แชสซีอยากรู้อยากเห็น มีอะไรอยู่ในรถแลนด์โรเวอร์ Curiosity

เมื่อวันที่ 6 สิงหาคม 2555 ยานอวกาศ Curiosity ลงจอดบนพื้นผิวดาวอังคาร ในอีก 23 เดือนข้างหน้า รถแลนด์โรเวอร์จะศึกษาพื้นผิวของโลก องค์ประกอบทางแร่วิทยา และสเปกตรัมการแผ่รังสีของมัน มองหาร่องรอยของชีวิต และประเมินความเป็นไปได้ที่จะลงจอดมนุษย์ด้วย

กลยุทธ์การวิจัยหลักคือการค้นหาหินที่น่าสนใจด้วยกล้อง ความละเอียดสูง- หากมีสิ่งใดปรากฏขึ้น รถแลนด์โรเวอร์จะฉายรังสีหินที่กำลังศึกษาด้วยเลเซอร์จากระยะไกล ผลลัพธ์ การวิเคราะห์สเปกตรัมกำหนดว่าจำเป็นต้องนำหุ่นยนต์ออกมาด้วยกล้องจุลทรรศน์และเอ็กซ์เรย์สเปกโตรมิเตอร์หรือไม่ จากนั้น Curiosity จะสามารถแยกและบรรจุตัวอย่างลงในจาน 74 จานของห้องปฏิบัติการภายในเพื่อการวิเคราะห์ต่อไป

ด้วยชุดตัวถังขนาดใหญ่และความเบาภายนอก อุปกรณ์ดังกล่าวจึงมีมวลรถยนต์นั่งส่วนบุคคล (900 กก.) และหนัก 340 กก. บนพื้นผิวดาวอังคาร อุปกรณ์ทั้งหมดใช้พลังงานจากการสลายตัวของพลูโตเนียม-238 จากเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กตริกรังสีไอโซโทปรังสีของโบอิ้ง ซึ่งมีอายุการใช้งานอย่างน้อย 14 ปี บน ในขณะนี้ผลิตพลังงานความร้อน 2.5 kWh และพลังงานไฟฟ้า 125 W เมื่อเวลาผ่านไปเอาต์พุตไฟฟ้าจะลดลงเหลือ 100 W

มีกล้องหลายประเภทที่ติดตั้งอยู่บนรถแลนด์โรเวอร์ Mast Camera คือระบบของกล้องสองตัวที่ไม่เท่ากันซึ่งมีการแสดงสีปกติที่สามารถถ่ายภาพ (รวมถึงภาพสามมิติ) ด้วยความละเอียด 1600x1200 พิกเซล และซึ่งเป็นสิ่งใหม่สำหรับ Mars Rover จะสามารถบันทึกสตรีมวิดีโอที่บีบอัดด้วยฮาร์ดแวร์ 720p (1280x720) ในการจัดเก็บวัสดุผลลัพธ์ระบบจะมีหน่วยความจำแฟลช 8 กิกะไบต์สำหรับกล้องแต่ละตัวซึ่งเพียงพอสำหรับจัดเก็บภาพหลายพันภาพและการบันทึกวิดีโอสองสามชั่วโมง ภาพถ่ายและวิดีโอได้รับการประมวลผลโดยไม่ต้องโหลดชุดอิเล็กทรอนิกส์ควบคุม Curiosity แม้ว่าผู้ผลิตจะมีการกำหนดค่าการซูม แต่กล้องก็ไม่มีการซูมเนื่องจากไม่มีเวลาเหลือสำหรับการทดสอบ

ภาพประกอบภาพจาก MastCam ภาพพาโนรามาที่มีสีสันของพื้นผิวดาวอังคารได้มาจากการนำภาพหลายภาพมาต่อเข้าด้วยกัน MastCams ไม่เพียงแต่จะใช้เพื่อสร้างความบันเทิงให้กับสาธารณชนเกี่ยวกับสภาพอากาศของดาวเคราะห์สีแดงเท่านั้น แต่ยังช่วยในการดึงและเคลื่อนย้ายตัวอย่างอีกด้วย

นอกจากนี้ ที่ติดอยู่กับเสาก็เป็นส่วนหนึ่งของระบบ ChemCam นี่คือสเปกโตรมิเตอร์การปล่อยประกายไฟด้วยเลเซอร์และหน่วยสร้างภาพที่ทำงานเป็นคู่ หลังจากระเหยหินจำนวนเล็กน้อยที่กำลังศึกษาอยู่ พัลส์เลเซอร์ 5 นาโนวินาทีจะวิเคราะห์สเปกตรัมของรังสีพลาสมาที่เกิดขึ้น ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดองค์ประกอบองค์ประกอบของ ตัวอย่าง. ไม่จำเป็นต้องขยายเครื่องมือจัดการ

ความละเอียดของอุปกรณ์นั้นสูงกว่าที่ติดตั้งบนรถแลนด์โรเวอร์ดาวอังคารรุ่นก่อนถึง 5-10 เท่า จากระยะห่าง 7 เมตร ChemCam สามารถระบุประเภทของหินที่กำลังศึกษา (เช่น ภูเขาไฟหรือตะกอน) โครงสร้างของดินและหิน ติดตามองค์ประกอบที่โดดเด่น จดจำน้ำแข็งและแร่ธาตุที่มีโมเลกุลของน้ำในโครงสร้างผลึก วัดสัญญาณการกัดเซาะบน หินและช่วยการมองเห็นในการสำรวจหินด้วยแขนหุ่นยนต์

ค่าใช้จ่ายของ ChemCam อยู่ที่ 10 ล้านเหรียญสหรัฐ (น้อยกว่าครึ่งเปอร์เซ็นต์ของค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการสำรวจ) ระบบประกอบด้วยเลเซอร์บนเสากระโดงและสเปกโตรกราฟสามชิ้นภายในตัวเครื่อง ซึ่งการแผ่รังสีจะถูกส่งผ่านตัวนำแสงไฟเบอร์ออปติก

กล้องถ่ายภาพ Mars Hand Lens Imager ได้รับการติดตั้งบนหุ่นยนต์ของรถแลนด์โรเวอร์ ซึ่งสามารถถ่ายภาพขนาด 1600 × 1200 พิกเซล ซึ่งสามารถมองเห็นรายละเอียดขนาด 12.5 ไมโครเมตรได้ กล้องมีแสงพื้นหลังสีขาวสำหรับใช้งานทั้งกลางวันและกลางคืน การส่องสว่างด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นสิ่งจำเป็นในการกระตุ้นการปล่อยแร่ธาตุคาร์บอเนตและแร่ธาตุระเหย ซึ่งแสดงให้เห็นว่าน้ำมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพื้นผิวดาวอังคาร

เพื่อจุดประสงค์ในการทำแผนที่ มีการใช้กล้อง Mars Descent Imager (MARDI) ซึ่งบันทึกภาพขนาด 1600 × 1200 พิกเซลบนหน่วยความจำแฟลช 8 กิกะไบต์ระหว่างการลงของอุปกรณ์ ทันทีที่อยู่ห่างจากผิวน้ำไม่กี่กิโลเมตร กล้องก็เริ่มถ่ายภาพสีห้าภาพต่อวินาที ข้อมูลที่ได้รับจะทำให้สามารถสร้างแผนที่ที่อยู่อาศัยของ Curiosity ได้

ที่ด้านข้างของรถแลนด์โรเวอร์มีกล้องขาวดำสองตัวที่มีมุมมอง 120 องศา ระบบ Hazcams ใช้ในการซ้อมรบและขยายหุ่นยนต์ เสากระโดงมีระบบ Navcams ซึ่งประกอบด้วยกล้องขาวดำสองตัวที่มีมุมมอง 45 องศา โปรแกรมของรถแลนด์โรเวอร์จะสร้างแผนที่ 3 มิติรูปลิ่มอย่างต่อเนื่องโดยอาศัยข้อมูลจากกล้องเหล่านี้ ทำให้สามารถหลีกเลี่ยงการชนกับสิ่งกีดขวางที่ไม่คาดคิดได้ หนึ่งในภาพแรกๆ จาก Curiosity คือภาพจากกล้อง Hazcam

มีการติดตั้งสถานีตรวจสอบบนรถแลนด์โรเวอร์เพื่อวัดสภาพอากาศ สิ่งแวดล้อม(สถานีตรวจติดตามสิ่งแวดล้อมโรเวอร์) ซึ่งตรวจวัดความดัน อุณหภูมิบรรยากาศและพื้นผิว ความเร็วลม และรังสีอัลตราไวโอเลต REMS ได้รับการปกป้องจากฝุ่นดาวอังคาร

