Содержание
Марсоход NASA впервые записал звук огромной пылевой бури на Марсе (видео)
Пылевой вихрь пронесся прямо над марсоходом Perseverance, что позволило ему получить новые данные о том, что происходит на Красной планете.
Related video
Марсоход Perseverance, который сейчас исследует кратер Езеро на Марсе, с помощью своего микрофона записал звук огромного пылевого вихря высотой в 117 метров. Это позволило ученым определить физические характеристики этого явления, которое также появляется и на Земле, пишет Gizmodo.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Космический аппарат NASA стал свидетелем пылевого вихря еще в сентябре прошлого года, но ученые опубликовали свое исследование, касательно этого события только 13 декабря 2022 года. Согласно заявлению NASA, марсоход не только сделал аудиозапись того, как звучит этот вихрь, наполненный твердыми пылевыми частицами, но и сделал снимки вихря. Теперь, благодаря полученным данным, можно и услышать звук пылевой бури, а также посмотреть, как она выглядит.
Космический аппарат NASA стал свидетелем пылевого вихря еще в сентябре прошлого года, но ученые опубликовали свое исследование, касательно этого события только 13 декабря 2022 года
Фото: NASA
По словам Наоми Мердок, автора исследования, микрофон на камере марсохода был установлен специально, чтобы можно было получить больше данных о процессе геологических исследований на Марсе. В частности, записывался звук лазера, которым аппарат проникал внутрь горных пород. Но в то же время, ученые предполагали, что с помощью этого микрофона можно будет получить звуковые данные во время исследований атмосферы Марса. Собственно, эти надежды были оправданы.
Скоро исполнится два года с того момента, как марсоход Perseverance приземлился в кратере Езеро, чтобы собрать образцы местной горной породы в надежде найти признаки внеземной жизни. Ученые считаю, что этот кратер миллиарды лет назад был заполнен водой, а значит здесь могла существовать примитивная жизнь в виде микроорганизмов. Все это время космический аппарат использовал лазер для определения химического состава горных пород, собирал образцы этих пород, чтобы они были отправлены на Землю уже в начале 2030-х годов, а также делал снимки поверхности Марса. И конечно же с помощью своего микрофона на одной из камер, марсоход Perseverance проводил записи звуков окружающей среды.
Сейчас в кратере Езеро, который представляет собой пустынную местность, часто дуют сильные ветры. Они способствуют появлению пылевых вихрей, которые переносят твердые частицы на большие расстояния. Благодаря новым данным, ученым удалось получить больше информации об этом явлении, которое может угрожать работе марсианских аппаратов, ведь эта пыль может попасть на солнечные панели или же повредить приборы. Хотя марсоход Perseverance более защищен от таких угроз, чем, например, аппарат Insight, который практический вышел из строя, как уже писал Фокус.
«С помощью этой записи мы смогли услышать не только сам звук пылевого вихря, но и сотни ударов твердых частиц по марсоходу. Мы имеем данные о процессе подъема пыли и ее переноса и можем понять условия, при которых такой подъем происходит», — говорит Мердок.
Исследование показало, что пылевой вихрь на Марсе имел диаметр 24 метра, а высоту – 117 метров. Чтобы пролететь над марсоходом вихрю понадобилось всего 8 секунд.
Самое интересное, что аппарат Insight, который находится в другой части Марса за время своей работы никогда не наблюдал таких пылевых вихрей. То есть они присутствовали, но ни один из них не поднимал такое количество пыли в атмосферу.
Фокус уже писал о том, что «напарник» Perseverance, марсианский вертолет Ingenuity установил новый рекорд высоты полета.
Также Фокус писал о том, что будущим покорителям Марса, чтобы нормально долететь к Красной планете придется воспользоваться некоторыми умениями животных, что позволит им выжить во время опасного путешествия.
Что происходит на Марсе и при чем здесь облака / Хабр
…По статистике, 100% населения Марса — роботы.
В последние дни только ленивый не смотрел репортажи о марсоходе Perseverance (Персеверанс, ударение на последнюю «е»). В интернете можно даже послушать ветер красной планеты, он едва пробивается сквозь зуммер механических сочленений марсохода.
Сегодня мы немного сменим акценты и поговорим о вещах более приземленных. Какие технологии обеспечивают работу марсохода? Как задействованы в изучении космоса облачные компании? И в целом — каковы планы человечества на марсианские земли в рамках амбициозной миссии.
Облачные вычисления помогают марсоходу не сбиваться с пути
Не так давно Amazon Web Services (AWS) рассказала, какую роль облачные вычисления играют в обработке данных, поступающих с Perseverance.
В течение всей миссии NASA собирается хранить и обрабатывать массивы информации, поступающей с Марса, в облаке AWS. На минуточку, каждый день марсоход присылает рекордное количество фотографий, аудио- и видеозаписи.
