Spirit (космический зонд)

Дух (MER-A)

Mars Rover Spirit (MER-A), впечатление художника
NSSDC ID 2003-027A
Цель миссии Марс , кратер ГусеваШаблон: инфобокс зонд / обслуживание / цель
оператор Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространстваНАСА НАСАШаблон: Инфобокс зонд / техобслуживание / оператор
Пусковая установка Дельта II 7925Шаблон: Инфобокс зонд / техническое обслуживание / ракета-носитель
строительство
Взлетная масса 1063 кгШаблон: Инфобокс зонд / обслуживание / пусковая масса
Ход миссии
Дата начала 10 июня 2003 г., 17:58 UTCШаблон: зонд информационного окна / обслуживание / дата начала
стартовая площадка Мыс Канаверал , LC-17AШаблон: Инфобокс зонд / обслуживание / стартовая площадка
Дата окончания 25 мая 2011 г. (потеряна связь)Шаблон: зонд информационного окна / обслуживание / дата окончания
Сравнение размеров MER и марсохода Sojourner
Запуск Spirit на ракете Delta II
Место посадки в кратере Гусева , к юго-западу от кратера Бонневиль , самого большого на снимке.

Дух ( английский для духа , души ) является американский космический зонд запущен с помощью НАСА в июне 2003 года , чтобы исследовать планету Марс . Первоначально он назывался Mars Exploration Rover A , сокращенно MER-A , а после запуска был переименован в Spirit. Spirit приземлился в кратере Гусева 4 января 2004 года . Место посадки названо «Мемориальная станция Колумбии» в честь космонавтов , погибших в результате катастрофы в Колумбии .

С 22 марта 2010 года нельзя было установить контакт с зондом. Поскольку все попытки связаться с Spirit в течение следующего года были безуспешными, НАСА прекратило активный контакт с марсоходом 25 мая 2011 года, что соответствует фактическому завершению миссии.

Сводный зонд Opportunity (MER-B) приземлился 25 января 2004 года в Меридиани Планум и был активен до 10 июня 2018 года.

миссия

Spirit искал следы любой ранее существовавшей воды и геологически исследовал место посадки. Ученые со всего мира надеялись получить новое понимание истории марсианского климата на основе результатов. Кратер Гусева был выбран в качестве научной цели в сложном процессе, поскольку на изображениях космических аппаратов Mars Global Surveyor и 2001 Mars Odyssey обнаружены ярко выраженные следы бывшего озера.

С технической точки зрения посадка в кратере Гусева была одной из самых сложных, так как в этом районе могут быть очень сильные ветры. Однако после модификации посадочного модуля инженеры НАСА, участвовавшие в проекте, дали добро на миссию. Единица посадки определяется на основе трех изображений, сделанных незадолго до посадки, и высококонтрастных характеристик, таких как Б. Кратер оценил горизонтальную скорость посадочного модуля. Определенные таким образом горизонтальное направление и скорость движения впоследствии могут быть уменьшены специальной системой двигателя. Это позволило окончательно выбрать в качестве места посадки наиболее важную с научной точки зрения цель - кратер Гусева.

Первоначально продолжительность миссии должна составлять гарантированные 90 дней, но Spirit значительно превысил ее. Миссия регулярно продлевалась. Марсоход застрял в песке с апреля 2009 года. До января 2010 года попытки освободить его с помощью маневров были безуспешными. 22 марта 2010 г. последние сигналы уловил Spirit. Предполагалось, что марсоход находится в состоянии глубокого сна, так как была марсианская зима. В надежде, что марсоход сообщит о восходе солнца, НАСА начало коммуникационную кампанию, продлившуюся несколько месяцев. Поскольку все попытки связи оказались безуспешными, марсоход был оставлен НАСА 25 мая 2011 года.

Всего Spirit отработал на поверхности 2210 марсианских дней (солей) и прошел 7730 м на поверхности Марса. Всего с помощью камер (панорамных и навигационных) было передано 156 002 записи, из которых 6315 записей были сделаны камерой микроскопа. 367 измерений было выполнено с помощью рентгеновского спектрометра AXPS и 932 измерения - с помощью мессбауэровского спектрометра .

Технология зонда

Два марсохода Spirit и Opportunity были идентичны. Поэтому более подробное описание технологии можно найти в разделе Mars Exploration Rover .

