Mars Pathfinder
Organisaatio | JPL - NASA |
---|---|
Verkkotunnus | Teknologian esittelijä |
Tila | Tehtävä suoritettu |
Tuoda markkinoille | 4. joulukuuta 1996 |
Launcher | Delta II 7925 |
Tehtävän loppu | 27. syyskuuta 1997 |
COSPAR-tunniste | 1996-068A |
Sivusto | Virallinen sivusto |
Massa käynnistämisen yhteydessä | 870 kg |
---|---|
Massasoittimet | 25 kg (mukaan lukien rover ) |
Ergols | Hydratsiini |
Ponneaineen massa | 94 kg |
Δv | 130 m / s (risteilyalusta) |
IMP | Kamera |
---|---|
ASI / MET | Sääasema |
APXS | Alfa-hiukkaset ja röntgenspektrometri |
Mars Pathfinder onlander-tyyppiäluotaimenkehittämäYhdysvaltain avaruusjärjestön,NASA, joka laskeutui planeetanmarspäälle4. heinäkuuta 1997in Ares Vallis , että Chryse Planitia alueella . Tärkein avaruusalus on ennen kaikkea edullinen tekninen mielenosoittaja, joka validoi uuden pehmeän laskeutumistekniikan käyttämisen Marsilla turvatyynyjen avulla ja käyttää Marsissa ensimmäistä kertaa pientä mobiilirobottia ( astromobile ), Sojourner .
Mars Pathfinder on NASA: n ensimmäinen tehtävä Marsin maassa sen jälkeen, kun Viking- ohjelma toteutettiin 20 vuotta aiemmin vuonna 1976. Alun perin Ames-tutkimuskeskushanke , nimeltään MESUR , koostui 16 aseman verkoston luomisesta, joka oli varustettu antureilla (seismometri, meteorologinen asema jne.), Jotka tuotiin Marsin maaperään hyvin yksinkertaisilla avaruusaluksilla. Tämän projektin suuret kustannukset, budjettirajoitukset ja NASA : n uuden järjestelmänvalvojan kieltäytyminenkehittämästä kalliita tehtäviä johtavat melkein tieteellisen sisällön omaavaan hankkeeseen, joka on annettu Jet Propulsion Laboratorylle . Mars Pathfinder on NASA: n Discovery- ohjelmantoinen tehtävä,joka yhdistääedullisia aurinkokunnan tutkimusprojekteja .
Mars Pathfinder -tehtävä täyttää sille asetetut rajoitetut tavoitteet ja päättyy siihen27. syyskuuta 1997. Hyötykuorma , pienennetään sääasema , kamera ja spektrometri aluksella Sojourner Rover , on vain vähän uutta tieteellistä tietoa. Toisaalta ensimmäistä kertaa avaruusoperaation etenemisen yksityiskohdat välitetään reaaliajassa suurelle yleisölle tukevien kuvien avulla, Internetin yleistymisen ansiosta, tiedotusvälineissä, jotka ovat olleet erittäin onnistuneita. Testatut tekniset innovaatiot, turvatyynyillä varustettu laskujärjestelmä ja roverin käyttö otetaan uudelleen käyttöön vuonna 2003 käynnistetyissä Mars Exploration Rover -operaatioissa .
1990-luvun alkupuolella Marsin pinnan ainoa perusteellinen, in situ -tutkimus toteutettiin NASA: n Viking- ohjelman avaruuskoettimilla , jotka laskeutuivat planeetan pinnalle vuonna 1976. Nämä kiinteät laskeutumiset eivät pystyneet suorittamaan vain rajoitettuja skannauksia laskeutumispaikka. 1990-luvun alussa amerikkalaisen avaruusjärjestön laitokset harkitsivat uusia menetelmiä Marsin pinnan tutkimiseen. Osana MESUR ( Mars Environmental Survey ) -hankettaan Amesin tutkimuskeskus ehdottaa anturien verkoston luomista koko planeetalle käynnistämällä joka kerta, kun laukaisuikkuna avataan Marsille (noin kahden vuoden välein) neljä pientä kiinteää laskeutujaa, jotka yksi raketti ja jokaisen tehtävänä on tutkia tiettyä aluetta. Kustannusten pienentämiseksi näiden koettimien käyttämä tekniikka laskeutuu maahan yksinkertaistuu: ei tutkaa, kiinteän työntövoiman retro-raketteja ja turvatyynyjärjestelmä peruuttamaan maahan saapumisnopeuden. Jokainen laskuteline on identtinen ja sen massa on 160 kg. Sen virtalähteenä on radioisotooppien lämpösähkögeneraattori ottamaan valokuvia paikasta ja keräämään tietoja seismometrillä ja sääasemalla. Kuudentoista koettimen piti käynnistää, joista neljä ensimmäistä vuonna 1996. Niiden pitkäikäisyyden oli oltava vähintään 8 vuotta, jotta koko instrumenttiverkosto voisi toimia vähintään kaksi vuotta samanaikaisesti. Marsiin kiertävä televiestintäsatelliitti lisätään tiedonsiirron sallimiseksi maapallolle. Vuosikymmenen kokonaiskustannukset ovat miljardi dollaria. Langley-tutkimuskeskus ehdottaa omalta osaltaan läpivientien käyttöä , jotka vapautettaisiin Viking-avaruuskoettimista johdetulla laskeutumisajoneuvolla.
