Спирит (марсоход)

Спирит (марсоход)
Спирит
Mars Exploration Rover A
KSC-03PD-0788112.jpg
Плановая проверка систем ровера перед отправкой на Марс
Заказчик

Соединённые Штаты Америки НАСА

Задачи

Изучение Марса

Запуск

10 июня 2003 17:58:47 UTC

Ракета-носитель

Дельта-2 7925-9.5 D298

Стартовая площадка

Соединённые Штаты Америки мыс Канаверал SLC17A

Длительность полёта

Планируемая: 90 сол (92.5 дней) Эксплуатация: 2210 сол - последний контакт с ровером Подвижность: 1892 сол с момента застревания в песчаной дюне Всего: до 2623 сол - попытки установить контакт с марсоходом

NSSDC ID

2003-027A

SCN

27827

Технические характеристики
Масса

185 кг[1]

Размеры

1,6 × 2,3 × 1,5 м

Мощность

140 ватт электрической энергии,
примерно 0,3-0,9 кВт·ч/сол,
Два Li-Ion аккумуляторов емкостью 8 А·ч каждый[2]

Источники питания

Панели солнечных батарей

Движитель

максимальная — 5 см/сек,
1 см/сек на Марсе, с учётом проскальзывания колёс[3]

Посадка на небесное тело

4 января 2004 года 4:35 UTC

Координаты посадки

14° ю. ш. 175° в. д. / 14.5718° ю. ш. 175.4785° в. д. (G) (O) в кратер Гусева

Целевая аппаратура
Бортовая память

128 мб[4]

Сайт проекта
Commons-logo.svg Спирит на Викискладе

Спирит, Spirit (англ. дух), или MER-A (сокр. от Mars Exploration Rover — A) — первый марсоход космического агентства НАСА из двух запущенных США в рамках проекта Mars Exploration Rover. Он успешно приземлился на Марс 4 января 2004 года за три недели до прибытия его близнеца Оппортьюнити (MER-B), который приземлился на другой стороне Марса. В конце 2009 года марсоход застрял в песчаной дюне, последняя связь с Землей была 22 марта 2010 года.

Название марсоходу было дано в рамках традиционного конкурса НАСА 9-летней девочкой русского происхождения Софи Коллиз, родившейся в Сибири и удочеренной американской семьей из Аризоны[5].

Марсоход продержался запланированные 90 сол миссии. Благодаря очистке ветром солнечных батарей увеличилась выработка энергии, и Спирит продолжил эффективно функционировать, в двадцать раз превысив запланированный срок службы. Спирит проехал 7,73 км (4,8 миль) вместо запланированных 600 м (0,4 мили), что позволило сделать более обширные анализы геологических пород Марса и планетарных особенностей поверхности.

1 мая 2009 года (через 5 лет, 3 месяца, 27 земных суток после посадки, что в 21,6 раза больше, чем запланированные 90 сол), Спирит застрял в мягком грунте. Это была не первая ситуация с роверами, и в течение последующих восьми месяцев НАСА тщательно анализировали ситуацию, выполнялось моделирование участка, программирование, продолжались усилия по освобождению. Эти усилия продолжались до 26 января 2010 года, когда НАСА объявила, что высвобождению марсохода препятствует его расположение в мягком грунте, хотя они продолжали проводить научные исследования данного места.

Ровер продолжали использовать как стационарную платформу, общение со Спиритом прекратилось на 2210 сол (22 марта 2010 года). JPL продолжали пытаться восстановить контакт с ровером до 24 мая 2011 года, когда НАСА объявило, что усилия не принесли результатов: ровер молчал. Прощание со Спиритом было запланировано в штаб-квартире НАСА и транслировали на NASA TV.

Место посадки на Марсе среди других аппаратов (Спирит — справа)
Главная панорамная камера марсохода MER

Содержание

Цели миссии

Сложенный Спирит на финальной сборке перед запуском

Основной задачей миссии было изучение осадочных пород, которые, как предполагалось, должны были образоваться в кратерах (Гусева, Эребус и смежных), где когда-то могло находиться озеро или море. Однако классические осадочные породы найдены не были, в кратере в основном встречались породы вулканического происхождения.

Перед миссией марсохода были поставлены следующие научные цели[6]:

  • Поиск и описание разнообразия горных пород и почв, которые свидетельствуют о прошлой водной активности планеты. В частности, поиск образцов с содержанием минералов, которые отлагались под воздействием осадков, выпарения, осаждения или гидротермальной активности.
  • Определение распространения и состава минералов, горных пород и почв, которые окружают место посадки.
  • Определить, какие геологические процессы сформировали рельеф местности и химический состав. Эти процессы могут включать в себя водную или ветровую эрозию, отложение осадков, гидротермальные механизмы, вулканизм и образование кратеров.
  • Проведение калибровки и проверки наблюдений за поверхностью, сделанных при помощи инструментов Марсианского разведывательного спутника. Это поможет определить точность и эффективность различных инструментов, которые используются для изучения марсианской геологии с орбиты.
  • Поиск железосодержащих минералов, выявление и количественная оценка относительных величин по определенным типам минералов, которые содержат воду или были сформированы в воде, таких, как железосодержащие карбонаты.
  • Квалификация минералов и геологических текстур и определение процессов, которые их образовали.
  • Поиск геологических причин, сформировавших те условия окружающей среды, которые существовали, когда на планете присутствовала жидкая вода. Оценка того, насколько данные условия были благотворны для жизни.

Технология доставки на Марс

Ракета-носитель

Оппортьюнити был запущен ракетой-носителем Дельта-2 7925-H. Это более мощная ракета-носитель, чем Дельта II 7925, с помощью которой был запущен его близнец — марсоход Спирит, обе ракеты-носителя используют твердотопливные ракетные двигатели в сочетании с окислителем.

Запуск Оппортьюнити состоялся позже, чем запуск его близнеца — марсхода Спирит, Марс находился на большем расстоянии, и поэтому для успешной доставки требовалось больше энергии, в связи с этим была выбрана более мощная ракета Дельта-2 7925-H. Основные элементы ракеты-носителя Дельта-2 для миссии Mars Exploration Rovers были практически идентичны.

Семейство ракет-носителей Дельта-2 находится в эксплуатации уже более 10 лет, успешно запустив 90 проектов, в том числе и последние шесть миссий НАСА на Марс: Марс Глобал Сейвор и Mars Pathfinder в 1996 году, Mars Climate Orbiter в 1998 году, Mars Polar Lander в 1999 году , Марс Одиссей в 2001 году и Феникс в 2007 году.

Масса и мощность

На старте ракета-носитель весила 285228 кг, из которых 1063 кг весил космический корабль, (см. таблицу ниже).

Для вывода на орбиту использовался RS-27A двигатель в сочетании с 9 ступенями на твердотопливных ракетных двигателях. RS-27A производит почти 890 тысяч Ньютонов тяги.