В отличие от Mars Pathfinder , Spirit был не стационарной наземной станцией, а мобильным роботом под названием «марсоход». Он был 1,6 м в длину, до 1,5 м в высоту и весил 185 кг. Согласно спецификации, он должен иметь возможность преодолевать около 100 м, в общей сложности около 3 км, в день, в зависимости от условий поверхности, и оставаться на поверхности планеты до шести месяцев. Это превышало возможности его предшественника Sojourner в миссии Mars Pathfinder в 1997 году примерно в 60 раз. Марсоход был создан даже НАСА, как называли его «геолог-роботы» (геолог-робот), и имел шесть независимо приводимых колес на телескопических ножках в форме ходул. В дополнении к различному он носил панорамную - (Pancam), навигацию - (navcam) и камеру обнаружения опасности (hazcams - распознавание опасности камера) поворотную руку с рок - микроскопом (также с камерой), множество спектрометров ( МёссбауЗр , альфа - частиц , инфракрасный ) и механический инструмент, который мог отряхивать поверхность породы и просверливать несколько миллиметров глубиной на несколько квадратных сантиметров, чтобы иметь возможность исследовать внутреннюю часть доступной породы (крыса - инструмент для истирания горных пород) Колеса перемещаются индивидуально и используются не только для передвижения, но также могут использоваться как скребки для выкапывания земли и, таким образом, механического и фотографического исследования профиля почвы на несколько сантиметров . У марсохода были перезаряжаемые батареи через солнечные батареи, и он был усыплен до заката для экономии энергии и снова «просыпался» по радиосигналу после восхода солнца. С помощью своих антенн устройство могло отправлять изображения и результаты измерений либо на орбитальные аппараты НАСА и ЕКА, используемые в качестве промежуточных станций на Землю, либо непосредственно на Землю и получать оттуда команды. Из-за относительно длительного времени прохождения сигналов с Земли (в зависимости от расстояния между планетами до 22 минут) марсоход должен был иметь возможность в определенной степени автономно действовать со своими бортовыми компьютерами.

Ход миссии

1-я половина 2004 г. - основная миссия

После семи месяцев полета и расстояния 487 миллионов километров зонд вошел в атмосферу Марса 4 января 2004 года. Первоначально он был замедлен в атмосфере до скорости звука, защищенный тепловым экраном. Затем развернулся парашют с прикрепленной к нему ракетной системой над зондом, которая должна была компенсировать горизонтальные движения в атмосфере. Незадолго до приземления защитные подушки безопасности вокруг зонда были внезапно надуты. Затем последние несколько метров над поверхностью покрылись свободным падением. После того, как посадочный модуль остановился, подушки безопасности снова были спущены. Spirit приземлился к югу от марсианского экватора в кратере Гусева в 5:35 по центральноевропейскому времени . Затем Spirit прислал первые цветные изображения Марса с высоким разрешением. Разрешение изображений в три раза превышает разрешение изображений Mars Pathfinder . Они показали пустынный пейзаж из красно-коричневого песка и камней .

В течение первых нескольких дней наземная группа НАСА пыталась убрать с дороги остатки системы приземления с подушками безопасности, разработанной ILC Dover , которая защищала Spirit во время финальной фазы приземления. Они заблокировали переднюю рампу, которую марсоход должен был использовать для выхода из посадочного модуля. Кроме того, с помощью небольших детонаторов были ослаблены кабельные соединения в области центральных колес и анкеров, которые крепили манипулятор Spirit. С момента приземления Spirit было взорвано 126 таких детонаторов. Только тогда Spirit мог встать и развернуть передние и задние колеса. Всего у посадочной площадки три аппарели. Поскольку подушки безопасности продолжали блокировать переднюю рампу, марсоход повернул на 120 градусов по часовой стрелке, чтобы выйти из посадочного модуля через уклоняющуюся рампу, обращенную к северо-западу.

Покинув посадочную площадку, марсоход преодолел расстояние в три метра и в течение двух дней исследовал химические и минералогические условия с помощью устройств, установленных на манипуляторе робота. Впервые первые снимки можно было сделать с помощью микроскопа на другой планете.

Погода на Марсе продолжала складываться хорошо. В течение марсианского лета температура колебалась от минус 10 до минус 75 градусов по Цельсию, и атмосфера не была омрачена песчаными бурями .

Кратер Гусева на юго-западе
Комплекс East Hill на восточном горизонте, позже переименованный в Columbia Hills.

Первый исследуемый камень находился в двух метрах от него и был назван учеными НАСА Адирондак . Spirit потребовалось 30 минут на этот маршрут, реальное время в пути - всего две минуты. Камень "Адирондак" должен был быть исследован с помощью микроскопа, а затем с помощью двух приборов из Германии: мессбауэровского спектрометра от физика Гёстара Клингельхёфера из Майнца и APXS ( рентгеновский спектрометр альфа-частиц ) от химического института им .

21 января ( 18 сол ) наземная группа НАСА в Пасадене внезапно потеряла связь со Спирит. Не удалось получить научно-технические данные в отведенное время. НАСА первоначально обвиняли в шторм над Австралией для радиомолчание . На следующий день зонд отправил ограниченный объем данных в ответ на команду из центра управления. Основываясь на этих элементарных данных, можно было определить, что компьютер Spirit постоянно перезагружался, всего около 130 раз. Причина перезапуска заключалась в том, что в файловой системе компьютера хранилось слишком много файлов, а области хранения, необходимые для работы ровера, были перезаписаны. После того, как марсоходу было дано указание удалить эти данные и перезапустить управляющий компьютер, нормальная работа могла быть возобновлена ​​6 февраля (33 сол).