Jet Propulsion Laboratory (JPL) oli aiemmin tutkittu tehtävä palata maanäytteitä Maahan Mars jotka käyttivät Rover. JPL: n virkamiehet aloittavat tutkimuksen pienoisversiosta tästä roverista. JPL-insinööri Don Bickler tarjoaa yksinkertaisen 6-pyöräisen nivelletyn jousitusjärjestelmän, joka tehokkaasti neuvottelee esteistä Marsin maassa. Prototyyppi oli rakennettu vuonna 1989.
MESUR-projektin budjetti kasvaa tutkimusten edetessä, kun NASA: lla on budjettirajoituksia. NASA: n virkamiehet päättävät kohdistaa vuoden 1996 ensimmäisen laukaisuikkunan SLIM-tekniikalle ( Marsin pintakantaan liittyvä tutkimus ). Tämä on vastuussa MESURin teknisten valintojen validoinnista ja siten NASAn virkamiesten vakuuttamisesta avaruuskoettimien verkon käyttöönottoon. Omasta puolestaan Jet Propulsion Laboratory on kehittää prototyypin sen Rover, jonka massa on 7,1 kg ja tarjoaa sitä hyötykuorman tälle ensimmäinen tehtävänsä. Roverin on sallittava seismometrin sijoittaminen maahan. Tämän on oltava kosketuksessa maan kanssa, jotta signaaleja ei sekoiteta tuulen, lämpötilavaihteluiden ... ... välityksellä avaruuskoettimelle välittämillä tärinöillä. Tällä hetkellä robottivarren käyttöä ei oteta huomioon toteuttamiskelpoinen ratkaisu, kun otetaan huomioon Viking-tehtävistä saatu kokemus (kuitenkin tämä ratkaisu säilytetään InSight- seismometrin käyttöönottoa varten vuonna 2018). NASA hyväksyy projektin kehittämisen ja siirtää sen JPL: lle. SLIM-mielenosoittaja nimetään uudelleen MESUR Pathfinderiksi. Kustannussyistä seismometri, MESUR-asemien olemassaolon perustelu, ei lopulta ole aluksella. Sitä pidetään matalampana kuin mini-rover. Laskurin käyttöikä on rajoitettu 30 päivään (MESUR-asemien 8 vuoden sijasta), ja aurinkopaneelit korvaavat radioisotoopin lämpösähkögeneraattorin . Lopuksi, turvatyynyjä käyttävä laskujärjestelmä on ainoa MESUR-projektissa säilytetty ominaisuus. Viimeksi mainittu peruttiin pian sen jälkeen budjettisyistä ja koska tämän mittakaavan projektit eivät enää sovi NASA: n uuden järjestelmänvalvojan suosimaan aurinkokunnan etsintästrategiaan.
Tehtävä, joka vastaa amerikkalaisten paluuta Marsille 20 vuodeksi, sen tavoitteet ovat lähinnä teknisiä. Kyse on todellakin testausmenettelyistä, joita voidaan myöhemmin käyttää tieteellisesti kunnianhimoisissa ja siten kalliimmissa tehtävissä.
Viking-tehtävät ennen Marsille laskeutumista oli asetettu kiertoradalle, mikä oli mahdollistanut laskeutumispaikan tutkimisen ja valitsemisen paikan päällä. Mars Pathfinder on saavutettuaan Marsiin suoraan Marsin ilmakehään, mikä tarkoittaa, että sinun on valittava laskeutumispaikka etukäteen, jotta avaruuskoetin sijoitettaisiin oikealle polulle. Rajoitukset ovat kuitenkin vähemmän ankaria kuin Viking-tehtävissä, koska turvatyynyjärjestelmän avulla voidaan laskeutua myös suhteellisen epätasaisella alustalla. Aurinkopaneelien käyttö toisaalta asettaa leveysasteen, jolla aurinko on lasennipäivän zenitissä. Lopuksi kohteen korkeuden on oltava riittävän pieni antamaan avaruuskoettimelle aikaa vähentää sen nopeutta riittävästi. Näiden teknisten rajoitusten vuoksi tiedeyhteisö tutki noin kaksikymmentä kohdetta, jotka koottiin yhteen vuonna 1994 pidetyn työpajan yhteydessä. Valittu laskeutumispaikka, Ares Vallis , on entinen tulvatasanko pohjoisella pallonpuoliskolla Marsista 19,4 ° pohjoisella leveysasteella ja 33,1 ° läntisellä pituuspiirillä. Se sijaitsee noin 850 kilometriä kaakkoon Viking 1: n laskeutumispaikasta. Paikka valittiin, koska pienen roverin toiminta-alueella on laaja valikoima kiviä, joista osa on todennäköisesti peräisin ylängön alueelta, jolla ei ole koskaan ennen käynyt .