Схема строения ракеты-носителя

Основной отсек ракеты (1 Этап)
Stage1 380.jpg
Содержит топливо и кислородные баллоны, питающие двигатель во время выхода на орбиту.
Твердотопливные ракетные двигатели
Stage1 380 (1).jpg
Используются для увеличения тяги двигателя; 6 из 9 ступеней начнут работать при старте ракеты, на 3 минуте полёта выработают свои ресурсы.
Обтекатель
Fairing 383.jpg

Тонкий металлический кожух, необходимый для обеспечения безопасности космического корабля, во время прохождения через атмосферу Земли.
Маршевый двигатель (2 Этап)
Stage2 400.jpg
Маршевый двигатель использует топливо и окислитель; срабатывает дважды: первый раз, для вывода космического корабля на низкую околоземную орбиту, второй раз для вывода аппарата на траекторию, необходимую для успешного осуществления третьего этапа.
Разгонный двигатель (3 Этап)
Stage3 2 270.jpg
Разгонный двигатель основан на твердотопливных ракетных двигателях, развивающие необходимую скорость для выведения космического корабля с орбиты Земли и отправления аппарата на траекторию Марса, позже разгонный двигатель отделяется от космического корабля.
Космический корабль
Stage3 2 270112.jpg
Содержит марсоход, а также все необходимые компоненты для его успешного доставления на Марс.

1 Этап

Старт ракеты Дельта-2 с марсоходом Спирит на борту.
Ракета-носитель Дельта-2 после старта.
Схема полёта марсоходом миссии Mars Exploration Rover.

Первый этап относительно прост. Помимо двигателя, топлива и отсеков с окислителем, центр тяжести сконцентрирован между топливным и кислородным баками. В месте центра тяжести находится электронное оборудование, необходимое для передачи команд системам на втором этапе.

На первом этапе Дельта-2 использует двигатель RS-27A на керосине; окислителем является жидкий кислород, температура которого равна −300° по Фаренгейту.

Твердотопливные ракетные двигатели

Девять ступеней необходимы для увеличения тяги основного двигателя. Ступени используют твердотопливные ракетные двигатели с присадками полибутадиена концевой гидроксильной группы (НТРВ), улучшающими стабильность скорости горения. HTPB является жестким резиновым материалом, связывающий воедино топливо и окислитель.

Ракетные двигатели заключены в графитово-эпоксидной оболочке, уменьшающей вес двигателя в 5 раз, если сравнивать с металлической оболочкой. Оболочка является внешней структурой твердотопливного ракетного двигателя.

6 из 9 начали работать сразу после старта ракеты, остальные три воспламенились вскоре после отделения первых шести ступеней, которые выработали свой ресурс примерно на 3 минуте полёта.

Обтекатель

Космический корабль и разгонный блок размещены внутри носового обтекателя, который имеет диаметр 2,9 метра.

Обтекатель — это устройство, необходимое на третьем этапе, в первые секунды разгона космического корабля, когда аэродинамические силы атмосферы могут повлиять на траекторию полёта.

Обтекатель был выброшен за борт на высоте около 130 км вскоре после воспламенения Маршевого двигателя.

2 Этап

На втором этапе Дельта-2 использует двигатель Aerojet AJ10-118K, который питается от комбинации Аэрозина 50 (смесь несимметричного диметилгидразина и гидразина в пропорции 1:1) и Тетраоксид диазотного окислителя. Компоненты топлива сжигаются автоматически при смешивании без использования зажигания.

На втором этапе маршевый двигатель срабатывает дважды. Первый раз — для вывода космического корабля на низкую околоземную орбиту, второй раз — для вывода аппарата на траекторию, необходимую для успешного осуществления третьего этапа.

3 Этап

Третий этап предусматривает развитие необходимой скорости для выведения космического корабля с орбиты Земли и отправления аппарата на траекторию Марса. Чтобы покинуть земную орбиту, скорость космического корабля должна превышать вторую космическая скорость (скорость, необходимая, чтобы гравитационное поле Земли не смогло притянуть космический корабль обратно). До третьего этапа космический корабль летел со скоростью около 19500 миль/ч, при такой скорости он не сможет покинуть орбиту Земли. Использование разгонного двигателя увеличило скорость космического корабля примерно до 25000 миль/ч, и с такой скоростью он смог покинуть земную орбиту.

Для достижения второй космической скорости твердотопливные ракетные двигатели проработали около 90 секунд, использовав примерно 2020 кг твердого ракетного топлива. Оно состояло в основном из перхлората аммония и алюминия. При помощи этого топлива двигатель сможет развить тягу до 66000 Н.

Для того, чтобы сохранить траекторию на третьем этапе, разгонный двигатель имеет устройство управления. Для обеспечения стабильности в полёте корабля разгонный двигатель при помощи специальных устройств раскручивает его, как волчок.

Компоненты третьей стадии включают в себя:

  • Стабилизацию вращения космического корабля после отделения разгонного двигателя.
  • Активную систему контроля, обеспечивающую стабильность в полёте корабля.
  • Систему Йо-йо, которая замедляет вращение космического корабля с 70 до 12 оборотов в минуту.

После того, как корабль находится на пути к Марсу, ему необходимо вращаться достаточно быстро, чтобы оставаться стабильным, но не слишком быстро, так как при этом тратится слишком много топлива, необходимого для коррекционных маневров. Космический корабль использует собственную двигательную установку для дальнейшего замедления вращения до 2 оборотов в минуту.

Выработка энергии

Установка солнечных батарей на «крылья» марсохода (Спирит).

Как и в миссии Mars Pathfinder, электричество, необходимое для питания систем марсохода, вырабатывали солнечные батареи. Панели солнечных батарей расположились на «крыльях» марсохода. Они разрабатывались специально для Спирита и Оппортьюнити для как можно большего сокращения занимаемой площади ровера.

Еще одно новшество этого марсохода — использование тройного слоя Арсенида галлия. Использование трёхслойных солнечных батарей является первым в истории Марса. Ячейки батарей Оппортьюнити способны поглотить больше солнечного света, чем их устаревшая версия, установленная на марсоходе Соджорнер. Солнечные элементы находятся в трех слоях солнечных батарей марсохода и поэтому способны поглотить больше солнечного света, и могут вырабатывать больше энергии, для подзарядки Литий-ионных аккумуляторов.

В миссии Mars Pathfinder марсоход Соджорнер использовал один литиевый аккумулятор емкостью 40 А·ч. В миссии Mars Exploration Rovers марсоход Оппортьюнити использует два литиевых аккумулятора емкостью 8 А·ч каждый. Во время нахождения Оппортьюнити на Марсе максимальный показатель выработки энергии солнечными панелями был около 900 Вт·час за 1 марсианской день, или сол. В среднем, солнечные батареи Спирита и Оппортьюнити производили 410 Вт·час за сол.

Осуществление связи

Связь с орбитальными аппаратами

Орбитальный аппарат Марс Одиссей.

Марсоходы миссии Mars Exploration Rovers в качестве ретранслятора используют аппарат Марс Одиссей, который постоянно вращается вокруг красной планеты.

В течение 16 минут он находится в зоне «общения» с роверами, после чего скрывается за горизонтом. Спирит и Оппортьюнити могут «общаться» с орбитальным аппаратом в течение 10 минут, в этот период он принимает данные марсоходов.

Подавляющее большинство научных данных передаются составу миссии на Землю через роверную «антенну UHF», которая также используется для общения с орбитальным аппаратом Марс Одиссей. Марс Одиссей передаёт основной объём научных данных, полученных с обоих марсоходов. Другой орбитальный аппарат, Mars Global Surveyor, передал около 8 % всех данных прежде чем вышел из строя в ноябре 2006 года после 10 лет работы. Небольшой объем данных был передан непосредственно на Землю через антенну «X-диапазона».