В первый научный рабочий день после неудачи Спирит провел щеткой по поверхности камня, крещенного Адирондаком, на площади 4,5 сантиметра. Впервые в истории беспилотных космических путешествий в камне на другой планете была просверлена дыра. Исследователи надеялись, что анализ отверстия глубиной 2,4 мм и диаметром 45 мм даст представление о геологическом составе камня.

Адирондак , первый объект исследования Spirit
Sleepy Hollow с принтами из подушек безопасности
Историческое первое бурение камня на Марсе

Оказалось, что окружающие породы имеют базальтовую природу и не проявляют влияния воды. Вот почему первой долгосрочной целью, выбранной НАСА, стал кратер Бонневиль . Там надеялись получить доступ к более глубоким пластам горных пород. Около 90-го Солнца Дух достиг этого кратера, но он казался геологически совершенно неинтересным по сравнению с окружающей средой. Поэтому было решено, несмотря на его короткий срок службы в 90 дней и запланированный 600-метровый маршрут, отправить марсоход к холмам Колумбия, находящимся на расстоянии более 2 км , что представляло собой последнюю надежду на то, что все еще можно встретить следы воды.

2-я половина 2004 г. - Columbia Hills

Спирит ехал по прямой от кратера Бонневиль в сторону холмов Колумбия . Маршрут был точно указан инженерами только на труднопроходимой местности. Однако большую часть времени марсоход ездил в автономном режиме. Он достиг холма 158-го числа Солнца, проехав более трех километров. У подножия холмов Колумбия были обнаружены многообещающие породы, в том числе необычно выветрившаяся скала, названная Горшком с золотом . Спириту было трудно проанализировать этот камень, потому что, в отличие от изученных ранее камней, он находился на неровной и скользкой местности. После детального изучения с помощью рентгеновского спектрометра AXPS и мессбауэровского спектрометра выяснилось, что этот камень содержит гематит . Этот камень может образовываться, помимо прочего, в связи с водой.

Поскольку энергия, производимая солнечными панелями, продолжала снижаться из-за падающего положения солнца и отложений пыли, был введен так называемый режим глубокого сна (как и в случае с Opportunity). Ночью марсоход полностью выключается для экономии энергии, а также из-за риска повреждения инструментов.

После нескольких экзаменов по вождению восхождение на холмы Колумбия началось 184 сол . Маршрут был выбран таким образом, чтобы солнечные элементы Spirit всегда были ориентированы на солнце как можно дальше. Тем временем было измерено, что правое переднее колесо имеет повышенное сопротивление току. Чтобы разгрузить этот байк, все дальнейшие поездки делались задним ходом. Другой необычный камень под названием Хлодвиг был исследован на 205 сол . В спектре, зарегистрированном мессбауэровским прибором, была обнаружена четкая подпись железосодержащего минерала гетита . Гетит содержит воду в форме гидроксила как часть своей структуры. Это считается одним из самых безопасных ключей к разгадке воды на красной планете, поскольку гетит образуется только в соединении с водой.

Дух также привел ряд успешных тестов связи с зондом Mars Express в ESA по. По большей части связь по-прежнему осуществляется через зонды NASA Mars Odyssey и Mars Global Surveyor .

1 полугодие 2005 г. - восхождение на Мужские холмы.

Спирит пробыл на Марсе в течение земного года и медленно поднялся на холм, называемый Мужским холмом . Это оказалось непросто, так как путь проходил через множество каменистых препятствий и песчаных участков. Это часто приводило к тому, что колеса марсохода пробуксовывали, и предполагаемое расстояние не проходило.

В феврале компьютер получил обновление программного обеспечения от Spirit, чтобы он мог работать еще более автономно.

Spirit in the Columbia Hills , искусственно созданное фотореалистичное изображение

Кроме того, количество полученной энергии продолжало уменьшаться, несмотря на увеличившийся наклон к солнцу, из-за относительно толстого слоя пыли на солнечных панелях в отличие от сестринского зонда Opportunity . Между тем, Spirit наблюдал увеличение количества пылевых дьяволов в это время года , что говорит о том, что в это время года в кратере Гусева очень ветрено. Примерно 9 марта 2005 года один из этих пылевых дьяволов врезался в марсоход и освободил солнечные элементы от скопившейся пыли. Уровень энергии вырос до 800 ватт-часов в сутки. Это означало, что у Духа было почти вдвое больше энергии, чем до этого очистительного мероприятия .

Чем выше поднимался марсоход, тем интереснее он казался с научной точки зрения. 407 -м солом под вершиной был достигнут горный хребет, называемый Ларри-Лукаут, и были сделаны панорамные фотографии местности. Рядом были исследованы скалы Пасо Роблес и песок, взбалтываемый колесами Spirit. Светлый серосодержащий материал был идентифицирован с помощью рентгеновского спектрометра AXPS. Кроме того, здесь была измерена самая высокая концентрация соли, измеренная на сегодняшний день на скале или земле Марса. На основе информации, полученной с других инструментов, было сделано предположение, что основным компонентом является соль сульфата железа с встроенными в нее молекулами воды.

