Mars Exploration Rover ( MER )on kaksi tehtävänäNASAkäynnisti vuonna 2003 ja koostui kahdesta mobiili robotteja pyrittiin tutkimaanMarsin geologiaja erityisesti roolivedenhistoriassa planeetan. Kaksi robottia käynnistettiin kesän alussa 2003 ja laskeutuivat sisääntammikuu 2004kahdella Marsin alueella, joiden maaperässä todennäköisesti on säilynyt jälkiä veden vaikutuksesta. Kukin Rover tai Rover , operaattorin valvoman Maasta, sitten alkoi matka käyttäen akun laivalla välineitä analysoida mielenkiintoisin kiviä:
Jokainen kuljettaja painaa noin 185 kg ja kulkee kuudella pyörällä, joka toimii aurinkopaneelien toimittamalla sähköenergialla . Se on varustettu kolme paria kameroita käyttää navigointiin ja useissa tieteellisissä välinettä: panoraamakamera sijoitettu mastoon 1,5 metriä korkea, työkalu pinnan hiomiseen kiviä kuljettaman nivelvarsi jolle ovat myös X - ray spektrometri , Mössbauer spektrometri ja mikroskoopilla kamera. Lopuksi infrapunaspektrometriä käytetään kivien ja ilmakehän analysointiin.
MER Operaatio on osa ohjelmaa Mars-tutkimuksen varten NASA ja on jatkoa kaksi Yhdysvaltain edustustojen Marsin maaperässä tieteellisiä valmiuksia paljon vähän: Viking-ohjelma 1976 ja Mars Pathfinder vuonna 1997. Ohjelman tieteelliset tavoitteet täyttyivät Kahden robotin löytämä useita kivimuodostelmia, jotka todennäköisesti johtuvat veden toiminnasta aiemmin: harmaat hematiittihelmet ja silikaatit . Robotit ovat myös mahdollistaneet meteorologisten ilmiöiden tutkimisen, pilvien tarkkailun ja Marsin ilmakehän kerrosten ominaisuuksien kuvaamisen. Jet Propulsion Laboratoryn suunnittelemat ja hallinnoimat kaksi MER-ajoneuvoa ylittivät suurelta osin niille asetetut tavoitteet: matkustaa 600 metriä ja pysyä toiminnassa 90 päivän ajan Marsilla. Hiekan nyt tukossa oleva Spirit pystyi kulkemaan 7,7 kilometriä ja välitti uusimmat tieteelliset tiedot22. maaliskuuta 2010. Mahdollisuus aurinkopaneeleja peittäneen hiekkamyrskyn jälkeen oli saavuttamaton ja sen tehtävä virallisesti päättyi13. helmikuuta 2019.
NASA käynnistyy vuonna 1992 tehtävään Mars Observer kulkiessaan 17 vuotta siitä, kun Yhdysvaltain ohjelman Viking ja hänen viimeinen tehtävä Viking 2 . Mutta kolme päivää ennen Marsin kiertoradalle asetettua aikataulua yhteys katoaa. Mars Observer on kallein NASAn laukaisema koetin , ja se menetetään ennen tehtävänsä suorittamista (813 miljoonaa dollaria tuolloin). Tämä epäonnistuminen johti Yhdysvaltojen planeettojen tutkimusstrategian tarkistamiseen: sen on nyt sallittava useampien koettimien lähettäminen tiukalla budjetilla, jotta kaikki menetetään epäonnistumisen yhteydessä. Uuden Discovery- ohjelman motto on " parempi, nopeampi, halvempi " . Osana tätä ohjelmaa Marsin ja Maan jokaisessa suotuisassa yhteydessä (ts. Noin kahden vuoden välein) NASA aikoo lähettää sekä kiertoradatyyppisen avaruuskoettimen, jonka on suoritettava havaintonsa Marsin kiertoradalta, että toisen, vastuussa olevan laskeutumistyypin. laskeutumiseen Marsin maaperälle tieteellisen tiedon keräämiseksi. Kaksi ensimmäistä koetinta käynnistettiin vuonna 1996 ja suorittivat tehtävänsä onnistuneesti: Mars Pathfinder -laskija laskeutui Marsille ja julkaisi ensimmäisen planeetan ulkopuolisen mobiilirobotin Sojournerin , joka tutustui ympäristöön muutaman viikon ajan. kiertorata Mars Global Surveyor palauttaa yhdeksän vuoden aikana ennennäkemättömän määrän tietoa Marsin ilmakehästä, pinnasta ja sisäisestä rakenteesta. Suunnitelmiensa mukaan NASA laukaisee kaksi uutta koetinta vuoden 1998 lopulla / vuoden 1999 alussa, kun Mars on suotuisassa asemassa, mutta Mars Climate Orbiter ja Mars Polar Lander epäonnistuvat molemmat ennen tehtävänsä aloittamista. NASA päättää peruuttaa käynnistää kahdella anturilla Mars Surveyor 2001 : laskeutuja oli saada Rover , nimeltään Athena hyvin samanlaiset ominaisuudet Rovers ke Epäonnistuminen asettaa kyseenalaiseksi myös " paremman, nopeamman, halvemman " periaatteen ja tämän periaatteen mukaisesti rakennettujen koettimien kaksinkertaisen laukaisun lopettamisen.
2000-luvun alussa, kun NASA saattoi päätökseen vuoden 2001 Mars Odyssey -koettimen kehittämisen , Yhdysvaltain avaruusjärjestö päätti tarkistaa strategiaansa Marsin planeetan tutkimiseen. Mars Global Surveyor lähettänyt tietoja, jotka vahvistavat, että planeetta on ollut monimutkainen ja mielenkiintoinen ilmasto historiaa, jossa suuret vesistöjä virrannut päälle Marsin maaperään. Mutta näiden tapahtumien etenemistä ja tapaa, jolla vesi oli vuorovaikutuksessa ilmakehän ja Marsin pinnan kanssa, ei voitu rekonstruoida. Kun otetaan huomioon tämä uusi marsilaisen menneisyyden valaistus, monet tutkijat haluavat lähettää avaruusoperaation, joka kykenee tuomaan Marsiin maaperän näytteen takaisin maahan, mikä voisi antaa ratkaisevia vastauksia joihinkin näistä kysymyksistä. Tämän erittäin monimutkaisen tehtävän onnistuminen edellyttää kuitenkin, että monet ehdot täyttyvät: tunnistetaan laskeutumispaikka, jossa todennäköisesti on elämän jälkiä, tehdään lasku erittäin tarkasti ja robotti, joka pystyy saavuttamaan kohdepaikan saadakseen mielenkiintoisen näytteen, jos poraamalla. Kuitenkin vain Mars Reconnaissance Orbiterin erittäin teräväpiirtokamera , joka on tarkoitus käynnistää vuonna 2006, voi mahdollisesti tunnistaa suotuisan paikan. Lisäksi on suuri riski palauttaa näyte, joka ei anna käyttökelpoista tietoa. NASA ei tuohon aikaan riittävä budjetti kallis operaatio.
Avaruusjärjestön siis putoaa takaisin lähetystyöhön perustuu geologi Rover joka täytyy tutkia, analysoida paikan päällä käyttämällä aluksella tieteellisiä välineitä ja välittää tulokset sen mittauksia. NASA hylkää käytön Rover peräisin Mars Pathfinder koska sen liian rajoitettu autonomia eivät riittävästi tutkia Marsin maaperään. JPL ehdottaa kehittää Rover , dubattuna Mars Exploration Rover (MER), merkittävästi suuremmat mitat, jossa suurempaa autonomiaa ja kevyt sallia ilmatyynyt ( " turvatyynyt ") käytetty onnistuneesti L purkamisen Pathfinder koetin . NASA päättää operaation riskien rajoittamiseksi viimeistäänelokuu 2000lähettää kaksi vastaavia koneita kuin harjoitettiin yleisesti alussa avaruusajan: virasto väittää, että rakentamisesta aiheutuvat kustannukset toinen yksikkö on pieni verrattuna kehittää MER ja että toisaalta jos kaksi Rovers onnistuvat tehtävänsä mukaan tieteelliset voitot kasvavat huomattavasti. Avaruusjärjestö luopuu halpojen koettimien politiikasta: koko operaatio maksaa 850 miljoonaa dollaria. NASA aikoo käynnistää seuraavan ikkunan kuvaamiseen Marsiin tarkoitus avata kesällä 2003. Jokaisella SEA on kuusi tieteelliset instrumentit ja on suunniteltu kulkemaan alle 1 km: n 90 Marsin päivää.
NASA määrittää seitsemän tieteellistä tavoitteet tehtävä:
MER-koettimien suunnittelu perustuu suurelta osin edellisten tehtävien kehitykseen. Vuoden 1996 Pathfinder- operaatioon käytettyä arkkitehtuuria käytetään risteilyasteessa, joka on vastuussa antureiden kuljettamisesta Maan ja Marsin sekä paluualuksen ja laskeutumismoduulin välillä. Näiden kokoa muutetaan: laskuvarjo on 40% suurempi ja koettimen hidastamisesta ennen laskeutumista vastaavat raketit ovat 90% tehokkaampia. Tieteelliset instrumentit ovat perintö Athena Rover , jonka oli määrä muodostaa Lander hyötykuorma peruutettujen Mars Surveyor 2001 tehtävää .
Molemmat MER-koettimet ovat identtiset. Kerran Marsin maaperällä Rover on täysin itsenäinen, mutta perille, se on ylitettävä 56000000km jotka erottavat Mars Maasta ja sitten tehdä väkivaltainen ilmakehän paluuta Marsin kaasukehän ennen laskeutumista pieni. Nopeudella. Rover , jonka massa on 185 kg , on vain murto-osa koko massa MER koettimen (1063 kg ), joka käsittää useita elementtejä vastuussa kanteen sen määräpaikkaan:
Risteilyaste, jonka massa on 193 kg , on halkaisijaltaan 2,65 metrin ohuen pannukakun muotoinen. Sen pitäisi antaa MER-koettimen ylittää maapallon ja Marsin välinen tila. Tätä varten se on vastuussa liikeradan korjaamisesta käyttämällä kahta hydratsiinilla toimivaa pientä ponneainetta , joiden koetin on 31 kg . Siinä on 5 aurinkoilmaisinta ja tähtiseuranta anturin sijainnin määrittämiseksi. Kaksi Antenni , pk vahvistus, lähetyksen in X-kaistalla telemetrian tiedot , joka mahdollistaa joukkue maapallolla ohjaamaan koettimen ja vastaanottaa ohjeita vastineeksi. Risteilyvaiheessa on omat aurinkopaneelit, joiden pinta-ala on 4,4 m 2, jotka tuottavat 600 W sähköenergiaa (300 W lähellä Marsia), koska kapseloituja rover- moottoreita ei voida käyttää. Sen sijaan Roverin tietokone muodostaa aivot anturin tämän matkan aikana. Lopuksi risteilyalusta on varustettu lämpöpattereilla aluksella olevan elektroniikan tuottaman lämmön poistamiseksi.