Орбитальные аппараты с мощными антеннами «X-диапазона» способны передавать на Землю данные с более высокой скоростью. Скорость передачи невысока, поэтому для её увеличения был построен Комплекс дальней космической связи, диаметр главной параболической антенны составляет 70 метров.

Связь с Перелётным модулем

На Перелётном модуле было установлено две антенны, необходимые для поддержания связи с Землей. Всенаправленная антенна с низким коэффициентом усиления использовалась, когда корабль находился рядом с Землёй. В связи с тем, что она посылает сигнал во всех направлениях, ей не нужно наводиться на Землю, чтобы переключиться на другой канал связи. После этого в дело вступает остронаправленная антенна со средним коэффициентом усиления, для успешной работы она должна быть направлена к Земле. Антенна имела большую мощность, так как в полёте расстояние до Земли постепенно увеличивается.

Устройство марсохода

Группа инженеров и техников работает над «Тёплым Блоком» (WEB), в котором размещена электроника Спирита.

Все системы марсохода зависят от мощного блока под названием «Мозговой центр», который в значительной степени защищён от воздействий на него низких температур. В центре ровера находится важный «Блок с электроникой», который отвечает за передвижение Спирита, а также за развёртывание манипулятора. Бортовой компьютер примерно такой же мощности, как и у портативного компьютера. Памяти примерно в 1000 больше, чем у его предшественника — марсохода Соджорнер.

Бортовой компьютер Спирита и Оппортьюнити построен на 32-ядерном радиационно-стойком процессоре RAD6000, работающий на частоте 20 МГц. Содержит 128 мегабайт оперативной памяти, а также 256 мегабайт флэш-памяти.

Подобно нашему мозгу, который находится под защитой черепа, системы марсохода защищены тем, что установлены в основном «Тёплом Блоке». Важный «Блок с электроникой» расположен точно по центру ровера, как и остальные системы, находится в «Тёплом Блоке». Золотая плёнка на стенках блоков позволяет сохранить жизненно важные компоненты систем в тепле, когда ночные температуры на Марсе могут упасть до −96 градусов по Цельсию. Этому способствует слой аэрогеля. Аэрогель — уникальный материал, обладающий рекордно низкой плотностью и демонстрирующий ряд уникальных свойств: твёрдость, прозрачность, жаропрочность, чрезвычайно низкую теплопроводность и т. д. В воздушной среде при нормальных условиях плотность такой металлической микрорешётки равна 1,9 кг/м³ за счёт внутрирешёточного воздуха, его плотность всего в 1,5 раза больше плотности воздуха, из-за чего аэрогель получил название «твердый дым».

Весь комплекс, контролирующий балансировку ровера, можно сравнить с устройством человеческого уха. Инерциальное измерительное устройство оценивает угол наклона марсохода, позже эти данные помогают роверу делать более точные и плавные движения.

Главный компьютер следит за здоровьем марсохода и проверяет работоспособность всех систем ровера.

Инновации в миссии Mars Exploration Rovers

В стороне от опасностей

У марсоходов миссии Mars Exploration Rovers присутствует система контроля за опасными зонами, в связи с чем во время передвижения роверы могут благополучно держаться подальше от опасных зон. Реализация данной системой является первой в истории Марса, разработана в Университете Карнеги-Меллона.

Мачта марсохода, содержит Панорамные и Навигационные камеры.

Две другие подобные программы были объединены в одно программное обеспечение для повышения общей производительности. Первая: следит за работой двигателя, управляет колёсами марсохода, чистящей щёткой, а также инструментом бурения породы (RAT). Вторая: следит за работой солнечных батарей ровера, перенаправляя энергию ко двум аккумуляторам, служит в качестве ночного компьютера, а также управляет часами марсохода.

Улучшенное зрение

В общей сложности двадцать камер, помогающие марсоходам в поиске следов прошлой деятельности воды на Марсе, предоставляя миру качественные фотографии Марса. Камеры миссии Mars Exploration Rovers делают снимки в очень большом разрешении — самом большом за всю историю Марса.

Достижения в области технологий сделали камеры более легкими и меньшими по размерам, что позволило установить по девять камер на каждом ровере, по одной в каждой его части. Камеры роверов разработаны в Лаборатории реактивного движения и являются самыми совершенными и передовыми камерами, которые были отправлены на другую планету.

Улучшенное сжатие данных

Система сжатия данных также разработана в Лаборатории реактивного движения. Она позволяет уменьшать объём данных для последующей передачи на Землю. ICER создан на основе вейвлет-преобразования со способностью обрабатывать изображения. Например: изображение размером 12 мб, в конечном итоге будет сжато до 1 мб, таким образом займёт намного меньше места на карте памяти. Программа делит все изображения в группы по 30 изображений каждая, существенно снижая риск потери снимков при их отправке на Землю в Комплекс дальней космической связи в Канберре в Австралии.

Создание карт местности при передвижении

Также инновацией для этой миссии является возможность создавать карты рельефа вблизи марсохода. Для научной группы это весьма ценно, поскольку карты позволяют определить проходимость, угол наклона, а также солнечную фазу[уточнить]. Стереоснимки позволяют команде создавать 3-D изображения, давая возможность определять точное расположение необходимого объекта. Карты, разработанные на основе этих данных, позволяют команде знать, как далеко роверу нужно проехать до необходимого объекта, или же помочь в наведении манипулятора.

Технология приземления

Парашют миссии Mars Exploration Rovers.
Воздушные подушки посадочного модуля.
Первый снимок камеры DIMES, сама камера установлена на «днище» спускаемого аппарата.

Инженеры столкнулись с непростой задачей по снижению скорости космического аппарата c 12000 миль/ч при входе в атмосферу, и до 12 миль/ч при ударе о поверхность Марса.

Улучшенный парашют и подушки безопасности

Многие приспособления для входа в атмосферу, спуска и посадки миссия Mars Exploration Rovers унаследовала от своих предшественников: Миссии «Викинг» и Mars Pathfinder. Для того, чтобы замедлить скорость снижения, используется унаследованная технология парашюта аппаратов «Викинг», запущенных в конце 1970-х, а также миссии Миссии Mars Pathfinder 1997 года. Космические аппараты миссии Mars Exploration Rovers намного тяжелее предыдущих, базовая конструкция парашюта осталась той же, но площадь у него на 40 % больше, чем у своих предшественников.

Также были усовершенствованы подушки безопасности, которые использовались для смягчения приземления аппарата миссии Mars Pathfinder и Mars Exploration Rovers. Двадцать четыре надутых ячейки находились в окружении посадочного модуля, а сам марсоход — внутри него. Подушки безопасности созданы из очень прочного синтетического материала, называемого «Vectran». Этот же материал используется в изготовления скафандров. Увеличение веса космического аппарата потребовало более прочные подушки безопасности. Несколько тестов на падение показали, что дополнительная масса вызывает серьезные повреждения и разрыв материала. Инженеры разработали двойную оболочку из подушек безопасности, призванные предотвратить серьезные повреждения, при высокоскоростной посадке, когда подушки безопасности могут соприкоснуться с острыми камнями и другими геологическими объектами Красной планеты.

