволили сформировать следующие требования к конструкции спускаемых аппаратов: 1. Аппарат должен быть обитаемым, иметь герметичную кабину отсек для 2-3 членов экипажа, оборудованный средствами управления на стоянке и в движении, при проведении исследований, отборе проб, проведении съемок и передач, обеспечивать экипаж условиями для сна, отдыха, приготовления и приема пищи, санитарно-гигиеническими. Аппарат должен обладать хорошей транспортабельностью при перемещении с Земли на объект исследований иметь минимальную массу, форму, удобную для размещения в космическом корабле или креплении на ракете-носителе при отдельной доставке, виброустойчивость, устойчивость к ударным нагрузкам. Иметь хорошую проходимость в условиях сложного рельефа. Иметь достаточную устойчивость к сильным ветровым нагрузкам. Иметь длительный рабочий ресурс. При работе системы аппарата должны максимально использовать ресурсы, имеющиеся на объекте исследований. Иметь достаточно мощный двигатель и надёжное энергетическое обеспечение.
Иметь высокую живучесть. Исключить необходимость проведения существенных ремонтных работ в период работы экспедиции. Иметь надежные средства связи со стационарной базой на планете и кораблем, движущимся по планетарной орбите. Иметь надежную защиту экипажа от солнечной и космической радиации и метеоритов. Основы конструкции взлетно-посадочного комплекса Условия работы взлетно-посадочного комплекса и опыт конструирования и эксплуатации его аналогов позволяют заключить о целесообразности его конструкции летающей на безопасной высоте над неровностями рельефа и основанной на эффекте Бифельда-Брауна. Серьезной проблемой для работы марсохода являются частые и продолжительные пыльные бури на поверхности Марса, которые перекрывают солнечное излучение и препятствуют работе солнечных батарей. Проблема была решена при применении изобретательского приема «Использование вредного фактора». В нашем случае вредным фактором являются пыльные бури с их массами частичек пыли перемещаемых воздушными потоками. Брауном Т.
Brown в 1923 г. Бифельдом Prof. Суть эффекта состоит в том, что плоский конденсатор, заряженный высоким напряжением, имеет тенденцию к движению в сторону положительно заряженного электрода. Изменением положения и величины заряда на поверхности электрода можно изменять направление движения конденсатора. В своих экспериментах Браун использовал устройства с различной формой электродов. Им установлено, что наиболее эффективными оказались объекты с анодом в форме купола и катодом в форме диска с диаметром в три раза меньшим диаметра анода. Такая форма получила название диска Брауна рис. Впоследствии велись разработки устройств, основанных на эффекте Бифельда-Брауна, в которых применялись электроды другой формы. Так на выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2006 был представлен вертикально взлетающий аппарат, построенный школьниками под руководством к.
Аппарат состоит из трех сотов, выполненных из фольги, над которыми на стойках из пенопласта закреплена тонкая 0,1 мм медная проволока. При подаче на них высокого напряжения появляется сила, действующая в сторону положительно заряженной обкладки, выполненной из проволоки [13]. Удовлетворительного объяснения эффекту Бифельда-Брауна пока не разработано. В доступной литературе методов расчета подобных объектов найти не удалось, хотя известны зависимости, на которые такая методика могла бы опереться. Известно, например, что подъемная сила диска Брауна увеличивается при: —увеличении площади электродов конденсатора, —повышении приложенного к пластинам конденсатора напряжения, —размещении диэлектрика с высокой диэлектрической проницаемостью между пластинами конденсатора. Так при применении в качестве изолятора титаната бария BaTiO3 при потенциале 100 кВ градиент действующей силы будет равен 80 тоннам [13]. В статье [13] приводятся данные экспериментов на установке, разработанной М. При напряжении 17 кВ и потребляемой мощности 3. Таким образом, каждый киловатт мощности создает подъемную силу 25 кг [13].
