Hvad Curiosity fandt på Mars. At kalde Mars: hvordan NASA kommunikerer med Curiosity

I den beregnede bane fungerer alle systemer normalt. Magasinet Cosmos har allerede beskrevet opgaverne for roveren og NASAs andet Mars-udforskningsprojekt og de vigtigste spørgsmål, som den røde planet stiller til menneskeheden. Lad os nu koncentrere os om selve roveren.

Missionsmål

Curiositys primære mission er at afgøre, om den røde planet engang var i stand til at understøtte mikrobielt liv. Roveren er ikke designet til direkte at svare på spørgsmålet om, hvorvidt der eksisterede liv på Mars; det er uden for dens instrumenters muligheder. Men det vil give os mulighed for at vurdere muligheden for tidligere og nuværende beboelighed på planeten. Til dette formål, fire vigtigste videnskabelige formål rover.

Vurdere planetens biologiske potentiale ved at søge efter organiske kulstofforbindelser og andre kemiske komponenter, der er nødvendige for liv, såsom nitrogen, fosfor, svovl og oxygen.
Analyserer geologien af roverens landingssted, Halle Crater, for at lede efter spor om energikilder på Mars.
Beskrivelse af udviklingen af Mars atmosfære (sonden vil løse dette problem mere detaljeret), dens nuværende fordeling på planeten og cirkulationen af vand og kuldioxid.
Egenskab baggrundsstråling på planetens overflade, dens fare for liv og muligheden for at ødelægge organiske molekyler.

Mission tidslinje

Atlas 5 løfteraket lancerede roveren i dets tilsigtede kredsløb lørdag. Vi har allerede skrevet om flyveprogrammet til denne bane tidligere. Fordi opsendelsen skete efter tidsplanen (lanceringen blev kun forsinket med én dag, selvom opsendelsesvinduet er åbent indtil den 18. december), vil roveren nå sit mål den 6. august 2012. Efter landing skal den fungere i mindst et Mars-år (98 jorduger). Hvis alt går så godt som med Spirit and Opportunity-roverne, så initialen videnskabeligt program kan udvides.

Rover parametre

Curiosity er den største Mars-rover i planeternes udforskningshistorie. Dens vægt er 900 kg, længden er omkring 3 meter, bredden er 2,8, højden er 2,1 meter (inklusive kameraets monteringsmast). Roveren er udstyret med en robotarm, der er 2,1 meter lang og har fem frihedsgrader.

Diameteren af roverens hjul er 0,5 meter, fremdriftssystemet vil tillade den at accelerere til 3,5 centimeter i sekundet. Desuden har hvert hjul en uafhængig motor, og par af for- og baghjul har også uafhængig styring. Affjedringssystemet vil sikre konstant kontakt mellem alle hjul og planetens overflade.

I modsætning til sine forgængere, som stolede på solpaneler, Curiosity er udstyret med en atomkraftkilde. Kilden vil vare i mindst et Mars-år, og måske længere.

Rover instrumenter

Curiosity bærer ti videnskabelige instrumenter.

Adskillige værktøjer er designet til foto- og videooptagelse. MastCam er designet til at fange panoramaer af Mars-overfladen, MARDI er designet udelukkende til at optage nedstigningsprocessen. MAHLI-kameraet er det modsatte af MastCam, det vil skyde objekter, der er mindre end tykkelsen af et menneskehår.

En anden gruppe instrumenter er designet til at analysere sammensætningen af Mars overflade. Det tungeste af alle SAM-instrumenter vil lede efter kulstofbaserede forbindelser. Der vil blive brugt to værktøjer røntgenstråling for overfladen. CheMin vil bestråle testprøver med det for at bestemme deres krystal struktur, og APXS vil bruge røntgenbelysning til spektral analyse kemisk sammensætning. Ved at bombardere jorden med neutroner vil DAN-instrumentet søge efter vand og is fundet i underjordiske mineraler.

ChemCam er et laserværktøj, der vil bruge en laserstråle til at fordampe prøver fra op til 7 meters afstand. Spektret af det resulterende støv vil derefter blive analyseret med et spektrometer. Dette vil give roveren mulighed for at udforske prøver, som dens robotarm ikke kan nå.

De resterende to instrumenter, RAD og REMS, er designet til at analysere henholdsvis baggrundsstråling og klimaforhold.

Beplantningsordning

Da Curiositys to forgængere, Spirit og Opportunity-roverne, ankom til Mars, steg de ned til overfladen ad en ballistisk bane. Efterhånden som Curiosity begynder sin nedstigning gennem atmosfæren, vil dens hastighed gradvist aftage på grund af dens modstand. I løbet af denne tid vil roveren bruge sit fremdriftssystem til at manøvrere til det ønskede landingssted. Han vil derefter åbne sin faldskærm for bedre deceleration. Valg sødt sted landing vil blive valgt ved hjælp af en speciel radar.

Når hastigheden er reduceret til den nødvendige værdi, og selve roveren er ret tæt på overfladen, vil nedstigningskapslen adskilles fra sin øverste del med en faldskærm og affyre raketmotorerne for at bremse nedstigningen. Få sekunder før kapslen lander, vil roveren blive fjernet fra den ved hjælp af en speciel kran, som vil sænke den til overfladen, og nedstigningskapslen vil falde i nærheden, men på sikker afstand.

Landingssted

Halle Crater, Curiositys landingssted, har en diameter på 154 kilometer. Inde i krateret er der et bjerg omkring 5,5 kilometer højt. Dens skråninger er blide nok til, at roveren kan bestige den. Krateret blev valgt, fordi det engang kan have indeholdt flydende vand. Dens højde er en af de mindste på Mars, så hvis vand engang strømmede hen over overfladen af den røde planet, så må det være strømmet ind i Galle-krateret. Observationer fra kredsløb understøtter denne antagelse, da der er fundet ler og sulfatmineraler, som dannes i nærvær af vand. I krateret kan du studere forskellige lag af geologiske sedimenter og få et billede af dets udvikling.

Foran os er en ørken, bar og livløs. Horisonten er markeret af kanten af krateret, med en fem kilometer lang top, der rejser sig i midten.

Foran os er en ørken, bar og livløs. Horisonten er markeret af kanten af krateret, med en fem kilometer lang top, der rejser sig i midten. Roverens hjul og paneler skinner lige for vores fødder. Bliv ikke bekymret: Vi er i London, hvor et unikt dataobservatorium giver geologer mulighed for at rejse til Mars-ørkenen og arbejde side om side med Curiosity, den mest sofistikerede robot, der nogensinde er sendt ud i rummet.
Panoramaet, der lyser på skærmene, består af billeder, som roveren sender til Jorden. Den blå himmel bør ikke bedrage: på Mars er den kedelig gul, men det menneskelige øje er mere bekendt med de nuancer, der skabes af lyset spredt af vores planet. jordens atmosfære. Derfor er billederne behandlet og vist i unaturlige farver, så du roligt kan undersøge hver enkelt sten. "Geologi er en feltvidenskab," forklarede Sanjeev Gupta, en professor ved Imperial College London, os. - Vi elsker at gå på jorden med en hammer. Hæld kaffe fra en termokande, undersøg resultaterne og vælg det mest interessante til laboratoriet.” Der er ingen laboratorier eller termokander på Mars, men geologer sendte Curiosity, deres elektroniske kollega, dertil. Naboplaneten har fascineret menneskeheden i lang tid, og jo mere vi lærer om den, jo oftere diskuterer vi fremtidig kolonisering, jo mere seriøs er grunden til denne nysgerrighed.

