Персеверанс (марсоход)

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
(перенаправлено с «Персеверанс»)
«Персеверанс»
Perseverance
Селфи «Персеверанс» с «Ingenuity» в кратере Езеро на Марсе 7 апреля 2021 годаСелфи «Персеверанс» с «Ingenuity» в кратере Езеро на Марсе 7 апреля 2021 года
Заказчик Соединённые Штаты Америки НАСА
Производитель Лаборатория реактивного движения
Стартовая площадка Соединённые Штаты Америки мыс Канаверал SLC-41
Ракета-носитель «Атлас-5» 541
Запуск 30 июля 2020 года, 11:50 UTC[1]
Технические характеристики
Масса 1025 кг[2]
Размеры 3 × 2,7 × 2,2 м[2]
Мощность 110 Вт, пиковая до 900 Вт[3]
Источники питания РИТЭГ
Элементы орбиты
Посадка на небесное тело 18 февраля 2021; 3 года назад (2021-02-18)
Координаты посадки 18°26′41″ с. ш. 77°27′03″ в. д. / 18,4447° с. ш. 77,4508° в. д. / 18.4447; 77.4508G
кратер Езеро[2]
mars.nasa.gov/mars2020/

«Персеве́ранс»[4][5][6] (англ. Perseverance, американское произношение: [ˌpɜːrsəˈvɪrəns]; в переводе на русский язык — «Настойчивость») — марсоход, разработанный для исследования кратера Езеро на Марсе в рамках экспедиции НАСА «Марс-2020». Был изготовлен Лабораторией реактивного движения НАСА и запущен к Марсу 30 июля 2020 года. Посадка на Марс была произведена 18 февраля 2021 года[1]. По состоянию на 15 октября 2022 года марсоход преодолел 12 км 849,5 м[7].

«Персеверанс» имеет семь научных инструментов для изучения поверхности Марса в районе кратера Езеро. У него есть несколько камер для съёмки и два микрофона для записи звука. В состав полезной нагрузки был также включён беспилотный летательный аппарат (БПЛА) вертолётного типа Ingenuity, осуществивший 19 апреля 2021 года первый в истории полёт на Марсе на собственном двигателе, предназначенном для многократных полётов в атмосфере другого небесного тела[8].

Выбор имени для марсохода

Имя марсохода было выбрано из более чем 28 тысяч предложений, поступивших в рамках общенационального школьного конкурса[9]. Победителем стал учащийся седьмого класса из Вирджинии Александр Матер (Alexander Mather), предложивший название «Настойчивость» (англ. Perseverance). Школьник и его семья были приглашены в Космический центр Кеннеди и наблюдали за запуском ровера с базы ВВС США на мысе Канаверал. В 2021 году кембриджский словарь английского языка назвал слово «Perseverance» словом года[10].

Конструкция и характеристики

«Персеверанс» в Лаборатории реактивного движения (17.12.2019)
Внутренняя начинка
Укладка в спускаемый модуль. К днищу марсохода прикреплён вертолёт Ingenuity в сложенном состоянии, но пока без защитного кожуха

Конструкция марсохода «Персеверанс» учитывала разработки предыдущего марсохода «Кьюриосити»[11][12]. Инженеры переработали колёса ровера, сделав их более жёсткими по сравнению с колёсами «Кьюриосити», которые получили повреждения в процессе работы на Марсе[13]. «Персеверанс» получил более толстые и прочные алюминиевые колёса с меньшей шириной и бо́льшим диаметром (52,5 см) по сравнению с «Кьюриосити» (50 см)[14][15]. Шесть колёс из лётного алюминиевого сплава оснащены «шипами» для лучшей тяги и изогнутыми спицами из титана для подрессоривания[16][17]. Из-за наличия большего количества научных инструментов и модифицированных колёс «Персеверанс» тяжелее «Кьюриосити»[15] на 14 % (1025 кг по сравнению с 899 кг у предыдущего ровера)[2]. Марсоход оснащён пятисуставным роботизированным манипулятором-«рукой» длиной 2,1 м. «Рука» совместно с поворачиваемой башней-турелью предназначена для захвата и анализа геологических образцов с марсианской поверхности[18].