895 kg painava Mars Pathfinder -avaruuskoetin koostuu neljästä erillisestä osasta:
Laskeutumismoduulista ja laskutelineestä (mukaan lukien kuljettaja) koostuva kokoonpano painaa 570 kg.
Risteilyalueen halkaisija on 2,65 metriä ja korkeus 1,5 metriä. Sen massa on noin 300 kg, mukaan lukien 94 kg ponneaineita ( hydratsiini ). Sen tehtävänä on saattaa erotus kantorakettiin, kiertää avaruusanturia vakauttamaan se maapallon ja Marsin välisen liikenteen aikana ja ylläpitää tätä kiertoa, tehdä tarvittavat liikeradan korjaukset tämän vaiheen aikana, d 'varmistaa tiedonsiirto Maan kanssa ja aseta laskeutumismoduuli lopuksi ilmakehään palaamista varten. Kun tämä viimeinen tehtävä on suoritettu, laskeutumismoduuli vapauttaa sen. Se käsittää aurinkopaneelit, joiden pinta-ala on 4,4 m 2 käyttäen aurinkokennojen on galliumarsenidi ja tarjoaa 250-450 wattia. Risteilyvaiheessa tarvittava energia on 178 wattia. Liikeradan korjaamiseksi ja suuntauksen hallitsemiseksi risteilyasteessa käytetään 8 rakettimoottoria , joiden työntövoima on 4,4 newtonia ja joka polttaa hydratsiinia, mikä mahdollistaa 130 m / s: n nopeuden muokkaamisen koko tehtävän ajan. Muut laitteet ovat keskivahvisteinen antenni, joka toimii X-kaistalla, ja lopuksi aurinkoanturit ja tähtikohteet, joita käytetään suunnan määrittämiseen (johdettu Magellan- avaruuskoettimen antureista) .
Kolme retro-rakettia, jotka on asennettu kehykseen, toistavat ylemmän kilven muodon.
Retro-rakettien testaaminen ylemmän kilven mallilla.
Puhalletut turvatyynyt ja kaasugeneraattorit.
Laskeutumismoduuli suojaa avaruusanturin sitä osaa, jonka on laskeuduttava maahan, ilmakehän paluumatkalla tapahtuvalta lämmöltä, vähentää sitten nopeutta lähestyttäessä maata laskuvarjolla ja sitten muutama sekunti ennen kuin kosketat maata. raketit. Huoltomoduuli koostuu etuosan lämpösuojasta (kuumuudelle eniten alttiina) ja takalämpösuojasta, jonka muoto ja rakenne ovat suoraan johdettuja Viking-avaruuskoettimien laskeutumismoduulista. Laitteet mittaavat moduulin suorituskyvyn laskeutumisen aikana. Se sisältää myös raon laskuvarran, joka on saatu myös Viking-koettimista, ja kolmesta kiinteästä ponneaineesta muodostuvasta retro-raketista sekä tutkan, jonka avulla dataa käytetään lopullisten operaatioiden käynnistämiseen laskeutumisen aikana. Laskeutumismoduulin massa on noin 310 kg.
Ennen laskeutumistaan laskeutumislaitteella on katkaistun pyramidin muoto, jolla on kolme sivua. Jokainen tämän pyramidin muodostavasta neljästä paneelista on muodoltaan kolmion muotoinen ja neliön neliö. Keskuspaneeli toimii elektroniikkaa ja antenneja sisältävän laatikon tukena, muut kolme on kytketty tähän paneeliin hitailla mutta voimakkailla moottoreilla varustetuilla liitoksilla. Asennuksen aikana laskeutumislaite avautuu kuin kukka, jotta kuljettaja (lepää toisella kolmesta sivupaneelista) voi purkaa itsensä. Sitten koko siipien kärkiväli on 1,5 metriä 1,5 metriä. Siinä tapauksessa, että alavaunu ei laskeudu kunnolla alustalleen, vaan yhdelle sen sivupaneelista, on järjestetty laite, jonka avulla se voi suoristaa sen. Laskeutumislaitteessa on kolme kolmion muotoista aurinkopaneelia, joiden pinta-ala on 2,8 m 2 ja jotka tuottavat 1200 wattituntia päivässä, kun ilma on läpinäkyvää, ja puolet siitä, kun pöly suspendoituu ilmassa. Energia varastoidaan hopea sinkkiparistoihin, joiden kapasiteetti on 40 ampeerituntia. Kaikki elektroniset komponentit on sijoitettu keskeinen laatikko sijaitsee keskellä terälehti, jonka lämpötila on välillä 0 ja 20 ° C: ssa pidetään yllä . Tässä laatikossa on erityisesti ajotietokone, joka käyttää IBM RAD6000- mikroprosessoria, radio-karkaistua PowerPC -versiota . Tämän massamuisti on 128 megatavua otettujen tietojen ja valokuvien tallentamiseksi. Viestintäjärjestelmä, joka varmistaa vaihdon maan, mutta myös kuljettajan kanssa, on myös tallennettu tähän ruutuun. Laskimessa on suuri vahvistusantenni , jonka halkaisija on 30 cm (nopeus 2250 bittiä sekunnissa), sekä matalan vahvistuksen antenni.