• ChemCam คือชุดเครื่องมือสำหรับดำเนินการวิเคราะห์ทางเคมีระยะไกลของตัวอย่างต่างๆ งานดำเนินไปดังต่อไปนี้: เลเซอร์จะยิงชุดนัดไปที่วัตถุที่กำลังศึกษาอยู่ จากนั้นวิเคราะห์สเปกตรัมของแสงที่ปล่อยออกมาจากหินระเหย ChemCam สามารถศึกษาวัตถุที่อยู่ในระยะห่างจากวัตถุได้สูงสุดถึง 7 เมตร ราคาของอุปกรณ์อยู่ที่ประมาณ 10 ล้านดอลลาร์ (ค่าใช้จ่ายเกิน 1.5 ล้านดอลลาร์) ในโหมดปกติ เลเซอร์จะโฟกัสไปที่วัตถุโดยอัตโนมัติ
• MastCam: ระบบที่ประกอบด้วยกล้องสองตัว และมีฟิลเตอร์สเปกตรัมจำนวนมาก สามารถถ่ายภาพด้วยสีธรรมชาติขนาด 1600 × 1200 พิกเซลได้ วิดีโอที่มีความละเอียด 720p (1280 × 720) ถ่ายที่ความเร็วสูงสุด 10 เฟรมต่อวินาทีและถูกบีบอัดด้วยฮาร์ดแวร์ กล้องตัวแรกคือกล้องมุมกลาง (MAC) มีความยาวโฟกัส 34 มม. และมุมมอง 15 องศา 1 พิกเซลเท่ากับ 22 ซม. ที่ระยะ 1 กม.
• กล้องมุมแคบ (NAC) มีความยาวโฟกัส 100 มม. มุมมอง 5.1 องศา 1 พิกเซลเท่ากับ 7.4 ซม. ที่ระยะ 1 กม. กล้องแต่ละตัวมีหน่วยความจำแฟลชขนาด 8 GB ซึ่งสามารถจัดเก็บภาพดิบได้มากกว่า 5,500 ภาพ มีการรองรับการบีบอัด JPEG และการบีบอัดแบบไม่สูญเสียข้อมูล กล้องมีคุณสมบัติโฟกัสอัตโนมัติที่ช่วยให้สามารถโฟกัสไปที่วัตถุตั้งแต่ 2.1 ม. ถึงระยะอนันต์ แม้ว่าผู้ผลิตจะมีการกำหนดค่าการซูม แต่กล้องก็ไม่มีการซูมเนื่องจากไม่มีเวลาเหลือสำหรับการทดสอบ กล้องแต่ละตัวมีฟิลเตอร์ RGB Bayer ในตัวและฟิลเตอร์ IR ที่สลับได้ 8 ตัว เมื่อเปรียบเทียบกับกล้องพาโนรามาบน Spirit and Opportunity (MER) ที่ถ่ายภาพขาวดำขนาด 1024 x 1024 พิกเซล MAC MastCam มีความละเอียดเชิงมุมมากกว่า 1.25 เท่า และ NAC MastCam มีความละเอียดเชิงมุมสูงกว่า 3.67 เท่า
• Mars Hand Lens Imager (MAHLI): ระบบประกอบด้วยกล้องที่ติดตั้งอยู่บนแขนหุ่นยนต์ของรถแลนด์โรเวอร์ และใช้ถ่ายภาพหินและดินด้วยกล้องจุลทรรศน์ MAHLI สามารถจับภาพขนาด 1600 × 1200 พิกเซลและความละเอียดสูงสุด 14.5 µm ต่อพิกเซล MAHLI มีความยาวโฟกัส 18.3 มม. ถึง 21.3 มม. และขอบเขตการมองเห็น 33.8 ถึง 38.5 องศา MAHLI มีทั้งไฟ LED สีขาวและ UV สำหรับใช้งานในที่มืดหรือใช้แสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ การส่องสว่างด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นสิ่งจำเป็นในการกระตุ้นการปล่อยแร่ธาตุคาร์บอเนตและแร่ธาตุระเหย ซึ่งแสดงให้เห็นว่าน้ำมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพื้นผิวดาวอังคาร MAHLI มุ่งเน้นไปที่วัตถุที่มีขนาดเล็กเพียง 1 มม. ระบบสามารถถ่ายภาพได้หลายภาพโดยเน้นการประมวลผลภาพ MAHLI สามารถบันทึกภาพถ่าย Raw โดยไม่สูญเสียคุณภาพหรือบีบอัดไฟล์ JPEG
• MSL Mars Descent Imager (MARDI): ในระหว่างการสืบเชื้อสายสู่พื้นผิวดาวอังคาร MARDI ส่งภาพสี 1600 × 1200 พิกเซลด้วยเวลาเปิดรับแสง 1.3 มิลลิวินาที กล้องเริ่มถ่ายภาพที่ระยะ 3.7 กม. และสิ้นสุดที่ระยะ ห่างจากพื้นผิวดาวอังคาร 5 เมตร ถ่ายภาพสีด้วยความถี่ 5 เฟรมต่อวินาที การถ่ายทำใช้เวลาประมาณ 2 นาที 1 พิกเซลเท่ากับ 1.5 เมตร ที่ระยะ 2 กม. และ 1.5 มม. ที่ระยะ 2 เมตร มุมมองของกล้องคือ 90 องศา MARDI มีหน่วยความจำภายใน 8GB ที่สามารถจัดเก็บภาพถ่ายได้มากกว่า 4,000 ภาพ ภาพจากกล้องทำให้สามารถมองเห็นภูมิประเทศโดยรอบ ณ จุดลงจอดได้ JunoCam สร้างขึ้นสำหรับยานอวกาศ Juno โดยใช้เทคโนโลยี MARDI
• เครื่องสเปกโตรมิเตอร์รังสีเอกซ์อนุภาคอัลฟ่า (APXS): อุปกรณ์นี้จะฉายรังสีอนุภาคอัลฟ่าและเปรียบเทียบสเปกตรัมรังสีเอกซ์เพื่อกำหนดองค์ประกอบองค์ประกอบของหิน APXS เป็นรูปแบบหนึ่งของการปล่อยรังสีเอกซ์ที่เกิดจากอนุภาค (PIXE) ซึ่งก่อนหน้านี้เคยใช้ใน Mars Pathfinder และ Mars Exploration Rovers APXS ได้รับการพัฒนาโดยองค์การอวกาศแคนาดา MacDonald Dettwiler (MDA) - บริษัทการบินและอวกาศของแคนาดาที่สร้าง Canadarm และ RADARSAT มีหน้าที่รับผิดชอบในการออกแบบและสร้าง APXS ทีมพัฒนา APXS ประกอบด้วยสมาชิกจาก University of Guelph, University of New Brunswick, University of Western Ontario, NASA, University of California, San Diego และ Cornell University
• การรวบรวมและการจัดการสำหรับการวิเคราะห์หินดาวอังคารในแหล่งกำเนิด (CHIMRA): CHIMRA เป็นถังขนาด 4x7 เซนติเมตรที่ใช้ตักดิน ในช่องภายในของ CHIMRA จะถูกร่อนผ่านตะแกรงที่มีเซลล์ขนาด 150 ไมครอน ซึ่งได้รับการช่วยเหลือโดยการทำงานของกลไกการสั่น ส่วนเกินจะถูกกำจัดออก และส่วนถัดไปจะถูกส่งไปเพื่อการกรอง โดยรวมแล้ว มีการสุ่มตัวอย่างจากถังและการกรองดินมีสามขั้นตอน เป็นผลให้เหลือผงเล็กน้อยของเศษส่วนที่ต้องการซึ่งถูกส่งไปยังที่รองรับดินบนตัวรถแลนด์โรเวอร์และส่วนเกินจะถูกโยนทิ้งไป เป็นผลให้ได้รับชั้นดิน 1 มม. จากถังทั้งหมดเพื่อการวิเคราะห์ ผงที่เตรียมไว้ได้รับการศึกษาโดยอุปกรณ์ CheMin และ SAM
• CheMin: Chemin ตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีและแร่วิทยาโดยใช้การเรืองแสงของรังสีเอกซ์และการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ CheMin เป็นหนึ่งในสี่สเปกโตรมิเตอร์ CheMin ช่วยให้คุณตรวจสอบความอุดมสมบูรณ์ของแร่ธาตุบนดาวอังคาร เครื่องมือนี้ได้รับการพัฒนาโดย David Blake ที่ศูนย์วิจัย Ames ของ NASA และห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA รถแลนด์โรเวอร์จะเจาะ หินและเครื่องมือจะรวบรวมผงที่ได้ จากนั้นรังสีเอกซ์จะมุ่งตรงไปที่ผง โครงสร้างผลึกภายในของแร่ธาตุจะสะท้อนในรูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสี การเลี้ยวเบน รังสีเอกซ์จะแตกต่างกันไปตามแร่ธาตุต่างๆ ดังนั้นรูปแบบการเลี้ยวเบนจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดโครงสร้างของสารได้ ข้อมูลเกี่ยวกับความส่องสว่างของอะตอมและรูปแบบการเลี้ยวเบนจะถูกบันทึกโดยเมทริกซ์ E2V CCD-224 ที่เตรียมไว้เป็นพิเศษซึ่งมีขนาด 600x600 พิกเซล Curiosity มีเซลล์ 27 เซลล์สำหรับการวิเคราะห์ตัวอย่าง หลังจากศึกษาตัวอย่างหนึ่งเซลล์แล้ว เซลล์ดังกล่าวจะสามารถนำมาใช้ซ้ำได้ แต่การวิเคราะห์ที่ดำเนินการกับเซลล์จะมีความแม่นยำน้อยลงเนื่องจากการปนเปื้อนจากตัวอย่างก่อนหน้า ดังนั้น รถแลนด์โรเวอร์จึงพยายามศึกษาตัวอย่างได้ทั้งหมดเพียง 27 ครั้ง เซลล์ปิดผนึกอีก 5 เซลล์เก็บตัวอย่างจากโลก จำเป็นสำหรับการทดสอบประสิทธิภาพของอุปกรณ์ในสภาวะบนดาวอังคาร อุปกรณ์ต้องใช้อุณหภูมิ −60 องศาเซลเซียสจึงจะทำงาน มิฉะนั้นการรบกวนจากอุปกรณ์ DAN จะรบกวน
• การวิเคราะห์ตัวอย่างที่ดาวอังคาร (SAM): ชุดเครื่องมือ SAM จะวิเคราะห์ตัวอย่างของแข็ง สารอินทรีย์ และองค์ประกอบบรรยากาศ เครื่องมือนี้ได้รับการพัฒนาโดย: Goddard Space Flight Center, Inter-Universitaire Laboratory, French CNRS และ Honeybee Robotics พร้อมด้วยพันธมิตรอื่นๆ อีกมากมาย
• เครื่องตรวจจับการประเมินรังสี (RAD): อุปกรณ์นี้จะรวบรวมข้อมูลเพื่อประมาณระดับรังสีพื้นหลังที่จะส่งผลต่อผู้เข้าร่วมการสำรวจดาวอังคารในอนาคต อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการติดตั้งเกือบจะใน "หัวใจ" ของรถแลนด์โรเวอร์ และด้วยเหตุนี้จึงเป็นการจำลองนักบินอวกาศอยู่ข้างใน ยานอวกาศ- RAD เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกสำหรับ MSL ที่ถูกเปิดใช้งานในขณะที่ยังอยู่ในวงโคจรของโลก และบันทึกการแผ่รังสีพื้นหลังภายในอุปกรณ์ จากนั้นบันทึกเข้าไปในรถแลนด์โรเวอร์ระหว่างการทำงานบนพื้นผิวดาวอังคาร โดยรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับความเข้มของการแผ่รังสีสองประเภท ได้แก่ รังสีกาแล็กซีพลังงานสูง และอนุภาคที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ RAD ได้รับการพัฒนาในประเทศเยอรมนีโดยทางตะวันตกเฉียงใต้ สถาบันวิจัย(SwRI) ในฟิสิกส์นอกโลกที่กลุ่ม Christian-Albrechts-Universität zu Kiel โดยได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากคณะกรรมการภารกิจระบบสำรวจที่สำนักงานใหญ่ NASA และเยอรมนี
• Dynamic Albedo of Neutrons (DAN): Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) ใช้ในการตรวจจับไฮโดรเจน ซึ่งเป็นน้ำแข็งใกล้พื้นผิวดาวอังคาร ซึ่งจัดทำโดย Federal Space Agency (Roscosmos) เป็นการพัฒนาร่วมกันของสถาบันวิจัยระบบอัตโนมัติซึ่งตั้งชื่อตาม N.L. Dukhov จาก Rosatom (เครื่องกำเนิดนิวตรอนพัลส์), สถาบันวิจัยอวกาศของ Russian Academy of Sciences (หน่วยตรวจจับ) และสถาบันร่วมเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ (สอบเทียบ) ต้นทุนในการพัฒนาอุปกรณ์อยู่ที่ประมาณ 100 ล้านรูเบิล รูปถ่ายของอุปกรณ์ อุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยแหล่งกำเนิดนิวตรอนแบบพัลซ์และตัวรับรังสีนิวตรอน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะปล่อยพัลส์นิวตรอนที่ทรงพลังสั้น ๆ ไปยังพื้นผิวดาวอังคาร ระยะเวลาพัลส์ประมาณ 1 μs พลังงานฟลักซ์สูงถึง 10 ล้านนิวตรอน โดยมีพลังงาน 14 MeV ต่อพัลส์ อนุภาคเจาะเข้าไปในดินของดาวอังคารได้ลึก 1 ม. ซึ่งพวกมันมีปฏิกิริยากับแกนกลางขององค์ประกอบที่ก่อตัวเป็นหินหลักซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกมันช้าลงและถูกดูดซับบางส่วน ส่วนที่เหลือของนิวตรอนจะสะท้อนและบันทึกโดยเครื่องรับ การวัดที่แม่นยำสามารถทำได้ที่ความลึก 50-70 ซม. นอกเหนือจากการสำรวจพื้นผิวของดาวเคราะห์สีแดงแล้ว อุปกรณ์นี้ยังสามารถตรวจสอบพื้นหลังการแผ่รังสีตามธรรมชาติของพื้นผิวได้ (การสำรวจแบบพาสซีฟ)
• สถานีตรวจสอบสิ่งแวดล้อมของโรเวอร์ (REMS): ชุดเครื่องมืออุตุนิยมวิทยาและเซ็นเซอร์อัลตราไวโอเลตจัดทำโดยกระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์ของสเปน ทีมวิจัยซึ่งนำโดย Javier Gómez-Elvira จากศูนย์โหราศาสตร์ (มาดริด) รวมถึงสถาบันอุตุนิยมวิทยาแห่งฟินแลนด์เป็นพันธมิตร พวกเขาติดตั้งไว้บนเสากล้องเพื่อวัดความดันบรรยากาศ ความชื้น ทิศทางลม อุณหภูมิของอากาศและพื้นดิน และรังสีอัลตราไวโอเลต เซ็นเซอร์ทั้งหมดแบ่งออกเป็นสามส่วน: แขนสองข้างที่ติดอยู่กับรถแลนด์โรเวอร์, เสาตรวจจับระยะไกล (RSM), เซ็นเซอร์อัลตราไวโอเลต (UVS) ที่อยู่บนเสากระโดงด้านบนของรถแลนด์โรเวอร์ และหน่วยควบคุมเครื่องมือ (ICU) ภายในตัวถัง REMS จะให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับสถานะอุทกวิทยาในท้องถิ่น ผลกระทบการทำลายล้างของรังสีอัลตราไวโอเลต และสิ่งมีชีวิตใต้ดิน
• เครื่องมือวัดการลงจอดและลงจอดของ MSL (MEDLI): วัตถุประสงค์หลักของ MEDLI คือเพื่อศึกษาสภาพแวดล้อมในชั้นบรรยากาศ หลังจากที่ยานพาหนะลงมาพร้อมกับรถแลนด์โรเวอร์ชะลอตัวลงในชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นแผงป้องกันความร้อนจะแยกออก - ในช่วงเวลานี้ข้อมูลที่จำเป็นใน บรรยากาศดาวอังคาร- ข้อมูลนี้จะถูกนำมาใช้ในภารกิจในอนาคต ทำให้สามารถกำหนดพารามิเตอร์ของบรรยากาศได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนการออกแบบยานลงจอดในภารกิจสู่ดาวอังคารในอนาคต MEDLI ประกอบด้วยเครื่องมือหลัก 3 รายการ ได้แก่ MEDLI Integrated Sensor Plugs (MISP), Mars Entry Atmospheric Data System (MEADS) และ Sensor Support Electronics (SSE)
• กล้องหลีกเลี่ยงอันตราย (Hazcams): รถแลนด์โรเวอร์มีกล้องนำทางขาวดำสองคู่อยู่ที่ด้านข้างของรถ ใช้เพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายในขณะที่รถแลนด์โรเวอร์เคลื่อนที่ และชี้อุปกรณ์ควบคุมไปที่ก้อนหินและดินได้อย่างปลอดภัย กล้องจะถ่ายภาพ 3 มิติ (ขอบเขตการมองเห็นของกล้องแต่ละตัวอยู่ที่ 120 องศา) และสร้างแผนที่ของพื้นที่ด้านหน้ารถแลนด์โรเวอร์ แผนที่ที่รวบรวมช่วยให้รถแลนด์โรเวอร์หลีกเลี่ยงการชนโดยไม่ได้ตั้งใจ และซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์จะใช้เพื่อเลือกเส้นทางที่จำเป็นเพื่อเอาชนะสิ่งกีดขวาง
• กล้องนำทาง (Navcams): สำหรับการนำทาง รถแลนด์โรเวอร์ใช้กล้องขาวดำคู่หนึ่งที่ติดตั้งอยู่บนเสากระโดงเพื่อติดตามการเคลื่อนไหวของรถแลนด์โรเวอร์ กล้องมีมุมมอง 45 องศา และถ่ายภาพ 3 มิติ ความละเอียดช่วยให้คุณมองเห็นวัตถุขนาด 2 เซนติเมตรจากระยะ 25 เมตร