Kun MER-koetin on tulossa Marsin ilmakehään, tarkoituksensa saavuttanut risteilyaste heitetään pois. Rajan ilmakehän SEA: 5,5 km: n päässä sekunnissa aiheuttaa valtavan lämpötilan nousu ulkoisten osien koettimen saavuttaa lämpötilan 1500 ° C: ssa . Suojaamaan Rover tämän vaiheen aikana, se on kapseloitu kahden kilvet, jotka muodossa puheeseen NASA paluu ajoneuvo . Niin kutsuttu terminen etusuoja, jonka massa on 79 kg , lämpenee merkittävimmin: se on melkein tasainen ja peitetty ablatiivisella pinnoitteella, joka tyhjentää lämmön haihduttamalla sitä vähitellen. Takakilpi, jonka massa on 209 kg, on kartiomainen ja se on myös peitetty ablaatiopinnoitteella, kuitenkin pienemmällä paksuudella; se sisältää myös laskuvarjon, useita potkuria, joita käytetään laskeutumisen viimeisessä vaiheessa, sekä elektroniikkaa ja inertiaalisen ohjausjärjestelmän.
Rooli lasku moduuli on suojella Rover, yhdessä turvatyynyt, kun se on laskenut parikymmentä metrin korkeudella maasta. Se on komposiittimateriaaleista koostuva rakenne, joka koostuu alustasta, jolle rover asetetaan, ja kolmesta terälehdestä, jotka muodostavat pyramidimaisen rakenteen taitettuna. Laskeutumismoduuli, joka painaa 348 kg, sisältää useita laitteita, jotka mahdollistavat roverin laskeutumisen Marsin maaperälle , kun turvatyynyt ovat tyhjentyneet, vaikka laskeutumiskokoonpano olisi epäsuotuisa (kivien läsnäolo alustan alla jne.). Turvatyynyt , liian juuri ennen laskeutumista, käytetään pehmentämään lopullinen lasku. Ne ovat samantyyppisiä kuin Mars Pathfinder -operaatiossa . Rover ympäröi 4 turvatyynyjen , joista kukin käsittää 6 lohkoa ja tehty useita kerroksia Vectran® , materiaali jopa kestävämpi kuin kevlar .
Kaksi rovers ovat identtisiä, jonka korkeus on 1,5 m , leveys 2,3 m , pituus 1,6 m ja massa 185 kg . Roverin sydän koostuu kolmion muotoisesta keskikotelosta, joka on valmistettu hunajakenno-komposiittimateriaalista ja jossa on komponentit, jotka on suojattava Marsin pinnalla vallitsevilta merkittäviltä lämpötilan vaihteluilta. Kotelon yläosa on vuorattu aurinkokennoilla ja toimii tukena kolmelle tietoliikenneantennille. Masto, joka kohoaa 1,5 metrin korkeuteen, kuljettaa panoraamakamera sen yläpäässä, kaksi navigointi kamerat ja infrapuna- spektrometri . Kolme keskuskotelon kummallakin puolella sijaitsevaa aurinkopaneelia taitetaan matkan aikana ja otetaan käyttöön laskeutumisen jälkeen. Laatikon etuosaan on kiinnitetty robottivarsi (IDD), jonka päässä on kaksi spektrometriä (Mössbauer ja APXR), mikroskooppikamera ja jauhin. Laatikko lepää junan 6 pyörät, moottoroitu itsenäisesti, mikä sallii Rover siirtyä epätasaisessa maastossa Mars.
Komponentit, jotka eivät kestä äärimmäisiä lämpötiloja Mars (alas -105 ° C ) on sijoitettu keskeinen laatikko: on siten aivojen Rover (tietokone), inertia yksikkö, elektroninen osa infrapuna spektrometrin pyörän moottorin ohjausjärjestelmä sekä akkuja, jotka on pidettävä lämpötilassa, joka on yli -20 ° C: ssa käytössä ja 0 ° C: ssa vastaava, jne. Lämpötilaa säädetään useita laitteita: jäähdytin purkamiseksi lämmöneristykseen, joka koostuu aerogeelin ja piidioksidin ja ohuesta kultaa . Kylmän torjumiseksi kahdeksan pellettiä, joista kukin sisältää 2,7 grammaa plutoniumdioksidia ( radio-isotooppilämmitinyksiköt tai RHU), tuottaa jatkuvasti radioaktiivisuuden tuottamaa lämpöä . Lisälämpöä toimitetaan tarvittaessa sähkövastuksilla . Lämpö haihtuu jonka päälle - aluksella elektroniikka auttaa myös pitämään lämpötila siedettävissä rajoissa.
Rover käyttää suspensio , jota kutsutaan rokkari-telin kehittämä NASA : tämä sallii esteet voidaan voittaa, joiden korkeus on suurempi kuin halkaisija pyörien (26 cm ). Alennetun ajoneuvon massakeskipisteen ansiosta ajoneuvo voi pysyä vakaana 45 °: n kaltevuudella, mutta aluksella oleva navigointiohjelma on asetettu välttämään yli 30 °: n kaltevuudet. Kukin kuusi pyörää on varustettu erillisellä moottorilla. Kunkin neljän pään pyörää on moottori, joka vaikuttaa ohjauksen, joka mahdollistaa Rover kiertymisen itsensä. Ajoneuvo voi edetä teoreettisella nopeudella 5 cm / s (180 metriä tunnissa), mutta käytännössä se ei voi ylittää 133 m / h, kun suunnanmuutokset otetaan huomioon. Edullisimmassa tapauksissa Rover on energiaa ajaa neljä tuntia per Marsin vuorokausi.
Aurinkopaneelit , joiden pinta-ala on 1,3 m 2 koostuvat kolmen solmun aurinkokennojen , valittu niiden hyvän hyötysuhteen (28,3%), jolloin massa (2,06 kg m -2 ). Nämä paneelit voivat tuottaa jopa 200 wattia tehoa, kun aurinko huipentuu taivaalle, joka on pääosin puhdas Marsin pölystä. Näissä olosuhteissa aurinkopaneelit voivat tuottaa jopa 1 kWh marsilaisena päivänä, mutta tämä määrä voi pudota alle 200 Wh : seen pölymyrskyn tai marsilaisen talven aikana. Ajan myötä kerääntyvä Marsin pöly auttaa myös vähentämään aurinkopaneelien suorituskykyä. Kaksi litiumioniakkua, joista kukin koostuu 8 kennosta, jotka voivat varastoida 16 Ah 32 voltin jännitteellä, mahdollistavat tuotetun energian palauttamisen, kun kysyntä ylittää aurinkopaneelien tarjoaman määrän. Litium-ionitekniikka valittiin sen erinomaisen varastoidun energia / massa-suhteen ja kyvyn kestää useita lataus- / purkausjaksoja; Lisäksi NASA: n tekemä kehitys mahdollisti sellaisen elektrolyytin kehittämisen, joka kestää -30 ° C: n lämpötiloja .
Toisin kuin pieni robotti Sojourner n Mars Pathfinder operaation joka pysyi riippuvainen purkamisen moduuli kanssa käytävässä viestinnässä Earthin MER Rovers on oma viestintäjärjestelmä. Televiestinnällä on keskeinen rooli MER-tehtävässä. Kuten kaikki avaruusluotaimet, tarkoituksena rovers on kerätä tieteellistä tietoa, joka on sitten lähettää Maahan. Toisaalta, vaihtamalla usein kuvia ja ohjeet ovat tarpeen ohjaamaan Rover maahan, vaikka sillä on kyky tunnistaa ja välttää esteitä itsenäisesti. Rover voidaan käyttää kahdella tavalla lähettävät dataa: suora siirto maahan, kun Rover voi osoittaa sen antenneja Maan, tai siirto kiertoradalla koettimia, jotka toimivat releet. Tämä viimeinen keino sallii suuremman virtauksen ja on edullinen. Alun perin oli suunniteltu, että roverit käyttävät Marsin ympärille kiertoradalle sijoitettujen tietoliikennesatelliittien verkostoa yhteydenpitoon Maan kanssa ( Mars Network ). Mutta käyttöönoton Satelliittien eivät toteutuneet ja Rovers käyttää nykyisiä luotaimen: Mars Global Surveyor kunnes sen loppuun vuonna 2006, Mars Odyssey niin sekä Mars Reconnaissance Orbiter koska sen saapumisesta Marsin kiertoradalle vuonna 2006. Euroopan koetin Mars Expressin myös toimi kokeellisena viestinä.
Tietojen siirtoa välillä Rover ja maapallon edessään useita rajoituksia. Rover on rajallinen valta viestintälaitteita. Sen aurinkopaneelien pinta vähentää energiamäärää, ja tietoliikennelaitteita oli kevennettävä mahdollisimman paljon. Kiertoradalla on toisaalta enemmän kapasiteettia tällä alueella aurinkopaneeliensa ja tietoliikennelaitteidensa ansiosta. Siirtonopeus on siis yleensä pieni: se on muutaman bitin sekunnissa roverin matalan vahvistuksen antennin ja 32 välillä käyttäen UHF- antennia ja Marsin ympärillä kiertävien koettimien releä. Jotta lähetys tapahtuisi, lähettimen ja vastaanottimen on oltava toisilleen näkyvissä: suurimman osan datan siirtoon käytetty Mars Odyssey -kiertorata on näkyvissä vain 10 minuuttia joka kerta, kun se kulkee roverin yli . Yhteys matalammalla kiertävän MRO: n kanssa on mahdollista vain 5 minuutin ajan. Jos Rover haluaa kommunikoida suoraan maapallon, sen on otettava huomioon kierto planeetan Mars ja on odotettava tarvittaessa kohtaamaan maapallon. Suora tiedonsiirto maapallolle on lisäksi rajoitettu kolmeen tuntiin marsipäivää kohti energiankulutuksen ja elektroniikan lämmityksen rajoittamiseksi. Harvinainen tarpeeksi voimakas antennit maapallolla vastaanottaa lähetyksiä koettimia Deep Space Network n NASA on noudatettava useita samanaikaisia planeetoille. Aikavälejä yhden tunnin allokoidaan kullekin Rover kunkin Marsin päivä ylävirran viestintään (lähettää ohjeita Rovers , ohjelma päivä) ja alaspäin (siirto tieteellisen ja navigointi tiedot). Kahden vuoden välein maa ja Mars ovat aurinkoa vastaan. Tämä johtaa yhteensä sähkökatkos viestinnän kanssa Rover joka kestää kaksi viikot: tänä aikana, Rover ei enää liiku ja suorittaa havainto ohjelma läheisyydessä sen kannan.
Rover on kolme antennia kommunikoida maahan ohjaus:
Kaksi robottia Spirit ja Opportunity käyttävät eri taajuuksia välttääkseen sekaannusta vastaanotettaessa signaaleja maapallolla.
Täyttämään tehtävänsä, Rover on siirryttävä Marsin maaperään estämättä, etsiä ja tunnistaa mielenkiintoisia maanäytteiden ja tarkasti sijoittaa välineitään vastuussa tieteellisten tietojen keruuta: jotkut on painettava kalliota vasten analysoitavaa (Mössbauer spektrometri ja APXS), toiset on yksinkertaisesti osoitettava tarkalleen kohteeseensa (kamerat ja infrapunaspektrometri). Pilotointi Rover pinnalla Mars liittyy monia rajoituksia. Tietojen vaihto radion välityksellä Maan ja Marsin välillä kestää 8-42 minuuttia kahden planeetan vastaavasta sijainnista riippuen. On yleensä vain yksi radio istunto kohti Marsin vuorokausi välillä Rover ja ohjaimet maapallolla useista syistä: Rover on rajallinen määrä energiaa omistautua televiestinnän, nämä vaihdot käyttää rele yksi Marsin luotaimen jonka on lentää roverin paikka ja maan päällä olevien antennien verkko ei ole kovin käytettävissä. Lisäksi navigointia Rover on oltava hyvin varovainen, koska ei korjaus on mahdollista tai Marsin maasto on epäsäännöllinen (jäljempänä maavaraa Rover on 30 cm ) ja geologiset kiinnostuksen sijaitsevat usein jyrkkä paikoissa. Rover on rajallinen määrä energiaa, jonka avulla se kestää enintään 4 tuntia aikana Marsin vuorokausi.