Jet Propulsion Laboratoryn tärkein innovaatio on ilmapallojärjestelmä, joka toimii iskunvaimentimena laskeutumisen viimeisen osan aikana. Kahdeksan sekuntia ennen laskeutumista kaasugeneraattorit täyttävät ne kokonaan alustan ympärillä. Asennuksen jälkeen kokoonpano on 5,3 metriä leveä, 4,3 metriä korkea ja 4,8 metriä syvä. Näiden turvatyynyjen avulla voidaan luopua muuttuvalla työntövoimalla toimivasta työntövoimajärjestelmästä maahan pääsemiseksi sekä hienostuneesta ohjausohjelmistosta. Se poistaa myös epätasaiseen maastoon liittyvät riskit. Lasku voidaan suorittaa pystysuoralla nopeudella 14 m / s , vaakasuoralla nopeudella 20 m / s ja 50 senttimetrin korkeiden kivien läsnä ollessa. Tämä laite ei ole oikeasti uusi, koska Neuvostoliitto käytti sitä sijoittamaan joitain koettimiaan Kuun pinnalle. Sen kehitys on johtanut moniin muutoksiin. Alkuperäinen järjestelmä, joka koostui vain yhdestä kangaskerroksesta, painoi vain 15 kg, mutta testit osoittivat, että vaadittiin vähintään neljä kerrosta painon nostamiseksi 85 kg: ksi.
Sojourner-kuljettaja (nimetty Sojourner Truthin mukaan ) painaa 10,6 kg ja on 65 cm pitkä, 48 cm leveä ja 30 cm korkea. Varustettu kuudella pyörällä, se voi teoriassa siirtyä jopa 500 metrin päähän laskeutumisvyöhykkeeltä. JPL on kehittänyt rokkari-telityyppisen jousitusjärjestelmän, jonka avulla sen halkaisijaltaan 13 senttimetrin pyörät voivat voittaa 20 senttimetrin esteet ja kiivetä 45 asteen rinteisiin. Jokaisen pyörän napassa on sähkömoottori, ja se voi pyöriä itsenäisesti. Sen teoreettinen liikkumisnopeus on 24 metriä tunnissa, mutta käytännössä se ei koskaan ylitä 1 cm / s Mars-kentällä tapahtuvassa maassa. Energiaa tuottaa aurinkopaneeli , jonka pinta-ala on 0,25 m 2 . Sen laitteiden ja instrumenttien virrankulutus on 16 wattia. Yöllä se käyttää kertakäyttöistä litiumparistoa. Laitteiden pitämiseksi hyväksyttävässä lämpötilassa ne on lämpöeristetty aerogeelilohkoilla, materiaaleilla, joilla on hyvin pieni tiheys, mutta joilla on erittäin hyvä eristysteho. Tämä laite on varustettu kolmella paristolla, joista kukin sisältää 2,6 grammaa plutonium 238: ta, jonka hajoaminen tuottaa lämpöä. Se on kytketty UHF-kaistalla maadoittimen radiolähetin-vastaanottimeen. Sojournerilla on liikkeitä varten kaksi toimintatilaa. Toisaalta se voi vastaanottaa ohjeita maapallolta (laskuaseman kautta). Käyttäjä analysoi ympäröivän maaston kuvia määrittelemään liikeohjeet. Se voi myös navigoida itsenäisesti analysoimalla sen edessä olevien viiden laserin lähettämän valonsäteen heijastusta. Tämän analyysin avulla hän voi erottaa esteet ja kiertää niitä. Jos se ei löydä käytävää, se ilmoittaa radiosta maapallolle, että se on tukossa.
Mars Pathfinder käyttää kolmea instrumenttia: IMP-kameran ja ASI / MET-sääaseman, joka on asennettu laskeutumiseen, ja APXS-alfa-protoniröntgenspektrometrin, joka on asennettu Sojourner- roveriin .