แล้วคุณจะสื่อสารกับรถแลนด์โรเวอร์บนดาวอังคารได้อย่างไร? ลองคิดดู แม้ว่าดาวอังคารจะอยู่ห่างจากโลกน้อยที่สุด แต่สัญญาณก็ต้องเดินทางไกลถึงห้าสิบห้าล้านกิโลเมตร! นี่เป็นระยะทางที่ไกลมากจริงๆ แต่รถแลนด์โรเวอร์ขนาดเล็กที่โดดเดี่ยวสามารถส่งข้อมูลทางวิทยาศาสตร์และภาพสีสวยงามทั้งมวลได้อย่างไร ในการประมาณครั้งแรกจะมีลักษณะดังนี้ (ฉันพยายามอย่างหนัก):

ดังนั้นในกระบวนการส่งข้อมูลมักจะมี "ตัวเลข" หลักสามประการที่เกี่ยวข้อง - หนึ่งในศูนย์กลางการสื่อสารอวกาศบนโลกหนึ่งในดาวเทียมเทียมของดาวอังคารและในความเป็นจริงคือรถแลนด์โรเวอร์นั่นเอง เริ่มจากหญิงชรา Earth และพูดคุยเกี่ยวกับศูนย์การสื่อสารอวกาศ DSN (Deep Space Network)

สถานีสื่อสารอวกาศ

ใดๆของ ภารกิจอวกาศ NASA ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าการสื่อสารกับยานอวกาศควรจะเป็นไปได้ตลอด 24 ชั่วโมง (หรืออย่างน้อยที่สุดเมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้) ในหลักการ- เพราะอย่างที่เราทราบ โลกหมุนรอบตัวเองค่อนข้างเร็ว แกนของตัวเองเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณมีความต่อเนื่อง ต้องใช้หลายจุดในการรับ/ส่งข้อมูล นี่คือจุดที่สถานี DSN เป็นอย่างแน่นอน พวกมันตั้งอยู่บนสามทวีปและแยกจากกันด้วยลองจิจูดประมาณ 120 องศา ซึ่งช่วยให้พวกมันซ้อนทับพื้นที่ครอบคลุมของกันและกันได้บางส่วน และด้วยเหตุนี้ จึงสามารถ "นำทาง" ยานอวกาศได้ตลอด 24 ชั่วโมง ในการทำเช่นนี้เมื่อยานอวกาศออกจากพื้นที่ครอบคลุมของสถานีใดสถานีหนึ่ง สัญญาณจะถูกถ่ายโอนไปยังอีกสถานีหนึ่ง

หนึ่งในคอมเพล็กซ์ DSN ตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกา (คอมเพล็กซ์ Goldstone) แห่งที่สองอยู่ในสเปน (ประมาณ 60 กิโลเมตรจากมาดริด) และแห่งที่สามอยู่ในออสเตรเลีย (ประมาณ 40 กิโลเมตรจากแคนเบอร์รา)

คอมเพล็กซ์แต่ละแห่งมีชุดเสาอากาศของตัวเอง แต่ในแง่ของการใช้งานทั้งสามศูนย์มีความเท่าเทียมกันโดยประมาณ เสาอากาศนั้นเรียกว่า DSS (สถานีอวกาศห้วงอวกาศ) และมีหมายเลขของตัวเอง - เสาอากาศในสหรัฐอเมริกามีหมายเลข 1X-2X เสาอากาศในออสเตรเลีย - 3X-4X และในสเปน - 5X-6X ดังนั้นหากคุณได้ยินคำว่า "DSS53" ที่ไหนสักแห่ง คุณมั่นใจได้ว่าเรากำลังพูดถึงเสาอากาศสเปนตัวใดตัวหนึ่ง

คอมเพล็กซ์ในแคนเบอร์รามักถูกใช้เพื่อสื่อสารกับรถแลนด์โรเวอร์บนดาวอังคาร ดังนั้นเรามาพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมกันหน่อยดีกว่า

คอมเพล็กซ์มีเว็บไซต์ของตัวเองซึ่งคุณสามารถค้นหาได้ค่อนข้างมาก ข้อมูลที่น่าสนใจ- ตัวอย่างเช่นเร็ว ๆ นี้ - 13 เมษายนปีนี้ - เสาอากาศ DSS43 จะมีอายุ 40 ปี

ปัจจุบันสถานีแคนเบอร์รามีเสาอากาศที่ใช้งานอยู่สามเสา: DSS-34 (เส้นผ่านศูนย์กลาง 34 เมตร), DSS-43 (70 เมตรที่น่าประทับใจ) และ DSS-45 (อีก 34 เมตร) แน่นอนว่าตลอดหลายปีที่ผ่านมาของการดำเนินงานของศูนย์นั้นมีการใช้เสาอากาศอื่น ๆ ซึ่ง เหตุผลต่างๆถูกนำออกจากการให้บริการ ตัวอย่างเช่น เสาอากาศตัวแรก DSS42 เลิกใช้งานในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2543 และ DSS33 (เส้นผ่านศูนย์กลาง 11 เมตร) ถูกเลิกใช้งานในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2545 หลังจากนั้นจึงขนส่งไปยังนอร์เวย์ในปี พ.ศ. 2552 เพื่อทำงานต่อไปเป็นเครื่องมือในการศึกษาบรรยากาศ .

เสาอากาศทำงานตัวแรกที่กล่าวถึง DSS34ถูกสร้างขึ้นในปี 1997 และกลายเป็นตัวแทนของอุปกรณ์เหล่านี้เจเนอเรชั่นแรก ลักษณะเด่นคืออุปกรณ์สำหรับรับ/ส่งและประมวลผลสัญญาณไม่ได้อยู่บนจานโดยตรง แต่อยู่ในห้องข้างใต้ สิ่งนี้ทำให้จานเบาลงอย่างมากและยังทำให้สามารถซ่อมบำรุงอุปกรณ์ได้โดยไม่ต้องหยุดการทำงานของเสาอากาศอีกด้วย DSS34 เป็นเสาอากาศสะท้อนแสง แผนภาพการทำงานของมันมีลักษณะดังนี้:

อย่างที่คุณเห็นใต้เสาอากาศมีห้องหนึ่งซึ่งประมวลผลสัญญาณที่ได้รับทั้งหมด สำหรับเสาอากาศจริง ห้องนี้อยู่ใต้ดิน ในรูปจะไม่เห็นครับ

DSS34 คลิกได้

ออกอากาศ:

• เอ็กซ์แบนด์ (7145-7190 MHz)
• เอสแบนด์ (2025-2120 MHz)

แผนกต้อนรับ:

• เอ็กซ์แบนด์ (8400-8500 MHz)
• เอสแบนด์ (2200-2300 MHz)
• คาแบนด์ (31.8-32.3 GHz)

ความแม่นยำของตำแหน่ง: ความเร็วในการหมุน:

• 2.0°/วินาที

ความต้านทานลม:

• ลมคงที่ 72 กม./ชม
• ลมกระโชกแรง +88 กม./ชม

DSS43(ซึ่งกำลังจะฉลองวันครบรอบ) เป็นตัวอย่างที่เก่ากว่ามาก สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2512-2516 และปรับปรุงให้ทันสมัยในปี พ.ศ. 2530 DSS43 เป็นเสาอากาศแบบพาราโบลาที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ที่ใหญ่ที่สุด ซีกโลกใต้ของโลกของเรา โครงสร้างขนาดใหญ่นี้มีน้ำหนักมากกว่า 3,000 ตัน หมุนอยู่บนแผ่นฟิล์มน้ำมันที่มีความหนาประมาณ 0.17 มิลลิเมตร พื้นผิวของจานประกอบด้วยแผงอลูมิเนียม 1272 แผ่น และมีพื้นที่ 4180 ตารางเมตร ม.