Ottaen huomioon rajoitetun elinkaaren Rover ja monimutkaisuus geologisen tutkimuksesta, suunnittelijat Rover halusi pystyä ylittämään 100 metrin aikana Marsin vuorokausi. Rajoitusten kanssa edellä, tätä tavoitetta ei voida saavuttaa, jos ihminen teleoperaattori tulee valvoa jokaisessa etukäteen Rover . Käyttö sarja käskyjä valmistettu etukäteen maa-pohjalta otettujen valokuvien Rover ja Marsin luotaimen on rajansa: tietyn etäisyyden takana, saatavilla olevat tiedot kuvia ei ole riittävän täsmällinen, Rover voi kiertää liukkaalla maalla, mikä vääristää arvion sen todellisesta liikeradasta. MER- roverien suunnittelijat ovat sen vuoksi sisällyttäneet sisäiset ohjelmistotoiminnot, joiden avulla se voi siirtyä itsenäisesti kohti tavoitettaan.
Navigointiohjelmisto käyttää useiden anturien toimittamaa dataa reitin määrittämiseen. Inertiaalinen yksikkö , joka käsittää 3 kiihtyvyysantureita ja kolme gyrometrit antaa suunta (ei ole magneettikenttää tai satelliittinavigointijärjestelmän Mars). Muutaman tunnin kuluttua todellisen suunnan ja inertiayksiköllä määritetyn suunnan välillä voi ilmetä useita asteita. Tämän ajelun kompensoimiseksi kamera osoittaa kohti aurinkoa antamaan sen laakerin. Todellinen suunta lasketaan sitten näiden tietojen avulla yhdistettynä paikalliseen aurinko-aikaan ja paikallisen pystysuoran suuntaan (kiihtyvyysanturin antama). Matkamittari käyttää kierrosten lukumäärä pyörän aikaansaamiseksi kuljettu matka. Alustalle sijoitettujen ilmaisimien avulla voidaan määrittää, onko ajoneuvo vaarallisessa asennossa (merkittävä kaltevuus, jousitus kovassa rasituksessa). Kahdeksan kameran sarja antaa tietoa ympäröivästä maastosta:
Kun lentorata määritetään maanhallinnalla ( Suora ajo- tila ), sarja ohjeita, jotka kuvaavat seurattavaa reittiä jaoteltuna segmentteihin (etäisyys + suunta), ladataan päivän alussa ja suoritetaan sitten peräkkäin. Liikettä voidaan keskeyttää, jos Rover havaitsee riskialtis tilanne käyttämällä antureita (liian suuri kaltevuus, jne.), Tai jos varattu aika liikkeen ylitetään tai jos koneessa on mekaaninen vika.
Kun Rover on matkustaa itsenäisesti, The Rover navigointiohjelmisto on kolme toimintoa, jotka optimoivat kurssin ja rajoittaa riskejä tässä tilassa:
Näiden toimintojen yhdistelmä mahdollistaa useiden itsenäisten navigointitilojen saamisen. Tila valitaan maaston luonteen ja etäisyyden mukaan kohteeseen. Ensimmäisten 18 kuukauden operaation kaksi Rovers pääasiassa seuraavat navigointitilaa:
Visodom- ja AutoNav-tilojen käyttöä rajoittaa 20 MHz: n kellotetun mikroprosessorin matala teho , jonka on suoritettava jopa 90 tehtävää rinnakkain, vaikka yleensä 75% koneen ajasta voidaan käyttää navigointitoimintoihin. Käsittelyn valokuvan varten navigointi kestää 2-3 minuuttia ja vaatii täydellistä pysähdys edistymistä Rover jotta tulos laskelmat voidaan hyödyntää ennen kuin vanhentunut.
Suunnittelun päivä navigointi suorittaa JPL maahenkilöstö jotka tuovat yhteen tutkijoita, jotka tunnistaa kiinnostaviksi ja analysoida tuloksia ja insinöörien tehtävänä on valmistella ohjeita voidaan suorittaa Roverin ja seurata toiminnan.. Rover toimii kun aurinko on korkeimmillaan. Työpäivänsä lopussa hän lähettää maapallojoukkueelle valokuvia, joita käytetään tieteellisten tavoitteiden tunnistamiseen ja tien valmistelemiseen seuraavalle päivälle. Valmisteluprosessin aikana tehdään välimiesmenettelyt energiantarpeen, radiokeskusten ja roverin ominaisuuksien (kaltevuus jne.) Huomioon ottamiseksi .
MER-operaation ensimmäisen vaiheen aikana koko maatiimi työskenteli Marsin aikaa 7 päivää viikossa 40 minuutin muutoksella joka päivä verrattuna maanpäälliseen aikaan. Tämä uuvuttava rytmi hylättiin tehtävän ensimmäisestä jatkamisesta 90 päivää laskeutumisen jälkeen: 18 tuntia päivässä vaatinut valmistautumisaika väheni huomattavasti komentosarjojen luomisen ja saadun kokemuksen ansiosta. Myöhemmin prosessin optimointi automatisoidulla tehtävienjakojärjestelmällä ja melkein täydellinen viestintävälineiden dematerialisaatio antoivat tutkijoille mahdollisuuden palata alkuperäiseen kokonaisuuteensa säilyttäen samalla osallistumisensa projektiin.
Korkean resoluution panoraamakamerat (PanCam) on asennettu pystysuoran instrumenttimaston päälle. Kukin näistä laitteista on varustettu 1024 x 1024 pikselin CCD- kennolla . Tämä laite mahdollistaa kuvien tuottamisen helpotuksella ja mielenkiinnon kohteena olevien kivien ja maaperän tunnistamisen myöhempää analysointia varten käyttämällä muita mittauslaitteita. PanCam on varustettu:
Jokaisella robotilla on myös kolme spektrometriä :
Roverin tietokonelaitteita käytetään tehtävän kaikissa vaiheissa koettimen laukaisusta lähtien. Erityisesti se hallinnoi tähtitieteellistä navigointia ja lentoradan korjauksia Maa-Mars-matkan aikana, risteilyvaiheen erotusoperaatioita ja paluumoduulia, erilaisia tehtäviä, jotka seuraavat toisiaan paluu- ja paluuvaiheen aikana. ja käyttöönotto rover laskeutumisen jälkeen. Marsin maaperä, ottaen huomioon syrjäisestä maapallon joka vaatii suurta autonomiaa Rover , tietokone on raskaasti vaatimus: se on kerättävä telemetria tietoja tilasta Rover , hallita viestintä jongleerausta kanssa 3 nykyisten tilojen ja ikkunat avautuvat kulkua luotaimen, suorittaa maa koskevat ohjeet liikkeitä ja täytäntöönpanon tieteellisten välineiden, pakkaa kerätyt tiedot optimoida määrän tietoja voidaan siirtää ja kun rover edetessä -tilassa itsenäinen, suorittaa laskutoimituksia parhaan seurattavan reitin määrittäminen.
Tietokonejärjestelmä perustuu yhteen RAD 6000 32-bittiseen RISC- tyyppiseen mikroprosessoriin , joka pystyy käsittelemään 20 miljoonaa käskyä sekunnissa. Tämä PowerPC- prosessorin versio on karkaistu vastustamaan säteilyn haitallisia vaikutuksia. Se käyttää 128 megatavua on hajasaantimuisti tyyppi DRAM , 256 Mt on flash-muisti ja 3 miljoonaa euroa ja ROM- tyyppi EEPROM (haihtumaton muisti). Käyttöjärjestelmä on VxWorks , joka on reaaliaikainen käyttöjärjestelmä päässä Wind River , jota on jo käytetty Mars Pathfinder ja Stardust tehtäviä .
Ohjelmisto on osittain peritty Mars Pathfinder -operaatiosta ja marginaalisesti Deep Space 1: stä , Mars 98: sta ja Mars Odysseysta . Se on kirjoitettu pääasiassa C-kielellä joidenkin C ++ -moduulien kanssa , ja se edustaa 305 000 koodiriviä, jotka käyttävät käyttöjärjestelmän kanssa 11 megatavun muistia. Ohjelmisto on jaettu itsenäisiin moduuleihin, jotka on jaettu viiteen kerrokseen: liitännät roverin fyysisiin osiin (moottorit, antennit jne.), Näiden komponenttien hallinta, sovellus, anturin hallinta, hyötykuorma ja tehtävä, tapahtumat . Tehtävät kommunikoivat keskenään koko kontekstia sisältävillä pisteestä pisteeseen -viesteillä, lukuun ottamatta erikoistapauksia (kuvankäsittely).
Kaksi MER-koetinta laukaistaan Yhdysvaltojen Floridan osavaltiossa sijaitsevan Cape Canaveralin laukaisupaikan laukaisualustoista 17A ja 17B . NASA päätti käyttää kantorakettien Delta II kolme kerrosta, joita käytetään usein käynnistää avaruusalus. MER-A Spirit -operaation laukaisee raketin 7925-versio , joka hyötyy korkeasta luotettavuudesta ja on lisäksi edistänyt aikaisempien tehtävien, kuten Mars Odyssey (2001), Mars Global Surveyor ja Mars Pathfinder (1996), onnistumista . MER-B Opportunity -matka on puolestaan sijoitettu ns. Raskaaseen 7925H-rakettimalliin (" raskas "), koska sen on lähdettävä neljä viikkoa myöhemmin, joten se on vähemmän suotuisassa Maa-Mars-kokoonpanossa, mikä vaatii enemmän aikaa. energiaa saavuttaa Mars.
MER-A Spirit -koetin käynnistettiin10. kesäkuuta 2003ja koetin MER-B Mahdollisuus7. heinäkuuta 2003Cape Canaveralin laukaisualustalta. Laukaisuikkuna varten kunkin koetin kestää 3 viikkoa. Kun kaksi rakettia nousee, ensimmäisen vaiheen moottori syttyy samoin kuin kuusi potkuripotkuria (kolme jäljellä olevaa potkuria ottavat haltuunsa, kun polttoaine on loppunut). Noin 4 minuutin 23 sekunnin kuluttua ensimmäinen vaihe vapautetaan ja toinen vaihe sytytetään. Pian sen jälkeen raketin korkki vapautetaan. Toisen vaiheen moottori pysäytettiin ensimmäistä kertaa, noin kymmenen minuuttia MER-A Spirit -koettimen lentoonlähdön jälkeen ja 9 minuuttia MER-B Opportunity -sondin kanssa . Karkeasti pyöreällä kiertoradalla olevan käyttämättömän ballistisen lennon jälkeen toinen vaihe sytytetään hetkeksi kiertoradan pidentämiseksi. Sitten kantoraketille annetaan pyörimisliike (63 kierrosta minuutissa) kolmannen vaiheen suunnan vakauden lisäämiseksi sen toiminnan aikana. Jälkimmäinen, joka on vastuussa koettimen asettamisesta polulle Marsille, ammutaan sitten toisen vaiheen pudottua. Kun propulsiovaihe on valmis, kierto peruutetaan yoyolla ja kolmas vaihe heitetään pois. Sitten koettimen suunta ja kurssin korjausliikkeet siirtyvät sen risteilyvaiheeseen.