Представитель AWS Хайме Бейкер вручает царь-билет на мыс Канаверал победителю конкурса Name the Mars Rover 2020 Алексу Мэзеру и его семье. Фото: (НАСА / Обри Джеминьяни)
Напомним, в течение 2020 года в США проводился конкурс на самое удачное имя для новой марсианской миссии.
Изучить фотографии, сделанные аппаратом, можно на официальном сайте NASA.
В частности, в облаке AWS обрабатываются данные о перемещении Perseverance и том, как он справляется с рельефом. А все фотографии, поступающие с Марса, в необработанном виде отправляются в облако AWS и становятся доступны пользователям по всему миру. Благодаря облачным технологиям NASA удалось всего за несколько часов транслировать 150 ТБ медиаданных и справиться с обработкой до 80 000 запросов в секунду. Впечатляющие цифры, которые совершенно невозможно представить в рамках классической инфраструктуры.
Но трансляцией фотографий дело не ограничивается. Облачные мощности задействованы и для продвинутой системы поиска пути. За прошедшие дни Perseverance смог передать на землю информацию более чем о 200 миллионах точек поверхности Марса. По заявлению NASA, эти данные помогут скорректировать пути перемещения будущих марсоходов и увеличат их скорость на 40%.
Кадр из сериала «Теория большого взрыва». Воловиц загнал марсоход в канаву.
«Чтобы управлять движением марсохода, [инженерам] необходимо видеть его глазами. Соответственно, отправлять пакеты с новыми инструкциями и получать обратную связь нужно как можно быстрее. Чем больший путь сможет пройти марсоход и чем больше образцов получится добыть, тем успешнее окажется миссия» — говорят эксперты AWS. В некотором смысле современный марсоход походит на смартфон на колесиках.
Приблизительная программа миссии. Информация с сайта NASA.
После благополучной посадки 18 февраля марсоход пробудет на планете как минимум один марсианский год (порядка 687 земных дней).
В его задачи входит:
обнаружить горные породы, которые сформировались под влиянием окружающей среды, способной в далеком прошлом поддерживать микробную жизнь;
собрать образцы грунта и камней, в которых могли сохраниться химические следы (биосигнатуры) древних живых организмов, если они вообще существовали;
высверлить пробы в 30 перспективных точках планеты и законсервировать их на поверхности для дальнейшего изучения;
протестировать гипотезу о возможности производства кислорода из углекислого газа, который содержится в атмосфере (для будущих человеческих колоний).
Здесь вы сможете посмотреть разнообразные видеоматериалы о миссии.
Микрофоны на Марсе
В задачи миссии Mars 2020 входит, среди прочего, и изучение геологических особенностей планеты. Для этого Perseverance снабжен массой щупов и датчиков, которые позволяют не только собрать образцы грунта, но и произвести их базовый анализ прямо на месте.
Но зачем на Марсоход повесили микрофон? Вряд ли ученым удастся подслушать разговоры «зеленых человечков» — речь идет о поиске следов микроорганизмов. AWS объясняет это так:
«Различные датчики марсохода собирают массу научных данных: состав атмосферы, скорость ветра и погода на Марсе. Микрофоны же записывают звуки планеты. Предполагается, что NASA обработает медиатеку, собранную Perseverance, и выложит её в открытый доступ. Это даст простым пользователям подключиться к изучению Марса наравне с учеными».
Выше — местоположение марсохода на момент публикации статьи. Интерактивная карта доступна на сайте NASA.
Послушать аудиозаписи, сделанные во время миссии, можно здесь.
Для хранения полученных с Марса данных используются облачные хранилища. Но, разумеется, это не единственная технология, которая поддерживает космическую миссию.
Космические вертолеты
Чуть выше мы сравнили медиа-возможности марсохода с функционалом смартфона. Разумеется, на практике все гораздо сложнее. Perseverance — это сложная научная лаборатория весом в целую тонну. Кроме того, у марсохода есть крошечный (менее 2 кг) летающий дрон-компаньон Ingenuity.
Крошка-вертолет на базе открытого ПО и компонентов, находящихся в свободной продаже
Если всё пойдет по плану, Ingenuity станет первым вертолетом на Марсе. Но важно понимать: расстояние от Земли до Марса составляет 11 световых минут. Это очень много. Если марсоход еще может делать перерывы, чтобы дождаться новых управляющих команд, у летающего аппарата такой возможности нет. Добавьте сюда еще и более разреженную, чем на Земле, атмосферу, и пониженную гравитацию, и «летательная» миссия покажется и вовсе невыполнимой.
Строго говоря, особых надежд на Ingenuity ученые не возлагают. Это, скорее, демонстрация технологии, чем полезный инструмент. Если дрон разобьется, основная миссия продолжится в штатном режиме.