DSS43 คลิกได้

ลักษณะทางเทคนิคบางประการ

ออกอากาศ:

• เอ็กซ์แบนด์ (7145-7190 MHz)
• เอสแบนด์ (2025-2120 MHz)

แผนกต้อนรับ:

• เอ็กซ์แบนด์ (8400-8500 MHz)
• เอสแบนด์ (2200-2300 MHz)
• แอลแบนด์ (1626-1708 MHz)
• เคแบนด์ (12.5 GHz)
• คูแบนด์ (18-26 GHz)

ความแม่นยำของตำแหน่ง:

• ภายใน 0.005° (ความแม่นยำในการชี้ไปยังจุดท้องฟ้า)
• ภายใน 0.25 มม. (ความแม่นยำในการเคลื่อนที่ของเสาอากาศนั้นเอง)

ความเร็วในการหมุน:

• 0.25°/วินาที

ความต้านทานลม:

• ลมคงที่ 72 กม./ชม
• ลมกระโชกแรง +88 กม./ชม
• ความเร็วสูงสุดโดยประมาณ - 160 กม./ชม

ดีเอสเอส45- เสาอากาศนี้สร้างเสร็จในปี 1986 และเดิมมีจุดประสงค์เพื่อสื่อสารกับยานโวเอเจอร์ 2 ซึ่งศึกษาดาวยูเรนัส หมุนบนฐานกลมมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 19.6 เมตร ใช้ล้อ 4 ล้อ ขับเคลื่อน 2 ล้อ

DSS45 คลิกได้

ลักษณะทางเทคนิคบางประการ

ออกอากาศ:

• เอ็กซ์แบนด์ (7145-7190 MHz)

แผนกต้อนรับ:

• เอ็กซ์แบนด์ (8400-8500 MHz)
• เอสแบนด์ (2200-2300 MHz)

ความแม่นยำของตำแหน่ง:

• ภายใน 0.015° (ความแม่นยำในการชี้ไปยังจุดท้องฟ้า)
• ภายใน 0.25 มม. (ความแม่นยำในการเคลื่อนที่ของเสาอากาศนั้นเอง)

ความเร็วในการหมุน:

• 0.8°/วินาที

ความต้านทานลม:

• ลมคงที่ 72 กม./ชม
• ลมกระโชกแรง +88 กม./ชม
• ความเร็วสูงสุดโดยประมาณ - 160 กม./ชม

หากเราพูดถึงสถานีสื่อสารอวกาศโดยรวมเราสามารถแยกแยะงานหลักสี่ประการที่ต้องปฏิบัติได้:
การวัดและส่งข้อมูลทางไกล- รับ ถอดรหัส และประมวลผลข้อมูลโทรมาตรที่มาจาก ยานอวกาศ- โดยทั่วไปข้อมูลนี้ประกอบด้วยข้อมูลทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่ส่งผ่านลิงก์วิทยุ ระบบการวัดและส่งข้อมูลทางไกลรับข้อมูล ติดตามการเปลี่ยนแปลงและการปฏิบัติตามบรรทัดฐาน และส่งไปยังระบบตรวจสอบหรือศูนย์วิทยาศาสตร์ที่ประมวลผลข้อมูลดังกล่าว
การติดตาม- ระบบติดตามจะต้องจัดให้มีความเป็นไปได้ในการสื่อสารสองทางระหว่างโลกกับยานอวกาศและดำเนินการคำนวณตำแหน่งและเวกเตอร์ความเร็วเพื่อระบุตำแหน่งที่ถูกต้องของดาวเทียม
ควบคุม- ให้โอกาสผู้เชี่ยวชาญในการส่งคำสั่งควบคุมไปยังยานอวกาศ
การติดตามและการควบคุม- ช่วยให้คุณสามารถควบคุมและจัดการระบบของ DSN ได้เอง

เป็นที่น่าสังเกตว่าปัจจุบันสถานีออสเตรเลียให้บริการยานอวกาศประมาณ 45 ลำ ดังนั้นตารางเวลาปฏิบัติการจึงมีการควบคุมอย่างชัดเจน และคุณจะได้รับ ช่วงต่อเวลาพิเศษไม่ง่ายเลย เสาอากาศแต่ละตัวมีความสามารถทางเทคนิคในการให้บริการอุปกรณ์ที่แตกต่างกันได้ถึงสองเครื่องพร้อมกัน

ดังนั้นข้อมูลที่ต้องส่งไปยังรถแลนด์โรเวอร์จะถูกส่งไปยังสถานี DSN จากจุดที่ส่งข้อมูลในช่วงเวลาสั้น ๆ (จาก 5 ถึง 20 นาที) การเดินทางในอวกาศสู่ดาวเคราะห์สีแดง ตอนนี้เรามาดูรถแลนด์โรเวอร์กันเถอะ เขามีวิธีการสื่อสารแบบใด?

ความอยากรู้

Curiosity มีเสาอากาศสามเสา ซึ่งแต่ละเสาสามารถใช้รับและส่งข้อมูลได้ เหล่านี้คือเสาอากาศ UHF, LGA และ HGA ทั้งหมดตั้งอยู่บน "ด้านหลัง" ของรถแลนด์โรเวอร์ในสถานที่ต่างๆ

HGA - เสาอากาศกำลังสูง
MGA - เสาอากาศรับสัญญาณปานกลาง
LGA - เสาอากาศรับสัญญาณต่ำ
UHF - ความถี่สูงพิเศษ
เนื่องจากคำย่อ HGA, MGA และ LGA มีคำว่าเสาอากาศอยู่แล้วฉันจะไม่ให้คำนี้ซ้ำกับคำเหล่านี้ซึ่งแตกต่างจากตัวย่อ UHF

เราสนใจ RUHF, RLGA และเสาอากาศกำลังสูง

เสาอากาศ UHF ที่ใช้กันมากที่สุด ด้วยความช่วยเหลือนี้ รถแลนด์โรเวอร์สามารถส่งข้อมูลผ่านดาวเทียม MRO และ Odyssey (ซึ่งเราจะพูดถึงในภายหลัง) ที่ความถี่ประมาณ 400 เมกะเฮิรตซ์ การใช้ดาวเทียมในการส่งสัญญาณจะดีกว่าเนื่องจากอยู่ในมุมมองของสถานี DSN นานกว่ารถแลนด์โรเวอร์โดยนั่งอยู่คนเดียวบนพื้นผิวดาวอังคาร นอกจากนี้ เนื่องจากพวกมันอยู่ใกล้รถแลนด์โรเวอร์มากกว่ามาก รถแลนด์โรเวอร์จึงต้องใช้พลังงานน้อยลงในการส่งข้อมูล อัตราการถ่ายโอนสามารถเข้าถึง 256kbps สำหรับ Odyssey และสูงสุด 2Mbps สำหรับ MRO บี โอข้อมูลส่วนใหญ่ที่มาจากคิวริออซิตี้ส่งผ่านดาวเทียม MRO เสาอากาศ UHF นั้นอยู่ที่ด้านหลังของรถแลนด์โรเวอร์ และดูเหมือนทรงกระบอกสีเทา

Curiosity ยังมี HGA ซึ่งสามารถใช้เพื่อรับคำสั่งโดยตรงจาก Earth เสาอากาศนี้สามารถเคลื่อนย้ายได้ (สามารถชี้ไปทางโลกได้) นั่นคือหากต้องการใช้งานรถแลนด์โรเวอร์ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนตำแหน่งเพียงแค่หมุน HGA ไปในทิศทางที่ต้องการและช่วยให้คุณประหยัดพลังงานได้ HGA ติดตั้งอยู่ประมาณตรงกลางทางด้านซ้ายของรถแลนด์โรเวอร์ และเป็นรูปหกเหลี่ยมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30 เซนติเมตร HGA สามารถส่งข้อมูลไปยังโลกได้โดยตรงในอัตราประมาณ 160 bps บนเสาอากาศสูง 34 เมตร หรือสูงถึง 800 bps บนเสาอากาศสูง 70 เมตร

ในที่สุดเสาอากาศที่สามคือสิ่งที่เรียกว่า LGA
มันส่งและรับสัญญาณไปในทิศทางใดก็ได้ LGA ทำงานบน X-band (7-8 GHz) อย่างไรก็ตามกำลังของเสาอากาศนี้ค่อนข้างต่ำและความเร็วในการรับส่งข้อมูลไม่เป็นที่ต้องการมากนัก ด้วยเหตุนี้จึงใช้เพื่อรับข้อมูลเป็นหลักแทนที่จะส่งข้อมูลดังกล่าว
ในภาพ LGA คือป้อมปืนสีขาวที่อยู่เบื้องหน้า
มองเห็นเสาอากาศ UHF ในพื้นหลัง

เป็นที่น่าสังเกตว่ารถแลนด์โรเวอร์สร้างข้อมูลทางวิทยาศาสตร์จำนวนมหาศาล และไม่สามารถส่งข้อมูลทั้งหมดได้เสมอไป ผู้เชี่ยวชาญของ NASA จัดลำดับความสำคัญของสิ่งที่สำคัญ: ข้อมูลที่มีลำดับความสำคัญสูงสุดจะถูกส่งก่อน และข้อมูลที่มีลำดับความสำคัญต่ำกว่าจะรอหน้าต่างการสื่อสารถัดไป บางครั้งข้อมูลที่สำคัญน้อยที่สุดบางส่วนก็ต้องถูกลบออกไปทั้งหมด

ดาวเทียมโอดิสซีย์และเอ็มอาร์โอ

ดังนั้นเราจึงพบว่าโดยปกติแล้วจะสื่อสารกับความอยากรู้อยากเห็นที่คุณต้องการ " ระดับกลาง“ในรูปของดาวเทียมดวงหนึ่ง ทำให้สามารถเพิ่มเวลาในการสื่อสารกับ Curiosity ได้เลยและยังเพิ่มความเร็วในการรับส่งข้อมูลเนื่องจากเสาอากาศดาวเทียมที่ทรงพลังกว่าสามารถส่งข้อมูลไปยังโลกด้วยความเร็วที่สูงกว่ามาก

ดาวเทียมแต่ละดวงจะมีหน้าต่างสื่อสารสองบานพร้อมกับรถแลนด์โรเวอร์ทุกโซล โดยทั่วไปแล้วหน้าต่างเหล่านี้จะค่อนข้างสั้น - เพียงไม่กี่นาที ในกรณีฉุกเฉิน Curiosity สามารถติดต่อดาวเทียม Mars Express Orbiter ขององค์การอวกาศยุโรปได้

ดาวอังคารโอดิสซีย์

ดาวอังคารโอดิสซีย์
ดาวเทียม Mars Odyssey เปิดตัวในปี 2544 และเดิมมีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาโครงสร้างของดาวเคราะห์และค้นหาแร่ธาตุ ดาวเทียมมีขนาด 2.2x2.6x1.7 เมตร และมีน้ำหนักมากกว่า 700 กิโลกรัม ความสูงของวงโคจรอยู่ระหว่าง 370 ถึง 444 กิโลเมตร ดาวเทียมดวงนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายโดยยานสำรวจดาวอังคารรุ่นก่อนๆ ประมาณ 85 เปอร์เซ็นต์ของข้อมูลที่ได้รับจาก Spirit และ Opportunity ได้รับการถ่ายทอดผ่านดาวเทียมดวงนี้ Odyssey สามารถสื่อสารกับ Curiosity ได้ในช่วง UHF ในแง่ของการสื่อสาร มีเสาอากาศ HGA, MGA (เสาอากาศรับสัญญาณปานกลาง), เสาอากาศ LGA และ UHF โดยทั่วไป HGA ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.3 เมตร จะใช้ในการส่งข้อมูลไปยังโลก การส่งข้อมูลจะดำเนินการที่ความถี่ 8406 MHz และการรับข้อมูลดำเนินการที่ความถี่ 7155 MHz ขนาดเชิงมุมลำแสงจะอยู่ที่ประมาณสององศา

ตำแหน่งอุปกรณ์ดาวเทียม

การสื่อสารกับรถแลนด์โรเวอร์ดำเนินการโดยใช้เสาอากาศ UHF ที่ความถี่ 437 MHz (การส่ง) และ 401 MHz (การรับ) อัตราการแลกเปลี่ยนข้อมูลสามารถเป็น 8, 32, 128 หรือ 256 kbps