Päästäkseen määränpäähänsä MER-koettimet tekevät noin kuuden kuukauden matkan ja matkustavat 500 miljoonaa kilometriä elliptisellä kiertoradalla, joka koskettaa Mars-planeettaa ( Hohmannin kiertorata ). Tämän kauttakulun aikana suunnitellaan viittä kurssikorjausliikettä, joista viimeinen suoritetaan valinnaisesti saapumispäivänä laskeutuvan laskeutumisen todennäköisyyden parantamiseksi Marsin kohdealueen lähellä.
Koettimen ohjaaminen Mars-matkan aikana vaatii kykyä määrittää sen sijainti erittäin tarkasti. Lentorata ei ole puhtaasti inertiaalinen : se on erityisesti modifioitu säteilyn paine , joka muodostaa drift 4 km: n päässä kymmenen päivää. MER-koettimien sijainnin määrittämiseksi NASA käyttää perinteisiä tekniikoita: koettimen ja maan välinen etäisyys mitataan radioaallon kuluttamasta ajasta edestakaisen matkan tekemiseen, kun taas anturin nopeus suhteessa maahan saadaan mittaamalla Doppler-ilmiö . Tämän tehtävän, amerikkalainen tila virasto on myös toteuttaa uusi tekniikka tekee mahdolliseksi mitata nopeusvektorin kohtisuorassa Maan-anturi akselin, joka parantaa tarkkuutta purkaminen Rovers on Mars. Tämä tekniikka, nimeltään DDOR ( Delta Differential One-way Range ), käyttää kahta antennia NASA- asemien verkosta, jotka on erotettu 120 ° leveydellä. Antennit tallentavat samanaikaisesti koettimen lähettämän radiopäästön lähteen sijainnin ja kvasaarin sijainnin, jonka sijainti tunnetaan muutaman miljardin asteen sisällä.
Paluu ilmakehään ja lasku Marsille kesti yhteensä 6 minuuttia. Tämä vaihe, jota NASA: n termeillä kutsutaan " saapumiseksi, laskeutumiseksi ja laskeutumiseksi " tai EDL , on erityisen monimutkainen ja herkkä. Koettimet saapuvat Marsin lähelle noin 5,5 km / s (lähes 20000 km / h ) suhteellisella nopeudella, joka on peruutettava onnistuneen laskeutumisen vuoksi. Rakettien yksinomainen käyttö peruuttamiseen ei ole mahdollista, koska se edellyttäisi, että suuri osa koettimen massasta käytetään polttoaineeseen. MER-koettimet käyttävät peräkkäin neljää tapaa jarruttaa itseään.
Mitä tulee ilmakehän paluuseen maapallolla, koetin käyttää pääasiassa vetovoimia , toisin sanoen atmosfäärin kitkaa, pudottaakseen nopeuttaan: 99,6% kertyneestä kineettisestä energiasta haihtuu tällä tavalla. Hyvin alhainen tiheys Marsin kaasukehän, noin sata kertaa alempi kuin Maan, edellyttää käyttöönottoa laskuvarjon, kun koetin on vielä liikkuessa on ääntä nopeampi nopeudella ja Mach 1,77 : laskuvarjon avulla on mahdollista poistaa 98% jäljellä oleva kineettinen energia. Nopeus pienenee alle Mach 1 vain, kun alus on hyvin lähellä maata; koettimen on peruutettava jäännösnopeus rakettien avulla. Viimeisinä metreinä hän käyttää puhallettavia tyynyjä. Menetelmä ilmakehän paluu ja lasku käytetään perustuu käytetyn tekniikan Mars Pathfinder , muutoksin: se on todella tarpeen paikka 830 kg Marsin maaperän vastaan 583 kg varten Mars Pathfinder ; Lisäksi vuosina 1998-1999 tehtyjen epäonnistumisten seurauksena päivälasku laskeutui, koska se antaa maapallon ohjausryhmälle mahdollisuuden vastaanottaa päästöjä laskeutumiselta, mutta tämä rankaisee koetinta, koska ilmakehä on vähemmän tiheä ja tuulet ovat voimakkaampia päivän aikana. Käytetty menetelmä saavuttaa rajansa MER- roverien kanssa : 3 kertaa painavampi Mars Science Laboratory -koetin käyttää eri tekniikkaa.
3. maaliskuuta Viking 1 Viking 2 Mars Pathfinder Henki Tilaisuus Phoenix Uteliaisuus Sinnikkyys Beagle 2 Schiaparelli InSight 6. maaliskuuta 2. maaliskuuta |
Laskeutumispaikat valitaan ensin niiden geologisen kiinnostuksen perusteella, mutta teknisillä rajoituksilla on olennainen rooli ensimmäisessä valinnassa. Suuri osa Marsista, joka sijaitsee korkeudessa, ei salli laskeutumista, koska koettimella olisi vielä liian suuri nopeus saapuessaan maahan; MER- roverien enimmäiskorkeus on 1,3 km Marsin keskitason alapuolella. MER-koettimille valitut kaksi paikkaa sijaitsevat 1,9 km: n ja vastaavasti 1,4 km : n korkeudessa planeetan keskimääräisen tason alapuolella, mikä on kaikki sama 2 km "korkeampi" kuin Mars Pathfinderin laskeutumispaikka (3,5 km keskiarvoa pienempi) taso). Muita ehtoja vaaditaan, jotta turvatyynyt eivät räjähtäisi: kaltevuus on alle 2% suuressa mittakaavassa (1 km ) ja 15% paikallisesti (5 m ), kivien tiheyden on oltava alle 20%. Koon kivet on rajoitettava, jotta käyttöönoton Rover päällä. Jotta aurinko saisi riittävästi energiaa, kuljettajien on laskeuduttava alle 15 ° leveysasteeseen, joten lähellä päiväntasaajaa. Lopuksi, jotta kuljettajat eivät käytä välityssatelliittia yhteydenpitoon maapallon kanssa samanaikaisesti, laskeutumispaikat on erotettava toisistaan vähintään 37 ° pituudella .
Laskeutumisen tarkkuusMER koettimet suorittaa suoraan ilmakehään palaamisen, asettamatta ensin itse kiertoradalla Mars, joka vaatii erityisen tarkka navigointi koska ei korjaus voidaan tehdä sen jälkeen, kun paluu vaiheessa Marsin ilmakehään on alkanut: todellakin, kuori, jossa Rover ja laskeutumismoduulit ovat suljettuja, nosto on nolla, ja tämä lennon vaihe on siten puhtaasti ballistinen, toisin kuin vuonna 2001 käynnistetty Mars Science Laboratory -koetinElokuu 2012. Marsiin usein vaikuttavien myrskyjen aikana Marsin ilmakehän tiheys pienenee merkittävästi (jopa 10%) ja on vaikea ennustaa. Voimakkailla tuulilla voi olla merkittävä vaikutus koettimen polkuun. Lopuksi anturin käyttäytyminen ilmakehän jarrutusvaiheessa lisää virhemarginaalia. Koettimella ei ole keinoja kompensoida näitä ilmiöitä, kun ilmakehän paluu on alkanut. Kun kaikki nämä epävarmuustekijät otetaan huomioon, laskelmat osoittavat, että laskeutumismoduulin on laskeuduttava 80 × 12 km: n ellipsiin, joka on keskitetty kohdepisteeseen 99%: n todennäköisyydellä: luetelluista tekijöistä tuuli voi aiheuttaa pituus- ja sivuttaissiirtymän plus tai miinus 4 km: n laskeutumispaikasta (nopeudelle 20 m / s ) ilmakehän tiheys plus tai miinus 12 km pituussuunnassa ja 1 km : n turvatyynyjen palautuminen molemmille akseleille.
Ominaisuudet | Viking 1 | Mars Pathfinder | Mars Explorer Rover | MSL (2012) |
---|---|---|---|---|
Massa ilmakehän paluun alkaessa | 992 kg | 584 kg | 827 kg | 2800 kg |
Laskeutumassa | 590 kg | 360 kg | 539 kg | 1541 kg |
Roverin massa | - | 10,5 kg | 185 kg | 900 kg |
Hissi / vedä suhde | 0,18 | 0 | 0 | 0,22 |
Laskuvarren halkaisija | 16 m | 12,5 m | 14 m | 19,7 m |
Laskuvarjo avautumisnopeus | Mach 1.1 | Mach 1.57 | Mach 1.77 | Mach 2 |
Pystysuora ja vaakasuora laskeutumisnopeus | Vv 2,4 m / s Vh < 1 m / s |
Vv 12,5 m / s Vh < 20 m / s |
Vv 8 m / s Vh 11,5 m / s |
Vv = 0,75 m / s Vh < 0,5 m / s |
Laskeutumisen tarkkuus | 280 × 180 km | 200 × 100 km | 80 × 12 km | 20 × 20 km |
Noin 84 minuuttia ennen koettimen saapumista Marsin ilmakehään se ohjaa lämpösuojuksen suuntaamista eteenpäin. Tästä eteenpäin risteilyalueen aurinkopaneelit, joita ei enää käännetä kohti aurinkoa, eivät enää tarjoa sähköenergiaa ja koettimen toiminta lepää, kunnes rover käynnistetään viidellä laskeutimessa olevalla akulla. Risteilyvaiheensa, joka on täyttänyt tarkoituksensa, pudotetaan noin 15 minuuttia ennen ilmakehän paluun alkua. Siitä hetkestä saakka, kunnes roverin antennit ovat laskeneet laskeutumisen jälkeen, koetin on yhteydessä maapalloon käyttämällä yleissuuntaista matalan vahvistuksen antennia, jolla on hyvin pieni virtausnopeus: anturin tila ilmoitetaan lennon eri vaiheissa. Vain vaihtelemalla lähetyksen taajuus. MER-koetin lähestyy Marsin ilmakehää, jonka raja sijaitsee tavallisesti 120 km: ssä , nopeudella 19 000 km / h ja tunkeutumiskulmalla 11,5 °, joten se on melkein tangentti ilmakehän pintaan. Lämpösuojuksen muoto, kiertokartio, jonka puolikulma on 70 °, on perintö Viking-ohjelmasta , jonka avulla anturin suunta voidaan ylläpitää ilman aktiivista stabilointijärjestelmää ja samalla haihduttaa lämpöä. . Koneen kitkan aiheuttama vastus ohuessa kaasukerroksessa aiheuttaa hidastumisen, joka saavuttaa huippunsa 7 g: lla , mikä vastaa yli 4000 km / h: n hidastumista minuutissa. Lämpösuoja kuumennetaan lämpötilaan 1500 ° C .