IMP ( Imager for Mars Pathfinder ) on värillinen stereokamera, joka käyttää kahta optiikkaa kohotettujen kuvien tuottamiseen. Kamera on kiinnitetty metrin verran laskutelineen yläkerroksen yläpuolelle teleskooppimaston päälle, joka on valmistettu langasta, joka asennetaan laskeutumisen jälkeen. Kameraa voidaan kääntää 360 ° vaakatasossa ja -73 ° - + 83 ° korkeudessa. Kahden 150 mm: n päässä toisistaan olevan optiikan polttoväli on 23 millimetriä ja näkökenttä 14,4 °. Ne on suojattu ulkoiselta pölyltä sulatetuilla piidioksidilaseilla. Kaksi kerättyä kuvaa palautetaan kahteen vierekkäin sijoitettuun CCD-tyyppiseen ilmaisimeen, joista kukin käsittää 256 × 256 pikseliä . Optisella polulla on suodatinpyörä, joka käsittää neljä paria ilmakehän suodattimia, kaksi paria suodattimia reliefikuvia varten ja 11 suodatinta, jotka on tarkoitettu geologisten muodostumien paljastamiseen. Dioptrisen linssin avulla on mahdollista ottaa lähikuvia pienestä magneetista, joka on kiinnitetty lyhyelle etäisyydelle IMP: stä magneettiin tarttuvan pölyn visualisoimiseksi. Toteutumista Kameran pilotoitiin jonka Arizonan yliopiston kanssa maksuosuuksien Lockheed Martinin Company, Max Planck -instituutin of aeronomia vuonna Lindaun ( Saksa ), The Brunswickin teknillinen yliopisto (Saksa) ja Niels Bohr Institute in Kööpenhamina ( Tanska )
ASI / MET ( Atmospheric Structure Instrument / Meteorology Package ) -laitteen on kerättävä säätietoja, kuten paine, lämpötila, tuulen nopeus ja suunta, kun laskeutuja on maassa. Sen on myös mitattava laskeutumisen aikana ylitettyjen ilmakerrosten ominaisuudet. Instrumentin, jonka massa on 2,41 kg, on kehittänyt Jet Propulsion Laboratory . Se sisältää neljä lämpöparia, jotka vastaavat lämpötilan mittaamisesta 0,1 ° C: n tarkkuudella. Ne on kiinnitetty metrin korkeuteen, joka asetetaan pystysuoraan, kun laskeutuva on maassa. Lämpöparit ovat tasaisesti toisistaan ja sijaitsevat maanpinnan tasolla ja 25 cm, 50 cm, 1 m korkealla. Paine mitataan anturilla, joka saadaan Viking- tehtävien käyttämästä anturista . Kolme eri korkeudessa meteorologiseen mastoon kiinnitettyä tuulensokkaa mahdollistavat sekä tuulen suunnan että nopeuden mittaamisen. Suunta määritetään ottamalla säännöllisesti kuvia tuulisokeista IMP-kameralla.
APXS ( Alpha Proton X-Ray Spectrometer ) on alfa-partikkeli- ja röntgenspektrometri, jota käytetään määrittämään kivinäytteessä läsnä olevat kemialliset alkuaineet . Tämän saavuttamiseksi instrumentti pommittaa analysoitavaa kalliota radioaktiivisen lähteen ( curium 244 ) tuottamilla alfahiukkasilla . Instrumentin ilmaisimet analysoivat sitten pommitukseksi aiheutuneet hiukkaset. Pii ilmaisin analysoi alfa-hiukkaset palautetaan ytimet atomien kallioon. Mittaamalla niiden enimmäisenergian hän voi määrittää tarkasti valoatomien, kuten hiilen , hapen ja typen, läsnäolon . Se on vähemmän tarkka raskaammille elementeille. Toinen piidetektori mittaa myös pommituksella karkotettuja protoneja ja mahdollistaa kevyiden atomien (atomimassa välillä 9-14) tunnistamisen, kuten natrium , alumiini , rikki ja magnesium . Kolmas detektori analysoi raskaimpien atomien (natriumista) lähettämät röntgensäteet ja mahdollistaa läsnä olevien alkuaineiden osuuden määrittämisen lähellä ppm tarkkuudella. Kaikki nämä ilmaisimet voivat toimia vain, jos niiden lämpötila on alle -25 ° C tai -35 ° C (ilmaisimesta riippuen). Peltier- efektijäähdytin antaa mahdollisuuden alentaa ilmaisimien lämpötilaa, mutta energiankulutuksen rajoittamiseksi operaation johtajat eivät halunneet käyttää sitä ja käyttää instrumenttia yöllä, jolle Marsilla on ominaista erittäin matala lämpötila (-85 ° C). ). Instrumentti on asennettu varteen, joka asetetaan Sojourner-roverin eteen sijoittamaan detektori kosketuksiin kiven kanssa. Tulosten saavuttamiseksi laitteen on pysyttävä painettuna näytettä 10 tunnin ajan. Instrumentti, jonka massa on 0,56 kg, on kopio venäläisen koettimen Mars 96 aluksella olevasta laitteesta, joka on itse johdettu Neuvostoliiton koettimien Vega ja Phobos kannettavista instrumenteista. Sen tarjoama Max-Planck-instituutin kemian vuonna Mainz ( Saksa ). Röntgentunnistimen toimittaa Chicagon yliopisto .
Lanseerausta lykättiin kahdesti, ensimmäistä kertaa huonon sään takia, toisen tietokoneen vian vuoksi, joka pysäytti lähtölaskennan, 4 minuuttia ennen moottoreiden sytyttämistä. Lopulta se tapahtuu4. joulukuuta 1996klo 06:58:07 ( UTC ), lähtöpaikasta ESMC / laukaisukompleksi 17B . Seitsemän kuukauden ajan, jonka matka kestää Punaiselle planeetalle, risteilyaste (halkaisijaltaan 2,65 m ja korkeus 1,5 m ) toimittaa Pathfinderille energiaa (2,5 m 2 aurinkopaneeliensa ansiosta) ja varmistaa lähetykset Maan kanssa (keskivahvistuksen antennin ansiosta). Varustettu käyttövoimajärjestelmällä (kaksi neljän suuttimen sarjaa ja neljä hydratsiinisäiliötä) kurssikorjauksia varten, se pyörii kahdesti minuutissa vakauttamiseksi. Hänen ansiostaan koetin tekee neljä korjausta 10. tammikuuta, 3. helmikuuta, 6. toukokuuta ja 25. kesäkuuta.