Использование ракетных двигателей для замедления снижения

Чтобы замедлить скорость спуска космического аппарата, используются три реактивных двигателя (RAD), расположенных по его бокам. Радиолокационная установка (РЛС), установленная в нижней части посадочного модуля, определяет расстояние до поверхности. Когда спускаемый аппарат был на высоте 1,5 км, радиолокационная система привела в действие камеру Descent Image Motion Estimation Subsystem (DIMES). Камера сделала три фотографии поверхности (с задержкой 4 секунды), что позволило определить горизонтальную скорость спускаемого аппарата. Спустя некоторое время новая двигательная установка миссии Mars Exploration Rovers начала спуск марсохода Спирит. Как и предсказывалось, в кратере Гусева действуют сильные ветра, которые раскачивали спускаемый аппарат Спирита из стороны в сторону, препятствуя его безопасной посадки. Векторная система из реактивных двигателей (TIRS) препятствовала хаотичному движению из стороны в сторону, в результате чего спускаемый аппарат стал более стабильным при посадке. Во время спуска Оппортьюнити на Плато Меридиана была более благоприятная погода, чем в кратере Гусева, поэтому не было необходимости использовать для стабилизации спуска свою систему TIRS.

Улучшенная мобильность марсохода

Новое программное обеспечение помогло избежать преграды при передвижении. Когда соприкосновение с породой неизбежно, в дело вступает усовершенствованная система подвески, с которой роверу намного легче совершать маневры.

Спирит и Оппортьюнити были разработаны со способностью преодоления различных препятствий, а также каменистой местности Марса. Система подвески марсохода Соджорнер была модифицирована для миссии Mars Exploration Rovers.

Система подвесок закреплена в задней части марсохода. Колеса увеличили в размерах, а также улучшили его дизайн. Каждое колесо имеет диаметр 26 сантиметров. Его внешняя и внутренняя часть соединены специальной спиралевидной структурой, которая поглощает удары. Система подвесок позволяет лучше передвигаться через препятствия, например, камни, которые могут быть больше самого колеса. Каждое колесо имеет протектор с характерными выступами, обеспечивающие улучшенное сцепление при езде по камням и мягкому грунту. Внутренняя часть колеса состоит из материала под названием «Solimide», который сохраняет свою эластичность даже при очень низких температурах и поэтому он идеально подходит для суровых условий Марса.

Конструкция

Альфа-Протон-Рентгеновский Спектрометр (APXS).
Тепловой Эмиссионный Спектрометр (Mini-TES).
Главная камера ровера (PanCam).

Автоматическая межпланетная станция проекта MER включает посадочный модуль и перелётный двигательный блок. Для разных этапов торможения в атмосфере Марса и посадки посадочный модуль обрамлён двумя коническими аэродинамическими щитами, содержит парашютную систему, ракетные двигатели и шаровидные воздушные подушки.

Масса основных компонентов космического корабля
Основные составляющие Компонент Вес Дополнение
Перелётный модуль 193 кг из которого 50 кг топливо
Спускаемый аппарат Теплозащитный экран 78 кг
Капсула 209 кг
Платформа 348 кг
Всего 878 кг
Марсоход Спирит 185 кг
Вся масса 1063 кг

Марсоход имеет 6 колёс. Источником электроэнергии служат солнечные батареи мощностью до 140ватт[7]. При массе в 185 кг аппарат оснащён буром, несколькими камерами, микроскопом и двумя спектрометрами, смонтированными на манипуляторе.[8][9]

Поворотный механизм марсохода выполнен на основе сервоприводов. Такие приводы расположены на каждом из передних и задних колёс, средняя пара таких деталей не имеет. Поворот передних и задних колёс марсохода осуществляется при помощи электромоторов, действующих независимо от моторов, обеспечивающих перемещение аппарата.

Когда марсоходу необходимо повернуть, двигатели включаются и поворачивают колеса на нужный угол. Всё остальное время двигатели, наоборот, препятствуют повороту, чтобы аппарат не сбивался с курса из-за случайного движения колёс. Переключение режимов поворот-тормоз производится с помощью реле.

Также марсоход способен копать грунт, вращая одно из передних колес, сам оставаясь при этом неподвижным.

Бортовой компьютер построен на процессоре RAD6000 с частотой 20 МГц, 128 МБ DRAM ОЗУ, 3 МБ EEPROM и 256 МБайт флэш-памяти[4]. Рабочая температура робота от минус 40 до плюс 40 °C. Для работы при низких температурах используется радиоизотопный нагреватель, который может дополняться также электрическими нагревателями, когда это необходимо.[10] Для теплоизоляции применяется аэрогель и золотая фольга.

Инструменты ровера:

  • Панорамная Камера (Pancam) — помогает изучить структуру, цвет, минералогию местного ландшафта.
  • Навигационная Камера (Navcam) — монохромная, с большим углом обзора, также камеры с более низким разрешением, для навигации и вождения.
  • Миниатюрный Тепловой Эмиссионный Спектрометр (Mini-TES) — изучает скалы и почвы, для более подробного анализа, также определяет процессы, которые сформировали их.
  • Hazcams, две B&W камеры с 120 градусным полем зрения, обеспечивающие дополнительные данные о состоянии ровера.

Манипулятор ровера содержит следующие инструменты:

  • Миниатюризованный Мессбауэровский Спектрометр (MB) MIMOS II — проводит исследования минералогии железосодержащих пород и почв.
  • Альфа-Протон-Рентгеновский Спектрометр (APXS) — анализ химического состава скал и почв.
  • Магниты — сбор магнитных частиц пыли.
  • Microscopic Imager (MI) — получает увеличенные изображения марсианской поверхности в высоком разрешении, своеобразный микроскоп.
  • Горный Инструмент Сверления (RAT) — мощный бур, способный сделать отверстие диаметром 45 мм, глубиной 5 мм на скальной поверхности. RAT расположен на манипуляторе ровера, вес — 720 грамм.

Разрешение камер — 1024x1024 пикселей. Полученные данные сохраняются со сжатием ICER для последующей передачи.

Сравнение Спирита c другими марсоходами

Модели всех трёх марсоходов в сравнении: Соджорнер (самый маленький), Спирит (средний), Кьюриосити (самый большой)
Кьюриосити Спирит Соджорнер
Запуск 2011 2003 1996
Масса (кг) 899 174[11] 10,6[12]
Размеры (В метрах, Д×Ш×В) 3,1 × 2,7 × 2,1 1,6 × 2,3 × 1,5[11] 0,7 × 0,5 × 0,3[12]
Энергия (кВт/сол) 2.5-2,7 0,3—0,9[13] < 0,1[14]
Научные инструменты 10[15] 5 4[12]
Максимальная скорость (см/сек) 4 5[16] 1[17]
Передача данных (МБ/сутки) 19—31 6—25[18] < 3,5[19]
Производительность (MIPS) 400 20[20] 0,1[21]
Память (МB) 256[22] 128 0,5
Расчётный район посадки (км) 20x7 80x12 200x100


Обзор миссии

Место посадки Спирита, фото с аппарата MRO (4 декабря 2006 года)
Посадочное место Спирита (обозначено звездой)

Основной задачей для Спирита было продержаться 90 сол (92,5 дней). Миссия была продолжена несколько раз, и в результате длилась около 2208 сол. 11 августа 2007 года Спирит стал вторым аппаратом по сроку службы в 1282 сол в истории Марса, обогнав на один сол спускаемый аппарат Викинг-2. Викинг-2 использовал ядерную энергию, а Спирит питается от солнечных батарей. 19 мая 2010 года Оппортьюнити стал самым долгофункционирующим аппаратом в истории Марса, обогнав спускаемый аппарат Викинг-1, который функционировал на поверхности Марса 2245 сол. 22 марта 2010 года Спирит послал свое последнее сообщение, таким образом, ему не хватило 1 месяца, чтобы превзойти аппарат Викинг-1 по сроку службы.