Laskuvarjon käyttöönotto laastilla laukaisee anturin tietokone, kun aerodynaaminen paine (inertiayksikön määrittämä) laskee alle 700 N / m 2 : jos purkautuminen on nimellistä, avautuminen tapahtui noin 244 sekuntia aloituksen jälkeen ilmakehän paluusta, kun kone oli 9,5 km : n korkeudessa. 20 sekuntia myöhemmin, edessä lämpösuoja vapautuu sitten 10 sekuntia myöhemmin, lasku moduuli irtoaa takakilpi ja laskeutuu kaapelia pitkin noin 20 metriä pitkä asettaakseen turvatyynyt kantaman ulkopuolella liekit retro - raketteja jotka ovat vastuussa jäännösnopeuden peruuttamisesta laskeutumisen lopussa. Lisäksi tämä heilurikokoonpano vähentää riskiä siitä, että laskuvarjolinjat juuttuvat laskeutumismoduuliin Marsin ilmakehän turbulenssin vuoksi.
Sondin ollessa noin 2500 m maanpinnan yläpuolella , laskeutumismoduulin alle asennettu korkeusmittaritutka suorittaa useita maaetäisyyden arviointeja, jotka navigointiohjelmisto on integroinut pystysuoran nopeuden määrittämiseksi ja etäisyyden määrittämiseksi siitä. -takat. Kolme kuvaa otetaan peräkkäin eri korkeuksilla, ja ohjelmisto käyttää muodon tunnistusjärjestelmää vaakanopeuden määrittämiseen. Puoli sekuntia ennen retro-rakettien laukausta turvatyynyt täyttyvät. Retro-raketit ( RAD: rakettiavusteinen hidastus ) ammutaan, kun laskeutumismoduuli sijaitsee noin 12 metriä maanpinnan yläpuolella. Vaakasuuntaisen nopeuden vähentämiseksi kolme muuta retro-rakettia, nimeltään TIRS ( Transverse Impulse Rocket System ), voidaan mahdollisesti ampua tahdistetusti. Tätä viimeksi mainittua laitetta ei ollut Mars Pathfinder -laitteessa : se lisättiin, koska MER-koettimien suurempi paino huomioon ottaen liian suuri jäännösvaakatason nopeus voi johtaa turvatyynyjen repeytymiseen . Kun nopeus on käytännössä peruutettu, laskeutumismoduulin kiinnittävä laippa leikataan ja se putoaa maahan: turvatyynyt vaimentavat iskua ja moduuli palautuu ensimmäistä kertaa 15 metrin korkeudesta; riippuen maastossa Rover voi pysähtyä minuutin jälkeen ja sen kuljettua enintään 1 km: n . Takapuskuri, jota edelleen käyttävät retro-raketit, saa takaisin korkeuden erotettuaan laskeutumismoduulista ja kaatuu hieman pidemmälle.
12 minuutin kuluttua ensimmäisestä kosketuksesta maahan turvatyynyt tyhjennetään ja vedetään sitten sisään tunkeilla. Noin tuntia myöhemmin, metalli terälehtiä, jotka suojaavat Rover avataan: käyttämällä Rover n kiihtyvyysanturit , aluksella tietokone määrittää missä asennossa Rover on suhteessa vaakatasoon ja, tarvittaessa, valvonta Rover. '' Ensin terälehden aukko, joka korvaa koneen sopivassa asennossa. Rover , joka säilöttiin taitettu miehittää niin vähän tilaa kuin mahdollista, on otettu toimintakunnon: aurinkopaneelit on sijoitettu vaakasuoraan, kiinnittimet joka varmisti Rover laskeutumiseen moduuli ovat tekemättä pienten pyrotekniset maksuja, pyörät on sijoitettu, runko on nostettu, tietoliikenne-antennit ja panoraamakameraa kantava masto asetetaan pystyasentoon. Saatuaan panoraama ympäristössä suorittamien Rover alussa tämän sekvenssin, ohjaus maapallolla antaa käskyn koneen laskeutuvat hankkimalla yksi joustavan ramppien ( batwing ) venytetty välillä terälehdet mukaan valittava maan kokoonpano.
Hengen kehittyminen ja Mahdollisuuksien laskuSpirit ja Opportunity laskeutuivat suunnittelijoiden odotusten mukaisesti. Kulmavirhe ennen ilmakehän paluuta on 0,01 ° ( henki ) ja 0,02 ° ( mahdollisuus ). Pölymyrsky on käynnissä, kun kaksi koetinta saapuu: kompensoimaan tähän tapahtumaan liittyvän Marsin ilmakehän pienemmän tiheyden laskuvarjon käyttöönottoa ohjaavaa parametria muutetaan siten, että se avautuu aikaisemmin. Ilmakehän tiheyden arvioidaan olevan 8% heikompi kuin normaalisti Hengen maksimaalisen hidastumisen aikaan ja 12% Mahdollisuudessa . Sekä Spirit- että Opportunity- laskeutuneet laskeutuivat turvallisesti noin 15 km kohdepisteen taakse, kuten odotettiin pienemmän tiheyden ilmakehässä.
Spirit- robotin laskeutumismoduuli laskeutuu3. tammikuuta 200415 ° leveydellä päiväntasaajan eteläpuolella Gusevin kraatterissa, joka muodostui suuren meteoriitin vaikutuksesta useita miljardeja vuosia sitten. Kraatteri, jonka halkaisija on 145 km: n , on nimetty Matvei Gusev , venäläinen tähtitieteilijä n XIX : nnen vuosisadan.
Tämä laskeutumispaikka valittiin, koska se sijaitsee 900 km pituisen Ma'adimin laakson ulostulossa, joka epäilemättä muodostui jokien eroosiosta. Tuolloin aallot olisivat pakottaneet tiensä kraatterin reunan läpi ja järvi olisi vallannut osan kraatterista. Valitsemalla tämän sijainnin tutkijat toivovat löytävänsä järven vesien kerrostamien sedimenttien jälkiä, joiden avulla voidaan määrittää tuolloin vallinneet olosuhteet.
Toivo löytää järven sedimentaation jäljet petti nopeasti: Henki havaitsi lähinnä vulkaanista alkuperää olevaa basalttia . Sedimenttejä saattaa olla, mutta ne on haudattu uudemman materiaalin alle. Lisäksi Hengen laskeutumispaikalla ei ole yhtään kivistä paljastetta, joka antaisi meille mahdollisuuden tutkia maaperää. 10. helmikuutaThe Rover on suunnattu kohti törmäyskraatteri 192 metriä halkaisijaltaan nimeltä Bonneville , ja toivon, että tämä on tarpeeksi syvä kalliot näkyvät siellä. Matkalla Henki pysäytetään keskellä masennusta nimeltä Laguna Hollow . Operaattorit maapallolla haluat yrittää paljastaa kerros sedimentin joka voidaan haudattu pinnan alla hiekkakerros, joka kattaa sivusto: Rover pyörii pyörän, kun taas toinen pyörät, pysyy lukittuna, kaivaa maahan. Mutta liikkeestä ei tule esiin mitään mielenkiintoista.
Matkustettuaan 250 metrin päässä laskeutumispaikasta, Spirit saapuu Bonnevillen kraatteriin: se ei ole tarpeeksi syvä paljastamaan kivisiä paljastuksia. Meteoriitin vaikutus ei ollut riittävä, jotta ulostulo tuli tulivuoren alakerroksesta. Rover alkaa sitten pitkä matka Columbia Hills , lähin landform 2.3 km päässä vielä toivossa kalliot.
Columbia Hills (2004-2006)Henki saavutti Columbia Hillsin pohjan vuonnaKesäkuu 2004. Hieman yli vuoden kuluttua ja kulkemalla 4,81 km , Spirit onnistuu kiipeämään21. elokuuta 2005Columbus Hillsin korkeimmalla tunnetaan nimellä Aviomäki . Matkalla rover tutkii useita kukkuloiden sivuilla sijaitsevia kiviä ja löytää jälkiä veden vaikutuksesta nestemäisessä muodossa. Nousunsa aikana roverin aurinkopaneelit , jotka ovat laskeutumisen jälkeen vähitellen peittyneet pölyyn, palauttavat tehokkuutensa Marsin pölypyörteiden vaikutuksesta . Rover alkaa laskeutua kohti tavallinen ja saavuttaa vuonnaHelmikuu 2006merkittävä tasangon muotoinen kallioperä kukkuloiden juurella, nimeltään Home Plate . Tämä sarja näyttää koostuvan useista tulivuoren alkuperää olevista kalliokerroksista.
Kotilautanen (2006-2008)Työskenneltyään laitamilla Home Plate , Henki oli suunnattu McCool Hill mutta puolitiehenMaaliskuu 2006sen etenemistä hidastaa oikean etupyörän tukkeutuminen. Kun olet siirtänyt Rover päinvastaisessa kompensoimaan jumissa pyörä, aluksen miehistön päätti ajokieltoon Spirit päällä14. huhtikuutaLow Ridge Haven -nimisellä kallioisella harjulla , joka kuljettajalle viettää talven siellä. Kahdeksan kuukauden ajan Spirit , joka on tähän mennessä matkustanut 6,9 km , pysyy liikkumattomana odottaessaan, että auringonpaiste riittää jälleen lataamaan akunsa ja etenemään uudelleen. SisäänMarraskuu 2006, Henki on jälleen mutta oikea etupyörä on edelleen jumissa ja Rover on siirtää taaksepäin. Juuttunut pyörä jarruttaa roveria, koska se kaivaa uran Marsin maaperään; loppuunToukokuu 2007, tämä estävä käyttäytyminen antaa mahdollisuuden paljastaa pintakerroksen alle epätavallinen maaperä, joka koostuu 90-prosenttisesta piidioksidista : Tämän materiaalin muodostumismekanismit edellyttävät kuitenkin elimistölle suotuista vesipitoista väliainetta. Heinäkuun jaelokuu 2007The Rover kasvot väkivaltainen pöly myrskyt että tummentaa taivasta, mutta Henki selviää tämän jakson. Vuoden 2007 Rover oli matkustanut 7.5 km alle että kohta ja immobilisoitiin pohjoiseen Home Plate viettää talven siellä. Asema Rover on optimoitu niin, että kaltevuus on aurinkopaneelit vaakasuoraan nähden saavuttaa 30 °, jotta Rover kaapata laskussa auringonsäteilyä edullisin asento. Syntyvä energia ei saa alittaa arvoa 150 Wh päivässä niin, että Rover voi pysyä kunnossa (55 Wh varten vastusten spektrometrin, 29 Wh niille akkujen, loput käytetään tietokoneen, jne . ). Sisäänlokakuu 2008, Spirit käynnistyy taas huonoista sääolosuhteista johtuvasta pitkittyvästä talvesta huolimatta.
Henki pysyvästi liikkumattomana (2009)Sisään joulukuu 2008, Henki aloittaa pitkän matkan, joka vie sen kahteen geologiseen muodostumaan nimeltä "Goddard" ja "von Braun". Koska lyhyintä reittiä Home Plate -laatan läpi ei pääse, maahenkilökunta päättää ohittaa Home Plate -tuotteen pohjoiseen ja sitten länteen ennen kuin ohjaa roverin uusiin tavoitteisiinsa. Vaikka henki on matkalla von Braun , toukokuun alussa sen pyörät uppoavat kerros hiekkaa ja Rover ei vapautua. JPL joukkue yrittää löytää ratkaisun ilmaiseksi Spirit simuloimalla toimenpidettä suoritetaan maapallolla käyttämällä mallin Rover asetetaan lisääntymiseen Marsin maaperään. Henki yritetään kääntää tai edetä useita kertoja , mutta kaikki epäonnistuvat. Vuoden 2010 alussa NASA luopui Spiritin vapauttamisesta : rover, joka oli matkustanut laskeutumisensa jälkeen 7730,5 metriä, toimii nyt kiinteänä mittausasemana.