Engang var Jorden og Mars meget ens. Begge planeter havde oceaner af flydende vand og tilsyneladende ganske simpelt organisk stof. Og på Mars, som på Jorden, brød vulkaner ud, en tyk atmosfære hvirvlede, men i et uheldigt øjeblik gik noget galt. "Vi forsøger at forstå, hvordan dette sted var for milliarder af år siden, og hvorfor det har ændret sig så meget," sagde Caltech geologiprofessor John Groetzinger i et interview. "Vi tror, der var vand der, men vi ved ikke, om det kunne understøtte livet." Og hvis hun kunne, støttede hun så? Hvis det er tilfældet, er det uvist, om der er beviser tilbage i stenene." Det var op til rovergeologen at finde ud af alt dette.

Nysgerrigheden bliver jævnligt og omhyggeligt fotograferet, så den lader sig undersøge og vurdere. almen tilstand. Denne "selfie" består af billeder taget med et MAHLI-kamera. Den er placeret på en treleddet manipulator, som ved kombination af billeder viste sig at være næsten usynlig. Slagboremaskinen, en øse til opsamling af løse prøver, en sigte til at sigte dem og metalbørster til rensning af støv fra sten var ikke inkluderet i rammen. MAHLI makrokameraet og APXS røntgenspektrometeret til analyse af prøvernes kemiske sammensætning er heller ikke synlige.
1. Kraftige roversystemer solpaneler ikke nok, og en radioisotop termoelektrisk generator (RTG) leverer strøm til den. 4,8 kg plutonium-238 dioxid under kappen leverer 2,5 kWh dagligt. Kølekølerens vinger er synlige.
2. Laseren på ChemCam-enheden producerer 50-75 nanosekunders pulser, som fordamper stenen i en afstand på op til 7 m og giver dig mulighed for at analysere spektret af det resulterende plasma for at bestemme sammensætningen af målet.
3. Et par MastCam-farvekameraer skyder gennem forskellige IR-filtre.
4. REMS vejrstationen overvåger tryk og vind, temperatur, luftfugtighed og ultraviolet stråling.
5. Manipulator med et sæt værktøjer og instrumenter (ikke synlig).
6. SAM - gaskromatograf, massespektrometer og laserspektrometer
at bestemme sammensætningen af flygtige stoffer i fordampede prøver og i atmosfæren.
7. CheMin bestemmer sammensætningen og mineralogien af knuste prøver ud fra røntgendiffraktionsmønsteret.
8. RAD-strålingsdetektoren begyndte at arbejde i lav kredsløb om Jorden og indsamlede data under hele flyvningen til Mars.
9. DAN neutrondetektoren giver dig mulighed for at detektere brint bundet i vandmolekyler. Det her russisk bidrag ind i Mars-roverens arbejde.
10. Antennehus til kommunikation med Mars Reconnaissance Orbiter (ca. 2 Mbit/s) og Mars Odyssey (ca. 200 Mbit/s) satellitter.
11. Antenne til direkte kommunikation med Jorden i X-båndet (0,5−32 kbit/s).
12. Under nedstigningen tog MARDI-kameraet farvefotografering i høj opløsning, hvilket tillod et detaljeret kig på landingsstedet.
13. Højre og venstre par sorte og hvide Navcams til at bygge 3D-modeller af det omkringliggende område.
14. Et panel med rene prøver giver dig mulighed for at kontrollere driften af roverens kemiske analysatorer.
15. Reservebor.
16. Forberedte prøver fra øsen hældes i denne bakke til undersøgelse med et MAHLI-makrokamera eller et APXS-spektrometer.
17. 20-tommer hjul med uafhængige drev, på titanium fjeder eger. Ved at bruge sporene efter korrugeringen kan du evaluere jordens egenskaber og overvåge bevægelsen. Designet indeholder morse-bogstaver - JPL.

Begyndelsen af ekspeditionen

Fierce Mars er et uheldigt mål for astronautik. Siden 1960'erne er næsten halvtreds enheder blevet sendt til den, hvoraf de fleste styrtede ned, slukkede, ikke kom i kredsløb og forsvandt for altid i rummet. Indsatsen var dog ikke forgæves, og planeten blev studeret ikke kun fra kredsløb, men endda ved hjælp af flere rovere. I 1997 kørte en 10 kilo tung Sojourner på Mars. Tvillingerne Spirit og Opportunity er blevet legender: den anden af dem har heroisk fortsat arbejdet i mere end 12 år i træk. Men Curiosity er det mest imponerende af dem alle, et helt robotlaboratorium på størrelse med en bil.

Den 6. august 2012 udgav Curiosity-landeren et system af faldskærme, der gjorde det muligt for den at bremse i den tynde atmosfære. Otte arbejdede jetmotorer opbremsning, og et system af kabler sænkede forsigtigt roveren til bunden af Gale Crater. Landingsstedet blev valgt efter megen debat: ifølge Sanjeev Gupta var det her, at alle betingelser blev fundet for bedre at forstå Mars geologiske - tilsyneladende meget turbulente - fortid. Orbitale undersøgelser indikerede tilstedeværelsen af ler, hvis udseende kræver tilstedeværelse af vand, og hvor organisk materiale er godt bevaret på Jorden. De høje skråninger af Mount Sharp (Aeolid) lovede muligheden for at se lag af gamle klipper. Den ret flade overflade så sikker ud. Curiosity kontaktede og opdaterede softwaren. En del af koden brugt under flyvningen og landingen blev erstattet med en ny – fra en astronaut blev roveren endelig geolog.
År ét: spor af vand