Общее количество пройденного пути, по состоянию на 22 марта 2010 года (2210 сол) составило 7,7305 километров (4,80 мили).


События

2004

Спускаемый аппарат со Спиритом успешно приземлился на поверхность Марса в 4:35 UTC 4 января 2004 года. Это было началом его миссии в 90 сол. Очистка солнечных батарей позволила продлить его миссию, и она продолжалась до 2010 года.

Мемориальная Станция шаттла Колумбия

Спирит был направлен в кратер Гусева, который раньше, возможно был озером, ровер приземлился примерно в 10 км от центра эллипса в точке с координатами 14° ю. ш. 175° в. д. / 14.5718° ю. ш. 175.4785° в. д. (G) (O)

После того, как сработали подушки безопасности и посадочная платформа остановилась, ровер выехал и начал передавать панорамные изображения. Они дают ученым необходимую информацию для выбора геологических объектов, перспективных для научных исследований.

Данное панорамное изображение показывает холмы на горизонте до 27 км. Команда MER назвала посадочную платформу «Мемориальная станция шаттла Колумбия» в честь семи астронавтов, погибших в космической катастрофе шаттла Колумбия.

Панорама с места посадки, видны Аполлоновы холмы.
Панорама с места посадки, видны Аполлоновы холмы.

Сонная лощина

Первый цветной снимок, составлен из нескольких изображений Спирита.

«Сонная лощина» — мелкое углубление, кратер (в правой части фото) диаметром 9 метров, заинтересовавший учёных из НАСА. Ровер покинул посадочную платформу и был направлен для исследования этого кратера, находящегося на расстоянии 12 метров.

Первое цветное фото

Справа первое цветное изображение, составленное из нескольких снимков, полученных панорамной камерой Спирита. У снимка было самое высокое разрешение, принятое с поверхности другой планеты. «Мы видим мозаику из четырех снимков Pancam: одно в высоту и три в ширину», сказал камерой дизайнер Джим Белл из Корнельского университета. Показанный снимок имел разрешение 4000 на 3000 пикселей. Тем не менее, Pancam камера может делать снимки 8 раз больше этого, также они могут быть сняты в стерео формате (например, в два слоя, что делает решение в два раза больше). Цвета являются достаточно точными.

Камера Pancams делает чёрно-белые снимки. Тринадцать вращающихся фильтров производят одно изображение в разных цветовых спектрах. После получения на Земле, эти снимки могут быть скомбинированы для получения цветного изображения.

Проблемы со флэш-памятью

21 января 2004 года (18 сол) Спирит неожиданно перестал общаться с центром управления. На следующий день ровер на скорости 7,8 бит/с передал сигнал, подтверждающий, что марсоход принял сообщение с Земли, но находится в режиме сбоя, ответы на команды будут передаваться только периодически. Было заявлено, что возникла серьезная неисправность, однако, потенциально восстановимая, в случае, если причиной проблемы является программная ошибка, а не аппаратный сбой. Спириту была дана команда передать данные о его техническом состоянии. 23 января ровер отправил несколько коротких сообщений на очень низкой скорости, после чего, наконец, перешел на скорость передачи 73 Мбит/с в X-диапазоне через ретранслятор Марс Одиссей. Эти данные показали, что марсоход не перешел в спящий режим, а значит он продолжает расходовать энергию в аккумуляторах и перегреваться, что потенциально может окончательно вывести его из строя, если проблема не будет исправлена в ближайшее время. На 20 сол инженеры отправили команду SHUTDWN_DMT_TIL («Shutdown Dammit Until …», «отключиться к черту до …»), чтобы ровер отключился до заданного времени и перестал расходовать энергию, однако он проигнорировал эту команду.

Основной версией о сложившейся неполадке стало то, что марсоход застрял в т. н. «перезагрузочной петле». Марсоход был запрограммирован на перезагрузку, если в системе обнаружится неисправность. Однако, если ошибка происходила непосредственно в процессе перезагрузки, то система начинала циклически перезагружаться снова и снова. Тот факт, что проблема сохранялась даже после перезагрузки мог означать, что ошибка была не в оперативной памяти, а во флэш-памяти, или в аппаратном сбое EEPROM. Последний случай, вероятнее всего, означал бы выход ровера из строя. Предполагая, что ошибка может быть именно во флэш-памяти или EEPROM, инженеры предприняли действия по перезагрузке ровера без использования флэш-памяти. Имелась возможность передавать ограниченный набор команд по радио, достаточный, однако, для того, чтобы сказать марсоходу перезагрузиться без использования флэш-памяти, что, в конечном итоге, привело к разрыву «перезагрузочной петли» и восстановлению работоспособности.

24 января 2004 года инженеры ровера объявили, что проблема была во флэш-памяти и программном обеспечении, использовавшем её для записи. Было заявлено, что аппаратная часть флэш-памяти работала нормально, а программный модуль управления файлами оказался «недостаточно отказоустойчивым» для выполняемых Спиритом операций, подчеркивая, что проблема была вызвана именно ошибкой в программном обеспечении, а не неисправностью оборудования. Инженеры НАСА обнаружили, что в файловой системе содержалось слишком много файлов, что было классифицировано как незначительная проблема. Большинство из них содержали данные, собранные во время полета, и не были нужны для дальнейшей работы. Придя к этому выводу, инженеры удалили часть файлов и переформатировали файловую систему на флэш-памяти. 6 февраля (33 сол) марсоход был приведён в рабочее состояние, и научные исследования возобновились.

Первое бурение на Марсе

Камень Адирондак после бурения инструментом RAT

Круглое неглубокое отверстие на изображении образовано в ходе первого бурения породы на Марсе. Инструмент RAT на марсоходе Спирит просверлил отверстие в камне, названном Адирондак, 6 февраля 2004 года (34 сол). Глубина отверстия составляет 2,65 мм, а диаметр — 45,5 мм. Оно открывает свежие горные породы для ближайшего рассмотрения с помощью микроскопической камеры и двумя спектрометрами, которые находятся на руке-манипуляторе. Этот снимок был снят панорамной камерой, с помощью его можно быстро определить успешность бурения.

«RAT превзошел все наши ожидания», — сказал Стив Горевэн, ведущий ученый Горного Инструмента Сверления обоих роверов. «С такими параметрами сверления, я не думал, что оно будет таким глубоким. На самом деле, когда мы увидели практически идеальный круг, я был взволнован, и мог о нём только мечтать. Также отверстие было хорошо очищено от пыли».