Эти результаты позволяют рассчитывать на возможность использования эффекта Бифельда-Брауна в устройствах, движущихся над поверхностью Земли и других объектов Солнечной системы. Это явление широко распространено.
Автоматическая межпланетная станция "Тяньвэнь-1" была запущена 23 июля 2020 года при помощи ракеты-носителя "Чанчжэн-5" с космодрома Вэньчан, расположенного в южно-китайской провинции Хайнань. В феврале она достигла орбиты Марса. Но только Соединённым Штатам удавалось успешно эксплуатировать марсоходы на Красной планете. Агентство сообщает , что председатель КНР Си Цзиньпин поздравил в субботу представителей аэрокосмической отрасли Китая с успешной посадкой "Тяньвэнь-1" на Марс. Как отметил глава государства, успешная посадка аппарата на Марс ознаменовала новый этап в межпланетных исследованиях КНР.
На шести колесах: как человечество начало освоение Марса
«Соджорнер» оказался своеобразным прародителем нескольких поколений всё более совершенных марсоходов. И, пожалуй, самое главное — миссия Pathfinder и Sojourner доказала возможность посадить и эксплуатировать марсоход на Красной Планете. Цветное изображение, сделанное Соджорнер марсоход своего колеса оставляет следы на Марсе. Марсоход «Кьюриосити», запущенный НАСА в ноябре прошлого года, совершил успешную посадку, проделав путь в 560 миллионов километров, и уже прислал первые фотографии.
Новое изображение NASA представило печальную судьбу китайского марсохода
Благодаря этой миссии Китай стал третьей страной, успешно совершившей посадку на Марс и установившей связь с поверхностью планеты. Кроме того, CNSA уже завершила свою первичную миссию на Марс и приступила к расширенной фазе своей деятельности. Однако с момента посадки Китайское национальное космическое агентство CNSA ничего не сообщило о миссии, что довольно любопытно. Австралийский репортер Смрити Маллапати опубликовала 30 ноября 2021 года в журнале Nature статью, в которой объясняет, почему первые научные результаты полученные на "Чжуронге", так долго не доходят до общественности.
Как и другие марсианские миссии, марсоход "Чжуронг" в сентябре впал в своего рода спячку: солнечное соединение объект находится на противоположной стороне Солнца по отношению к Земле обычно мешает агентствам нормально связаться с аппаратом. Однако в октябре ровер снова запустился и проехал еще 200 метров.
Одеяло оказалось зажато между несколькими марсианскими камнями. Реклама Тепловое одеяло марсохода оказалось зажато между камнями Фото: NASA Компаньон марсохода, вертолет Ingenuity, также сделал снимок посадочного оборудования, использовавшегося во время его прибытия на Марс в 2021. Парашют и конусообразная оболочка, защищавшие марсоход в космосе, а также во время его огненного спуска к марсианской поверхности, были видны в невероятных деталях.
Снимок посадочного модуля Perseverance, сделанный вертолетом Ingenuity Фото: NASA В июне Perseverance наткнулся на кусок разорванной дакроновой сетки, которая помогла ему благополучно приземлиться на Марсе. Из-за марсианского ветра тугая сетка начала распутываться и через три недели превратиилась в клубок сплетенного, похожего на нить материала. Чтобы установить его происхождение, были сделаны снимки в более крупном ракурсе.
Вечный сон: китайский ровер на Марсе так и не смог проснуться после зимней спячки Ему помешала марсианская пыль Главный конструктор китайской программы исследования Марса представил долгожданный комментарий о статусе китайского марсохода Zhurong Чжучжун , который сохраняет неподвижность вот уже несколько месяцев.
Марсоход Zhurong и посадочная платформа. Он впал в зимнюю спячку в северном полушарии планеты.