Snart strakte geologen benene - seks aluminiumshjul, tjekkede adskillige kameraer og testede udstyr. Hans kolleger på Jorden undersøgte landingspunktet fra alle sider og valgte retningen. Rejsen til Mount Sharp skulle tage omkring et år, og i løbet af denne tid var der meget arbejde at gøre. Den direkte kommunikationskanal med Jorden har ikke god gennemstrømning, men hver Mars-dag (sol) flyver kredsløb over roveren. Udvekslinger med dem sker tusindvis af gange hurtigere, hvilket gør det muligt at overføre hundredvis af megabit data dagligt. Forskere analyserer dem i Data Observatory, ser på billederne på computerskærme, vælger opgaver til den næste sol eller flere på én gang og sender koden tilbage til Mars.
Når de praktisk talt arbejder på en anden planet, er mange af dem tvunget til at leve efter Mars-kalenderen og tilpasse sig en lidt længere dag. I dag for dem er "solrig" (tosol), i morgen er "solvtra" (solmorrow), og en dag er simpelthen sol. Så efter 40 sols holdt Sanjev Gupta en præsentation, hvor han annoncerede: Nysgerrigheden bevæger sig langs kanalen gammel flod. Små småsten, der er grundet af vand, indikerede en strøm på omkring 1 m/s og en dybde på "ankel- eller knædyb". Senere blev data fra DAN-instrumentet, som blev produceret til Curiosity af Igor Mitrofanovs team fra instituttet, også behandlet. rumforskning RAS. Ved at skinne gennem jorden med neutroner viste detektoren, at op til 4 % af vandet stadig tilbageholdes i dybden. Dette er selvfølgelig tørrere end selv den tørreste af Jordens ørkener, men Mars var stadig fuld af fugt i fortiden, og roveren kunne krydse det spørgsmål fra sin liste.

I midten af krateret
64 skærme høj opløsning skabe et 313-graders panorama: KPMG Data Observatory ved Imperial College London giver geologer mulighed for at rejse direkte til Gale Crater og arbejde på Mars på nogenlunde samme måde som på Jorden. "Se nærmere, der er også spor af vand her: søen var ret dyb. Selvfølgelig ikke som Baikal, men dybt nok,” var illusionen så virkelig, at det virkede, som om professor Sanjev Gupta hoppede fra sten til sten. Vi besøgte Data Observatory og talte med en videnskabsmand som en del af begivenhederne i UK-Russia Year of Science and Education - 2017, arrangeret af British Council og den britiske ambassade.
År to: det bliver farligere

Dit første jubilæum på Mars nysgerrighed hilste ham festligt og spillede melodien "Happy Birthday to You", og ændrede vibrationsfrekvensen af scoopet på hans tunge 2,1 meter lange manipulator. Robotarmen øser løs jord op med en scoop, nivellerer den, sigter den og hælder noget i modtagerne på dens kemiske analysatorer. En boremaskine med hule udskiftelige bits giver dig mulighed for at arbejde med hårde sten, og roveren kan røre bøjeligt sand op direkte med hjulene og afsløre de indvendige lag til dens værktøj. Det var disse eksperimenter, der snart bragte en temmelig ubehagelig overraskelse: op til 5% calcium- og magnesiumperchlorater blev fundet i den lokale jord.

Stofferne er ikke kun giftige, men også eksplosive, og ammoniumperklorat bruges endda som grundlag for fast raketbrændstof. Perchlorater var allerede blevet opdaget ved Phoenix-sondens landingssted, men nu viste det sig, at disse salte på Mars var et globalt fænomen. I en isnende iltfri atmosfære er perklorater stabile og harmløse, og koncentrationerne er ikke for høje. For fremtidige kolonister kan perklorat være en nyttig kilde til brændstof og en alvorlig sundhedsfare. Men for geologer, der arbejder med Curiosity, kan de afslutte deres chancer for at finde organisk stof. Når man analyserer prøver, opvarmer roveren dem, og under sådanne forhold nedbrydes perkloraterne hurtigt organiske forbindelser. Reaktionen forløber voldsomt med forbrænding og røg og efterlader ingen spor af de oprindelige stoffer.

Årgang tre: ved foden af

Curiosity opdagede dog også organiske stoffer - dette blev annonceret senere, efter at rover-geologen på den 746. sol, efter at have tilbagelagt i alt 6,9 km, nåede foden af Mount Sharp. "Da jeg modtog disse data, tænkte jeg med det samme, at alt skulle dobbelttjekkes," sagde John Grötzinger. Faktisk, allerede da Curiosity arbejdede på Mars, viste det sig, at nogle terrestriske bakterier - såsom Tersicoccus phoenicis - er resistente over for rengøringsmetoder i renrum. Det blev endda beregnet, at der på lanceringstidspunktet skulle have været fra 20 til 40 tusinde stabile sporer tilbage på roveren. Ingen kan garantere, at nogle af dem ikke nåede Mount Sharp med ham.

For at teste sensorerne er der også et lille udbud af rene prøver om bord organisk stof i forseglede metalbeholdere - er det muligt at sige med absolut sikkerhed, at de forblev lufttætte? De grafer, der blev præsenteret på en pressekonference hos NASA, rejste dog ingen tvivl: Under sit arbejde registrerede Mars-geologen adskillige skarpe - tidoblede - spring i metanindholdet i atmosfæren. Denne gas kan godt have en ikke-biologisk oprindelse, men hovedsagen er, at den på et tidspunkt kunne være blevet en kilde til mere komplekse organiske stoffer. Spor af dem, primært chlorbenzen, blev også fundet i jorden på Mars.
År fire og fem: Levende floder

På dette tidspunkt havde Curiosity allerede boret et dusin huller og efterladt perfekt runde 1,6 centimeter spor langs sin vej, som en dag vil markere en turistrute dedikeret til dens ekspedition. Den elektromagnetiske mekanisme, der tvang boret til at lave op til 1.800 slag i minuttet for at arbejde med den hårdeste sten, mislykkedes. Imidlertid afslørede de undersøgte lerfremspring og hæmatitkrystaller, lag af silikatblade og kanaler skåret af vand et utvetydigt billede: krateret var engang en sø, hvori et forgrenet floddelta faldt ned.

Curiositys kameraer afslørede nu skråningerne af Mount Sharp, hvis selve udseendet efterlod næppe tvivl om deres sedimentære oprindelse. Lag for lag, over hundreder af millioner af år, steg og faldt vandet, aflejrede sten og efterlod dem til at erodere i midten af krateret, indtil det endelig forlod og samlede hele toppen. "Hvor bjerget nu står, var der engang en pool, der fra tid til anden fyldtes med vand," forklarede John Grötzinger. Søen var lagdelt efter højde: forholdene på lavt og dybt vand var forskellige i både temperatur og sammensætning. Teoretisk set kunne dette give betingelser for udvikling af en række forskellige reaktioner og endda mikrobielle former.

Farverne på 3D-modellen af Gale Crater svarer til højden. I midten er Mount Aeolis (Aeolis Mons, 01), som rejser sig 5,5 km over sletten af samme navn (Aeolis Palus, 02) i bunden af krateret. Landingsstedet for Curiosity (03) er markeret, såvel som Farah Vallis (04) - en af de formodede kanaler fra gamle floder, der løb ud i den nu forsvundne sø.
Rejsen fortsætter

Curiosity-ekspeditionen er langt fra slut, og energien fra den indbyggede generator skulle være nok til 14 jordiske år arbejde. Geologen har været på vejen i næsten 1.750 sols, dækket mere end 16 km og klatret bakken med 165 m. Så vidt hans instrumenter kan se, er spor stadig synlige ovenover sedimentære bjergarter gammel sø, men hvordan ved du, hvor de ender, og hvad de ellers vil pege på? Geologrobotten fortsætter sin opstigning, og Sanjeev Gupta og hans kolleger er allerede ved at vælge et sted at lande den næste. På trods af Schiaparelli-landerens død gik TGO-kredsløbsmodulet sikkert ind i kredsløb sidste år og lancerede den første fase af det europæisk-russiske ExoMars-program. Mars-roveren, der skal lanceres i 2020, bliver den næste.