Камень Мими (40 сол)

Камень Мими в искусственных цветах.

Это цветное изображение, сделанное панорамной камерой Спирита на 40 сол (13 февраля 2004 года). На снимке камень под названием Мими. Мими — всего лишь один из множества камней в этой области. Область носит название «Каменный Совет», но камень отличается от всех любый камней, которые ученые увидели на месте кратера Гусева до сих пор. Облупленная внешность камня Мими приводит ученых к ряду гипотез. Мими, возможно, был подвергнут, высокому давлению, или, он когда-то был частью дюны, закреплённой в повреждённых слоях, процесс, который иногда связан с действием воды.

Камень Хамфри

Ровер на 85 сол, снимок сделан аппаратом Марс Глобал Сервейор

5 марта 2004 года НАСА объявило, что Спирит нашел намеки на наличие воды в прошлом в камне под названием «Хамфри». Доктор Раймонд Арвидсон, профессор университета МакДоннела, кафедры планетарных наук в Университете Вашингтона, Сент-Луисе, сообщил во время конференции НАСА, прессе: «Если бы мы нашли этот камень на Земле, мы бы сказали, что он вулканический, и в нём находится немного жидкости, которая движется по его трещинам». В отличие от скалы, которую нашёл его близнец Оппортьюнити, он был сформирован из магмы, а затем приобрёл яркий окрас из-за материала в небольших трещин, которые выглядят как кристаллизующиеся минералы. Если эта интерпретация верна, но минералы, скорее всего, растворенные в воде, которая взаимодействовала с ним на более позднем этапе, после того, как он сформировался[уточнить].

Кратер Бонневиль

11 марта 2004 года Спирит достиг кратера Бонневиль, проехав 370 м. Кратер около 200 метров в диаметре. В Лаборатории Реактивного Движения решили, что было бы неплохо отправить марсоход внутрь кратера, так как они не видят цели ездить вокруг кратера. Спирит поехал вдоль южного края кратера и направился на юго-запад к холмам Колумбии.

Панорама кратера Бонневиль.
Панорама кратера Бонневиль.


Кратер Миccула

Спирит достиг кратера Миссула на 105 сол. Кратер имеет диаметр 91 м и глубину 18 м. Кратер Миссула не избрали для изучения в связи с тем, что кратер не содержит более древние горные породы, которые находились ранее. Ровер обогнул его по северному краю, и направился на юго-восток.

Панорама кратера Миссула.
Панорама кратера Миссула.

Кратер Лафонтен

Кратер Лафонтен, снятый на 120 сол

Спирит достиг кратера Лафонтен на 118 сол и ездил по его краю до 120 сол. Кратер Лафонтен имеет около 55 метров в диаметре и около 9 метров в глубину. Длинная дюна простирается далеко на юго-запад. Для Спирита был выбран именно этот маршрут, так как неизвестные дюны представляют большой риск для колёс ровера, которые могут застрять в мягком грунте.

Холмы Колумбия

На 159 сол Спирит достиг одной из многих целей на Холмах Колумбии: места, названного Западный След. Место Hank’s Hollow изучалась в течение 23 сол. На месте Hank’s Hollow был обнаружен странный камень, названный «Горшок с Золотом».

Спирит взял путь к месту под названием «Шерстяной участок» и изучал его с 192-го по 199-й сол. На 203 сол Спирит ехал на юг, вверх по склону, и прибыл в скале под названием «Кловис». Скала изучалась с 210 сол по 225 сол. После «Кловис» ровер изучал другие цели — Авен (226—235 сол), Титл (270 сол), Учбин и Изгородь (281—295 сол), Лютефиск (296—303 сол). В течение 239—262 сол Спирит был остановлен из-за верхнего соединения Марса, так как во время него связь с Землёй невозможна.

Спирит ездил вокруг места Husband Hill, и в 344 сол был готов направиться к «Cumberland Ridge», «Larry’s Lookout» и «Tennessee Valley».

Цветная панорама места "Larry's Lookout"
Цветная панорама места "Larry's Lookout"

2005

На 371 сол Спирит прибыл к камню под названием «Спокойствие» в верхней части хребта Камберленд. Спирит исследовал камень с помощью инструмента RAT на 373 сол.

К 390 сол (в середине февраля 2005 г.) Спирит поехал в направлении места «Larry’s Lookout», под гору в обратном направлении. Инженеры пытались сохранить столько энергии, сколько бы хватило для подъема в гору.

Спирит выполнил ряд задач в пути, в том числе исследовал почву, под названием «Пасо Роблес», в ней ровер обнаружил наибольшую концентрацию соли, которое было найдено на Красной планете. Также почва содержала большое количество фосфора, однако не так много, как у камня «Wishstone». Скваерс сказал насчёт открытия: «Мы все еще пытаемся разобраться, что это означает, но, очевидно, что с большой концентрацией соли вокруг, раньше здесь был рукав воды».

Пыльные вихри

К 9 марта 2005 года производительность солнечных панелей марсохода снизилась до 60 %, тогда как изначально было 93 %. 10 марта ровер наблюдал за пыльными дьяволами. Ученые НАСА предполагают, что пыльные дьяволы должны очистить солнечные панели от пыли, тем самым значительно увеличив продолжительность миссии. Это первый пыльный дьявол, который когда-либо замечали Спирит или Оппортьюнити, также это один из лучших моментов миссии. Ранее их сфотографировал только зонд Пасфайндер с марсоходом Соджорнер.

Члены миссии Спирита сообщили, что 12 марта 2005 года счастливая встреча с пыльным дьяволом очистила солнечные батареи от пыли. Уровень вырабатываемой энергии резко вырос, ежедневные исследования будут расширены.

Видео пыльного дьявола на Марсе, сфотографировал марсоход Спирит. Счётчик в левом нижнем углу указывает время в секундах, фотографии были смонтированы в видео. На заключительном кадре можно увидеть, что пыльный дьявол оставил след на поверхности Марса.


Прибытие к холму Husband

На 582 сол, 21 августа 2005 года Спирит достиг вершины холма Husband, была полученна 360-градусная панорама.

Панорама холма Husband
Панорама холма Husband

2006

В 2006 году Спирит отправился к месту под названием «Основная база» (Home Plate), и достиг её в феврале.

Плато «Основная база» (744 сол)

Скалы возле выступающей части «Основной базы»
Фото Спирита, также видны следы от колёс ровера, изображение снято с помощью аппарата Mars Reconnaissance Orbiter.

Спирит прибыл к северо-западной части «Основной базы» и поднялся на слоистые обнажения к 744 сол (февраль 2006 года), приложив для этого большие усилия. С помощью манипулятора были проведены научные исследования.

В 2007 году Спирит провел несколько месяцев у основания «Основной базы». К 1306 сол Спирит взобрался на восточный край «Основной базы». В сентябре и октябре ровер исследовал горную породу и почву в разных местах южной части «Основной базы». 6 ноября Спирит достиг западного края «Основной базы» и начал передавать панорамные снимки плато.