2-я половина 2005 г. - Саммит Husband Hill

Маршрут Spirit от места посадки до холмов Колумбия
и отображать информацию об изображении
Панорама Мужских холмов

К августу Spirit был всего в 100 метрах от вершины. Оказалось, что у Мужского холма есть две вершины, одна из которых немного выше другой. 29 сентября, 618-го дня Марса, Spirit достиг настоящей вершины Мужского холма. Марсоход стал первым космическим зондом, покорившим гору на странном небесном теле. Общая пройденная дистанция составила 4973 метра. Саммит был довольно пологим. Spirit сделал 360-градусную панораму в истинных цветах с вершины, которая включала весь кратер Гусева. Ночью марсоход наблюдал за двумя марсианскими спутниками Фобосом и Деймосом, чтобы еще точнее определить их орбитальные параметры. Также были предприняты попытки сфотографировать метеоры, поскольку в это время Марс двигался через метеорный поток кометы Галлея.

На 656-м соле Spirit провел наблюдения за небом Марса и атмосферной проницаемостью, используя панорамную камеру для проведения скоординированных исследований с космическим телескопом Хаббла на околоземной орбите.

С вершины Дух мог видеть заметное образование, домашнюю плиту , в долине . Однако позже Spirit пришлось продолжить путь к холму МакКул , чтобы зимой выровнять солнечные панели по направлению к солнцу. Итак, в конце октября он начал спуск с Мужского холма и направился в эту долину, где он должен был посетить Хоум Плейт, а затем и этот холм.

Спускаясь вниз, Спирит достиг горного образования под названием Команч на 690 сол. Оказалось, что эта порода на 16-34% состоит из карбоната магния-железа. Этот минерал образуется во влажных средах с нейтральным pH, но растворяется в кислых жидкостях. Здесь было обнаружено важное указание на то, что некислая вода должна была существовать и на Марсе.

1-я половина 2006 г. - поездка в Мак-Кул-Хилл.

Спуск Мужа Хилла был стремительным. По пути к своей тарелке Spirit миновал поле дюн под названием Эльдорадо .

10 февраля Spirit достиг домашней плиты и определил, что это остывшее вулканическое образование, показывающее заметную слоистую структуру. Однако сейчас была зима, и было решено прервать исследование домашней плиты и попытаться достичь северной стороны холмов МакКул с помощью марсохода, чтобы привести ее в благоприятный наклон к солнцу во время наступающей марсианской зимы. . Теперь всегда было заблокировано правое переднее колесо марсохода, которое давно вело себя заметно. Отныне Spirit должен был протащить неисправное колесо через другие пять колес, но это колесо действовало как якорь, и марсоход едва мог двигаться вперед. Вдобавок стало труднее ехать прямо.

Время до наступления зимы стало слишком коротким, чтобы отправить марсоход на северный склон холмов МакКул. До того, как энергия иссякнет, было решено поехать в Low Ridge Haven, всего в нескольких метрах от него , где Spirit должен иметь достаточный уклон к солнцу зимой. Наконец, Spirit достиг этой точки, что позволило впасть в спячку при 12-градусном наклоне солнца. Расстояние до этой точки составляло 6876 метров.

Зимой был проведен многоступенчатый эксперимент: примерно один миллиметр почвы был удален с помощью инструмента для шлифования камня, проанализирован с помощью мессбауэровского спектрометра и сфотографирован с помощью камеры микроскопа и всех 13 цветных фильтров панорамной камеры. Всего это было проделано 3 раза. Кроме того, была записана еще одна панорама местности с высоким разрешением под названием Пан Мак-Мердо .

2-я половина 2006 г. - Low Ridge Haven

Подъездная дорожка для духов рядом с Homeplate. Дух впадал в спячку один раз около Низкого хребта , один раз на северном склоне Винтерхейвена и в Трое.

Spirit находился на поверхности Марса 1000 марсианских дней и находился под углом 12 градусов к солнцу в Low Ridge Haven , что должно было провести марсоход через зиму. Зимой 18 августа выработка энергии солнечными элементами упала до 275 ватт-часов на соль. Во время зимнего пребывания Spirit получил новое программное обеспечение. Это позволило ему быстрее обрабатывать изображения, а роботизированная рука получила возможность работать еще более автономно. Для определения каких-либо изменений были проведены долгосрочные наблюдения за землей, взбалтываемой неподвижным колесом.

29 июля Spirit пережили самую холодную ночь на Марсе на сегодняшний день. Модельные расчеты показали, что температура у поверхности должна была упасть примерно до минус 97 градусов.

Поскольку правое переднее колесо все еще было дефектным при первом испытании на вождение после этой зимы, более длинные дистанции были невозможны. Спирит направился в Кремниевую долину, очень маленькую долину к востоку от Домашней плиты.