Laskeutumissarja alkaa 8500 km : n korkeudesta, eli 35 minuuttia ennen kosketusta maahan, poistamalla nyt hyödytön risteilyvaihe. Toisin kuin Viking-koettimet, Pathfinder ei kiertää planeettaa, vaan palaa suoraan 130 km : n korkeudessa 14,2 °: n kulmassa. Koetin on suojattu liialliselta kuumennukselta halkaisijaltaan 2,65 metrin lämpösuojuksella. Tämän ansiosta ”luonnollinen” jarrutus, Pathfinder n nopeutta alennetaan 1440 km / h . Vaikka maa oli vain 9,4 km: n päässä , 11,5 metrin halkaisijaltaan laskuvarjo laskettiin ulos. Polunetsimen nopeus laskee 234 km / h: iin . 20 sekuntia myöhemmin lämpösuojus työntyy ulos. Vielä 20 sekuntia kuluu, ennen kuin koetin laskeutuu 30 metriä pitkän kevlarin viivan päässä, jonka pää on kiinnitetty ylempään suojaan (laskuvarjoon kiinnitettynä). Etäisyys maahan on vain 6,6 km . Kun se on vain 300 m , kahdeksan sekuntia ennen kosketusta maahan, 24 suojapallon ryhmä täyttyy sen ympärillä alle sekunnissa. Kaksi sekuntia myöhemmin, kun koetin on vain 50 metrin päässä maasta, kolme ylempään kilpeen niitattua retro-rakettia syttyvät ja pysäyttävät välittömästi koko ilman. Lähes samanaikaisesti sondin ylempään suojaan yhdistävä kevlarin laippa katkeaa: Pathfinder kulkee viimeiset 20 metriä, jotka erottavat sen maasta vapaassa pudotuksessa, ja koskettaa maata nopeudella 19 m / s , toisin sanoen 68 km / h . Sitten oli kulunut neljä ja puoli minuuttia sen alkamisesta, kun se palasi ilmakehään, ja se kosketti Ares Vallisin maata . Sitten oli 2 h 56 min 55 s aamulla Marsin aikaa (eli 16 h 56 min 55 s UTC . Laskeutumispaikka sijaitsi suunnitellusti Ares Vallisissa, 19 km lounaaseen ellipsin keskustasta. Koordinaatit ovat 19.33 ° pohjoinen leveysaste ja 33,52 läntistä pituutta . Mars Pathfinder pomppi viisitoista kaksikymmentä kertaa turvatyynyjään (aluksi korkeintaan 15 m korkeaan), joskus kivillä ennen vakaantumista.
Yläkilpi puolestaan palautuu laskutelineen vapauttamisen jälkeen pienen korkeuden retro-rakettien työntövoiman alla, jotka jatkavat toimintaansa kahden sekunnin ajan vetääkseen sen mahdollisimman kauas laskeutumispaikasta ja estää näin putoamasta takaisin koettimeen. Laskeutumispaikka on nimetty Carl Saganin muistomerkiksi amerikkalaisen tähtitieteilijän ja planetologin Carl Saganin kunniaksi , joka oli ollut suuri avaruustutkimuksen puolestapuhuja ja kuollut vain kaksi viikkoa avaruuskoettimen laukaisun jälkeen.
Laskutelineen aktivointiPienivahvistettu antenni on kiinnitetty avaruuskoettimen yläosaan, ja vaikka yksi neljästä oli mahdollisuus, että avaruusmittari lepää alustansa ollessa maassa (ellei näin olisi ollut, terälehtien aukko olisi laskenut laskijan oikean puolen ylöspäin) näin tapahtui Mars Pathfinderille. Antenni antaa avaruusanturin ilmoittaa välittömästi valvomolle, että lasku on mennyt hyvin. Kun laskeutumisen aiheuttama pöly on laskeutunut, tyynyt tyhjentyvät venttiilien avaamisen ansiosta ja vedetään sitten kevlar-kaapeleilla sisään, jotta terälehtien aukko rajoittaisi avaruuskoettimen sydäntä. Laskurin terälehdet avautuvat paljastaen sen aurinkopaneelit. Yöllä tapahtuvan laskeutumisen vuoksi on odotettava auringonnousua, jotta aurinkopaneelit voivat syöttää energiaa ja ottaa paristot haltuunsa. Kameraa käytetään määrittämään Auringon sijainti, mikä puolestaan mahdollistaa suuren vahvistuksen antennin suuntaamisen maata kohti ja ensimmäisten yksityiskohtaisten tietojen lähettämisen maapallolle.