Камень слева от ровера был назван научными сотрудниками миссии «Барнаклом Биллом», в то время как большой камень в правом верхнем углу был прозван «Йоги». Именно они стали одними из первых целей исследования для марсохода. Хотя способ, при помощи которого марсоход следил за Марком Уотни, словно пёс за хозяином, был примерно таким же «реалистичным», как и пылевая буря в начале фильма, стоит отметить, что это было мило и стало одной из многих вещей, за которые можно простить все неточности этой кинокартины. Но какова же подлинная история Sojourner? Запущенный 4 декабря 1996 года на ракете Delta II, он был частью миссии Mars Pathfinder — недорогой программы, целью которой была посадка посадочного модуля и небольшого испытательного марсохода на Красную планету, чтобы узнать, возможно ли там вообще проводить исследования при помощи колёсного транспортного средства.
Sojourner был действительно маленьким. Весом всего 15,6 килограмма, высотой в 30 и длиной в 65 сантиметров, он мог легко поместиться на кухонной столешнице. Однако перед небольшим марсоходом стояли большие задачи. Sojourner был оборудован передней и задней камерами, а также различными инструментами, предназначенными для проведения ограниченных, но ценных научных исследований. Он включал в себя три различных спектрометра и помогал учёным анализировать камни и пыль, с которыми марсоход взаимодействовал. Головка датчика APXS была установлена на небольшой роботизированный манипулятор, который выдвигался и прижимал датчик к марсианским камням или грунту, подобно тому, как собака прижимает нос к земле, чтобы лучше почувствовать исходящие от неё запахи. На концептуальных рисунках NASA особенно выделяются шипованные колёса Sojourner, обеспечивающие устойчивость на марсианской местности.
На самом деле в зоне посадки оказалось гораздо больше камней, чем ожидалось, что предоставило марсоходу множество объектов для исследования. Прекрасные цветные изображения, которые Sojourner отправлял обратно на Землю и благодаря которым прославился, были сделаны с использованием единственного объектива KAI-037M на его задней части. Тем не менее, наиболее удивительной особенностью Sojourner была его плоская верхняя поверхность, покрытая солнечными панелями цвета голубого металлика, что придавало марсоходу вид гигантского жука. А шесть маленьких, шипованных колёс сделали бы его идеальным кандидатом для участия в «Битвах роботов» британское телевизионное шоу — прим. Поскольку ранее подобные миссии никогда не проводились, надежды на успех Sojourner были не слишком высокими. Многие участники миссии считали, что, если марсоход и удастся запустить, то он не проработает слишком долго, выйдя из строя после преодоления всего нескольких десятков метров в течение примерно семи марсианских дней или солов — такова была его запланированная продолжительность работы. Однако после успешной посадки на поверхность Красной планеты 4 июля 1997 года Sojourner превзошёл все ожидания, проработав более чем в 10 раз дольше, чем планировалось.
Посадочный модуль Mars Pathfinder совершил посадку в районе, называемом Долина Арес — которая, кстати, не имеет ничего общего с местом, откуда Уотни вытаскивает марсоход в фильме «Марсианин». Долина Арес, по сути, представляет собой высохшие остатки огромного канала, сформированного на марсианской поверхности миллиарды лет назад разрушительными наводнениями. В отличие от современных марсоходов, по сути являющихся полноценными научными лабораториями на колёсах, Sojourner имел на борту всего несколько научных инструментов. Несмотря на то, что его предназначение, в основном, заключалось в доказательстве возможности осуществления подобного проекта, марсоход, тем не менее, достиг впечатляющих результатов своими ограниченными средствами. Изображение: Andrey Simonenko Dreamstime Когда Pathfinder отправил первые изображения, на них можно было увидеть оранжево-коричневый ландшафт, усеянный валунами, некоторые из которых были довольно крупными, и практически все имели признаки перемещения, трещин и повреждений под воздействием водных потоков, которые когда-то протекали по долине.
Состоялся последний сеанс связи с марсоходом Соджорнер
- Читайте также
- Первый баг на Марсе / Хабр
- Лонгрид: Марсоходы, которые изменили всё. Итоги миссии Spirit и Opportunity
- Мини марсоход Соджорнер на борту спускаемого аппарата Патфингер