Радиоизотопный термоэлектрический генератор (MMRTG) ровера использует тепловую энергию, выделяющуюся при естественном распаде радиоактивных изотопов и преобразует её в электроэнергию с помощью термоэлектрогенератора. Он имеет массу 45 кг и использует 4,8 кг диоксида плутония в качестве источника энергии[19]. На момент запуска марсохода с Земли генератор вырабатывал примерно 110 Вт энергии, но с каждым годом это значение будет снижаться[19]. Также на ровере установлены две литий-ионных перезаряжаемых батареи. Радиоизотопный термоэлектрический генератор, предоставленный Министерством энергетики США, должен обеспечить 14 лет работы марсохода[19]. Он позволит марсоходу работать по ночам и в условиях пылевых бурь, что было бы невозможным при использовании солнечных батарей[19].

Марсоход использует радиационно устойчивый одноплатный компьютер на базе процессора RAD750 с частотой 133 МГц и 128 Мбайт динамической памяти. Программное обеспечение также позволяет использовать 4 Гб энергонезависимой NAND-памяти на отдельной карте[20].

Для поддержки испытательных полётов бесполётного вертолёта Ingenuity на борту марсохода смонтировано дополнительное радиооборудование: стандартный модуль SiFlex2 производства LS Research и штыревая антенна, аналогичные установленным на вертолёте. Аппараты могут поддерживать связь по протоколу Zigbee на частоте 914 МГц на расстоянии до 1000 метров и передавать информацию на скорости до 250 кбит/с в режиме одностороннего или 20 кбит/с в режиме двустороннего радиообмена[21]. Руководство миссии Perseverance подчёркивает, что вертолёт не входит в число инструментов марсохода, доставлен на Марс только для демонстрационных полётов[22], обслуживание его коммуникационных потребностей требует немалых ресурсов времени для передачи информации на Землю, и его эксплуатация не должна наносить ущерб главным научным задачам всей миссии[23].

Научные инструменты

Расположение научных инструментов на марсоходе
Геология района, обследуемого марсоходом

Из 58 поступивших предложений[24][25] в июле 2014 года специалисты НАСА отобрали семь научных инструментов, которые были утверждены для установки на марсоход[26][27]:

  • Планетарный инструмент для рентгеновской литохимии (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry, PIXL), рентгенофлуоресцентный спектрометр для точного определения элементного состава материалов с поверхности Марса[28][29].
  • Радиолокационный визуализатор для марсианского подповерхностного эксперимента (Radar Imager for Mars' subsurface experiment, RIMFAX), георадар для получения изображений грунтов разной плотности, структурных слоёв, подповерхностных горных пород, метеоритов и обнаружения подземного водяного льда и соляного рассола на глубине до 10 м. Прибор предоставлен Научно-исследовательским институтом министерства обороны Норвегии (норв. Forsvarets forskningsinstitutt)[30][31][32].
  • Анализатор динамики окружающей среды на Марсе (Mars Environmental Dynamics Analyzer, MEDA), набор датчиков для измерения температуры, скорости и направления ветра, давления, относительной влажности, радиации, а также размера и формы частиц марсианской пыли. Прибор предоставлен Астробиологическим центром Испании[33].
  • Марсианский исследовательский эксперимент с кислородом in situ (Mars Oxygen ISRU Experiment, MOXIE), исследование технологии по производству кислорода (O2) из диоксида углерода (CO2) марсианской атмосферы[34]. Установка должна производить по 22 грамма кислорода в час на протяжении 50 солов. В случае успеха технология будет масштабирована 200:1 и использоваться для в производства кислорода в промышленных масштабах для будущих миссий на Марс, как для жизнеобеспечения людей, так и для создания ракетного топлива[34].
  • SuperCam, набор инструментов для оптического, химического и минералогического анализа камней и почвы на Марсе. Является усовершенствованной версией прибора ChemCam, установленного на марсоходе «Кьюриосити». Прибор имеет два лазера и четыре спектрометра для удалённого поиска биосигнатур и оценки возможности существования марсианской жизни в прошлом. Прибор разработан и изготовлен Лос-Аламосской национальной лабораторией в кооперации с Исследовательским институтом астрофизики и планетологии Франции, французским космическим агентством (Национальный центр космических исследований), Гавайским университетом и Вальядолидским университетом[35].
  • Мультиспектральный стереоскопический прибор для визуализации Mastcam-Z с зум-объективом.
  • Рамановское и люминесцентное сканирование пригодной для жизни среды для поиска органических и химических веществ (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals, SHERLOC), ультрафиолетовый рамановский спектрометр, использующий точную визуализацию и ультрафиолетовый лазер для определения мелкомасштабной минералогии и обнаружения органических веществ[36][37].