Ensimmäisen päivän aikana Marsin pinnalla kamera ottaa ensimmäiset kuvat ja otetaan joitain säälukemia. Insinöörit ymmärtävät, että yksi tyynyistä ei ole tyhjentynyt kokonaan ja että se voi siksi häiritä roverin poistumista. Tämän ongelman ratkaisemiseksi he nostavat ja laskevat laskeutuneen terälehden useita kertoja tasoittamaan tyynyä. Sinä päivänä lähetetyt tiedot sisältävät ne, jotka kerättiin laskeutumisen yhteydessä ensimmäistä kertaa, jotta Marsin ilmakehän lämpötilaprofiili olisi pystysuora yöllä. Lämpösuojaan upotettujen antureiden tiedot antavat myös mahdollisuuden vahvistaa tämän laitteen suunnittelu, jonka seuraavat Marsin avaruuskoettimet käyttävät. Telemetria osoittaa, että laskurin kaltevuus on pienentynyt 2 °.
Ympäröivissä valokuvissa on lukuisia pieniä kiviä, joilla on erilaisia muotoja, tekstuureja ja värejä, jotka ilahduttavat geologeja. Vaikka läheinen maasto on melko tasainen, muutaman metrin päässä ilmestyy pieniä väreitä ja horisontissa näkyy kaksi yli 50 metriä korkeaa kukkulaa, joista toisella on kartiomainen yläosa ja toisella litistetty. Kaukana 860 metriä heidät kastetaan nopeasti Twin Peaksiksi . Näiden kukkuloiden sivuilla on jälkiä saostumista, virtauksista ja virtausten muodostamista terasseista. Alueen eteläpuolella aaltoilu on itse asiassa 1,5 kilometrin halkaisijan kraatterin huuli, joka muodostumisensa aikana heitti kiviä, jotka sekoittuivat tulvien todennäköisesti kuljettamien kivien kanssa. Horisontissa näkyvät pienet projektiot vastaavat reliefejä, joista kauimpana näyttää olevan noin neljäkymmentä kilometriä. Jotkut kivet ovat erittäin teräviä, toiset ovat pyöristettyjä tai tuulen merkkejä eroosiota, jota ei ole koskaan ennen havaittu planeetalla. Pyöristetyt kivet , kivet, jotka usein kallistuvat tai kohdistuvat koillisakselille, näyttävät vahvistavan teesin tulvien kuljettamasta roskista.
Taivaan väri on yllätys tutkijoille. Vaikka suurta pölymyrskyä ei ole tapahtunut vuosikausia, tämä on vaaleanpunaista, mikä viittaa siihen, että tämän värin aiheuttavaa pölyä on jatkuvasti ilmakehässä. Turvatyynyn vetäytyminen paljasti maan pinnan alapuolelle, mikä on tummempaa. Muut tummat täplät näkyvät edelleen kameran ottamissa kuvissa. Ne näyttävät osoittavan, missä turvatyynyt koskettivat maata ennen palautumista. Insinöörit ja tutkijat nimeivät nopeasti ympäröivät kalliot antamalla heille kuvitteellisten hahmojen nimet, erityisesti sarjakuvia : Barnacle Bill , Yogi , Scooby Doo , Casper , Boe , Stimpy , Bullwinkle , Wedge ...).
Laske roverSojourner-roverin laskeutuminen Marsin maaperälle ei sujunut ongelmitta. Kaksi laskeutumisramppia rullataan yksi eteen, toinen kuljettajan taakse. Mutta etuluiska ei koske maata. Takaosa on toisaalta kosketuksessa maan kanssa, mutta se vaatii kuljettajan ohjaamista taaksepäin hyödyntämättä ajoneuvon eteen sijoitettuja kameroita. Lisäksi turvatyyny ylittää hieman rampilla ja radioyhteydet Sojournerin ja Mars Pathfinderin välillä ovat häiriintyneitä. Insinöörit päättävät lykätä roverin laskeutumista seuraavaan päivään. Kun viestintä palautettiin seuraavana päivänä, Sojournerin tietokone käynnistyi uudelleen jostain epäselvästä syystä, mutta tämä tapahtuma ratkaisi kuljettajan ja laskijan väliset viestintäongelmat. Insinöörit laukaisevat pyrotekniset varaukset, jotka vapauttavat roverin kahleista ja lähettävät käynnistysohjeet. Rover laskeutuu takarampille taaksepäin ja koskettaa Marsin maata noin kymmenen minuuttia myöhemmin.
Laskeutumispaikan tutkiminenHeti rantautumisen jälkeen kuljettaja määrittää spektrometrinsä avulla Marsin maaperän koostumuksen seuraavana yönä. IMP-kameran teleskooppituki on otettu käyttöön, mikä mahdollistaa sen sijoittamisen 1,4 metrin korkeuteen. Seuraavana päivänä Sojourner sijoittaa APXS- spektrometrin päinvastaisessa kosketuksessa Barnacle Bill -nimisen kiven kanssa ja ottaa tästä paikasta kuvan avaruuskoettimesta, mutta tyhjennetyt tyynyt tukevat osittain hänen näkökenttäänsä. Ensimmäisen Marsissa olevan kiven analyysi paljastaa yllättävän osan piistä, mikä viittaa kvartsin kaltaisen andesiitin esiintymiseen maapallolla. Mutta tämä tulos on kiistanalainen, koska se voi tulla pinnallisesta kerroksesta, joka ei liity kiveen ja joka syntyy tämän altistumisesta alkuaineille ja hiukkasten pommituksille (aurinkotuuli, kosmiset säteet). Toinen Yogi- niminen kallio , joka on kooltaan suuri, pyöristetty ja muodostaa kiehtovasti kaksi väriä, on toinen tutkittu kohde. Mutta virheellisen lähestymistavan ja sitten useiden peräkkäisten poikkeavuuksien jälkeen spektrometrin sijoittaminen kallioon kestää neljä päivää. Seuraavaksi Sojourner analysoi valkoisen kiven nimeltä Scooby Doo ja sitten osan hiekkaisesta maaperästä. Ensimmäistä kertaa hän käyttää autonomista navigointijärjestelmäänsä kiertäessään.