Der vil allerede være to russiske enheder i den. Robotten i sig selv vejer cirka halvdelen af Curiosity, men dens boremaskine vil være i stand til at tage prøver fra dybder på op til 2 m, og Pasteur-instrumentkomplekset vil omfatte værktøjer til direkte at søge efter spor af tidligere - eller endda stadig bevaret - liv . "Du har kært ønske, et fund, som du især drømmer om?” - spurgte vi professor Gupta. "Selvfølgelig er der: et fossil," svarede videnskabsmanden uden tøven. - Men det her sker selvfølgelig næppe. Hvis der var liv der, ville det kun være en slags mikrober... Men ser du, det ville være noget utroligt.”

Så hvordan kan du kommunikere med en rover på Mars? Tænk over det – selv når Mars er på den korteste afstand fra Jorden, skal signalet rejse femoghalvtreds millioner kilometer! Dette er virkelig en enorm afstand. Men hvordan formår en lille, ensom rover at overføre sine videnskabelige data og smukke fuldfarvebilleder indtil videre og i sådanne mængder? Ved en allerførste tilnærmelse ser det sådan ud (jeg prøvede virkelig hårdt):

Så i processen med at overføre information er der normalt tre nøglefigurer involveret - et af centrene for rumkommunikation på Jorden, et af kunstige satellitter Mars, og faktisk selve roveren. Lad os starte med old lady Earth, og tale om DSN (Deep Space Network) rumkommunikationscentre.

Rumkommunikationsstationer

Enhver af NASAs rummissioner er designet til at sikre, at kommunikation med rumfartøjet skal være mulig 24 timer i døgnet (eller i det mindste når det kan være muligt) i bund og grund). For som bekendt roterer Jorden ret hurtigt rundt egen akse, for at sikre signalkontinuitet er der behov for flere punkter for at modtage/transmittere data. Det er præcis de punkter, som DSN-stationer er. De er placeret på tre kontinenter og er adskilt fra hinanden med cirka 120 længdegrader, hvilket giver dem mulighed for delvist at overlappe hinandens dækningsområder og takket være dette "guide" rumfartøjet 24 timer i døgnet. For at gøre dette, når et rumfartøj forlader dækningsområdet for en af stationerne, overføres dets signal til en anden.

Et af DSN-komplekserne ligger i USA (Goldstone-komplekset), det andet er i Spanien (ca. 60 kilometer fra Madrid), og det tredje er i Australien (ca. 40 kilometer fra Canberra).

Hvert af disse komplekser har sit eget sæt af antenner, men med hensyn til funktionalitet er alle tre centre omtrent lige store. Selve antennerne kaldes DSS (Deep Space Stations), og har deres egen nummerering - antenner i USA er nummereret 1X-2X, antenner i Australien - 3X-4X, og i Spanien - 5X-6X. Så hvis du hører "DSS53" et sted, kan du være sikker på det vi taler om om en af de spanske antenner.

Komplekset i Canberra bruges oftest til at kommunikere med Mars-rovere, så lad os tale om det lidt mere detaljeret.

Komplekset har sin egen hjemmeside, hvor du kan finde en hel del interessant information. For eksempel vil DSS43-antennen meget snart - 13. april i år - fylde 40 år.

I alt, på i øjeblikket, Canberra-stationen har tre aktive antenner: DSS-34 (34 meter i diameter), DSS-43 (imponerende 70 meter) og DSS-45 (igen 34 meter). Naturligvis blev der i løbet af centrets drift brugt andre antenner, som forskellige årsager blev taget ud af drift. F.eks. blev den allerførste antenne, DSS42, udgået i december 2000, og DSS33 (11 meter i diameter) blev taget ud af drift i februar 2002, hvorefter den blev transporteret til Norge i 2009 for at fortsætte sit arbejde som et instrument til at studere atmosfæren .

Den første af de nævnte arbejdsantenner, DSS34, blev bygget i 1997 og blev den første repræsentant for en ny generation af disse enheder. Dets særkende er, at udstyret til modtagelse/transmission og behandling af signalet ikke er placeret direkte på parabolen, men i rummet under det. Dette gjorde parabolen væsentligt lettere, og gjorde det også muligt at servicere udstyret uden at stoppe driften af selve antennen. DSS34 er en reflektorantenne, dens operationsdiagram ser nogenlunde sådan ud:

Som du kan se, er der under antennen et rum, hvor al behandling af det modtagne signal udføres. For den rigtige antenne er dette rum under jorden, så du vil ikke se det på billederne.

DSS34, klikbar

Udsende:

X-bånd (7145-7190 MHz)
S-bånd (2025-2120 MHz)

Reception:

X-bånd (8400-8500 MHz)
S-bånd (2200-2300 MHz)
Ka-bånd (31,8-32,3 GHz)

Positioneringsnøjagtighed: Drejehastighed:

2,0°/sek

Vindmodstand:

Konstant vind 72 km/t
Vindstød +88 km/t

DSS43(som er ved at fejre sit jubilæum) er et meget ældre eksempel, bygget i 1969-1973 og moderniseret i 1987. DSS43 er den største bevægelige parabolantenne i sydlige halvkugle af vores planet. Den massive struktur, der vejer mere end 3.000 tons, roterer på en oliefilm, der er omkring 0,17 millimeter tyk. Fadets overflade består af 1272 aluminiumspaneler og har et areal på 4180 kvadratmeter.

DSS43, klikbar

nogle tekniske egenskaber

Udsende:

X-bånd (7145-7190 MHz)
S-bånd (2025-2120 MHz)

Reception:

X-bånd (8400-8500 MHz)
S-bånd (2200-2300 MHz)
L-bånd (1626-1708 MHz)
K-bånd (12,5 GHz)
Ku-bånd (18-26 GHz)

Positioneringsnøjagtighed:

inden for 0,005° (nøjagtighed ved at pege på himmelpunktet)
inden for 0,25 mm (nøjagtighed af bevægelse af selve antennen)

Drejehastighed:

0,25°/sek

Vindmodstand:

Konstant vind 72 km/t
Vindstød +88 km/t
Maksimal anslået hastighed - 160 km/t

DSS45. Denne antenne stod færdig i 1986 og var oprindeligt beregnet til at kommunikere med Voyager 2, som studerede Uranus. Den roterer på en rund base med en diameter på 19,6 meter, ved hjælp af 4 hjul, hvoraf to er kørende.