Также на марсоходе расположены несколько камер, и — впервые для марсианского аппарата — два микрофона, которые запишут звук во время посадки аппарата на Марс[38], а также во время поездок ровера по поверхности и во время сбора образцов[39].

Марсианский аппарат-разведчик Ingenuity отправился в полёт к Марсу, прикреплённый к днищу марсохода «Персеверанс». После успешной посадки он осуществил самостоятельные короткие демонстрационные полёты, сделал фотоснимки и провёл операции по разведке местности.

07.06.2022: Участники общего очного собрания учёных проекта Марс-2020 (около 230 человек) у главного входа в здание JPL
На «Персеверанс» 23 камеры
SuperCam
Mastcam-Z
Герметичный тубус для кернов
PIXL
Схема MOXIE

Экспедиция

Зоны доступности для марсохода в кратере Езеро и дельте Неретвы
обозначена синим

При разработке и утверждении программы экспедиции «Марс-2020» были поставлены четыре научные задачи по исследованию Марса[40]:

Один из кратеров, возникших в результате «бомбардировки» Марса 77,5-кг вольфрамовыми болванками, использовавшимися в качестве балласта при посадке спускаемого аппарата Марс-2020
  1. Оценка жизнепригодности Марса, в том числе мест и условий, в которых может поддерживаться микробная жизнь.
  2. Поиск биосигнатур, которые могут подтвердить существование микробной жизни на Марсе в прошлом.
  3. Отбор, сбор и хранение проб камней и почвы с марсианской поверхности — в последующем материалы должен доставить на Землю возвращаемый аппарат.
  4. Подготовка к высадке человека на Марсе: проведение тестов по производству кислорода из марсианской атмосферы.

Марсоход «Персеверанс» был запущен 30 июля 2020 года в 11:50 UTC (в 7:50 по местному времени) на борту ракеты Atlas V со стартового комплекса SLC-41 на мысе Канаверал во Флориде. Полёт к Марсу продолжался около семи месяцев. В ходе полёта положение «Персеверанс» с прикреплённым к его днищу вертолётом «Ingenuity» можно было увидеть в специальном разделе на сайте НАСА[41].

Посадка на поверхность Марса произведена 18 февраля 2021 года в районе кратера Езеро[42][43]. Время посадки составило около 7 минут, операции осуществлялись в автоматическом режиме[44].

В ходе процедуры управляемого спуска (EDL) на поверхность были сброшены две вольфрамовые болванки весом по 77,5 кг, использовавшиеся в качестве балласта. На месте падения одной из них в точке с центром 4°30′ с. ш. 135°36′ в. д. / 4,5° с. ш. 135,6° в. д. / 4.5; 135.6 образовался ударный кратер диаметром около 6 метров. Однако сейсмометру SEIS зонда InSight, находящегося на поверхности Марса в 3450 км к востоку от места падения блоков, не удалось обнаружить никаких сигналов ни от входа, спуска и приземления марсохода Perseverance, ни от искусственных марсотрясений, вызванных сбросом вольфрамовых болванок[45].