Mutta Marsin talvi lähestyy (Marsin talvipäivänseisaus on 12. toukokuuta 2010), käytettävissä olevan energian määrä putoaa voimakkaasti. Liikkumattomana Spirit ei kuitenkaan pysty suuntaamaan aurinkopaneeleitaan optimaalisella tavalla. 30. maaliskuuta, Mars Odyssey -satelliitti, joka välittää Hengen radiolinkit, ilmoittaa, ettei se ole vastaanottanut Hengen aikataulutettua radiolähetystä . Rover , joka sai vain 134 Wh päivässä viime onnistuneen viestinnän, luultavasti meni nukkumaan, jotta se ei laske alle kriittisen energian kynnys sen elintoimintoja. Keski-heinäkuu 2010huolimatta aurinkopaneelien vastaanottaman aurinkoenergian kasvusta, rover on edelleen hiljainen. 25. toukokuuta 2011, NASA lopettaa yrityksensä ottaa yhteyttä robottiin.
Mahdollisuus Rover laskeutuu24. tammikuuta 2004on Meridiani Planum . Nimi Meridiani tulee tämän alueen läheisyydestä Marsin "nollapisteeseen" (0 ° pituuspiiri), kun taas Planum tarkoittaa "tavallista". Tämä tasanne valittiin laskeutumispaikaksi, koska Marsin kiertoradalla Mars Global Surveyorilla oleva spektrometri havaitsi, että tämä alue oli erityisen rikas yhdessä rautaoksidin muodossa, jota kutsutaan harmaaksi hematiitiksi . Maapallolla tämä mineraali kuitenkin muodostuu yleensä, mutta ei aina, nestemäisen veden läsnä ollessa. Tehtävän tavoitteena on etsiä merkkejä hematiitin muodostumisesta sedimentin (järven jättämien kerrostumien) tai hydrotermisen toiminnan seurauksena.
Opportunity , onnekkaampi kuin Henki , asettuu laskun jälkeen keskellä pienen törmäyskraateri 22 m halkaisijaltaan, dubattuna Eagle , jonka reunat ovat kivet. Tämä sivuston sijoitus mahdollisti nopean tutkimuksen alueen kallioisen maaperän luonteesta ja historiasta. Tieteelliset instrumentit keräävät monia vihjeitä, jotka todistavat, että osa näkyvistä kivistä muodostui osittain nestemäisen veden vaikutuksesta.
Kestävyys kraatteri (2004)Lähdettyään Kotkan kraatterista kuljettaja suuntasi kohti Endurance Crateria, joka sijaitsee 750 metrin päässä . Hän saavuttaa sen30. huhtikuuta 2004. Opportunity tutkii ensin kraatterin reunoja ottamalla lukemat panoraamakameralla ja Mini-TES: llä . Lion Stone , joka on sen reitillä on sama koostumus kuin kiviä alareunassa Eagle kraatteri . 4. kesäkuuta 2004, Vastaavien henkilöiden operaation päättää ottaa riskiä alentamalla Rover sisällä kraatteri: Mahdollisuus ei ehkä kykene käymään, koska rinne mutta tutkijat uskovat, että syviin kerroksiin pohjamaan havaittu sisällä kraatteri, todennäköisesti antaa monia vastauksia. Rover tulee kraatterin läpi sivuston nimeltä Karatepe joka esittää viittä kalliokerrostumien kanssa selvästi toisistaan ominaisuudet, rakenne ja kemiallinen koostumus. Geologit päättelevät, että nämä ovat kerroksia, jotka muodostuivat eri päivinä. Kaivettaessa kraatteri, The Rover analysoi useita kiviä sijaitsevat sen tielle. Lennonjohtajat luopua tutkimalla hiekkainen muodostumat linja alareunassa kraatteri pelossa että Rover tulee jumiin pysyvästi. Menee ylös ja ulos kraatteri The Rover analysoi kallio nimeltään Wopmay joka tarjoaa epäselvä vihjeitä roolista veden muodostuminen kiviä alareunassa kraatteri ennen ja jälkeen vaikutusta. Rover sitten päät pientä kallion sisäseinään Endurance kutsutaan Burns Cliff. Kaltevuus ei salli sinun tulla tarpeeksi lähelle muodostumaa spektrometrien käyttämistä varten, mutta monet kuvat otetaan Pancamilla. Tunnistetaan sedimenttikerrokset, jotka vesi voi olla kerrostunut. Opportunity vietti lähes 180 marsilaispäivää kraatterissa, ennen kuin se nousi tasaisesti sisäkraatterin kaltevuuteen kuukauden lopussajoulukuu 2004.
Matkalla Victoria kraatteriin (2005-2006)Nyt Opportunity on kohti Victoria- kraatteria, joka sijaitsee yli 9 kilometrin päässä. Sen matkalla, Rover kulkee edessä lämpösuojan, joka on tehty lukuisia valokuvia tarkoitus analysoida sen kunto ja päätellä aikana ilmakehän paluu. Läheiset, Rover mahdollistaa löytö ensimmäisen meteoriitin kohtasi toisella planeetalla: nimeltään lämpösuojan Rock , se on koko koripallo ja Roverin spektrometrit ilmoittaa, että se on tehty raudasta ja nikkelistä. . Rover kulkee peräkkäin edessä Alvin Jason , Naturaliste ja Vostok kraattereita tekemättä perusteellisia tutkimuksia. 20. maaliskuuta 2005, Opportunity rikkoi marsilaisen päivän ennätyksen kulkemalla 220 metriä eteenpäin. 26. huhtikuuta 2005The Rover immobilisoidaan sen jälkeen, kun täysin haudattu sen neljä pyörää pieni dyyni. Kun kuukausi ja puoli huolellisen ohjailu, aluksen miehistön onnistui ilmaiseksi Mahdollisuus päälle4. kesäkuuta. VälilläLokakuu 2005 ja Maaliskuu 2006The Rover tutkii Erebus kraatteri jossa se tutkii lukuisia kivet. Sisäänmarraskuu 2005, moottori, joka käyttää instrumentin kannatinvarren (olkapään) ensimmäistä niveltä, epäonnistuu. Ongelman alkuperä on ollut tiedossa laskeutumisen jälkeen: huonosti kootun liitoksen lämmitysvastuksen kytkin ei toimi ja moottori altistuu lämpötilavaihteluille, jotka lopulta tarttuivat siihen. Varsi vapautetaan, mutta kaksi vuotta myöhemmin sisäänToukokuu 2008, vielä vakavamman tapahtuman jälkeen, ohjaimet päättävät pitää käsivarren jatkuvasti ojennettuna, jotta siitä ei tule pysyvää käyttökelvottomuutta uuden tukoksen jälkeen.
Victoria kraatteri (2006-2008)Loppu Syyskuu 2006The Victoria kraatteri on saavutettu: sen 800 metriä halkaisijaltaan, se on suurin kraattereita vieraili Rover . Se on myös lupaavin, sen korkeiden muurien kivien kanssa, joiden pitäisi antaa uusia geologisia vihjeitä. Pölyn pyörteillä tai pakkasiin liittyvällä ilmiöllä puhdistetut aurinkopaneelit löytävät itsensä hetkeksiMaaliskuu 2007kaikki niiden tehokkuus tuotetulla 800 Wh: n teholla ennen erityisen voimakkaita myrskyjä putosi vuoden 2007 puolivälissä, mikä vähensi käytettävissä olevaa tehoa ja pakotti roverin lopettamaan kaiken toiminnan. NASA pelkäsi hetken että Rover kokonaan loppuvat tehoresursseja vahingoittamaan elektroniikkaa, joka ei olisi ollut suojata kylmältä, mutta Rover onnistuu hengissä tämän jakson. Koska sää parantunut, Rover käynnistyisyyskuu 2007 sarja tutkimuksia kalliokerroksista, jotka nousevat Victoria-kraatterin sisälle ennen lopullisen kraatterin poistumista Elokuu 2008.
Matkalla Endeavour kraatteri (2008-2011)Rover Lehdet Victoria kraatteri hyvän alussa kuukaudensyyskuu 2008suunta kaakkoon päästäksesi Endeavour- kraatteriin , noin 22 kilometrin halkaisijaan. Ohjelmoijat arvioivat, että tämän kaukaisen noin 12 km: n kraatterin saavuttamiseksi tarvitaan melkein kahden vuoden matka. Tutkijat uskovat löytävänsä paljon kivikerrosten pinoja kuin Victoria-kraatterissa havaitut. Lisäksi kiertoradalla havaittujen Mars Reconnaissance Orbiter -koettimen havaintojen ansiosta Endeavour- kraatterin reunalla sijaitsevien murtuneiden kivien mineralogiset ja morfologiset tutkimukset ovat mahdollistaneet filosilikaattien tunnistamisen ja nämä mineraalit ovat todennäköisesti muodostuneet kosteassa ympäristössä, hyvin Marsin historian alkupuolella.
Välissä 29. marraskuuta ja 13. joulukuuta 2008Sun väliin Maan ja Marsin ja ei enää salli viestintää kanssa Rovers . Tänä aikana rover- tiimi ohjelmoi Opportunityn käyttämään Mössbauer-spektrometriä Santorinin nimisen kalliopaljastuksen tutkimiseen . 7. maaliskuuta 2009( Sol 1820 ), matkan jälkeen melkein 2 mailia Victoriasta , Opportunity on ensimmäistä kertaa 12 kilometrin päässä sijaitsevan Endeavour- kraatterin silmissä . Noin 38 kilometrin päässä on myös Iazun kraatteri . Kun otetaan huomioon tämän matkan kulkeminen Victoriasta , Endeavourin saavuttamiseen tulisi tarvita yli Marsin vuosi (23 kuukautta) .
Mahdollisuus hyödyttää7. huhtikuuta 2009( Sol 1850 ) puhdistamasta aurinkopaneeleitaan, mikä tuottaa vielä 515 Wh, eli energiantuotannon kasvu on noin 40%.
Rover on nyt jatkaa reittiä kohti Endeavour, jonka se on saavutettava vuonna 2011. Endkesäkuu 2010, Marsin talven väistyessä, Opportunity on edelleen toiminnassa ja etenee nopeasti. Vaarallisimpien hiekkadyynien välttämiseksi tehtyjen kiertotien takia rover, joka on kuitenkin matkustanut 21,4 km Marsiin saapumisestaan, on edelleen 12 km päässä Endeavourin kraatterista, mutta on epäilemättä tehnyt osan matkasta. Rover sijaitsee18. toukokuuta 2011alle 4 km päässä Endeavour kraatterista .