DSS45, klikbar

nogle tekniske egenskaber

Udsende:

X-bånd (7145-7190 MHz)

Reception:

X-bånd (8400-8500 MHz)
S-bånd (2200-2300 MHz)

Positioneringsnøjagtighed:

inden for 0,015° (nøjagtighed ved at pege på himmelpunktet)
inden for 0,25 mm (nøjagtighed af bevægelse af selve antennen)

Drejehastighed:

0,8°/sek

Vindmodstand:

Konstant vind 72 km/t
Vindstød +88 km/t
Maksimal anslået hastighed - 160 km/t

Hvis vi taler om rumkommunikationsstationen som helhed, kan vi skelne mellem fire hovedopgaver, som den skal udføre:
Telemetri- modtage, afkode og behandle telemetridata, der kommer fra rumfartøjer. Typisk består disse data af videnskabelig og teknisk information, der transmitteres via en radioforbindelse. Telemetrisystemet modtager data, overvåger deres ændringer og overholdelse af normen og sender dem til valideringssystemer eller videnskabelige centre, der behandler dem.
Sporing- sporingssystemet skal give mulighed for tovejskommunikation mellem Jorden og rumfartøjet, og udføre beregninger af dets placering og hastighedsvektor for den korrekte positionering af satellitten.
Styring- giver specialister mulighed for at sende kontrolkommandoer til rumfartøjet.
Overvågning og kontrol- giver dig mulighed for at kontrollere og administrere systemerne i selve DSN

Det er værd at bemærke, at den australske station i øjeblikket betjener omkring 45 rumfartøjer, så dens driftstidsplan er klart reguleret, og du kan få Ekstra tid ikke så let. Hver antenne har også den tekniske evne til at betjene op til to forskellige enheder samtidigt.

Så de data, der skal transmitteres til roveren, sendes til DSN-stationen, hvorfra de sendes på sin korte (fra 5 til 20 minutter) rumrejse til den røde planet. Lad os nu gå videre til selve roveren. Hvilke kommunikationsmidler har han?

Nysgerrighed

Curiosity er udstyret med tre antenner, som hver især kan bruges til både at modtage og sende information. Disse er UHF-antenner, LGA og HGA. Alle er placeret på "bagsiden" af roveren, forskellige steder.

HGA - High Gain Antenne
MGA - Medium Gain Antenne
LGA - Low Gain Antenne
UHF - Ultra High Frequency
Da forkortelserne HGA, MGA og LGA allerede har ordet antenne i sig, vil jeg ikke gentilskrive dette ord til dem, i modsætning til forkortelsen UHF.

Vi er interesserede i RUHF, RLGA og High Gain Antenna

UHF-antennen er den mest brugte. Med sin hjælp kan roveren transmittere data gennem MRO- og Odyssey-satellitterne (som vi vil tale om senere) med en frekvens på omkring 400 megahertz. Brugen af satellitter til signaltransmission er at foretrække på grund af det faktum, at de er i synsfeltet på DSN-stationer meget længere end selve roveren, idet de sidder alene på Mars' overflade. Da de er meget tættere på roveren, skal denne desuden bruge mindre energi på at overføre data. Overførselshastigheder kan nå 256 kbps for Odyssey og op til 2 Mbps for MRO. B O Det meste af informationen, der kommer fra Curiosity, passerer gennem MRO-satellitten. Selve UHF-antennen er placeret bag på roveren, og ligner en grå cylinder.

Curiosity har også en HGA, som den kan bruge til at modtage kommandoer direkte fra Jorden. Denne antenne er bevægelig (den kan pege mod Jorden), det vil sige, for at bruge den, behøver roveren ikke at ændre sin placering, bare drej HGA'en i den ønskede retning, og dette giver dig mulighed for at spare energi. HGA'en er monteret cirka i midten på venstre side af roveren, og er en sekskant med en diameter på omkring 30 centimeter. HGA kan transmittere data direkte til Jorden med hastigheder på omkring 160 bps på 34 meter antenner eller op til 800 bps på 70 meter antenner.

Endelig er den tredje antenne den såkaldte LGA.
Den sender og modtager signaler i alle retninger. LGA fungerer i X-båndet (7-8 GHz). Effekten af denne antenne er dog ret lav, og transmissionshastigheden lader meget tilbage at ønske. På grund af dette bruges den primært til at modtage information i stedet for at sende den.
På billedet er LGA det hvide tårn i forgrunden.
En UHF-antenne er synlig i baggrunden.

Det er værd at bemærke, at roveren genererer en enorm mængde videnskabelige data, og det er ikke altid muligt at sende det hele. NASA-eksperter prioriterer, hvad der er vigtigt: information med højeste prioritet vil blive transmitteret først, og information med lavere prioritet vil vente på det næste kommunikationsvindue. Nogle gange skal nogle af de mindst vigtige data slettes helt.

Odyssey og MRO satellitter

Så vi fandt ud af, at for at kommunikere med Curiosity normalt har du brug for " mellemliggende"i form af en af satellitterne. Dette gør det muligt at øge den tid, hvor kommunikation med Curiosity overhovedet er mulig, og også at øge transmissionshastigheden, da kraftigere satellitantenner er i stand til at transmittere data til Jorden med en meget højere hastighed.

Hver af satellitterne har to kommunikationsvinduer med roveren hver sol. Typisk er disse vinduer ret korte - kun få minutter. I en nødsituation kunne Curiosity også kontakte Den Europæiske Rumorganisations Mars Express Orbiter-satellit.

Mars Odyssey

Mars Odyssey
Mars Odyssey-satellitten blev opsendt i 2001 og var oprindeligt beregnet til at studere planetens struktur og søge efter mineraler. Satellitten har dimensioner på 2,2x2,6x1,7 meter og en masse på mere end 700 kg. Højden af dens kredsløb varierer fra 370 til 444 kilometer. Denne satellit er blevet brugt flittigt af tidligere Mars-rovere: omkring 85 procent af de data, der blev modtaget fra Spirit and Opportunity, blev udsendt gennem den. Odyssey kan kommunikere med Curiosity i UHF-serien. Med hensyn til kommunikation har den HGA, MGA (medium gain antenne), LGA og UHF antenne. Grundlæggende bruges HGA, som har en diameter på 1,3 meter, til at overføre data til Jorden. Transmission udføres ved en frekvens på 8406 MHz, og datamodtagelse udføres ved en frekvens på 7155 MHz. Kantet størrelse stråle er omkring to grader.

Placering af satellitinstrumenter

Kommunikation med roverne udføres ved hjælp af en UHF-antenne ved frekvenser på 437 MHz (transmission) og 401 MHz (modtagelse); dataudvekslingshastigheden kan være 8, 32, 128 eller 256 kbps.