Tänä aikana Mars Pathfinder -kameraa käytetään panoraamojen ottamiseen, kuljettajan avustamiseen navigoinnissa ottamalla kuvia sen sijainnista jokaisen päivän lopussa ja valokuvaamalla tuulisokkoja ja magneetteja, joita käytetään magnetoidun pölyn keräämiseen. Otetut kuvat osoittavat, että kuljettajan pyörät paljastavat osia punertavaa maata. Tutkittuaan Souffle-kallion maahallintalaitteet päättivät ohittaa laskurin roverilla siirtyäkseen kohti kallioryhmää nimeltä Rock Garden ("kivipuutarha"). 38 päivää on kulunut laskeutumisesta, kun Sojourner saavutti tavoitteensa. Rover sitoutuu anturin virheen seurauksena nostamaan kiven, joka nostaa sen kaltevuuden 20 °. Suojamekanismit laukaistaan ja kuljettajan eteneminen pysäytetään. Seuraavien 20 päivän aikana kuljettaja skannaa Sharp-, Moe- ja Half Dome -kiviä. 58 th päivä, paristot Sojourner lakata toimimasta: spektrometri voi enää käyttää päivittäisessä jolloin aurinkokennojen päällä Rover saa energiaa. 76 th päivä Sojourner onnistuu kuvaamaan kentän pieniä dyynejä huomaamatta kameran Mars Pathfinder.
Samaan aikaan instrumentit keräävät havaintoja Marsin ilmakehästä. Kuvia marsilaishämärästä ja aurinkopaneelien sähköntuotannon vähenemistä mitataan pölyn osuudesta ilmakehässä. Veden määrä suspensiossa ottamalla kuvia auringosta suodattimilla, jotka vastaavat vesihöyryn absorptioviivoja. Sinisen vesijään pilviä näkyy joskus taivaalla. Lämpötila eri korkeuksilla maanpinnan yläpuolella mitataan jatkuvasti.
Tutkittuaan Rock Garden -sivuston projektiryhmä aikoo lähettää Sojournerin paljon pidemmälle arvioimaan hänen kykyjään ja auttamaan seuraavan rover-sukupolven kehittämisessä. Mutta latauksen akku on Mars Pathfinder vähitellen heikkenee. Viimeinen kosketus avaruuskoettimeen tapahtuu27. syyskuuta 1997klo 10.23 universaaliaikaa . 28. syyskuuta, avaruuskoetin ei enää vastaa. Lähetysten lopettamisen tarkka syy ei ole varma, mutta pysähtyminen johtuu todennäköisesti pariston loppumisesta yöllä, mikä olisi palauttanut sisäisen kellon nollaan. Kun päivänvalo palaa ja energia virtaa jälleen, aluksella tietokone ei voinut paikantaa maata ja siten osoittaa parabolista antennia sitä kohti. Lyhyt yhteys muodostetaan uudelleen on 1 s ja7. lokakuutamutta ilman tietojen siirtämistä. Koska elektroniikka altistuu alhaisemmalle lämpötilalle joka ilta, on todennäköistä, että se on lakannut toimimasta päivän aikana jonkin ajan kuluttua. Insinöörit hylkäävät10. maaliskuuta 1998 yrittää saada yhteyttä.
Marsin pinnalla ollessaan otettiin ja lähetettiin 17 050 kuvaa (mukaan lukien 550 roverista) ja tehtiin 8,5 miljoonaa ilmanpaineen , lämpötilan ja Marsin tuulen nopeuden mittausta . Rover kuljetti sata metriä ja suoritti 230 ohjausta, jotka tekivät kemiallisen analyysin kuudestatoista eri kivestä ja maaperästä, jotka olivat levinneet noin 250 m 2: n alueelle . Tehtävä, jonka oli määrä kestää seitsemän päivää, kesti 12 kertaa niin kauan.
Puhtaasti tieteellisellä tasolla pääasiassa teknologisen tehtävän tulokset ovat suhteellisen heikot:
Vaikka sen kantama oli hyvin rajallinen, Sojourner oli ensimmäinen kone, joka liikkui Marsin maaperällä. Siitä lähtien viisi muuta kuljettajaa, neljä ensimmäistä, jotka on kehittänyt Yhdysvaltain avaruusjärjestö, ja kiinalainen kuljettaja Zhurong , ovat laskeutuneet Marsille:
NASA
Muut teokset