1 полугодие 2007 г. - Кремниевая долина

Видео пыльного дьявола в кратере Гусева, усиленный контраст. Его диаметр составляет около 34 метров.

Spirit записал последовательности изображений с помощью навигационной камеры, чтобы обнаружить пылевых дьяволов, движущихся по равнине. Регион записывается несколько раз, и изображение сохраняется только при его изменении. Таким образом можно было сразу отбросить неинтересные изображения наблюдения. Марсоход поехал обратно в место под названием Тайрон . Здесь марсоход с застрявшим колесом в долгом путешествии взбалтывал землю, и обнажался белый и желтый песок. Здесь также определился соленый состав. Было решено вернуться к родной пластине, которую Spirit не смог проанализировать до наступления зимы. По пути ученые исследовали промежуточный хребет Митчелтри, чтобы выяснить, является ли это образование продолжением Домашней плиты или независимым слоем породы.

В мае было тщательно обследовано еще одно проблемное место под названием Гертруда Вайзе . Этот песок на 90% состоял из силикатов . В большинстве случаев для создания такого концентрированного силикатного слоя требуется вода. Возможное происхождение силикатных отложений могло быть связано с влиянием песка с кислым паром, образовавшимся в результате вулканической деятельности. Другая возможность заключается в том, что причиной изменений является вода из горячего источника. Домашняя плита и ее окрестности могли быть затронуты гидротермальной системой миллионы лет назад. Это создало бы хорошие условия для жизни на Марсе .

2-я половина 2007 г. - глобальная пыльная буря

Взбитый, богатый силикатами песок в Гертруде Вайсе

В начале второй половины 2007 года начала формироваться серьезная глобальная песчаная буря, которая случается только каждые 3 марсианских года. Это серьезно повлияло на дальнейшую работу обоих марсоходов. Значение росы, которое измеряет проницаемость атмосферы для солнечного света, резко выросло в течение недели, так что только 8,7% прямых солнечных лучей достигали земли, а выработка энергии марсоходом упала с 750 до 490 ватт-часов на соль. Для человека на Марсе атмосфера во время шторма будет похожа на облачное небо и туманный воздух на Земле. В середине августа уровень энергии стабилизировался на уровне 260–300 ватт-часов на соль, и Spirit снова смог заняться меньшими видами деятельности.

Одной из целей здесь был камень Innocent Bystander ( сторонний наблюдатель ), названный так потому, что он был случайно сломан, когда его перевернули колеса Spirit. Это оказалось находкой, поскольку позволило проанализировать внутренние области камня. Были доказательства того, что этот объект мог образоваться в фумароле или горячем источнике.

В сентябре после нескольких попыток Spirit смог выехать на поверхность домашнего стола для проведения подробных исследований. После того, как шторм утих, атмосфера снова стала более проницаемой, но взорванная пыль начала оседать на солнечных элементах. Вскоре приближалась третья зима и ситуация с энергоснабжением становилась все более опасной, и снова пришлось искать место для зимовки. Место было выбрано в северо-западном углу домашней плиты, чтобы марсоход можно было припарковать с крутым уклоном на север. Марсоход плохо продвинулся с заклинившим колесом и застрял в песчаной лощине под названием Тартар . Дух смог освободиться от него, но время в начале зимы становилось все меньше. Вот почему на Земле было решено повторно ввести время Марса (как и вначале), чтобы использовать время как можно оптимальнее. Спустя три недели Spirit смог добраться до зимовки.

К 17 декабря Spirit пролетел по Марсу 7 527 метров.

1 полугодие 2008 г. - спячка

Основное беспокойство по-прежнему вызывала энергетическая ситуация Духа. Поэтому была предпринята попытка припарковать марсоход на северном склоне Home Plate как можно круче. Чтобы ровер перезимовал, нужен был уклон около 30 градусов. По состоянию на конец декабря 2007 года 60% солнечных элементов были покрыты пылью, что на сегодняшний день было самым сильным покрытием. Предполагалось, что к зимнему солнцестоянию 26 июня степень покрытия увеличится до 70%. До февраля марсоход спускался по склону небольшими, иногда всего сантиметровыми спусками. Угол наклона к северу составил 29,9 градуса. Это должно дать марсоходу шанс пережить зиму. Насколько хватило энергии, была сделана еще одна панорама дома под названием Bonestell в высоком разрешении . Иногда никаких действий не производилось, заряжались только аккумуляторы. Связь с землей также была минимизирована, и все ненужные инструменты были отключены. К зимнему солнцестоянию производство энергии упало до 225 ватт-часов на один соль.

2-я половина 2008 г. - зимняя песчаная буря.