Mars Reconnaissance Orbiter

MRO

I 2006 fik Odyssey-satellitten selskab af MRO - Mars Reconnaissance Orbiter, som i dag er Curiositys vigtigste samtalepartner.
Ud over en kommunikationsoperatørs arbejde har MRO i sig selv et imponerende arsenal af videnskabelige instrumenter, og mest interessant er den udstyret med et HiRISE-kamera, som i det væsentlige er et reflekterende teleskop. Beliggende i en højde af 300 kilometer kan HiRISE tage billeder med en opløsning på op til 0,3 meter pr. pixel (til sammenligning, satellitbilleder Grunde er normalt tilgængelige med en opløsning på omkring 0,5 meter pr. pixel). MRO kan også skabe stereopar af overflader nøjagtige til en forbløffende 0,25 meter. Jeg anbefaler stærkt, at du tjekker mindst et par af de billeder, der er tilgængelige, som f.eks. Hvad er det værd, for eksempel dette billede af Victoria-krateret (klikbar, originalen er omkring 5 megabyte):

Jeg foreslår, at de mest opmærksomme finder Opportunity-roveren på billedet ;)

svar (klikbart)

Bemærk venligst, at de fleste farvefotografier er taget i et udvidet område, så hvis du støder på et fotografi, hvor en del af overfladen er lys blå-grønlig i farven, så skynd dig ikke ind i konspirationsteorier;) Men du kan være sikker på, at i forskellige fotografier vil de samme racer have samme farve. Men lad os vende tilbage til kommunikationssystemer.

MRO er udstyret med fire antenner, som har samme formål som roverens antenner - en UHF-antenne, en HGA og to LGA'er. Hovedantennen, som satellitten bruger - HGA - har en diameter på tre meter og opererer i X-båndet. Det er det, der bruges til at overføre data til Jorden. HGA er også udstyret med en 100-watt signalforstærker.

1 - HGA, 3 - UHF, 10 - LGA (begge LGA'er er monteret direkte på HGA'en)

Curiosity og MRO kommunikerer ved hjælp af en UHF-antenne, kommunikationsvinduet åbner to gange per sol og varer cirka 6-9 minutter. MRO tildeler 5 GB per dag data modtaget fra rovere og gemmer dem, indtil de er inden for synsvidde af en af DSN-stationerne på Jorden, hvorefter den transmitterer dataene dertil. Dataoverførsel til roveren udføres efter samme princip. 30 MB/sol er afsat til lagring af kommandoer, der skal sendes til roveren.

DSN-stationer udfører MRO 16 timer om dagen (de resterende 8 timer er satellitten med modsatte side Mars, og kan ikke udveksle data, da den er lukket af planeten), hvoraf 10-11 den sender data til Jorden. Typisk opererer satellitten med 70 meter DSN-antennen tre dage om ugen og to gange med 34 meter-antennen (det er desværre ikke klart, hvad den gør de resterende to dage, men det er usandsynligt, at den har fridage ). Transmissionshastigheden kan variere fra 0,5 til 4 megabit i sekundet – den falder i takt med at Mars bevæger sig væk fra Jorden og stiger i takt med at de to planeter nærmer sig hinanden. Nu (på tidspunktet for udgivelsen af artiklen) er Jorden og Mars næsten i deres maksimale afstand fra hinanden, så transmissionshastigheden er højst sandsynligt ikke særlig høj.

NASA hævder (der er en speciel widget på satellittens hjemmeside), at MRO under hele sin operation transmitterede mere end 187 terabit (!) data til Jorden - dette er mere end alle de enheder, der blev sendt ud i rummet, før det blev kombineret.

Konklusion

Så lad os opsummere. Når du sender kontrolkommandoer til roveren, sker der følgende:

JPL-specialister sender kommandoer til en af DSN-stationerne.
Under en kommunikationssession med en af satellitterne (mest sandsynligt vil det være en MRO), sender DSN-stationen et sæt kommandoer til den.
Satellitten gemmer dataene i den interne hukommelse og venter på det næste kommunikationsvindue med roveren.
Når roveren er i adgangszonen, sender satellitten kontrolkommandoer til den.

Når du sender data fra roveren til Jorden, sker alt dette i omvendt rækkefølge:

Roveren gemmer sine videnskabelige data i den interne hukommelse og venter på det nærmeste kommunikationsvindue med satellitten.
Når satellitten er tilgængelig, sender roveren information til den.
Satellitten modtager data, gemmer dem i sin hukommelse og venter på, at en af DSN-stationerne bliver tilgængelig.
Når en DSN-station bliver tilgængelig, sender satellitten de modtagne data til den.
Til sidst, efter at have modtaget signalet, afkoder DSN-stationen det og sender de modtagne data til dem, som det er beregnet til.

Jeg håber, at jeg mere eller mindre kort kunne beskrive processen med at kommunikere med Curiosity. Alle disse oplysninger (på engelsk sprog; plus en enorm bunke ekstramateriale, herunder for eksempel ret detaljerede tekniske rapporter om principperne for driften af hver af satellitterne) er tilgængelig på forskellige JPL-sites, det er meget nemt at finde, hvis du ved, hvad præcis du er interesseret i.

Meld venligst eventuelle fejl eller tastefejl via PM!

Kun registrerede brugere kan deltage i undersøgelsen. Kom ind.

Videnskaben

NASA Mars rover Nysgerrighed, som allerede arbejder på Mars mere end halvandet år, formået at gøre mange opdagelser, udvide vores viden og ideer om den røde planet, især om dens fjern fortid.

Mars og Jorden, som det viste sig, er tændt tidlige stadier eksistens, var ret ens. Der var endda en antagelse om, at livet først opstod på Mars og derefter kom til Jorden. Dette er dog kun gæt. Der er mange ting, vi ikke ved med sikkerhed, men Meget tæt på Vi nærmer os løsningen.

Curiosity rover

1) Tidlig Mars var beboet af levende ting, måske i lang tid

Efter en gruppe forskere, der arbejder med roveren Nysgerrighed, fandt ud af, at floder og vandløb engang flød i Gale Crater, rapporterede de, at der også var hele søen plaskede. Dette er en lille aflang sø med ferskvand eksisterede sandsynligvis for cirka 3,7 milliarder år siden

Dette vand er på overfladen af planeten, ligesom Grundvandet der gik dybt flere hundrede meter, indeholdt alt nødvendigt for fremkomsten af mikroskopisk liv.

Gale Crater var varmere, vådere og beboeligt ca 3,5 - 4 milliarder år siden. Det var dengang, at de første levende organismer begyndte at dukke op på Jorden, ifølge videnskabsmænd.

Var Mars hjemsted for primitive udenjordiske væsner? Mars rover Nysgerrighed kan og vil aldrig være i stand til at give 100% præcist svar til dette spørgsmål, men de opdagelser, han gjorde, tyder på, at sandsynligheden for, at primitive marsboere fandtes, er meget høj.

Gale Crater

2) Vand flød engang i mange dele af Mars

Indtil for nylig kunne forskerne ikke engang forestille sig, at der engang havde været steder på Mars. vilde floder og store vandmasser flydende vand. Observationer ved hjælp af kunstige satellitter, der kredser om Mars, gjorde det muligt for forskere at gætte om dette. Det er dog roveren Nysgerrighed var med til at bevise, at floder og søer virkelig eksisterede.