ยานสำรวจดาวอังคาร

รพ

ในปี 2549 ดาวเทียม Odyssey ได้เข้าร่วมโดย MRO - Mars Reconnaissance Orbiter ซึ่งปัจจุบันเป็นคู่สนทนาหลักของ Curiosity
อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากงานของผู้ปฏิบัติงานด้านการสื่อสารแล้ว MRO เองยังมีคลังเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่น่าประทับใจ และที่น่าสนใจที่สุดคือติดตั้งกล้อง HiRISE ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง ซึ่งตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 300 กิโลเมตร HiRISE สามารถถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูงสุด 0.3 เมตรต่อพิกเซล (โดยการเปรียบเทียบแล้ว ภาพถ่ายดาวเทียมของโลกมักจะอยู่ที่ความละเอียดประมาณ 0.5 เมตรต่อพิกเซล) MRO ยังสามารถสร้างคู่พื้นผิวสเตอริโอที่มีความแม่นยำถึง 0.25 เมตรอย่างน่าอัศจรรย์ ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้คุณตรวจสอบรูปภาพที่มีอยู่อย่างน้อยสองสามภาพ เช่น ตัวอย่างเช่นรูปภาพปล่องภูเขาไฟวิกตอเรียนี้คุ้มค่าแค่ไหน (คลิกได้ ต้นฉบับมีขนาดประมาณ 5 เมกะไบต์):

ฉันขอแนะนำให้ผู้ที่เอาใจใส่มากที่สุดค้นหารถแลนด์โรเวอร์ Opportunity ในภาพ;)

คำตอบ (คลิกได้)

โปรดทราบว่าภาพถ่ายสีส่วนใหญ่จะถ่ายในระยะไกล ดังนั้นหากคุณพบภาพถ่ายที่ส่วนหนึ่งของพื้นผิวเป็นสีฟ้าแกมเขียวสดใส อย่ารีบเร่งไปสู่ทฤษฎีสมคบคิด ;) แต่คุณสามารถมั่นใจได้ว่าในรูปแบบที่แตกต่างกัน ภาพถ่ายพันธุ์เดียวกันจะมีสีเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม กลับมาที่ระบบการสื่อสารกัน

MRO ติดตั้งเสาอากาศสี่เสาซึ่งมีจุดประสงค์เดียวกันกับเสาอากาศของรถแลนด์โรเวอร์ ได้แก่ เสาอากาศ UHF, HGA หนึ่งอัน และ LGA สองอัน เสาอากาศหลักที่ใช้โดยดาวเทียม - HGA - มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 เมตรและทำงานในแถบความถี่ X นี่คือสิ่งที่ใช้ในการส่งข้อมูลไปยังโลก HGA ยังมาพร้อมกับเครื่องขยายสัญญาณ 100 วัตต์

1 - HGA, 3 - UHF, 10 - LGA (LGA ทั้งสองติดตั้งบน HGA โดยตรง)

ความอยากรู้และ MRO สื่อสารโดยใช้เสาอากาศ UHF หน้าต่างการสื่อสารจะเปิดสองครั้งต่อโซลและใช้เวลาประมาณ 6-9 นาที MRO จัดสรรข้อมูลที่ได้รับจากรถแลนด์โรเวอร์ 5GB ต่อวันและเก็บไว้จนกว่าจะอยู่ในสายตาของสถานี DSN แห่งใดแห่งหนึ่งบนโลก หลังจากนั้นจึงส่งข้อมูลไปที่นั่น การถ่ายโอนข้อมูลไปยังรถแลนด์โรเวอร์นั้นดำเนินการตามหลักการเดียวกัน 30 MB/โซล ได้รับการจัดสรรสำหรับการจัดเก็บคำสั่งที่ต้องส่งไปยังรถแลนด์โรเวอร์

สถานี DSN ดำเนินการ MRO 16 ชั่วโมงต่อวัน (ส่วนที่เหลืออีก 8 ชั่วโมงที่ดาวเทียมอยู่ด้วย ด้านหลังดาวอังคารและไม่สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลได้เนื่องจากมันถูกปิดโดยดาวเคราะห์) 10-11 ซึ่งส่งข้อมูลไปยังโลก โดยทั่วไปแล้ว ดาวเทียมจะทำงานด้วยเสาอากาศ DSN 70 เมตรสามวันต่อสัปดาห์ และสองครั้งด้วยเสาอากาศ 34 เมตร (น่าเสียดายที่ยังไม่ชัดเจนว่ามันทำอะไรในช่วงสองวันที่เหลือ แต่ไม่น่าเป็นไปได้ที่จะมีวันหยุด ). ความเร็วในการส่งข้อมูลอาจแตกต่างกันตั้งแต่ 0.5 ถึง 4 เมกะบิตต่อวินาที โดยจะลดลงเมื่อดาวอังคารเคลื่อนตัวออกห่างจากโลก และเพิ่มขึ้นเมื่อดาวเคราะห์ทั้งสองเข้าใกล้กัน ขณะนี้ (ในขณะที่ตีพิมพ์บทความ) โลกและดาวอังคารอยู่ห่างจากกันเกือบสูงสุด ดังนั้นความเร็วในการส่งข้อมูลจึงไม่น่าจะสูงมาก

NASA อ้างว่า (มีวิดเจ็ตพิเศษบนเว็บไซต์ของดาวเทียม) ว่าในระหว่างปฏิบัติการทั้งหมด MRO ส่งข้อมูลมากกว่า 187 เทราบิต (!) ไปยังโลก - ซึ่งมากกว่าอุปกรณ์ทั้งหมดที่ส่งไปในอวกาศก่อนที่จะรวมเข้าด้วยกัน

บทสรุป

เอาล่ะ เรามาสรุปกัน เมื่อส่งคำสั่งควบคุมไปยังรถแลนด์โรเวอร์ สิ่งต่อไปนี้จะเกิดขึ้น:

• ผู้เชี่ยวชาญของ JPL ส่งคำสั่งไปยังสถานี DSN แห่งใดแห่งหนึ่ง
• ในระหว่างเซสชันการสื่อสารกับดาวเทียมดวงใดดวงหนึ่ง (ส่วนใหญ่แล้วจะเป็น MRO) สถานี DSN จะส่งชุดคำสั่งไป
• ดาวเทียมจะจัดเก็บข้อมูลไว้ในหน่วยความจำภายในและรอหน้าต่างการสื่อสารถัดไปกับรถแลนด์โรเวอร์
• เมื่อรถแลนด์โรเวอร์อยู่ในโซนการเข้าถึง ดาวเทียมจะส่งคำสั่งควบคุมไปยังอุปกรณ์ดังกล่าว

เมื่อส่งข้อมูลจากรถแลนด์โรเวอร์มายังโลก ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในลำดับที่กลับกัน:

• รถแลนด์โรเวอร์จัดเก็บข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ไว้ในหน่วยความจำภายในและรอหน้าต่างการสื่อสารที่ใกล้ที่สุดกับดาวเทียม
• เมื่อดาวเทียมพร้อมใช้งาน รถแลนด์โรเวอร์จะส่งข้อมูลไปให้ดาวเทียมนั้น
• ดาวเทียมรับข้อมูล เก็บไว้ในหน่วยความจำ และรอให้สถานี DSN แห่งใดแห่งหนึ่งพร้อมใช้งาน
• เมื่อสถานี DSN พร้อมใช้งาน ดาวเทียมจะส่งข้อมูลที่ได้รับไปนั้น
• ในที่สุด หลังจากรับสัญญาณแล้ว สถานี DSN จะถอดรหัสและส่งข้อมูลที่ได้รับไปยังผู้ที่ตั้งใจไว้

ฉันหวังว่าฉันจะสามารถอธิบายกระบวนการสื่อสารกับ Curiosity ได้ไม่มากก็น้อย ข้อมูลทั้งหมดนี้ (บน ภาษาอังกฤษ- รวมถึงสิ่งพิเศษมากมาย เช่น รายงานทางเทคนิคที่มีรายละเอียดค่อนข้างมากเกี่ยวกับหลักการทำงานของดาวเทียมแต่ละดวง) ที่มีอยู่ในไซต์ JPL ต่างๆ คุณจะพบได้ง่ายมากหากคุณรู้ว่าคุณสนใจอะไรกันแน่

กรุณารายงานข้อผิดพลาดหรือการพิมพ์ผิดทาง PM!

เฉพาะผู้ใช้ที่ลงทะเบียนเท่านั้นที่สามารถเข้าร่วมการสำรวจได้ กรุณาเข้าสู่ระบบ

ศาสตร์

ยานสำรวจดาวอังคารของนาซา ความอยากรู้ซึ่งกำลังทำงานบนดาวอังคารอยู่แล้ว มากกว่าหนึ่งปีครึ่งสามารถค้นพบสิ่งต่างๆ มากมาย เพิ่มพูนความรู้และแนวคิดของเราเกี่ยวกับดาวเคราะห์สีแดง โดยเฉพาะเกี่ยวกับมัน อดีตอันไกลโพ้น

ดาวอังคารและโลกปรากฏว่าเปิดอยู่ ระยะแรกการดำรงอยู่, ค่อนข้างคล้ายกัน- มีข้อสันนิษฐานว่าชีวิตเกิดขึ้นครั้งแรกบนดาวอังคารแล้วจึงมายังโลก อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้เป็นเพียงการคาดเดาเท่านั้น มีหลายสิ่งที่เราไม่ทราบแน่ชัดแต่ ใกล้มากเรากำลังเข้าใกล้แนวทางแก้ไข

รถแลนด์โรเวอร์อยากรู้อยากเห็น

1) ดาวอังคารตอนต้นเป็นที่อาศัยของสิ่งมีชีวิตบางทีอาจจะเป็นเวลานาน

หลังจากที่กลุ่มนักวิจัยที่ทำงานร่วมกับรถแลนด์โรเวอร์ ความอยากรู้พบว่าแม่น้ำและลำธารครั้งหนึ่งเคยไหลใน Gale Crater พวกเขารายงานว่ามีเช่นกัน ทะเลสาบน้ำกระเซ็นไปหมด- ซึ่งเป็นทะเลสาบขนาดเล็กทอดยาวไปด้วย น้ำจืดน่าจะมีอยู่ประมาณ 3.7 พันล้านปีก่อน

น้ำนี้ก็อยู่บนพื้นผิวโลกเหมือนกัน น้ำบาดาลนั่นลึกมาก หลายร้อยเมตรมีทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก

Gale Crater นั้นอบอุ่นกว่า เปียกกว่า และอยู่อาศัยได้ประมาณนั้น 3.5 - 4 พันล้านปีก่อน- ตอนนั้นเองที่สิ่งมีชีวิตชนิดแรกเริ่มปรากฏบนโลกตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ

ดาวอังคารเป็นบ้านของสิ่งมีชีวิตนอกโลกดึกดำบรรพ์หรือไม่? รถแลนด์โรเวอร์ ความอยากรู้ไม่สามารถและจะไม่สามารถให้ได้ คำตอบที่แม่นยำ 100%คำถามนี้ แต่การค้นพบที่เขาทำชี้ให้เห็นว่าความเป็นไปได้ที่ชาวอังคารดึกดำบรรพ์มีอยู่นั้นสูงมาก

ปล่องพายุ

2) ครั้งหนึ่งมีน้ำไหลในหลายส่วนของดาวอังคาร

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์นึกไม่ถึงว่าครั้งหนึ่งเคยมีสถานที่บนดาวอังคาร แม่น้ำป่าและแหล่งน้ำขนาดใหญ่น้ำของเหลว การสังเกตการณ์โดยใช้ดาวเทียมเทียมที่โคจรรอบดาวอังคารทำให้นักวิจัยคาดเดาเรื่องนี้ได้ อย่างไรก็ตาม มันคือรถแลนด์โรเวอร์ ความอยากรู้ช่วยพิสูจน์ว่าแม่น้ำและทะเลสาบมีอยู่จริง