Ingenuity в реальном размере
Поскольку управлять Ingenuity вручную невозможно, инженеры NASA разработали для него специальную программу на базе Linux и своего «фирменного» фреймворка F´ (F prime). Главная задача проекта — доказать, что комбинация современного «стокового» железа и программного обеспечения с открытым кодом может поднять летательный аппарат над поверхностью Марса.
Под капотом у дрона четырехъядерный ARM-процессор Qualcomm Snapdragon 801 на частоте 2,2 ГГц. К слову, это более мощный процессор, чем тот, что установлен на самом марсоходе. NASA важна в первую очередь не производительность, а стабильность: чипы, используемые в космических миссиях, должны соответствовать стандарту High-Performance Spaceflight Computing (HPSC). Разработка таких процессоров и их доскональное тестирование занимают годы. Так как подпроект Ingenuity менее важен, чем Perseverance, ученые решились использовать в нем стандартный «земной» CPU.
Подробнее о вертолете на сайте NASA.
Теперь коснемся ПО: непосредственно пилотирующая программа работает на частоте 500 герц. Именно «герц», а не «мегагерц». По словам инженеров, такой частоты опроса датчиков будет вполне достаточно, чтобы вертолет мог стабильно держаться в… назовем это «воздухом».
В качестве ОС специалисты остановились на Linux. Здесь ничего удивительного: уже много лет космическое агентство использует в своих проектах модифицированные версии этой ОС. Так, на базе Linux работают компьютеры NASA на МКС.
Что касается фреймворка — любой энтузиаст может бесплатно скачать и использовать его в домашнем проекте. Притом без необходимости закупать дорогое и редкое железо — всё заточено под стандартные off-the-shelf компоненты.
F´ включает:
Архитектуру, разделяющую ПО для полетов на отдельные компоненты с четко определенными интерфейсами.
Базовый фреймворк C++ с поддержкой основных возможностей, таких как очереди сообщений и потоки.
Инструменты для определения компонентов и связей.
Постоянно развивающийся набор готовых к использованию компонентов.
Инструменты для тестирования летного программного обеспечения.
Взлетит или не взлетит — покажет время. Важен сам факт: инженеры и программисты NASA готовы делиться частью своих наработок с любителями электроники по всему миру. Так что, если вы полны желания собрать собственный марсолет — всё необходимое уже есть под рукой. Останется только построить ракету, которая отнесет его к Марсу (или договориться со спецом по полезной нагрузке). 🙂
В заключение приведем несколько интересных ссылок от NASA и информационных агентств
График мероприятий и прямые трансляции
Свежие новости о миссии
Загружаемые материалы о миссии
Полная оптимизма статья о партнерстве между AWS и NASA
Детализированный обзор марсохода
Марсоход Curiosity достигает долгожданного соленого региона — NASA Mars Exploration
Вид на перевал Параитепуй с Curiosity Эта сцена, область, которая образует узкий «перевал Параитепуй» 14 августа, 3563-й марсианский день или сол миссии. Кредиты: NASA/JPL-Caltech/MSSS. Скачать изображение ›
Марсоход прибыл в особый регион, который, как полагают, образовался в результате высыхания климата Марса.
Пройдя этим летом через узкий, покрытый песком проход, марсоход НАСА Curiosity недавно прибыл в «сульфатосодержащий комплекс» — долгожданный район горы Шарп, богатый солеными минералами.
Ученые предполагают, что миллиарды лет назад ручьи и пруды оставили минералы после высыхания воды. Если предположить, что гипотеза верна, эти минералы предлагают дразнящие подсказки относительно того, как и почему климат Красной планеты изменился от более земного до замерзшей пустыни, которой он является сегодня.
Минералы были обнаружены марсианским разведывательным орбитальным аппаратом НАСА за несколько лет до приземления Curiosity в 2012 году, поэтому ученые долго ждали, чтобы увидеть эту местность вблизи. Вскоре после прибытия марсоход обнаружил множество разнообразных типов горных пород и признаков прошлой воды, среди которых конкреции с текстурой попкорна и соленые минералы, такие как сульфат магния (одна из разновидностей соли Эпсома), сульфат кальция (включая гипс) и хлорид натрия. (обычная поваренная соль).
Вид Curiosity на песчаные хребты и «Боливар»: 900:04 Марсоход Curiosity НАСА использовал свою мачтовую камеру, или Mastcam, чтобы запечатлеть эту панораму холма по прозвищу «Боливар» и прилегающих песчаных хребтов 23 августа, 3572-й марсианский день, или сол, миссии. Кредиты: NASA/JPL-Caltech/MSSS. Скачать изображение ›
Они выбрали камень по прозвищу «Канайма» для 36-го бурового образца миссии, и выбор был непростым делом. Наряду с научными соображениями команде пришлось учитывать аппаратное обеспечение марсохода. Curiosity использует ударную или отбойную дрель на конце своей 7-футовой (2-метровой) руки для измельчения образцов породы для анализа. Изношенные тормоза на стреле недавно привели команду к выводу, что для безопасного бурения некоторых твердых пород может потребоваться слишком много ударов молотком.