4 марта 2021 года Perseverance провел свой первый тест-драйв на Марсе. НАСА опубликовало фотографии первых следов колес марсохода на марсианской земле[46].

20 апреля 2021 года марсоход впервые переработал углекислый газ из атмосферы Марса в кислород[47].

Ход взятия проб

Распределение кернов по типам пород

6 августа 2021 года марсоход осуществил первую попытку взятия пробы грунта Марса. Попытка оказалась неудачной, в пробирку для образцов ничего не попало[48][49].

1 сентября 2021 года марсоход совершил вторую попытку взятия пробы грунта Марса. В этот раз операция прошла успешно[50][51].

По состоянию на октябрь 2022 года было успешно взято 14 проб грунта[52][53].

Первые восемь проб и места их взятия
Доска с муляжами гильз

Шаблон:Sample tubes of Mars-2020

Хронология движения

Карта перемещений марсохода Perseverance и вертолета Ingenuity

Шаблон:Perseverance route

Памятные таблички

«Отправь своё имя на Марс»

НАСА организовала кампанию «Отправь своё имя на Марс» (англ. Send Your Name to Mars), приглашая людей со всего земного шара указать свои имена для последующей их отправки на Марс со следующим марсоходом. Было отправлено 10 932 295 имён. Все имена, а также 155 эссе финалистов конкурса «Назови марсоход» (англ. Name the Rover) были нанесены электронным лучом на три кремниевые чипа размером с ноготь, после чего прикреплены к анодированной алюминиевой пластине, которая была размещена на марсоходе 26 марта 2020 года. На самой алюминиевой пластине, установленной на задней поперечной балке марсохода, методом лазерной гравировки изображены Солнце, Земля и Марс[54], а также число участников акции.

Кампания НАСА «Отправь своё имя на Марс»

Табличка с чипами, содержащими имена участников, прикреплённая к марсоходу «Персеверанс»
Пример «посадочного талона», отправленного зарегистрированным участникам кампании
Дань уважения медицинским работникам
Алюминиевая табличка, прикреплённая к марсоходу в дань уважения медицинским работникам

Запуск миссии «Марс-2020» произошёл во время пандемии COVID-19, которая оказала влияние на планирование миссии в 2020 году. Для того, чтобы отдать дань уважения врачам, медсёстрам и другому медицинскому персоналу, работавшему во время пандемии COVID-19, была изготовлена алюминиевая табличка размером 8 x 13 см, на которой изображён посох Асклепия, известный медицинский символ с посохом, обвитым змеёй. Эта табличка была закреплена на марсоходе «Персеверанс» перед его отправкой на Марс[55].

Галерея

Изображения, сделанные камерами «Персеверанс»

Первое фото
Первое цветное фото
Одно из колёс марсохода
Фотография палубы «Персеверанс»
Вертолёт Ingenuity во время 4-го рейса
Оптический эффект похожий на радугу
Образец породы «Ёжик» (Hedgehog)
Порода, подвергшаяся ветровой эрозии
Сол 136: «Неровное растрескавшееся дно кратера» (Crater Floor Fractured Rough)
До и после паузы: фото за 215 и за 233 сол
Первая колея после паузы: на 237-й сол марсоход продолжил движение вглубь Сейтаха