Billeder taget af roveren på overfladen af den røde planet viser mange fossiliserede strukturer, som er spor efter floder og vandløb, kanaler, deltaer og søer, der engang fandtes her.

Mars rover nyheder

3) Der blev fundet spor af organiske stoffer på Mars

Søg organiske komponenter baseret kulstof- et af hovedmålene for Mars rover-missionen Nysgerrighed, en opgave han vil fortsætte med at udføre. Og selvom det kemiske minilaboratorium om bord ringede Prøveanalyse på Mars(SAM) har allerede opdaget seks forskellige organiske komponenter, deres oprindelse er stadig et mysterium.

Kemi laboratorium ombord på prøveanalysen på Mars rover

"Der er ingen tvivl om, at SAM har påvist organiske stoffer, men vi kan ikke med sikkerhed sige, at disse komponenter er af Mars-oprindelse."- siger forskerne. Der er flere muligheder for disse stoffers oprindelse, for eksempel nedsivning i SAM-ovnen organiske opløsningsmidler fra Jorden, som er nødvendige for nogle kemiske eksperimenter.

Søgningen efter organisk stof på Mars er dog skredet meget frem under arbejdet Nysgerrighed. Hver ny samling af marsjord og sand indeholdt stigende koncentration organiske stoffer, det vil sige forskellige prøver af Mars-materiale viser helt forskellige resultater. Hvis organiske stoffer fundet på Mars var jordisk oprindelse, ville dens koncentration være mere eller mindre stabile.

SAM er det mest komplekse og vigtige instrument, der nogensinde har været drevet på en anden planet. Det tager naturligvis tid at forstå hvad er den bedste måde at arbejde med det på?.

Mars rover 2013

4) Der er skadelig stråling på Mars

Galaktiske kosmiske stråler og solstråling angribe Mars, og højenergipartikler bryder bindingerne, der tillade levende organismer at overleve. Når en enhed ringede , som måler strålingsniveauer, foretog de første målinger på overfladen af den røde planet, var resultaterne simpelthen fantastisk.

Strålingsvurderingsdetektor

Strålingen opdaget på Mars er ganske enkelt skadelig for mikrober, som kunne leve på overfladen og i flere meters dybde under jorden. Desuden er en sådan stråling højst sandsynligt observeret her i det sidste flere millioner år.

For at teste, om nogen levende væsener er i stand til at overleve under sådanne forhold, tog forskerne en jordisk bakterie som model Deinococcus radiodurans, som kan holde til utrolige doser af stråling. Hvis bakterier kan lide D.radiodurans,dukkede op på et tidspunkt, hvor Mars var vådere og varm planet og når det stadig havde en atmosfære, så kunne de teoretisk set overleve efter en lang periode med dvale.

Levende bakterie Deinococcus radiodurans

2013 Curiosity rover

5) Stråling fra Mars forstyrrer det normale forløb af kemiske reaktioner

Forskere, der arbejder med Mars-roveren Nysgerrighed, understrege, at på grund af det faktum, at stråling interfererer med det normale forløb af kemiske reaktioner på Mars, organiske stoffer er svære at opdage på dens overflade.

Ved brug af radioaktivt henfaldsmetode, som også bruges på Jorden, videnskabsmænd fra Caltech fandt, at overfladen i området Glenelg (Gale Crater) har været udsat for stråling i ca 80 millioner år.

Denne nye metode kunne hjælpe med at finde steder på planetens overflade, der var mindre udsat for stråling forstyrre kemiske reaktioner. Sådanne steder kan være i området med klipper og afsatser, der er blevet hugget af vinden. Stråling i disse områder kunne blive blokeret af sten, der hang ovenfra. Hvis forskerne finder sådanne steder, vil de begynde at bore der.

Mars rover seneste nyheder

Rejseforsinkelser

Mars rover Nysgerrighed umiddelbart efter landing blev spurgt speciel rute, ifølge hvilken han skal holde kurs mod en interessant videnskabelig pointe vision Sharpes sorg højde ca 5 kilometer, beliggende i centrum Gale Crater. Missionen er allerede i gang mere end 480 dage, og roveren skal bruge flere måneder til at nå det ønskede punkt.

Hvad forsinkede roveren? På vej til bjerget blev opdaget en masse vigtig og interessant information. I øjeblikket er Curiosity på vej mod Mount Sharp næsten non-stop og savner potentielt interessante steder.

Efter at have fundet og analyseret et potentielt beboeligt miljø på Mars, forskerne Nysgerrighed vil fortsætte med at arbejde. Når det står klart, hvor de strålingsbeskyttede områder er, vil roveren få kommandoen til at bore. I mellemtiden Nysgerrighed nærmer sig det oprindelige mål - Mount Sharpe.

Foto fra roveren

Tager prøver

Foto taget af roveren under sit arbejde i Rocknest-området i oktober-november 2012

Selvportræt. Billedet er en collage af snesevis af billeder taget med kameraet på enden af roverens robotarm. Mount Sharp kan ses i det fjerne

De første prøver af Marsjord taget af roveren

Det lyse objekt i midten af billedet er højst sandsynligt et fragment af et skib, der brød af under landing

Selvportræt "Curiosity"

Mars Science Laboratory (MSL) ( Mars Science Laboratory, forkortelse. MSL), "Mars Science Laboratory" - en NASA-mission, hvor den tredje generation med succes blev leveret og drevet "Nysgerrighed" (Nysgerrighed, - nysgerrighed, nysgerrighed). Roveren er et selvstændigt kemisk laboratorium flere gange større og tungere end de tidligere rovere Spirit and Opportunity. Enheden skal rejse fra 5 til 20 kilometer om et par måneder og udføre en fuld analyse af Mars-jord og atmosfæriske komponenter. Hjælperaketmotorer blev brugt til at opnå en kontrolleret og mere præcis landing.

Curiosity-opsendelsen til Mars fandt sted den 26. november 2011, og den bløde landing på Mars' overflade fandt sted den 6. august 2012. Den anslåede levetid på Mars er et Mars-år (686 jorddage).

MSL er en del af NASAs langsigtede program for at udforske Mars med robotsonder, Mars Exploration Program. Udover NASA involverer projektet også University of California teknologisk Institut og Jet Propulsion Laboratory. Projektlederen er Doug McCuistion, en ansat i NASA's Office of Exploration of Other Planets. De samlede omkostninger ved MSL-projektet er cirka 2,5 milliarder dollars.

Specialister fra den amerikanske rumfartsorganisation NASA besluttede at sende roveren til Gale Crater. I en enorm tragt er de dybe lag af Mars-jorden tydeligt synlige, afslørende geologisk historie rød planet.