Холм МакКул

Возможные метеориты, найденные на хребте «Небольшой приют»

Следующая остановка Спирита была запланирована на северном склоне холма МакКула, где Спирит будет получать достаточное количество солнечного света во время марсианской зимы. На 16 марта 2006 года, JPL объявило, что у Спирита начались проблемы с правым передним колесом, вскоре оно вообще перестало работать. Несмотря на это, Спирит по-прежнему делает успехи в исследовании холма МакКул, в связи со сломанным колесом, инженеры перепрограммировали ровер, теперь он будет ехать задом, волоча за собой поломанное колесо. В конце марта Спирит столкнулся с рыхлой почвой, которая препятствует исследованию холма МакКул. Было принято решение о прекращении исследования холма МакКул и вместо этого его отправили исследовать соседний хребет под названием «Небольшой приют».

Хребет «Небольшой приют»

Добравшись до хребта 9 апреля 2006 года, ровер припарковался на гребне с уголом наклона в 11° к северу, Спирит провел восемь месяцев на гребне, в это время он наблюдал за ближайшими окресностями. Ровер не передвигался, так как у него был низкий уровень энергии, проблемы с энергией он испытывал во время марсианской зимы. Ровер сделал своё первое движение, когда совершил короткий манёвр к камню, чтобы он был в пределах досягаемости роботизированной руки, в начале ноября 2006 года, после коротких дней верхнего соединения Марса, связь с Землёй была ограничена.

Во время нахождения Спирита на хребте «Небольшой приют» он исследовал две скалы и получил химический анализ подобный составу метеорита «Heat Shield Rock», который нашёл марсоход Оппортьюнити. Названный «Чжун Шань» в честь людей: Сунь Ят-сена и Аллан Хиллз, за место в Антарктиде, где было найдено несколько марсианских метеоритов, они выделялись на фоне снега, так как были темнее его. Далее проводилось спектрографическое тестирование, чтобы определить точный состав пород, которые могут оказаться метеоритом.

2007

Обновление программного обеспечения

4 января 2007 года, к 3-ей годовщине посадки, программное обеспечение марсоходов было обновлено. Теперь марсоход мог самостоятельно принимать решение о необходимости передачи изображения, изучения горной породы, протягивания манипулятора и т. д., без участия операторов с Земли. Это существенно ускорило исследования, так как отпала необходимость согласования действий аппарата, который больше не ждал радиосигнала из НАСА, и упростило работу исследователей, до этого самостоятельно анализировавших сотни изображений, приходящих от марсохода.

Открытие «Ключа»

Ровер открывает почву богатую кремнезёмом

Нерабочее колесо Спирита принесло пользу для программы. Ровер с декабря 2007 года тянет за собой не работающее колесо, которое соскабливает верхний слой марсианской почвы, открывая новые участки земли. Учёные считают, что такие срезы содержат достаточно сведений о прошлом окружающей среды Марса, которая, по их мнению, была идеальна для жизни микробов.

Она похожа на районы Земли, где вода или пар от горячих источников вступают в контакт с вулканическими породами. «На Земле эти места, как правило, кишат бактериями», — сказал главный оператор марсохода Стив Скуирес. «Мы этому очень рады», — добавил на встрече Американского геофизического союза (AGU). Этот район содержит высокую концентрацию кремнезёма — главного компонента стекла. Исследователи пришли к выводу, что яркий материал мог образоваться только двумя способами. Первый: горячие месторождение под землёй, когда вода растворяется с кремнезёмом в одном месте, а затем извергается наружу (например, гейзером). Второй: кислый пар, поднимающийся через трещины в горных породах впитывает минеральные компоненты, затем оставляет их позади кремнезём. Важная вещь состоит в том, какая из гипотез верна, так как это имеет значение о прошлом среды на Марсе. Скуирес объяснил для BBC News, что горячая вода представляет собой среду, в которой микробы могут свободно развиваться, производя кремнезём. Скуирес добавил: «В любом месте Земли, вы можете найти горячие источники, а в ней есть все необходимые компоненты для микробной жизни».

Пыльный шторм

Автопортрет Спирита показывает пыль, скопившуюся на солнечных панелях (октябрь 2007 года)

К концу июня 2007 года пыльные бури начали закрывать марсианскую атмосферу пылью. Пыльная буря усилилась, и 20 июля как у Оппортьюнити, так и у Спирита появилась реальная возможность выйти из строя из-за отсутствия солнечного света, которая им нужна для выработки энергии. НАСА распространило сообщение для прессы, в котором говорилось: (частично) «Мы верим в наши роверы, и надеемся, что они переживут этот шторм, но они не разрабатывались для таких условий». Основная проблема заключалась в том, что пыльная буря резко снизила поступление солнечного света. В атмосфере Марса находится так много пыли, что она блокирует 99 процентов прямых солнечных лучей, которые должны падать на солнечные панели. Марсоход Спирит, который работает на другой стороне Марса, получал немного больше света, чем его близнец Оппортьюнити.

Обычно солнечные батареи на роверах вырабатывали около 700 ватт/час энергии в день. Во время бури они вырабатывали значительно меньше энергии, роверы генерировали 128 ватт/час в день. Если роверы будут вырабатывать менее 150 ватт/час энергии, то они начнут терять заряд аккумуляторов. Если аккумуляторы иссякнут, то основное оборудование, скорее всего, выйдет из строя из-за сильного холода. Инженеры запрограммировали оба ровера на низкое потребление энергии для того, чтобы переждать бурю. В конце августа буря начала ослабевать, что позволило роверам успешно зарядить свои аккумуляторы. Они продолжали находиться в спящем режиме, чтобы переждать остатки бури.

2008

Карта маршрута Спирита, до 1506 сол (2 апреля 2008 года). Место посадки находится в левом верхнем углу.

10 ноября 2008 года из-за обширных пыльных бурь выработка энергии сократилась до 89 Вт*час в день — критический уровень. Сотрудники НАСА выразили надежду, что Спирит переживёт бурю, выработка энергии увеличится, и что ветер очистит солнечные панели от пыли. Инженеры пытались сэкономить энергию за счёт отключения некоторых приборов, включая обогреватели. 13 ноября 2008 года марсоход проснулся и осуществил контакт с ЦУП по расписанию.

С 14 ноября 2008 года по 20 ноября 2008 года солнечные панели Спирита вырабатывали 169 Вт*час в день. Обогреватель для Теплового Эмиссионного Спектрометра (который потреблял около 27 ватт/час энергии в день) был отключен 11 ноября 2008 года, его тестирование показало, что он повреждён, его отключение позволило сэкономить значительную часть энергии, так необходимую для обогревателя ровера. Вскоре произошло верхнее соединение Марса (положение, когда Солнце находится между Марсом и Землёй,), и поэтому с 29 ноября 2008 года по 13 декабря 2008 года общение с марсоходом было невозможно.

2009

Рыхлая почва в левой части изображения, в которой застрял ровер

6 февраля 2009 года ветер удачно сдул часть пыли с солнечных панелей. Это привело к увеличению выработки энергии до 240 ватт/час в день. НАСА заявило, что прибавка энергии будет использоваться преимущественно для передвижения.

С 18 по 28 апреля выработка энергии продолжала увеличиваться, за счёт новых очисток панелей ветром. Выработка энергии поднялась с 223 ватт/час в день (31 марта), до 372 ватт/час в день (29 апреля).