Endeavour kraatteri (2011-)Mahdollisuus Rover kolkkiin Endeavour kraatteri päälle9. elokuuta 2011kolmen vuoden ylityksen jälkeen Victoria- kraatterista lähdön jälkeen . Tutkijat tehtävän aio lähettää Opportunity sisällä 22 km: n läpimitta kraatteri koska välineitä MRO Orbiter päättänyt, että maasto on esittänyt geologinen kokoonpano on havainnut jo Rovers . Toisaalta MRO- instrumentit havaitsivat kraatterin reunasta savikerrostumia , jotka valitaan Opportunityn seuraavaksi tavoitteeksi . Todellakin, tällainen geologisen muodostuman on toistaiseksi koskaan kohtaama MER -mönkijöiden ja oli epäilemättä luotu ikivanha aikaa Mars, kun vesi virtasi ulkoilmassa Marsissa. Roverin tieteelliset laitteet , jotka ylittivät kuuden vuoden ajan käyttöiän, jolle se rakennettiin, ovat nyt osittain pois käytöstä. Mini-TES infrapuna spektrometri on lopettanut toiminut vuodesta myrsky että osuma Rover vuonna 2007 ja havaitsemiseen kapasiteetti Mössbauer spektrometri on tullut hyvin heikko, koska sen radioaktiivinen lähde koboltin , jolla on puoliintumisaika on 271 päivää, ei päästää enemmän kuin pieni osa sen alun perin tarjoamista gammasäteistä . Kuitenkin ilman Mini-TES-tekniikkaa Mössbauer-spektrometri on ainoa instrumentti, joka pystyy tunnistamaan läsnä olevat mineraalit. Lisäksi RAT- harja toimii edelleen, mutta sen akseli on kiertynyt, mikä tekee sen toiminnasta tehotonta. Lisäksi panoraamakameroiden optiikassa on pölyä.
Marsin veden olemassaolo vahvistettiin jo vuonna 1964 spektritutkimuksilla ja Mariner 9 : n Marsin koettimien tekemillä havainnoilla . Tehtävän tavoitteena on löytää vihjeitä nestemäisen veden läsnäolosta Marsin pinnalla olosuhteissa, jotka olisivat mahdollistaneet elämän ilmestymisen.
Marsin vallitsevissa olosuhteissa nestemäisen veden läsnäolo maapallon pinnalla on mahdotonta matalan lämpötilan (keskimäärin -50 ° C vastaan maan 14 ° C ) ja ilmakehän paineen ( 6 hPa vastaan 1013 hPa maapallolla) vuoksi. . Vesi on läsnä vain vesijään muodossa, kun lämpötila on riittävän alhainen, ja kaasumaisessa muodossa. Vesijäätä on läsnä maanpohjassa, pylväiden lähellä (vesijään kerros on 1 km paksu molemmilla Marsin pylväillä), mutta myös tietyissä kraattereissa. Vesihöyryä on tuskin läsnä Marsin ilmakehässä (0,03% 95,3% C: staO 2ja typpi- ja argonjäämiä): jos se tiivistyisi, se antaisi jääkerroksen koko Marsin pinnalle 12 mikronia paksu.
Tutkijat tunnistivat 3 suurta geologista jaksoa käyttäen maassa näkyviä vihjeitä ja dating paikkoja käyttäen kraatterien havaittua tiheyttä. Aikana Nooan ajan ajanjakson , joka alkaa muodostumista planeetan 4600000000vuosi sitten ja päät 3,5-3700000000vuosi sitten, Mars on hyvin geologisesti aktiivinen jaksojen tunnusomaista korkea lämpötila ja kosteassa ympäristössä, aktiivinen vulkanismi ja maankuoren aktiivisuus. Mars hyötyy epäilemättä paksusta ilmakehästä, joka olisi voinut sallia nestemäisen veden läsnäolon pinnalla. Aikana Hesperian jonka päät laatijoiden mukaan 3,5 eli 1,8 miljardia vuotta sitten, geologinen toiminta hidastuu, tunnelma Mars vähitellen pakenee tilaan tai osa -Martian maaperään ja aiheuttaa katoaminen veden nestemäisenä pinnalla Mars . Se on voimakkaan tulivuoren toiminnan aika. Aikana Amazonin , joka on jatkunut 2-3 miljardi vuosi, kuivuus settiä. Vielä on satunnaisia tulivuoren jaksoja, jotka heikentyvät, kun taas ilmakehä paeta edelleen ennen nykyisen tasapainopisteen saavuttamista.
Useat vihjeet näyttävät osoittavan, että vesi oli pysyvästi miehitetty Marsin maaperässä, kuten tasainen ja suora pohjainen purkulaakso, virtauksen muotoinen helpotus romahtaa, monikulmainen maaperä, kaoottinen maasto, virtausverkot, todiste järvien tai valtamerien esiintymisestä. Kaikki nämä kokoonpanot ovat yli 3,8 miljardia vuotta vanhoja. Vaikka asiantuntijat ovat yhtä mieltä Marsin geologisen historian päälinjoista, loput eivät ole yksimielisiä: kuinka paljon vettä oli pinnalla ja kuinka kauan, mistä tätä vettä hän pakeni ...
Suuri pitoisuudet harmaa hematiitti havaittiin alueella lähellä sekä päiväntasaajan ja Marsin nolla pituuspiiri, nimetty tästä syystä Terra Meridiani (leveysaste 2 ° etelään, on 0 ° ja 5 ° länteen) spektrometrin. Terminen TES ja Mars Global Surveyor . Hematiitti on oksidi raudan kanssa, jonka kemiallinen kaava Fe 2 O 3. Hematiitti voidaan verrata ruosteeseen, mutta Terra Meridianilla se esiintyy harmaana kiteisenä hematiittina, joka on saattanut syntyä veden läsnä ollessa. Tämän tyyppinen muodostuminen voidaan muodostaa tulivuoren aktiivisuudella tai veden vaikutuksella. Tämä selittää Opportunity- roverin laskeutumispaikan tällä alueella Meridiani Planumin tasangolla .
Planetologien kiinnostus harmaaseen hematiittiin tulee tämän mineraalin ja nestemäisen veden välisestä yhteydestä, vaikka viimeksi mainittu ei välttämättä liity tämän rautaoksidin muodostumiseen. Itse asiassa harmaan hematiitin alkuperästä maapallolla on useita skenaarioita:
Spirit Roverin Gusev-kraatterin etsinnän alku oli pettymys, koska mitään selvää näyttöä veden toiminnasta ei löytynyt, mutta kun Columbia Hills saavutti, useat paikat osoittivat, että vesi oli auttanut muokkaamaan tiettyjä geologisia muodostumia. Tämä rooli näyttää kuitenkin liittyvän tulivuoren toimintaan eikä meri- tai järviesiintymiin. Opportunity Rover , toisaalta, löydettiin mineraaleja luultavasti luotu vettä ja todisteet sedimentin vasemmalle vesistöjä.
Kotkan kraatteriPienen Eagle- kraatterin , johon Opportunity laskeutui, sisäreunat on peitetty kerroksittain järjestettyjen palojen kanssa noin 75 cm: n korkeuteen . Ne on esitetty lähes pystysuorassa osassa, joka helpottaa niiden analysointia. Opportunity- robotin instrumentit antavat erinomaiset vihjeet siitä, että kalliokerrokset olivat joko joko veden alla tai muodostuneet veteen. Analysoiduissa kivissä on runsaasti sulfideja. Jarosiitin joka on hydratoitu rautasulfaattia on erityisesti havaita, tai se on muodostettu, kun läsnä on vettä. Kivien morfologia näyttää myös osoittavan veden vaikutusta.
Lisäksi näissä kerroksissa on encysted pallot, joiden halkaisija on 2-3 mm . Monet heistä irtoavat siitä kivilevyjen hajoamisen ja maan roskaamisen vuoksi. Nämä pienet harmaat pallot, joita kutsutaan mustikoiksi, sisältävät hyvin runsaasti hematiittia . Niiden alkuperän selittämiseksi on ehdotettu useita hypoteeseja:
Mikroskooppikameran havainnot paljastivat, että joillakin Kotkan kraatterin kivillä on geometrisesti muotoiltuja onteloita, jotka saattavat vastata haihduttamalla muodostuvien kipsikiteiden sijaintia meren tai suolajärven reunalla. Opportunity Rover mikroskoopilla kamera mahdollisti tarkkailla mikrokolojen muutaman millimetrin pitkään pinnalla El Capitan ja Guadalupe kiviä . Näiden pienten neulan muotoisten onteloiden esiintyminen voidaan selittää seuraavasti:
Mahdollisuudet havaitsevat kiviä, joiden pinnalla on monikulmainen rakenne , erityisesti Endurance- kraatterin lounaisrinteillä sijaitsevalla Escher- kalliolla . Muut tämän kraatterin pohjassa olevat lähellä olevat kivet osoittavat myös näitä monikulmaisia rakenteita. Näillä kivillä on tasainen pinta, jossa on halkeamaverkkoja, jotka jakavat yläosan monikulmioiksi. Niiden ulkonäkö on jonkin verran samanlainen kuin halkeilevan mudan ulkonäkö veden haihtumisen jälkeen.
Ensimmäisten kuuden kuukauden analyysien suorittamista Opportunity Rover osoitti, että tutkittu alue oli ollut märkää menneisyydessä. Tämä sitten kuivui ja heikensi muodostaen suuren tasangon.
Useita hypoteeseja esitetään kivun pinnan monikulmioiksi jakavien halkeamien alkuperän selittämiseksi:
Jotkut tulokset tukevat jälkimmäistä hypoteesia.
Mahdollisuus Rover n Alpha Particle X-ray spektrometri (APXS) oli mahdollista suorittaa vertailevan tutkimuksen pinnan kiviä niiden sijainti Endurance kraatterin . Kraatterin syvemmällä olevat kivet ovat kemiallisesti modifioituneempia kuin korkeammilla tasoilla olevat kivet. Tämä kemiallinen ero voi johtua kosketuksesta veden kanssa. Vastakkaisessa kaaviossa verrataan eri kemiallisia komponentteja ja eri kalliosyvyyksiä, sisällön suhdetta toisaalta kraatterissa syvällä sijaitsevan Escherin kallion ja reunan lähellä olevan Virginian kallion välillä . Punainen viiva edustaa mittauksia kivien pinnalla, sininen viiva vastaa kivien harjauksen jälkeisiä mittauksia, vihreät viivat on liitetty RAT- työkalulla poraamisen jälkeen mitattuihin sisältöihin . Kahden kivityypin sisällön suhde vaihtelee hyvin merkittävästi kloorin (Cl ) ja rikki (SO 3 O). Tämä tarkoittaa, että Escherin pinta on vaihdellut kemiallisesti enemmän kuin Virginian pinta näiden kahden elementin osalta. Analyysit suoritetaan ymmärtämään veden merkitys tässä kemiallisessa erossa.
Suorittamat tutkimukset kahden Rovers Spirit ja Opportunity vastaavasti Gusev kraatteri eteläpuolella Apollinaris Patera sekä Meridiani Planum , viittaavat menneisyyden olemassaoloa riittävän suuri hydrosfäärin (osa maapallon veden peitossa). Että olemme pystyneet homogenoida fosforipitoisuutta mineraalien analysoitiin kaksi tonttia selvittävät maastokulkuneuvot sijaitsevat molemmin puolin planeetan.
Vesihöyry Marsin ilmakehässä joskus tiivistyy jään muodostamiseksi pilviä H 2 O kiteitä.. Hiilidioksidi voi myös kondensoitua kiteiden muodostamiseksi CO 2halkaisijaltaan yli 1 µm korkeilla korkeuksilla kuin vesijään muodostamat. Tuloksena pilvet, samanlaisia muotoja Maan untuvapilviä , havaittiin, että Rovers .