Spirit преодолел 7 528 метров за 1715 Марсианских дней (Sols) и все еще находился на северном склоне Домашней плиты. В октябре Spirit начал перемещаться со своей позиции обратно на домашнюю тарелку. Но прямо сейчас, при и без того низком уровне выработки энергии, к середине ноября возле кратера Гусева назревала местная пыльная буря, и количество произведенной энергии упало до 89 ватт-часов, что является абсолютным минимумом за время работы обоих марсоходов. Несмотря на все меры по энергосбережению, марсоходу для работы требовалось не менее 141 ватт-часов, поэтому марсоходу приходилось полагаться на внутреннюю батарею. Также проблематичным было то, что сейчас произошло соединение Солнца, во время которого Марс находится за Солнцем, если смотреть с Земли, и поэтому никакие сигналы от зондов Марса не могли достичь Земли в течение двух недель. Марсоход был сам по себе. После этого соединения Дух снова вышел на связь, подтвердив, что он пережил эту местную песчаную бурю, а позже покинул свои зимние апартаменты.

1 полугодие 2009 г. - песколовка

Рядом с Троей , где в мае 2009 года застрял Spirit.

Spirit начал объезжать Home Plate с севера, так как прямой путь через эту возвышенность был непроходимым. Следующей целью был вулканический хребет под названием «фон Браун» южнее Домашней плиты. Spirit пролетел 7726 метров и находился в районе, называемом «Западная долина», рядом с домашней тарелкой. 1 мая 1892 года марсоход вошел в контакт с очень рыхлым мягким материалом в Западной долине. При этом колеса Spirits вкопались в рыхлый грунт. Во время первых попыток спасения марсоход продвинулся только на сантиметры. Были опасения, что днище транспортного средства может коснуться камня. По этой причине с помощью камеры микроскопа на руке робота были сделаны нечеткие изображения нижней стороны, что, по крайней мере, помогло приблизительно оценить ситуацию. В результате нескольких мероприятий по очистке от ветра производство электроэнергии 27 мая выросло до 843 ватт-часов, а позже даже до 945 ватт-часов в день. Это дало Духу достаточно энергии для повторных исследований, пока инженеры пытались воссоздать ситуацию с помощью тестового вездехода на Земле.

Марсоход использовал свои инструменты, чтобы исследовать взорванный песок, который оказался смесью базальта и материалов, богатых силикатами. Было также установлено, что поверхность богатого силикатами материала образует корку. Это могло быть образовано под воздействием воды, в которой водорастворимые сульфаты железа высвобождаются, а оставшиеся сульфаты кальция затвердевают.

2-я половина 2009 г. - Free Spirit

Вращающиеся колеса при попытке изгнать духа из песчаной ловушки (Сол 2117).

Чтобы не загнать марсоход дальше в песок из-за неверных команд навигации, текущее положение марсохода было проанализировано с максимальной точностью. Кроме того, были предприняты попытки максимально точно смоделировать положение марсохода на Земле с помощью инженерной модели, чтобы определить оптимальные перемещения марсианского песка. В то же время НАСА начало медиа-кампанию под названием Free Spirit (англ. «Liberate Spirit», но также «Free Spirit»), чтобы позволить общественности участвовать в процессе.

Оказалось, что Spirit проехал по кратеру, заполненному песком и покрытому более твердой коркой, и при этом рухнул; кратер получил название Скамандер . После нескольких месяцев испытаний на Земле начались первые попытки вытеснить Spirit из песчаной ловушки.

Через шесть месяцев были отправлены первые команды движения, которые предусматривали перемещение Spirit в два отдельных этапа, каждый на 2,50 метра к северу. Однако из-за ожидаемого пробуксовки колес и результирующего «пробуксовки» предполагалось, что реальный выигрыш на местности будет только в миллиметровом диапазоне. Первый экзамен по вождению был автоматически отменен компьютером Spirit из-за превышения определенных параметров безопасности. В течение следующих нескольких недель было совершено несколько таких поездок, но они управляли движениями только в миллиметровом диапазоне. Новое положение марсохода тщательно анализировалось после каждой поездки. Во время попытки спасения вышло из строя правое заднее колесо марсохода, так что у Spirit было всего четыре рабочих колеса. Ситуация с Духом становилась все более и более критической из-за приближающейся марсианской зимы и постоянно сокращающегося энергоснабжения.

1-е полугодие 2010 г. - Marswinter в Трое.

Марсоход Spirit находится на Марсе шесть лет, то есть 3,2 марсианских года. Он застрял в песке с 1 мая 2009 года и не смог освободиться даже после маневров, которые проводились с ноября 2009 года. Самым проблемным в то время был угол наклона марсохода и, следовательно, выравнивание солнечных элементов. Существовал риск того, что марсоход больше не сможет производить достаточно энергии приближающейся марсианской зимой, чтобы согреть его электронику. Поэтому в ближайшие недели в зависимости от доступной энергии работы по освобождению марсохода были сокращены. По оценкам НАСА, если условия останутся прежними, у Spirit может закончиться энергия в мае.

26 января 2010 года НАСА объявило, что все попытки освободить Spirit от песка были прекращены. Марсоход следует продолжать использовать как стационарную исследовательскую платформу. Вам следует только попытаться наклонить марсоход как можно дальше к солнцу, чтобы обеспечить подачу энергии.