Увязание в песчаной дюне

1 мая 2009 года ровер застрял в мягком грунте, в слое почвы, богатой сульфатом железа и скрытой под коркой нормальной почвы. Сульфат железа очень рыхлый, и колёса ровера прокручиваются в нём. Члены команды JPL воссоздали ситуацию с помощью макета марсохода на Земле и проводили с ним испытания; также они проводили компьютерное моделирование в попытках найти выход из сложившейся ситуации. Ситуацию особенно трудно воспроизвести на Земле, так как на Марсе сила тяжести меньше и слабее атмосферное давление. Тесты с макетом Спирита были проведены в Лаборатории Реактивного Движения в специальной песочнице, для того, чтобы попытаться сымитировать рыхлую почву в условиях слабой гравитации. Попытки высвобождения ровера начались 17 ноября 2009 года.

17 декабря 2009 года правое переднее колесо неожиданно отработало в нормальном режиме в течение первых трёх попыток вращения. Было неизвестно, насколько это поможет, так как правое заднее колесо вышло из строя 28 ноября и оставалось неработающим до конца миссии. У ровера оставалось только четыре полностью работающих колеса. Возникла опасность, что если команда не сможет освободить ровер и отрегулировать угол наклона солнечных панелей, то марсоход сможет продержаться только до мая 2010 года.

Цветная панорама места под названием «Троя»
Цветная панорама места под названием «Троя»

2010

Стационарная платформа для исследований

Заключительное путешествие Спирита вокруг «Домашней плиты» — конечная точка всего маршрута

26 января 2010 года, после нескольких месяцев освобождения марсохода, НАСА решило переименовать миссию ровера, назвав его стационарной платформой для исследований. Усилия были направлены на подготовку более подходящего места по отношению к Солнцу, для обеспечения эффективной подзарядки аккумуляторов ровера. Это было необходимо для сохранения самых нужных инструментов во время марсианской зимы. 30 марта 2010 года Спирит не вышел на запланированный сеанс связи, и, как предполагают инженеры, перешёл в спящий режим из-за нехватки энергии.

Последний сеанс связи

Последняя связь с марсоходом была на 2210 сол (22 марта 2010 года), есть большая вероятность того, что батареи марсохода потеряли так много энергии, что в какой-то момент часы миссии остановились. В предыдущие зимы марсоход смог оставаться под нужным углом на Солнце и сохранять свою внутреннюю температуру не ниже −40 по Цельсию, но так как марсоход застрял в песке и не был под нужным углом на Солнце, по оценкам, его внутренняя температура упала примерно до −55 по Цельсию. Если Спирит пережил эти условия и была очистка солнечных панелей ветром, то есть возможность, что с летним солнцестоянием в марте 2011 года солнечная энергия увеличится до уровня, достаточного роверу, чтобы проснуться.

2011

Конец миссии

Лаборатория реактивного движения продолжала попытки восстановить контакт со Спиритом до 25 мая 2011 года, когда НАСА объявило о прекращении усилий восстановить с ним контакт, а также о завершении миссии. Основной причиной выхода марсохода из строя считается воздействие низких температур, повредившее важные детали и оборудование. Из-за суровых марсианских зим и недостаточного количества солнечного света марсоход получал недостаточно энергии, поэтому обогреватели работали нестабильно.

Фильмография

См. также

  • Оппортьюнити — второй марсоход NASA из двух запущенных в рамках проекта Mars Exploration Rover.

Примечания

  1. Масса марсохода
  2. Technologies of Broad Benefit: Power
  3. Speed rover
  4. 1 2 Документ с сайта НАСА  (PDF)  (англ.)
  5. Максим Борисов Названия американским марсоходам дала девятилетняя сирота из Сибири  (рус.). Грани.Ру (10.06.2003). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 17 мая 2010.
  6. Научные цели марсохода  (англ.). НАСА. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 5 июня 2011.
  7. Mars Exploration Rover Mission: The Mission
  8. Chang, Kenneth. Martian Robots, Taking Orders From a Manhattan Walk-Up, The New York Times (November 7, 2004). Проверено 9 апреля 2009.
  9. Squyres Steve Roving Mars: Spirit, Opportunity, and the Exploration of the Red Planet. — Hyperion Press, 2005. — P. 113–117. — ISBN 978-1-4013-0149-1
  10. MER - Batteries and Heaters. Jet Propulsion Laboratory. NASA. Архивировано из первоисточника 18 октября 2012. Проверено 13 августа 2012.
  11. 1 2 Mars Exploration Rover Landings (German). JPL. Проверено 30 июля 2012.
  12. 1 2 3 Mars Pathfinder/Sojourner (German). NASA. Проверено 30 июля 2012.
  13. NASA’s 2009 Mars Science Laboratory (German). JPL. Проверено 5 июня 2011.
  14. Pathfinder Mars Mission – Sojourner mini-rover (German). Проверено 5 июня 2011.
  15. Mars Science Laboratory: NASA Hosts Teleconference About Curiosity Rover Progess
  16. Spacecraft: Surface Operations: Rover (German). JPL. Проверено 30 июля 2012.
  17. Introduction to the Mars Microrover (German). JPL. Проверено 30 июля 2012.
  18. Mars Exploration Rover Telecommunications (German). JPL. Проверено 5 июня 2011.
  19. The Robot Hall of Fame: Mars Pathfinder Sojourner Rover (German). robothalloffame.org. Проверено 5 июня 2011.
  20. Avionics Innovations for the Mars Exploration Rover Mission: Increasing Brain Power (German). JPL. Проверено 30 июля 2012.
  21. Institut für Planetenforschung Berlin-Adlershof (German). Проверено 27 июля 2012.
  22. Mars Science Laboratory: Brains

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Спирит (марсоход)" в других словарях:

  • Спирит — Спирит, Spirit: Спирит (марсоход)  американский марсоход. Спирит (команда Формулы 1)  команда Формулы 1 (Великобритания). Northrop B 2 Spirit  стратегический бомбардировщик ВВС США. Sikorsky S 76 Spirit  вертолёт компании… …   Википедия

  • Марсоход — Sojourner …   Википедия

  • марсоход — сущ., кол во синонимов: 1 • спирит (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • спирит — сущ., кол во синонимов: 3 • духовидец (11) • марсоход (1) • некромант (4) Сло …   Словарь синонимов

  • Оппортьюнити (марсоход) — Марсоход Оппортьюнити Opportunity (англ. благоприятная возможность), MER B (Mars Exploration Rover B)  второй марсоход космического агентства NASA из двух запущенных в рамках проекта Mars Exploration Rover. На поверхность Марса …   Википедия

  • Mars Exploration Rover — Марсоход MER на Марсе в представлении художника Mars Exploration Rover (MER) продолжающаяся в настоящее время американская роботизированная межпланетная миссия NASA, в которую вк …   Википедия

  • Марсоходы — Марсоход Sojourner Так выглядят марсоходы близнецы Spirit и Opportunity Марсоход  планетоход, предназначенный для изучения Марса. За время исследований Марса на нем работали три марсохода, два из них продолжают работу на сегодняшний день. Все они …   Википедия

  • Оппортьюнити — Mars Exploration Rover B …   Википедия

  • Mars Science Laboratory — Кьюриосити Mars Science Laboratory …   Википедия

  • Марс — У этого термина существуют и другие значения, см. Марс (значения). Марс …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.