Marsin ilmakehään on jatkuvasti panostettu pölyä, jonka jyvien keskimääräinen halkaisija on noin 1,5 um , mikä on vastuussa Marsin taivaan oranssinpunaisesta sävystä. Tämä pöly ruiskutetaan jatkuvasti ilmakehään pöly myrskyt ( pöly paholaisia Englanti), jotka havaitaan alle Rover Spirit päälle12. maaliskuuta 2005 ; laukaukset kestävät 575 sekuntia (mikä näkyy laskurilla vasemmassa alakulmassa), ja vielä kolme pyörrettä näkyy hetken etäisyydellä kehyksen oikeasta puoliskosta, jakson alussa, sitten lähellä pää pyörrettä, sitten lopussa.
Spirit- robotin ottamien valokuvien värit ovat olleet kiistanalaisia. Joissakin esityksissä taivas on sininen, toisissa robotin tietyt alueet, jotka olivat kirkkaan sinisiä maan päällä otetuissa valokuvissa, ovat punaisia Marsilla otettuihin. MER-koettimien kuvien värien ero voidaan selittää: sinun tulisi tietää, että NASA- ja ESA- koettimien valokuvauslaitteet ottavat kuvia kirkkaustasoilla suodattimien kautta . MER-koettimet on osittain varustettu useilla infrapunasiirrolla olevilla suodattimilla . Lopulliset kuvat rekonstruoidaan kolmen eri suodatetun kuvan additiivisella synteesillä , jotka otetaan lopullisen kuvan RGB- komponentteina . Väärä väri kuvantaminen on tekniikka edustaa mitä ei tavallisesti näkyvissä (tavallisesti spektrin muutos). Useimmat teleskoopeilla (kuten Hubble ) tai infrapunakamerilla otetut kuvat käyttävät tätä prosessia. Jos näemme, että nämä spektrin alueet eivät ole näkyvissä, se johtuu siitä, että ne ovat määritelmänsä mukaan vääriä värejä. NASA on julkaissut myöhässätammikuu 2004, artikkeli MER-koettimien kuvien värittämisestä. Lisäksi kuljettajille asetetuissa aurinkokelloissa on maaliruudut , joita käytetään valokuvien värien kalibrointiin (katso vastapäätä).
Rovers suunniteltu toimimaan vähintään 90 Marsin päivää ja matkustaa 600 m pinnalla Mars. Nämä tavoitteet, jotka Spirit- robotti on saavuttanut5. huhtikuuta 2004ylittivät suunnittelijoiden odotukset. Roverien ei odotettu selviävän ensimmäisestä Marsin talvesta, jolle oli tunnusomaista valon voimakkuuden voimakas lasku, varsinkin kun pölyn asteittaisen kertymisen oli tarkoitus vähentää aurinkopaneelien tehokkuutta. Kuitenkin Opportunity selviytyivätToukokuu 2012viiteen Marsin talveen. Ensimmäisen talven aikana Hengen käytettävissä oleva energia kasvoi 900 wattitunnista päivässä 400 wattituntiin päivässä. Mahdollisuus laski 500 Wh / d: iin , mutta se palasi 900 Wh / d : iin maapallon ohjausryhmän yllätykseksi. Tämä sähkön paluu liittyy suotuisampaan maantieteelliseen sijaintiin auringonpaisteelle, mutta myös aurinkopaneelien pölyttämiseen huonosti ymmärrettyä mekanismia käyttäen. Aurinkopaneelien puhdistus näyttää tapahtuneen Marsin yön aikana, koska käytettävissä oleva teho kasvoi 5% 4 kertaa 6 kuukauden aikana. Hypoteeseihin, jotka on esitetty selittämään tämä pölyys, sisältyy tuuli, pakkanen ja se, että Opportunity pysyi kallistuneessa asennossa pitkään tutkittuaan Endurance- kraatterin seinämiä .
Nämä kaksi kuljettajaa joutuivat kohtaamaan varhain joissakin pyörissä. AlkaenKesäkuu 2004, Spiritin oikealla etupyörällä oli lisääntynyt sisäinen vastus, joka sai sen moottorin kuluttamaan yhä enemmän sähköenergiaa. Yritettyään levittää voiteluaineita tälle pyörälle hyväksyttiin strategiaksi siirtää henki eteenpäin taaksepäin ja käyttää pyörämoottoria vain tarvittaessa.
Tieteelliset instrumentit ovat osoittaneet huomattavaa pitkäikäisyyttä muutamista tapauksista huolimatta. SisäänHuhtikuu 2005, NASA havaitsi, että APXS-spektrometrianturit vaihdettiin kahden roverin kokoonpanon aikana ja käytettiin toistensa kalibrointitietoja. Spektrometrit saamat tiedot oli korjattava. Mukaan NASA , aiheuttama virhe käännellen olisi pienempi kuin mittausepävarmuuksien, eikä Tieteelliset johtopäätökset kyseenalaiseksi.
26. huhtikuuta 2005, kun se eteni kohti Erebus- kraatteria , Opportunity huomasi olevansa juuttunut 200 m: n päähän jälkimmäisestä hiekkakammioon, jonka kuusi pyörää oli 80% haudattu erittäin hienoon tummaan materiaaliin, jonka talkki oli sakeutta ja tuulet laskeutuivat. Kumpu oli vain 30 cm korkea, eikä se osoittanut mitään erityisyyttä muihin tasankoa kulkeviin aaltoiluihin verrattuna. Suihkumoottorilaboratorion teknikoiden täytyi liikkua viisi viikkoa kääntääkseen Opportunity tuumalta tuumalle. 4. kesäkuuta 2005, oikea etupyörä onnistuu puremaan kiinteämmään maahan pölykerroksen alla. Rover voi poistaa riittävän muut pyörät takaisin kosketukseen kiinteän, vakaa maahan.
Vuosien kokemus Marsin ja päivityksiä navigointi ohjelmisto , Opportunity tulee yhä itsenäinen. Vuonna 2010 se pystyi siten ohittamaan esteet ilman maanpäällisten toimijoita tai jopa valitsemaan kivet analysoitavaksi yksin tarkkojen kriteerien, kuten koon, muodon ja kirkkauden mukaan.
Loppu kesäkuu 2010Marsin maalla vietetyn 2294 päivän jälkeen Opportunity ylitti Marsilla kuljetun 21,7 kilometrin, 36 kertaa suunnitellun matkan ja yli 25 kertaa matkan nimellisen keston.
Sisään maaliskuu 2015Opportunity- kuljettaja on käynyt maratonin matkan yli 42,195 kilometriä .
NASA antoi seuraavan tehtävän Mars Exploration Rover lanseeraamalla vuonna 2011 (alun perin 2009) operaation Mars Science Laboratory nimeksi Uteliaisuus . Tämä yksi, joka on kehitetty yhteistyössä useiden Euroopan maiden tieteellisen laitteiston, perustuu 775 kg: Rover (vastaan 185 kg varten mer) sisältäen 70 kg tieteellisten instrumenttien (vastaan 6 kg varten Spirit ja Opportunity ): nämä ovat osittain omistettu elämän etsimiseen. Tämä Rover enää käyttää aurinkoenergiaa , mutta radioisotooppinen termosähkögeneraattori käyttämällä radioaktiivista lähdettä: Tämän energialähteen pitäisi mahdollistaa se paljon suurempi autonomia (jopa 100 km: n yli 1000 päivää), ja käyttämällä suuren -power laserin avulla on mahdollista sublimoida pikkukivi, jonka halkaisija on yli 5 mm 9 metrin etäisyydellä, ja analysoida UV- spektrometrin tuottama plasma . Lisäksi rover voi työskennellä jatkuvasti huolimatta vuodenajoista. Ansiosta uusi ilmakehän paluu ja lasku tekniikassa Rover voi laskeutua, jolla on parannettu tarkkuus (20 x 20 km: n päässä ellipsin vs. 20 x 150 km: n päässä ja MER) ja laskeutumispaikan alue on paljon suurempi: maksimikorkeus 2 km: n päässä sen sijaan 1,3 km: n päässä ja leveyttä välillä -60 ° ja + 60 ° (MER -15 ° ja + 10 °). Liikennettä helpottaa maavara 66 cm (30 cm MER: lle).
Mars Sample Return on erittäin kunnianhimoinen tehtävä, jonka NASAn ja Euroopan avaruusjärjestön on kehitettävä yhteistyössäpaljon myöhemmin (vuoden 2020 jälkeen). Tämän tehtävän tarkoituksena on tuoda takaisin näytteitä Marsin maaperästä. Viimeisessä skenaariossa kehittyi lopussa 2009, siihen liittyy käynnistää kolme erillistä antureista a Rover vastaava malminetsinnän Marsin maaperän ja kerätä näytteitä; toinen tehtävä käynnistetään neljä vuotta myöhemmin kuljettaayksinkertaistettu Rover vastaa hakemalla kerätyistä näytteistä ensimmäisen Rover ja saattaa ne takaisin lasku moduulin toisen koettimen, joka sisältää myös nousu vaiheessa. Jälkimmäinen sijoittaa näytteet sisältävän osaston Marsin kiertoradalle, ennen kuin hän suorittaa kohtaamisliikkeen kolmannella koettimella, joka on vastuussa näytteiden tuomisesta takaisin maapallolle. Tehtävä on nyt projektin vaiheessa.
Kasteen nimet kahden rovers Spirit ja Opportunity valittiin8. kesäkuuta 2003NASAn järjestämän kilpailun jälkeen . Voittaja on yhdeksänvuotias tyttö nimeltä Sofi Collis, syntynyt Siperiasta ja Arizonassa asuvan amerikkalaisen perheen adoptoima .
NASA lähetti kiinnitetty Mars Lander, joka on DVD , joka sisältää 4 miljoonaa henkilöiden nimet, jotka toivovat olla muistomerkki tulisi pysyä ehjänä miljardeja vuosia.
Kaksi asteroidit kanssa 7,9 vuoden kiertoradalla välillä Mars ja Jupiter oli nimetty Rovers : (37452) Spirit halkaisija on 4-9 km, ja asteroidi (39382) Mahdollisuus halkaisija on 3 kohteeseen 7 kilometrin . Molemmat löydettiin24. syyskuuta 1960Ingrid van Houten-Groeneveldin Cees J. van Houten, ja Tom Gehrels käyttäen teleskooppeja klo Caltech n Mount Palomar Observatory . Ne ovat osa pientä asteroidiluokkaa, nimeltään Hilda-ryhmä, joiden orbitaalinen resonanssi on 3: 2 Jupiterin kanssa : joka kerta, kun Jupiter suorittaa kaksi kiertorataa Auringon ympäri , nämä asteroidit täyttävät kolme.
NASAn tehtävien aikana kuolleiden astronauttien muistoksi on nimetty useita paikkoja . Spirit Rover laskeutumispaikan nimettiin Columbia Memorial asemalta ja Hills nimettiin Columbia Hills , muistoksi seitsemän astronauttia, jotka menehtyivät avaruussukkula Columbia räjähdys , matkan aikana vaiheen tunnelma STS-107 tehtävänä , The 1. st helmikuu 2003. Suurivahvisteisen antennin takaosaan on kiinnitetty alumiininen muistolippu, halkaisijaltaan hieman yli kuusi tuumaa, jonka avulla Henki voi kommunikoida suoraan maan kanssa. Kukkulat, jotka ympäröivät Spirit- roverin laskeutumispaikkaa, on nimetty astronauttien mukaan, jotka kuolivat Apollo 1 -tulessa Virgil I. "Gus" Grissomissa , Edward White ja Roger B. Chaffee .