Последнее движение колес произошло 8 февраля 2010 года, но не принесло ожидаемого изменения наклона марсохода и, следовательно, не привело к более благоприятному выравниванию солнечных элементов. В целом с середины января Spirit переместился на 34 сантиметра, а его солнечные панели были выровнены только под 9,5 градуса к солнцу. Так что ситуация была довольно неблагоприятной, но руководители миссий были оптимистичны, что Spirit переживет зиму. 27 апреля 2010 года для Spirit было 2245 сол. В этот день он должен был еще функционировать; поскольку в то время он уже находился в режиме пониженного энергопотребления, он побил бы « рекорд долговечности » Viking 1 . Таким образом, Spirit был бы самым продолжительным действующим космическим зондом на Марсе в то время. Через 21 день после фактического дефекта в Spirit, сестринский зонд Opportunity побил рекорд.

2-я половина 2010 г. - попытки общения

Последние радиосигналы с марсохода были получены 22 марта 2010 года - с тех пор Spirit хранил молчание. НАСА заподозрило, что марсоход перешел в фазу глубокого сна из-за низкого заряда батареи, при этом все системы, включая связь, были отключены. Тем временем, однако, батареи будут продолжать заряжаться энергией, вырабатываемой солнечными элементами. Однако, поскольку транспортное средство не могло быть оптимально выровнено по солнцу до зимы, этой энергии, вероятно, было недостаточно для снабжения нагревательных элементов достаточной энергией, поэтому температура внутри датчика упала до -55 ° C, и цепь платы были повреждены холодом. Должна была прийти бортовая электроника. Как только уровень заряда станет достаточным для возобновления работы, появится шанс, что марсоход автоматически проснется и снова начнет общаться. Этот статус называется «Solar Groovy».
После зимнего солнцестояния в южном полушарии 13 мая 2010 года температура и продолжительность солнечного сияния снова увеличились.
В случае ошибки времени миссии из-за прерывания работы внутреннего хронометра марсоход сначала будет слушать радиосигналы только один раз в час в течение 20 минут после пробуждения, чтобы сэкономить энергию, но не будет активно передавать. Чтобы решить эту проблему, с 28 июля 2010 г. несколько раз в час отправляются так называемые сигналы «Sweep & Beep», которые информируют ровер о доступности активной удаленной станции. Ровер должен ответить на это звуковым сигналом в X-диапазоне и переключиться в режим настройки.
Однако до конца года сигналы радиобуев не поступали, несмотря на прямой запрос на трансляцию.

1-я половина 2011 г. - продолжающееся молчание и завершение миссии.

В дополнение к программе «Sweep & Beep», которая началась в середине 2010 года, ежедневное временное окно для общения было расширено до нескольких уровней. Это произошло в том случае, если часы марсохода отклонились от времени миссии больше, чем ожидалось, и марсоход обменивался данными в то же время, что и марсианский разведывательный орбитальный аппарат. Самая большая продолжительность солнечного сияния для марсохода в марсианский год была достигнута примерно 10 марта 2011 года, что также является самым высоким уровнем производства энергии солнечными элементами. С тех пор продолжительность солнечного сияния снова уменьшилась. Чтобы противостоять возможному выходу из строя основной системы связи марсохода в диапазоне X, с середины марта 2011 года были реализованы две дополнительные стратегии: с одной стороны, орбитальные аппараты Марса вызвали отдельную систему УВЧ-связи, служащую ретрансляторами связи, и с другой стороны, он был активирован резервным выходным каскадом передатчика диапазона X, запрошенным от марсохода. Несмотря на все усилия по коммуникации, сигнал от Духа получить не удалось. 25 мая 2011 года НАСА объявило о прекращении своих усилий.

Научные результаты

В отличие от впечатляющих открытий, сделанных сестринским зондом «Оппортьюнити» на противоположной стороне планеты на Меридиани Планум , основная миссия Spirit не смогла предоставить никаких доказательств существования бывшего водоема на месте приземления в кратере Гусева. Все исследованные породы были базальтами, хотя имелись свидетельства того, что некоторые из них могли подвергнуться гидротермальному влиянию. Помимо эоловых наносов пыли и песка, осадочные породы еще не обнаружены. Нет также никаких других указаний на геологическую активность проточной воды, что кажется удивительным, поскольку исследование кратера с орбиты ясно показало, что однажды, по крайней мере на короткое время, огромные массы воды должны были сформировать ландшафт в более крупном масштабе. . Возможно, это на самом деле уже можно объяснить тем фактом, что вода затопила территорию только в течение очень короткого катастрофического события, так что не было обширных отложений отложений, как на Meridiani Planum . За одним исключением, вся местность больше напоминает известные места посадки зондов "Викинг" и " Марс-Следопыт" .