Примечания

  1. 1,0 1,1 Launch Windows (англ.). NASA. Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 31 июля 2020 года.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 NASAfacts: Mars 2020/Perseverance (англ.) (26 июля 2020). Архивировано 26 июля 2020 года.
  3. PressKitJan2021, p. 38.
  4. Ринкон, Пол. НАСА запустило новый марсоход «Персеверанс». Как он будет искать следы жизни на Марсе?. Русская служба Би-би-си (30 июля 2020). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 6 декабря 2020 года.
  5. Березин, Александр. Марсианские хроники: почему марсоход NASA «Персеверанс» может совершить революцию в исследовании космоса (даже если не найдет на Марсе жизнь). Esquire (31 июля 2020). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 6 декабря 2020 года.
  6. Котов, Михаил. Время собирать камни: NASA начинает подготовку к марсианской миссии. Известия (4 мая 2020). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 5 декабря 2020 года.
  7. НАСА mmgis-maps / M20
  8. Jay Gallentine. The First Flight On Another World Wasn’t on Mars. It Was on Venus, 36 Years Ago (англ.). Air & Space Mag (20-04-2021).
  9. Name the Rover (англ.). NASA. Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 21 ноября 2020 года.
  10. Кембриджский словарь английского языка назвал «настойчивость» словом года | Общество | Аргументы и Факты. Дата обращения: 1 января 2022. Архивировано 1 января 2022 года.
  11. NASA announces plans for new US$1.5 billion Mars rover (англ.). CNET (4 декабря 2012). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 11 ноября 2013 года.
  12. NASA to Launch New Mars Rover in 2020 (англ.). Space.com (4 декабря 2012). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 11 ноября 2017 года.
  13. Curiosity wheel damage: The problem and solutions (англ.). The Planetary Society (19 августа 2014). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 26 мая 2020 года.
  14. Mars 2020 rover receives upgraded eyesight for tricky skycrane landing (англ.). NASASpaceFlight (11 октября 2016). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 6 декабря 2020 года.
  15. 15,0 15,1 Mars 2020 – Body: New Wheels for Mars 2020 (англ.). NASA/JPL. Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 26 июля 2019 года.
  16. NASA's Perseverance Mars Rover Gets Its Wheels and Air Brakes (англ.). NASA. Дата обращения: 21 февраля 2021. Архивировано 19 февраля 2021 года.
  17. Mars 2020 Rover – Wheels (англ.). NASA. Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 29 июня 2019 года.
  18. Mars 2020 Rover's 7-Foot-Long Robotic Arm Installed (англ.). NASA (28 июля 2019). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 5 декабря 2020 года.
  19. 19,0 19,1 19,2 19,3 Mars 2020 Rover Tech Specs (англ.). JPL/NASA. Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 26 июля 2019 года.
  20. Prototyping an Onboard Scheduler for the Mars 2020 Rover (англ.). NASA (2017). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 18 февраля 2021 года.
  21. Balaram, 2018, p. 15.
  22. PressKitJan2021.
  23. NASA Briefing.
  24. Webster, Guy & Brown, Dwayne. NASA Receives Mars 2020 Rover Instrument Proposals for Evaluation (англ.). NASA (21 января 2014). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 24 января 2014 года.
  25. Timmer, John. NASA announces the instruments for the next Mars rover (англ.). ARS Technica (31 июля 2014). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 20 января 2015 года.
  26. Brown, Dwayne. Release 14-208 – NASA Announces Mars 2020 Rover Payload to Explore the Red Planet as Never Before (англ.). NASA (31 июля 2014). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 1 апреля 2019 года.
  27. Brown, Dwayne. NASA Announces Mars 2020 Rover Payload to Explore the Red Planet as Never Before (англ.). NASA (31 июля 2014). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 5 марта 2016 года.
  28. Webster, Guy. Mars 2020 Rover's PIXL to Focus X-Rays on Tiny Targets (англ.). NASA (31 июля 2014). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 2 августа 2014 года.