ภาพถ่ายที่ถ่ายโดยรถแลนด์โรเวอร์บนพื้นผิวดาวเคราะห์แดงแสดงให้เห็นหลายภาพ โครงสร้างฟอสซิลซึ่งเป็นร่องรอยของแม่น้ำ ลำธาร คลอง ปากแม่น้ำ และทะเลสาบที่เคยดำรงอยู่ที่นี่

ข่าวรถแลนด์โรเวอร์

3) พบร่องรอยบนดาวอังคาร สารอินทรีย์

ค้นหาส่วนผสมออร์แกนิกตาม คาร์บอน- หนึ่งในเป้าหมายหลักของภารกิจ Mars Rover ความอยากรู้ภารกิจที่เขาจะทำต่อไป และถึงแม้ว่าห้องปฏิบัติการเคมีขนาดเล็กบนเรือจะเรียกว่า ตัวอย่างการวิเคราะห์บนดาวอังคาร(SAM)ได้ค้นพบแล้ว ส่วนประกอบอินทรีย์ที่แตกต่างกันหกชนิดต้นกำเนิดของพวกเขายังคงเป็นปริศนา

ห้องปฏิบัติการเคมีบนเรือวิเคราะห์ตัวอย่างที่รถแลนด์โรเวอร์ดาวอังคาร

"ไม่ต้องสงสัยเลยว่า SAM ตรวจพบสารอินทรีย์ แต่เราไม่สามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าส่วนประกอบเหล่านี้มีต้นกำเนิดจากดาวอังคาร"- นักวิจัยกล่าว ต้นกำเนิดของสารเหล่านี้มีความเป็นไปได้หลายประการ เช่น การรั่วซึมในเตา SAM ตัวทำละลายอินทรีย์จากโลกซึ่งจำเป็นสำหรับการทดลองทางเคมีบางอย่าง

อย่างไรก็ตาม การค้นหาอินทรียวัตถุบนดาวอังคารมีความก้าวหน้าอย่างมากในระหว่างการทำงาน ความอยากรู้- แต่ละคอลเลกชันใหม่ของดินและทรายบนดาวอังคารมีอยู่ เพิ่มความเข้มข้นสารอินทรีย์ กล่าวคือ ตัวอย่างที่แตกต่างกันของวัสดุดาวอังคารแสดงผลลัพธ์ที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง หากพบสารอินทรีย์บนดาวอังคาร ต้นกำเนิดของโลกความเข้มข้นของมันจะเป็น มีเสถียรภาพมากหรือน้อย.

SAM เป็นเครื่องมือที่ซับซ้อนและสำคัญที่สุดเท่าที่เคยใช้งานบนดาวเคราะห์ดวงอื่น แน่นอนว่าต้องใช้เวลาในการทำความเข้าใจ วิธีที่ดีที่สุดในการทำงานกับมันคืออะไร?.

ยานสำรวจดาวอังคาร 2013

4) มีรังสีที่เป็นอันตรายบนดาวอังคาร

กาแลกติก รังสีคอสมิกและการแผ่รังสีดวงอาทิตย์โจมตีดาวอังคาร และอนุภาคพลังงานสูงก็ทำลายพันธะนั้น ปล่อยให้สิ่งมีชีวิตดำรงอยู่ได้- เมื่อมีอุปกรณ์โทรมา ซึ่งตรวจวัดระดับรังสีได้ทำการตรวจวัดครั้งแรกบนพื้นผิวดาวเคราะห์สีแดง ผลที่ได้คือ น่าทึ่งมาก.

เครื่องตรวจจับการประเมินรังสี

รังสีที่ตรวจพบบนดาวอังคารนั้นเป็นเพียง เป็นอันตรายต่อจุลินทรีย์ซึ่งสามารถอาศัยอยู่บนพื้นผิวและที่ระดับความลึกหลายเมตรใต้ดินได้ ยิ่งไปกว่านั้น การแผ่รังสีดังกล่าวมักถูกพบเห็นที่นี่ในช่วงสุดท้าย หลายล้านปี.

เพื่อทดสอบว่าสิ่งมีชีวิตใดสามารถอยู่รอดได้ภายใต้สภาวะดังกล่าวหรือไม่ นักวิทยาศาสตร์จึงได้ใช้แบคทีเรียบนโลกเป็นตัวอย่าง ดีโนค็อกคัส เรดิโอดูรันซึ่งสามารถทนต่อ ปริมาณรังสีที่เหลือเชื่อ- หากแบคทีเรียชอบ ดี.เรดิโอดูรัน,ปรากฏในช่วงเวลาที่ดาวอังคารยังเปียกอยู่และ ดาวเคราะห์ที่อบอุ่นและเมื่อมันยังมีบรรยากาศอยู่ ในทางทฤษฎีแล้วพวกมันก็สามารถอยู่รอดได้หลังจากการพักตัวเป็นเวลานาน

แบคทีเรียที่มีชีวิต Deinococcus radiodurans

2013 คิวริออซิตี้ โรเวอร์

5) การแผ่รังสีจากดาวอังคารรบกวนปฏิกิริยาเคมีตามปกติ

นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานร่วมกับรถแลนด์โรเวอร์ดาวอังคาร ความอยากรู้เน้นย้ำว่าเนื่องจากการแผ่รังสีรบกวนปฏิกิริยาเคมีตามปกติบนดาวอังคาร สารอินทรีย์นั้นตรวจพบได้ยากบนพื้นผิวของมัน

โดยใช้ วิธีการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีซึ่งยังใช้บนโลกอีกด้วยนักวิทยาศาสตร์จาก สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียพบว่าพื้นผิวบริเวณนั้น เกลเนลก์ (Gale Crater) ได้รับรังสีมาประมาณ 80 ล้านปี.

นี้ วิธีการใหม่สามารถช่วยค้นหาสถานที่บนพื้นผิวโลกได้นั่นเอง ได้รับรังสีน้อยลงรบกวนปฏิกิริยาเคมี สถานที่ดังกล่าวอาจอยู่ในบริเวณที่เป็นโขดหินและหิ้งที่ถูกลมกัดเซาะ การแผ่รังสีในพื้นที่เหล่านี้อาจถูกปิดกั้นด้วยหินที่ห้อยลงมาจากด้านบน หากนักวิจัยพบสถานที่ดังกล่าวก็จะเริ่มขุดเจาะที่นั่น

ข่าว รถแลนด์โรเวอร์ดาวอังคาร ล่าสุด

การเดินทางล่าช้า

รถแลนด์โรเวอร์ ความอยากรู้ทันทีที่ลงจอดถูกถาม เส้นทางพิเศษโดยที่เขาจะต้องชี้แนวทางไปสู่ความน่าสนใจทางวิทยาศาสตร์ ความโศกเศร้าของชาร์ปความสูงประมาณ 5 กิโลเมตรซึ่งตั้งอยู่ตรงกลาง ปล่องพายุ- ภารกิจกำลังดำเนินอยู่ มากกว่า 480 วันและรถแลนด์โรเวอร์ต้องใช้เวลาอีกหลายเดือนเพื่อไปยังจุดที่ต้องการ

อะไรทำให้รถแลนด์โรเวอร์ล่าช้า? ระหว่างทางไปภูเขาถูกค้นพบ ข้อมูลที่สำคัญและน่าสนใจมากมาย- ปัจจุบัน Curiosity กำลังมุ่งหน้าไปยัง Mount Sharp แทบจะไม่หยุดนิ่ง โดยพลาดสถานที่ที่น่าสนใจไป

นักวิจัยได้ค้นพบและวิเคราะห์สภาพแวดล้อมที่อาจเอื้ออาศัยได้บนดาวอังคาร ความอยากรู้จะทำงานต่อไป เมื่อเห็นได้ชัดว่าพื้นที่ที่มีการป้องกันรังสีอยู่ที่ไหน รถแลนด์โรเวอร์จะได้รับคำสั่งให้เจาะ ในระหว่างนี้ ความอยากรู้เข้าใกล้เป้าหมายเดิม - เมาท์ชาร์ป

ภาพถ่ายจากรถแลนด์โรเวอร์

การเก็บตัวอย่าง

ภาพถ่ายโดยรถแลนด์โรเวอร์ระหว่างการทำงานในพื้นที่ Rocknest ในเดือนตุลาคม-พฤศจิกายน 2555

ภาพเหมือนตนเอง ภาพถ่ายนี้เป็นการรวมภาพหลายสิบภาพที่ถ่ายโดยใช้กล้องที่ปลายแขนหุ่นยนต์ของรถแลนด์โรเวอร์ ภูเขาชาร์ปสามารถมองเห็นได้ในระยะไกล

ตัวอย่างดินดาวอังคารชุดแรกที่ถูกถ่ายโดยรถแลนด์โรเวอร์

วัตถุสว่างที่อยู่ตรงกลางภาพน่าจะเป็นชิ้นส่วนของเรือที่แตกออกระหว่างการลงจอด

ภาพพาโนรามาที่ส่องสว่างบนจอภาพประกอบด้วยเฟรมที่รถแลนด์โรเวอร์ส่งมายังโลก ท้องฟ้าสีครามไม่ควรหลอกลวง: บนดาวอังคารมันเป็นสีเหลืองหม่น แต่ดวงตาของมนุษย์คุ้นเคยกับเฉดสีที่เกิดจากแสงที่กระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศโลกของเรามากกว่า ดังนั้นรูปภาพจึงได้รับการประมวลผลและแสดงด้วยสีที่ไม่เป็นธรรมชาติ ทำให้คุณสามารถตรวจสอบก้อนกรวดแต่ละก้อนได้อย่างใจเย็น “ธรณีวิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ภาคสนาม” Sanjeev Gupta ศาสตราจารย์ที่ Imperial College London อธิบายให้เราฟัง — เราชอบเดินบนพื้นด้วยค้อน เทกาแฟจากกระติกน้ำร้อน ตรวจสอบผล และเลือกสิ่งที่น่าสนใจที่สุดสำหรับห้องปฏิบัติการ” บนดาวอังคารไม่มีห้องทดลองหรือเทอร์โมเซส แต่นักธรณีวิทยาได้ส่งคิวริออซิตีซึ่งเป็นเพื่อนร่วมงานทางอิเล็กทรอนิกส์ไปที่นั่น ดาวเคราะห์ข้างเคียงเป็นที่สนใจของมนุษยชาติมาเป็นเวลานาน และยิ่งเรารู้จักมันมากเท่าไร เราก็ยิ่งพูดคุยถึงการล่าอาณานิคมในอนาคตบ่อยขึ้นเท่านั้น เหตุผลของความอยากรู้อยากเห็นนี้ก็ยิ่งจริงจังมากขึ้นเท่านั้น