Navnet "Curiosity" blev valgt i 2009 blandt de muligheder, der blev foreslået af skolebørn ved at stemme på internettet. Andre muligheder inkluderet Eventyr("Eventyr"), Amelia, Rejse("Rejse"), Opfattelse("Opfattelse"), Forfølgelse("Forfølgelse"), Solopgang("Solopgang"), Vision("Vision"), Spekulerer("Mirakel").

Historie

Samlet rumfartøj.

I april 2004 begyndte NASA at udvælge forslag til at udstyre den nye Mars-rover med videnskabeligt udstyr, og den 14. december 2004 blev det besluttet at udvælge otte forslag. I slutningen af samme år påbegyndtes udvikling og test af systemets komponenter, herunder udviklingen af en 1-komponent motor fremstillet af Aerojet, som er i stand til at levere en trykkraft i området fra 15 til 100 % af den maksimale drivkraft ved konstant boost tryk.

Oprettelsen af alle komponenter i roveren blev afsluttet i november 2008, og mest af værktøj og software MSL fortsatte med at blive testet. Missionens budgetoverskridelse var cirka 400 millioner dollars. Den følgende måned forsinkede NASA MSL's opsendelse til slutningen af 2011 på grund af utilstrækkelig tid til test.

Fra den 23. marts til den 29. marts 2009 blev der afholdt en afstemning på NASAs hjemmeside for at vælge et navn til roveren; 9 ord blev givet at vælge imellem. Den 27. maj 2009 blev ordet "Curiosity" offentliggjort som vinderen. Det blev foreslået af sjette klasses Clara Ma fra Kansas.

Roveren blev opsendt af en Atlas 5-raket fra Cape Canaveral den 26. november 2011. Den 11. januar 2012 blev der gennemført en særlig manøvre, som eksperter kalder "den vigtigste" for roveren. Som et resultat af den perfekte manøvre tog enheden en kurs, der førte den til det optimale punkt for landing på Mars overflade.

Den 28. juli 2012 blev der udført en fjerde lille banekorrektion; motorerne blev tændt i kun seks sekunder. Operationen var så vellykket, at den endelige korrektion, der oprindeligt var planlagt til den 3. august, ikke var påkrævet.

Landingen fandt sted den 6. august 2012 kl. 05:17 UTC. Radiosignalet, der annoncerer den vellykkede landing af roveren på overfladen af Mars, ankom kl. 05:32 UTC.

Missionsmål og mål

29. juni 2010 ingeniører fra Laboratoriet Jet fremdrift samlede Curiosity i et stort rent rum som forberedelse til roverens lancering i slutningen af 2011.

MSL har fire hovedmål:

at afgøre, om der nogensinde har eksisteret betingelser, der er egnede til liv på Mars;
få detaljerede oplysninger om Mars klima;
få detaljerede oplysninger om Mars geologi;
forberede sig på at lande mennesker på Mars.

For at nå disse mål har MSL seks hovedmål:

bestemme den mineralogiske sammensætning af marsjord og underjordiske geologiske materialer;
forsøge at opdage spor af den mulige forekomst af biologiske processer - ved de elementer, der er grundlaget for livet, som det er kendt for jordboere: (kulstof, brint, nitrogen, oxygen, fosfor, svovl);
identificere de processer, hvorved Mars klipper og jord blev dannet;
vurdere udviklingsprocessen for Mars atmosfære på lang sigt;
Definere Nuværende tilstand, distribution og kredsløb af vand og kuldioxid;
indstille spektrum radioaktiv stråling overflade af Mars.

Forskningen målte også virkningen af kosmisk stråling på komponenter under flyvningen til Mars. Disse data vil hjælpe med at vurdere niveauerne af stråling, der venter på mennesker på en bemandet ekspedition til Mars.

Forbindelse

Vandrende modul		Modulet styrer banen Mars Science Laboratory under en flyvning fra Jorden til Mars. Indeholder også komponenter til at understøtte kommunikation under flyvning og temperaturkontrol. Før man går ind i Mars-atmosfæren, adskilles overførselsmodulet og nedstigningsmodulet.
Bagerste del kapsler		Kapslen er nødvendig for nedstigning gennem atmosfæren. Det beskytter roveren mod påvirkning fra det ydre rum og overbelastning under indtræden i Mars atmosfære. Bagerst er der en beholder til en faldskærm. Der er installeret flere kommunikationsantenner i nærheden af containeren.
"Sky Crane"		Efter at varmeskjoldet og bagsiden af kapslen har fuldført deres opgave, løsnes de, og derved rydder vejen for køretøjets nedstigning og lader radaren bestemme landingsstedet. Når den er løsnet, sikrer kranen en præcis og jævn nedstigning af roveren til overfladen af Mars, hvilket opnås ved brug af jetmotorer og styret ved hjælp af radar på roveren.
Mars rover "Curiosity"		Mars-roveren, kaldet Curiosity, indeholder alle de videnskabelige instrumenter samt vigtige systemer kommunikation og energiforsyning. Under flyvningen foldes landingsstellet for at spare plads.
Frontal del kapsler med varmeskjold		Varmeskjoldet beskytter roveren mod ekstrem høj temperatur, der påvirker nedstigningskøretøjet under bremsning i Mars atmosfære.

Nedstigning køretøj

Massen af nedstigningskøretøjet (vist samlet med flyvemodulet) er 3,3 tons. Nedstigningsmodulet tjener til en kontrolleret, sikker nedstigning af roveren ved indbremsning Mars atmosfære og en blød landing af roveren på overfladen.

Flyve- og landingsteknologi

Flyvemodulet er klar til test. Vær opmærksom på den del af kapslen i bunden, i denne del er der en radar, og helt øverst er der solpaneler.

Bevægelsesbane Mars Science Laboratory fra Jorden til Mars styrede flyvemodulet forbundet med kapslen. Kraftelementet i flymoduldesignet var en ringbinding med en diameter på 4 meter, lavet af aluminiumslegering, forstærket med flere stabiliserende stivere. 12 paneler forbundet til strømforsyningssystemet blev installeret på overfladen af flymodulet. Ved afslutningen af flyvningen, før kapslen kom ind i Mars atmosfære, genererede de omkring 1 kW elektrisk energi med en effektivitet på omkring 28,5%. Lithium-ion-batterier blev leveret til energikrævende operationer. Derudover var flymodulets strømforsyningssystem, nedstigningsmodulets batterier og Curiosity-strømsystemet sammenkoblet, hvilket gjorde det muligt at omdirigere energistrømme i tilfælde af funktionsfejl.

Orienteringen af rumfartøjet i rummet blev bestemt ved hjælp af en stjernesensor og en af to solsensorer. Stjernesporeren observerede flere stjerner udvalgt til navigation; solsensoren blev brugt som referencepunkt. Dette system er designet med redundans for at øge missionens pålidelighed. For at korrigere banen blev der brugt 8 motorer, der kørte på hydrazin, hvis forsyning var indeholdt i to sfæriske titaniumtanke.