  29. Adaptive sampling for rover x-ray lithochemistry (англ.). davidraythompson.com. Архивировано 8 августа 2014 года.
  30. RIMFAX, The Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment (англ.). NASA (2016). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 22 декабря 2019 года.
  31. Chung, Emily. Mars 2020 rover's RIMFAX radar will 'see' deep underground (англ.). Canadian Broadcasting Corp. (19 августа 2014). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 25 сентября 2020 года.
  32. U of T scientist to play key role on Mars 2020 Rover Mission (англ.). UToronto.ca (6 августа 2014). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 7 декабря 2020 года.
  33. In-Situ Resource Utilization (ISRU) (англ.). NASA. Архивировано 2 апреля 2015 года.
  34. 34,0 34,1 Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) (англ.). NASA. Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 17 октября 2020 года.
  35. NASA Administrator Signs Agreements to Advance Agency's Journey to Mars (англ.). NASA (16 июня 2015). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 8 ноября 2020 года.
  36. Webster, Guy. SHERLOC to Micro-Map Mars Minerals and Carbon Rings (англ.). NASA (31 июля 2014). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 26 июня 2020 года.
  37. SHERLOC: Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals, an Investigation for 2020 (англ.). 11th International GeoRaman Conference (2014). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 28 сентября 2020 года.
  38. Microphones on Mars 2020 (англ.). NASA. Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 29 марта 2019 года.
  39. Strickland, Ashley. New Mars 2020 rover will be able to «hear» the Red Planet (англ.). CNN (15 июля 2016). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 16 октября 2020 года.
  40. Overview (англ.). NASA. Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 8 июня 2019 года.
  41. Follow NASA's Perseverance Rover in Real Time on Its Way to Mars (англ.). NASA. Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 29 ноября 2020 года.
  42. Touchdown! NASA's Mars Perseverance Rover Safely Lands on Red Planet (англ.). NASA.gov (19 февраля 2021). Дата обращения: 19 февраля 2021. Архивировано 19 февраля 2021 года.
  43. Планетоход Perseverance успешно совершил посадку на Марсе. ТАСС (19 февраля 2021). Дата обращения: 19 февраля 2021. Архивировано 19 февраля 2021 года.
  44. Американский ровер Perseverance показал цветные фото с Марса. РБК. Дата обращения: 20 февраля 2021. Архивировано 20 февраля 2021 года.
  45. Fernando.
  46. Perseverance Is Roving on Mars — NASA’s Mars Exploration Program. Дата обращения: 8 августа 2021. Архивировано 6 марта 2021 года.
  47. Марсоход Perseverance извлек кислород из атмосферы Красной планеты. forbes.ru (22 апреля 2021). Дата обращения: 27 апреля 2021. Архивировано 27 апреля 2021 года.
  48. Sean Potter. NASA’s Perseverance Team Assessing First Mars Sampling Attempt. NASA (6 августа 2021). Дата обращения: 8 августа 2021. Архивировано 7 августа 2021 года.
  49. Планетоход Perseverance потерпел неудачу в сборе грунта на Марсе. ТАСС. Дата обращения: 8 августа 2021. Архивировано 8 августа 2021 года.
  50. Mars rover Perseverance set for 2nd sample-collection attempt (photo) | Space. Дата обращения: 3 сентября 2021. Архивировано 3 сентября 2021 года.
  51. Марсоход Perseverance добыл первый образец планетарного грунта — Новости — Forbes Kazakhstan. Дата обращения: 3 сентября 2021. Архивировано 3 сентября 2021 года.
  52. file:///C:/Users/73B5~1/AppData/Local/Temp/06%20glaze%2020220321-ssb-final.pdf
  53. Nobody Tell Elmo About Issole - NASA Mars. Дата обращения: 6 мая 2022. Архивировано 18 апреля 2022 года.
  54. 10.9 Million Names Now Aboard NASA's Perseverance Mars Rover (англ.). NASA (26 марта 2020). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 6 августа 2020 года.
  55. Wall, Mike. NASA's next Mars rover carries tribute to healthcare workers fighting coronavirus (англ.). Space.com (17 июня 2020). Дата обращения: 27 ноября 2020. Архивировано 16 декабря 2020 года.

Литература

Perseverance status updates

Ссылки