Только после исследования холмов Колумбия, и особенно домашней плиты, картина изменилась. В Кремниевой долине, к востоку от Home Plate, марсоход обнаружил белое вещество в следах колес, которое, как выяснилось в ходе исследований, было диоксидом кремния . Домашняя плита и ее окрестности могли быть затронуты гидротермальной системой миллионы лет назад. Это создало бы хорошие условия для жизни на Марсе . Камень Хлодвига также содержит ссылки на более раннюю воду; гетит был обнаружен мессбауэровским спектрометром . В противном случае проводились метеорологические наблюдения, такие как изображения пылевых дьяволов и закатов, а также солнечных и лунных затмений. Кроме того, Spirit постоянно следил за так называемым значением тау или измерял проницаемость атмосферы.

Смотри тоже

веб ссылки

Commons : Spirit (космический зонд)  - коллекция изображений, видео и аудио файлов

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ Экипаж космического челнока Columbia, увековеченный на Марсе, пресс-релиз НАСА, 6 января 2004 г.
  2. ^ НАСА завершает попытки связаться с Mars Rover Spirit. В: Выпуск новостей НАСА 2011–156. НАСА, 24 мая 2011 г., по состоянию на 25 мая 2011 г. (на английском языке): «Передача, которая завершится в среду, 25 мая, будет последней в серии попыток».
  3. ↑ НАСА: НАСА расширяет операции над своими долгоживущими марсоходами 15 октября 2007 г.
  4. ↑ Дневник аналитиков MER на Wustl.edu
  5. ^ Сюрпризы марсохода продолжаются; Дух тоже находит гематит. В: Выпуск новостей НАСА 2004–161. NASA, 25 июня 2004, доступ 25 мая 2011 .
  6. ^ Марсоходы побивают рекорды вождения, исследуют соленую почву. В: Выпуск новостей НАСА 2005-038. NASA, 2 марта 2005, доступ 25 мая 2011 .
  7. Перейти ↑ Дж. П. Гринвуд, Р. Э. Блейк: Геохимия фосфора в марсианских породах и почвах: данные о кислой погоде в Гусеве и Меридиани. (PDF; 179 kB) 2006, по состоянию на 25 мая 2011 г. (английский).
  8. ↑ a b Марсоход НАСА находит ключ к прошлому и окружающей среде Марса на всю жизнь. В: Выпуск новостей НАСА за 2010-189 гг. NASA, 3 июня 2010, доступ 25 мая 2011 .
  9. ↑ Meteor Search by Spirit, Sol 668. NASA, по состоянию на 28 ноября 2015 г. (на английском языке).
  10. ↑ Нэнси Аткинсон: Спирит Ровер по-прежнему предоставляет новые доказательства наличия воды из прошлого на Марсе. 3 июня 2010, доступ 25 мая 2011 .
  11. ↑ Управляемый ветром путешественник Духа на Марсе (Духа 486 сол). NASA, 27 мая 2005, доступ 25 мая 2011 .
  12. ↑ Джеффри А. Лэндис, П.Г. Гейслер, Р. Грили, М. Т. Леммон, Дж. Маки, Л. Д. В. Неакраз, С. Д. Томпсон, Д. Уоллер, П. Л. Уэлли и научная группа MER Athena: Пылевые дьяволы в кратере Гусева: второй год Наблюдения Спирит Ровер. (PDF; 495 kB) 2007, по состоянию на 25 мая 2011 г. (английский).
  13. ↑ Mars Rover Spirit обнаруживает неожиданные свидетельства более влажного прошлого. NASA, 21 мая 2007, доступ 25 мая 2011 .
  14. ↑ Марсоход дает новые подсказки, находясь в марсианской земле. NASA, 25 июня 2009, доступ 25 мая 2011 .
  15. ↑ Марсоход в ловушке песка совершает большое открытие. NASA, 2 декабря 2009, доступ 25 мая 2011 .
  16. ↑ Праника Джайн: Дух на Марсе ... 6 лет, но выглядит плохо! (Больше не доступны в Интернете.) ABH Новости 4 января 2010, в архиве с оригинала на 19 ноября 2010 года ; Доступ к 25 мая 2011 года .
  17. ↑ Стефан Дейтерс: Духи чертовы седьмой год. Astronews.com, 12 января 2010, доступ 25 мая 2011 .
  18. ^ Теперь стационарная исследовательская платформа NASA Mars Rover Spirit открывает новую главу в научных исследованиях красной планеты. В: Выпуск новостей НАСА 2010-030. NASA, 26 января 2010, доступ к 27 января 2010 .
  19. ↑ Марсоход становится исследовательской станцией. ORF, 27 января 2010, доступ на 27 января 2010 года .
  20. ↑ Стефан Дайтерс: Дух перед тяжелой зимой. astronews.com, 12 февраля 2010, доступ 25 мая 2011 .
  21. ↑ НАСА передает марсоходу потерянный spiegel.de
  22. ↑ НАСА завершает попытки связаться с марсоходом Spirit nasa.gov, по состоянию на 25 мая 2011 г.