กาลครั้งหนึ่งโลกและดาวอังคารมีความคล้ายคลึงกันมาก ดาวเคราะห์ทั้งสองมีมหาสมุทรที่เป็นน้ำของเหลวและเห็นได้ชัดว่าเป็นอินทรียวัตถุที่ค่อนข้างธรรมดา และบนดาวอังคารเช่นเดียวกับบนโลกภูเขาไฟระเบิดบรรยากาศหนาทึบหมุนวน แต่ในช่วงเวลาที่โชคร้ายมีบางอย่างผิดพลาด “เรากำลังพยายามทำความเข้าใจว่าสถานที่แห่งนี้เป็นอย่างไรเมื่อหลายพันล้านปีก่อน และเหตุใดจึงเปลี่ยนแปลงไปมาก” จอห์น โกรทซิงเกอร์ ศาสตราจารย์ธรณีวิทยาของคาลเทคกล่าวในการให้สัมภาษณ์ “เราเชื่อว่าที่นั่นมีน้ำ แต่เราไม่รู้ว่าน้ำจะสามารถดำรงชีวิตได้หรือไม่” และถ้าเธอทำได้เธอสนับสนุนไหม? หากเป็นเช่นนั้น ก็ไม่ทราบว่ามีหลักฐานหลงเหลืออยู่ในก้อนหินหรือไม่” มันขึ้นอยู่กับนักธรณีวิทยารถแลนด์โรเวอร์ที่จะค้นหาทั้งหมดนี้

ความอยากรู้อยากเห็นถูกถ่ายภาพอย่างสม่ำเสมอและรอบคอบ เพื่อให้สามารถตรวจดูและประเมินสภาพทั่วไปของมันได้ "เซลฟี่" นี้ประกอบด้วยภาพที่ถ่ายด้วยกล้อง MAHLI มันตั้งอยู่บนหุ่นยนต์สามข้อต่อซึ่งเมื่อรวมภาพเข้าด้วยกันก็แทบจะมองไม่เห็น ไม่รวมสว่านกระแทก ทัพพีสำหรับเก็บตัวอย่างที่หลวม ตะแกรงสำหรับร่อน และแปรงโลหะสำหรับทำความสะอาดฝุ่นจากหินรวมอยู่ในเฟรม กล้องมาโคร MAHLI และสเปกโตรมิเตอร์ APXS X-ray สำหรับการวิเคราะห์ก็ไม่สามารถมองเห็นได้เช่นกัน องค์ประกอบทางเคมีตัวอย่าง

1. แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอสำหรับระบบอันทรงพลังของรถแลนด์โรเวอร์ และเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริกรังสีไอโซโทป (RTG) ก็ให้พลังงานแก่มัน พลูโตเนียม-238 ไดออกไซด์ 4.8 กก. ใต้ปลอกจ่ายพลังงาน 2.5 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน มองเห็นใบพัดหม้อน้ำระบายความร้อนได้ 2. เลเซอร์ของอุปกรณ์ ChemCam สร้างพัลส์ 50-75 นาโนวินาที ซึ่งจะระเหยหินออกไปในระยะไกลถึง 7 เมตร และช่วยให้คุณสามารถวิเคราะห์สเปกตรัมของพลาสมาที่เกิดขึ้นเพื่อกำหนดองค์ประกอบของเป้าหมาย 3. กล้องสี MastCam คู่หนึ่งถ่ายผ่านฟิลเตอร์ IR ต่างๆ 4. สถานีตรวจอากาศ REMS ตรวจสอบความดันและลม อุณหภูมิ ความชื้น และระดับรังสีอัลตราไวโอเลต 5. หุ่นยนต์พร้อมชุดเครื่องมือและเครื่องมือ (มองไม่เห็น) 6. SAM - แก๊สโครมาโตกราฟี, แมสสเปกโตรมิเตอร์และเลเซอร์สเปกโตรมิเตอร์สำหรับกำหนดองค์ประกอบของสารระเหยในตัวอย่างที่ระเหยและในบรรยากาศ 7. CheMin กำหนดองค์ประกอบและแร่วิทยาของตัวอย่างที่ถูกบดจากรูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ 8. เครื่องตรวจจับรังสี RAD เริ่มทำงานในวงโคจรโลกต่ำและรวบรวมข้อมูลตลอดเที่ยวบินสู่ดาวอังคาร 9. เครื่องตรวจจับนิวตรอน DAN ช่วยให้คุณตรวจจับไฮโดรเจนที่จับตัวอยู่ในโมเลกุลของน้ำ นี้ ผลงานของรัสเซียเข้าสู่การทำงานของยานสำรวจดาวอังคาร 10. เคสเสาอากาศสำหรับการสื่อสารกับดาวเทียม Mars Reconnaissance Orbiter (ประมาณ 2 Mbit/s) และดาวเทียม Mars Odyssey (ประมาณ 200 Mbit/s) 11. เสาอากาศสำหรับการสื่อสารโดยตรงกับโลกในย่านความถี่ X (0.5−32 kbit/s) 12. ในระหว่างการร่อนลง กล้อง MARDI ได้บันทึกภาพถ่ายสีที่มีความละเอียดสูง ช่วยให้มองเห็นจุดลงจอดได้อย่างละเอียด 13. Navcams คู่ซ้ายและขวาสำหรับสร้างโมเดล 3 มิติของพื้นที่โดยรอบ 14. แผงที่มีตัวอย่างที่สะอาดทำให้คุณสามารถตรวจสอบการทำงานของเครื่องวิเคราะห์ทางเคมีของรถแลนด์โรเวอร์ได้ 15. ดอกสว่านสำรอง 16. ตัวอย่างที่เตรียมไว้จากทัพพีจะถูกเทลงในถาดนี้เพื่อศึกษาด้วยกล้องมาโคร MAHLI หรือสเปกโตรมิเตอร์ APXS 17. ล้อขนาด 20 นิ้วพร้อมระบบขับเคลื่อนอิสระ ซี่ล้อสปริงไทเทเนียม การใช้รางที่เหลือจากการลอนทำให้คุณสามารถประเมินคุณสมบัติของดินและติดตามการเคลื่อนไหวได้ การออกแบบประกอบด้วยตัวอักษรรหัสมอร์ส - JPL

จุดเริ่มต้นของการสำรวจ

Fierce Mars เป็นเป้าหมายที่โชคร้ายสำหรับนักบินอวกาศ นับตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เป็นต้นมา มีอุปกรณ์เกือบห้าสิบเครื่องถูกส่งไปยังอุปกรณ์ดังกล่าว ซึ่งส่วนใหญ่พัง ถูกปิด ไม่สามารถขึ้นสู่วงโคจรได้ และสูญหายไปตลอดกาลในอวกาศ อย่างไรก็ตาม ความพยายามนั้นไม่ได้ไร้ประโยชน์และไม่เพียงแต่ศึกษาดาวเคราะห์จากวงโคจรเท่านั้น แต่ยังได้รับความช่วยเหลือจากรถแลนด์โรเวอร์หลายลำอีกด้วย ในปี 1997 ผู้พักแรม 10 กิโลกรัมได้ขี่บนดาวอังคาร จิตวิญญาณและโอกาสของฝาแฝดได้กลายเป็นตำนาน คนที่สองยังคงทำงานอย่างกล้าหาญอย่างต่อเนื่องมานานกว่า 12 ปีติดต่อกัน แต่ความอยากรู้อยากเห็นเป็นสิ่งที่น่าประทับใจที่สุดในบรรดาห้องปฏิบัติการหุ่นยนต์ทั้งหมดที่มีขนาดเท่ารถยนต์

เมื่อวันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2555 เรือสำรวจคิวริออซิตี้ได้ปล่อยระบบร่มชูชีพที่ช่วยให้สามารถชะลอความเร็วลงได้ในบรรยากาศที่เบาบาง แปดทำงาน เครื่องยนต์ไอพ่นการเบรก และระบบสายเคเบิลค่อยๆ ลดรถแลนด์โรเวอร์ลงไปที่ด้านล่างของ Gale Crater สถานที่ลงจอดได้รับเลือกหลังจากการถกเถียงกันมากมาย ตามที่ Sanjeev Gupta กล่าวไว้ ที่นี่คือที่ที่พบว่าเงื่อนไขทั้งหมดช่วยให้เข้าใจธรณีวิทยาในอดีตของดาวอังคารได้ดีขึ้น ซึ่งดูเหมือนจะปั่นป่วนมาก การสำรวจวงโคจรบ่งชี้ว่ามีดินเหนียว ซึ่งลักษณะดังกล่าวจำเป็นต้องมีน้ำและอินทรียวัตถุได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดีบนโลก เนินเขาสูงของ Mount Sharp (Aeolid) สัญญาว่าจะมีโอกาสได้เห็นชั้นหินโบราณ พื้นผิวที่ค่อนข้างเรียบดูปลอดภัย Curiosity ติดต่อและอัปเดตซอฟต์แวร์ได้สำเร็จ รหัสบางส่วนที่ใช้ระหว่างการบินและลงจอดถูกแทนที่ด้วยรหัสใหม่ - จากนักบินอวกาศในที่สุดรถแลนด์โรเวอร์ก็กลายเป็นนักธรณีวิทยา

ปีที่หนึ่ง: ร่องรอยของน้ำ

ในไม่ช้านักธรณีวิทยาก็ยืดขาของเขาด้วยล้ออะลูมิเนียมหกล้อ ตรวจดูกล้องและอุปกรณ์ทดสอบจำนวนมาก เพื่อนร่วมงานของเขาบนโลกได้ตรวจสอบจุดลงจอดจากทุกทิศทุกทางและเลือกทิศทาง การเดินทางไป Mount Sharp ควรจะใช้เวลาประมาณหนึ่งปี และในช่วงเวลานี้มีงานต้องทำมากมาย ช่องทางการสื่อสารโดยตรงกับโลกยังไม่ค่อยดีนัก ปริมาณงานแต่ทุกๆ วันของดาวอังคาร (โซล) โคจรจะบินอยู่เหนือรถแลนด์โรเวอร์ การแลกเปลี่ยนกับพวกเขาเกิดขึ้นเร็วขึ้นหลายพันเท่า ทำให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้หลายร้อยเมกะบิตทุกวัน นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์พวกมันใน Data Observatory ดูภาพบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ เลือกงานสำหรับโซลถัดไปหรือหลายงานพร้อมกัน และส่งโค้ดกลับไปยังดาวอังคาร

การทำงานจริงบนดาวเคราะห์ดวงอื่น หลายคนถูกบังคับให้ใช้ชีวิตตามปฏิทินดาวอังคารและปรับตัวให้เข้ากับวันที่ยาวนานขึ้นเล็กน้อย วันนี้สำหรับพวกเขาคือ "soldnya" (tosol) พรุ่งนี้คือ "solvtra" (วันพรุ่งนี้) และวันหนึ่งก็คือโซล ดังนั้น หลังจากผ่านไป 40 โซล Sanjev Gupta ก็ได้นำเสนอโดยประกาศว่า: ความอยากรู้อยากเห็นกำลังเคลื่อนตัวไปตามช่อง แม่น้ำโบราณ- ก้อนกรวดหินเล็กๆ ที่บดด้วยน้ำ บ่งบอกว่ามีกระแสน้ำประมาณ 1 เมตร/วินาที และมีความลึก “ลึกถึงข้อเท้าหรือเข่า” ต่อมา ข้อมูลจากเครื่องมือ DAN ซึ่งผลิตขึ้นสำหรับ Curiosity โดยทีมงานของ Igor Mitrofanov จากสถาบันวิจัยอวกาศของ Russian Academy of Sciences ก็ได้รับการประมวลผลเช่นกัน ด้วยการฉายนิวตรอนผ่านดิน เครื่องตรวจจับพบว่ายังคงมีน้ำอยู่ลึกถึง 4% แน่นอนว่านี่แห้งกว่าทะเลทรายที่แห้งแล้งที่สุดในโลก แต่ในอดีตดาวอังคารยังเต็มไปด้วยความชื้น และยานสำรวจก็สามารถข้ามคำถามนั้นออกจากรายการได้

หน้าจอความละเอียดสูง 64 จอสร้างภาพพาโนรามา 313 องศา: หอดูดาวข้อมูล KPMG ที่วิทยาลัยอิมพีเรียลลอนดอนช่วยให้นักธรณีวิทยาสามารถเดินทางไปยัง Gale Crater ได้โดยตรงและทำงานบนดาวอังคารในลักษณะเดียวกับบนโลก “มองเข้าไปใกล้ๆ ที่นี่ยังมีร่องรอยของน้ำ ทะเลสาบค่อนข้างลึก แน่นอนว่าไม่เหมือนไบคาล แต่ลึกพอ” ภาพลวงตานั้นสมจริงมากจนดูเหมือนศาสตราจารย์ซานเยฟ กุปต้ากำลังกระโดดจากหินหนึ่งไปอีกก้อนหินหนึ่ง เราไปเยี่ยมชม Data Observatory และพูดคุยกับนักวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกิจกรรมปีวิทยาศาสตร์และการศึกษาสหราชอาณาจักร-รัสเซีย ประจำปี 2017 ซึ่งจัดโดยบริติช เคานซิลและสถานทูตอังกฤษ

ปีที่สอง: มันอันตรายมากขึ้น

Curiosity ฉลองครบรอบหนึ่งปีบนดาวอังคารและเล่นเพลง "Happy Birthday to You" ซึ่งเปลี่ยนความถี่การสั่นสะเทือนของสกู๊ปบนหุ่นยนต์หนัก 2.1 เมตร แขนหุ่นยนต์ตักดินที่หลวมด้วยที่ตัก ปรับระดับ กรอง และเทบางส่วนลงในตัวรับของเครื่องวิเคราะห์เคมี สว่านที่มีดอกสว่านแบบกลวงที่ถอดเปลี่ยนได้ช่วยให้คุณทำงานกับหินแข็งได้ และรถแลนด์โรเวอร์ก็สามารถกวนทรายที่ยืดหยุ่นได้โดยใช้ล้อโดยตรง ซึ่งเผยให้เห็นชั้นในสำหรับเครื่องมือต่างๆ การทดลองเหล่านี้เองที่ทำให้เกิดความประหลาดใจอันไม่พึงประสงค์ในไม่ช้า: พบแคลเซียมและแมกนีเซียมเปอร์คลอเรตมากถึง 5% ในดินในท้องถิ่น

สารเหล่านี้ไม่เพียงเป็นพิษเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดการระเบิดได้อีกด้วย และแอมโมเนียมเปอร์คลอเรตยังใช้เป็นพื้นฐานสำหรับเชื้อเพลิงจรวดที่เป็นของแข็งอีกด้วย ตรวจพบเปอร์คลอเรตที่จุดลงจอดของยานสำรวจฟีนิกซ์แล้ว แต่ตอนนี้ ปรากฎว่าเกลือเหล่านี้บนดาวอังคารเป็นปรากฏการณ์ระดับโลก ในบรรยากาศที่ปราศจากออกซิเจนที่เป็นน้ำแข็ง เปอร์คลอเรตจะเสถียรและไม่เป็นอันตราย และมีความเข้มข้นไม่สูงเกินไป สำหรับชาวอาณานิคมในอนาคต เปอร์คลอเรตอาจเป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่มีประโยชน์และเป็นอันตรายต่อสุขภาพอย่างร้ายแรง แต่สำหรับนักธรณีวิทยาที่ทำงานร่วมกับ Curiosity พวกเขาสามารถยุติโอกาสในการค้นพบอินทรียวัตถุได้ เมื่อวิเคราะห์ตัวอย่าง รถแลนด์โรเวอร์จะให้ความร้อนแก่ตัวอย่าง และภายใต้สภาวะดังกล่าว เปอร์คลอจะสลายสารประกอบอินทรีย์อย่างรวดเร็ว ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นอย่างรุนแรง โดยมีการเผาไหม้และควัน โดยไม่ทิ้งร่องรอยของสารดั้งเดิมไว้

ปีที่สาม: ที่เชิงเขา

อย่างไรก็ตาม Curiosity ยังค้นพบสารอินทรีย์อีกด้วย ซึ่งมีการประกาศในภายหลังหลังจากครอบคลุมเข้าไปแล้ว ทั้งหมดห่างออกไป 6.9 กม. รถแลนด์โรเวอร์นักธรณีวิทยาดาวอังคารถึงเชิงเขาชาร์ป “เมื่อผมได้รับข้อมูลนี้ ผมก็คิดทันทีว่าทุกอย่างจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบซ้ำอีกครั้ง” John Grötzinger กล่าว ในความเป็นจริง เมื่อ Curiosity ทำงานบนดาวอังคาร ปรากฏว่าแบคทีเรียบนบกบางชนิด เช่น Tersicoccus phoenicis มีความทนทานต่อวิธีการทำความสะอาดห้องสะอาด มีการคำนวณด้วยซ้ำว่าเมื่อถึงเวลาเปิดตัวควรมีสปอร์เสถียรเหลืออยู่ประมาณ 20 ถึง 40,000 สปอร์บนรถแลนด์โรเวอร์ ไม่มีใครรับประกันได้ว่าบางคนจะไปไม่ถึงภูเขาชาร์ปพร้อมกับเขา

ในการทดสอบเซ็นเซอร์ ยังมีตัวอย่างสารอินทรีย์ที่สะอาดจำนวนเล็กน้อยบนเรือในภาชนะโลหะปิดผนึก เป็นไปได้ไหมที่จะพูดได้อย่างมั่นใจว่าพวกมันยังคงปิดผนึกอยู่ อย่างไรก็ตามกราฟที่นำเสนอในงานแถลงข่าวที่ NASA ไม่ได้ทำให้เกิดข้อสงสัยใด ๆ ในระหว่างการทำงานของเขานักธรณีวิทยาดาวอังคารบันทึกการกระโดดที่คมชัดหลายครั้งในปริมาณมีเธนในชั้นบรรยากาศ ก๊าซนี้อาจมีต้นกำเนิดที่ไม่ใช่ทางชีวภาพ แต่สิ่งสำคัญคือครั้งหนึ่งมันอาจกลายเป็นแหล่งของสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ นอกจากนี้ยังพบร่องรอยของพวกเขาซึ่งส่วนใหญ่เป็นคลอโรเบนซีนในดินดาวอังคาร

ปีที่สี่และห้า: แม่น้ำแห่งชีวิต

เมื่อถึงเวลานี้ คิวริออซิตีได้เจาะรูไปแล้วหลายสิบรู โดยทิ้งร่องรอยไว้เป็นวงกลมขนาด 1.6 เซนติเมตรตามเส้นทางอย่างสมบูรณ์ ซึ่งสักวันหนึ่งคงจะเป็นเส้นทางท่องเที่ยวสำหรับการสำรวจโดยเฉพาะ กลไกแม่เหล็กไฟฟ้าที่บังคับให้สว่านทำความเร็วสูงสุด 1,800 ครั้งต่อนาทีเพื่อทำงานกับหินที่แข็งที่สุดล้มเหลว อย่างไรก็ตาม ดินเหนียวที่โผล่ขึ้นมาและผลึกแร่ออกไซด์ที่ศึกษา ชั้นของเสากระโดงซิลิเกต และช่องแคบที่ถูกตัดด้วยน้ำ เผยให้เห็นภาพที่ไม่คลุมเครือ กล่าวคือ ครั้งหนึ่งปล่องภูเขาไฟเคยเป็นทะเลสาบซึ่งมีสามเหลี่ยมปากแม่น้ำที่แตกแขนงลงมา

ขณะนี้กล้องของคิวริออซิตี้เผยให้เห็นเนิน Mount Sharp ซึ่งมีลักษณะเช่นนี้แทบไม่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับต้นกำเนิดของตะกอนเลย ทีละชั้น เป็นเวลากว่าร้อยล้านปี น้ำขึ้นและตกลงมา สะสมหินและปล่อยให้กัดเซาะใจกลางปล่องภูเขาไฟ จนกระทั่งในที่สุดน้ำก็ออกไป รวบรวมยอดเขาทั้งหมด “ที่ซึ่งตอนนี้ภูเขาตั้งตระหง่านอยู่ ครั้งหนึ่งเคยมีแอ่งน้ำที่เต็มไปด้วยน้ำเป็นครั้งคราว” จอห์น กรอทซิงเกอร์อธิบาย ทะเลสาบแบ่งชั้นตามความสูง: สภาพในน้ำตื้นและน้ำลึกแตกต่างกันทั้งอุณหภูมิและองค์ประกอบ ตามทฤษฎี สิ่งนี้อาจเป็นเงื่อนไขสำหรับการพัฒนาปฏิกิริยาต่างๆ และแม้แต่รูปแบบของจุลินทรีย์

สีของ Gale Crater โมเดล 3 มิติสอดคล้องกับความสูง ตรงกลางคือ Mount Aeolis (Aeolis Mons, 01) ซึ่งสูงขึ้น 5.5 กม. เหนือที่ราบที่มีชื่อเดียวกัน (Aeolis Palus, 02) ที่ด้านล่างของปล่องภูเขาไฟ มีการทำเครื่องหมายจุดลงจอดของ Curiosity (03) เช่นเดียวกับ Farah Vallis (04) ซึ่งเป็นหนึ่งในช่องทางที่คาดว่าเป็นแม่น้ำโบราณที่ไหลลงสู่ทะเลสาบที่ตอนนี้หายไปแล้ว

การเดินทางดำเนินต่อไป

การสำรวจ Curiosity ยังอีกยาวไกล และพลังงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนเครื่องบินควรจะเพียงพอสำหรับการดำเนินงาน 14 ปีของโลก นักธรณีวิทยารายนี้อยู่บนถนนมาเกือบ 1,750 โซล ครอบคลุมระยะทางกว่า 16 กม. และไต่เขาขึ้นไปอีก 165 ม. เท่าที่เครื่องมือของเขามองเห็น ยังคงมีร่องรอยปรากฏอยู่ด้านบน หินตะกอน ทะเลสาบโบราณแต่คุณจะรู้ได้อย่างไรว่าพวกเขาไปสิ้นสุดที่ไหนและจะชี้ไปที่อะไรอีก? หุ่นยนต์นักธรณีวิทยายังคงไต่ขึ้นต่อไป และ Sanjeev Gupta และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังเลือกสถานที่ที่จะลงจอดที่ต่อไปแล้ว แม้ว่ายานลงจอด Schiaparelli เสียชีวิต แต่โมดูลวงโคจรของ TGO ก็เข้าสู่วงโคจรอย่างปลอดภัยเมื่อปีที่แล้ว โดยเป็นการเปิดตัวโครงการ ExoMars ระยะแรกของยุโรป-รัสเซีย รถแลนด์โรเวอร์ Mars ซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในปี 2020 จะเป็นรุ่นถัดไป

จะมีอุปกรณ์รัสเซียสองเครื่องอยู่ในนั้น ตัวหุ่นยนต์มีน้ำหนักประมาณครึ่งหนึ่งของ Curiosity แต่สว่านของมันสามารถเก็บตัวอย่างจากความลึกสูงสุด 2 เมตรได้ และกลุ่มเครื่องดนตรีปาสเตอร์จะมีเครื่องมือสำหรับการค้นหาร่องรอยของอดีตหรือแม้แต่ชีวิตที่ยังคงรักษาไว้โดยตรง . “คุณมีความปรารถนาอันเป็นที่รัก สิ่งที่คุณฝันถึงเป็นพิเศษหรือไม่” - เราถามศาสตราจารย์คุปตะ “แน่นอนว่ามี: ฟอสซิล” นักวิทยาศาสตร์ตอบโดยไม่ลังเล - แต่แน่นอนว่าสิ่งนี้ไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ หากมีสิ่งมีชีวิตอยู่ที่นั่น มันก็จะมีเพียงจุลินทรีย์บางชนิด... แต่คุณจะเห็นไหมว่า มันจะเป็นสิ่งที่เหลือเชื่อ”