«Как и перед каждым бурением, мы смахнули пыль, а затем проткнули сверлом верхнюю поверхность Канаймы. Отсутствие царапин или вмятин указывало на то, что бурение может оказаться сложным», — сказала новый руководитель проекта Curiosity Катя Замора-Гарсия из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «Мы сделали паузу, чтобы подумать, не представляет ли это какой-либо риск для нашей руки. С новым алгоритмом сверления, созданным для минимизации использования перкуссии, мы чувствовали себя комфортно, собирая образец Canaima. Как оказалось, перкуссия не понадобилась».
Ученые миссии с нетерпением ждут возможности проанализировать части образца с помощью прибора для химических и минералогических исследований (CheMin) и прибора для анализа образцов на Марсе (SAM).
36 отверстий Curiosity: На этой сетке показаны все 36 отверстий, просверленных марсоходом НАСА Curiosity с помощью сверла на конце его манипулятора. Ровер анализирует порошкообразную породу в результате бурения. Изображения в сетке были получены марсианским ручным объективом Imager (MAHLI) на конце руки Curiosity. Кредиты: NASA/JPL-Caltech/MSSS. Скачать изображение ›
Трудное вождение
Путешествие в регион, богатый сульфатами, потребовало Curiosity через коварную местность, в том числе в августе прошлого года через песчаный перевал Параитепуй, извивающийся между высокими холмами. Марсоходу понадобилось больше месяца, чтобы благополучно добраться до места назначения.
В то время как острые камни могут повредить колеса Curiosity (в которых еще много жизни), песок может быть столь же опасным, поскольку может привести к застреванию вездехода, если колеса потеряют сцепление с дорогой. Водителям вездеходов необходимо тщательно перемещаться по этим участкам.
Холмы загораживали Curiosity обзор неба, что требовало тщательной ориентации марсохода в зависимости от того, куда он может направить свои антенны на Землю и как долго он может связываться с орбитальными аппаратами, пролетающими над головой.
36-я скважина Curiosity в «Канайме»: Curiosity использовала свою мачтовую камеру, или Mastcam, чтобы запечатлеть это изображение своей 36-й успешной буровой скважины на горе Шарп, в скале под названием «Канайма». Марсоходы Mars Hand Lens Imager сделали врезку. Образец пылевидной породы был получен 3 октября 2022 года, на 3612-й марсианский день миссии или сол. Кредиты: NASA/JPL-Caltech/MSSS. Скачать изображение ›
Преодолев эти риски, команда была вознаграждена одними из самых вдохновляющих пейзажей миссии, которые марсоход снял 14 августа с помощью своей мачтовой камеры или Mastcam.
«Каждое утро мы получали новые изображения и были просто в восторге», — сказала Елена Амадор-Френч из JPL, координатор научных операций Curiosity, которая управляет сотрудничеством между научной и инженерной группами. «Песчаные гряды были великолепны. Вы видите на них идеальные следы маленького вездехода. И скалы были красивые — мы подошли очень близко к стенам».
Но у этого нового региона есть свои проблемы: хотя с научной точки зрения это убедительно, более каменистая местность затрудняет поиск места, где все шесть колес «Кьюриосити» стоят на устойчивой поверхности. Если марсоход не стабилен, инженеры не рискнут раскладывать манипулятор, чтобы он не ударился о зазубренные камни.
«Чем больше и интереснее становятся научные результаты, тем больше препятствий, кажется, создает нам Марс», — сказал Амадор-Френч.
Но марсоход, которому недавно исполнилось 10 лет на Марсе, и его команда готовы к следующей главе своего приключения.
Подробнее о Curiosity
Миссию Curiosity возглавляет Лаборатория реактивного движения НАСА, которой управляет Калифорнийский технологический институт в Пасадене, Калифорния. JPL возглавляет миссию от имени Управления научной миссии НАСА в Вашингтоне. Компания Malin Space Science Systems в Сан-Диего построила и эксплуатирует Mastcam.
Чтобы узнать больше о Curiosity, посетите:
http://mars.nasa.gov/msl
Контакты для СМИ
Эндрю Гуд
Лаборатория реактивного движения, Пасадена, Калифорния,
818-393-2433
[email protected]
Карен Фокс / Алана Джонсон
Штаб-квартира НАСА, Вашингтон
301-286-6284 / 202-358-1501
[email protected] / [email protected]
Mars Mission Shields Up for Tests – NASA Mars Exploration
Mars Earth Entry System Aeroshell at Entry: На этой иллюстрации изображена система Mars Earth Entry для кампании по возврату образцов с Марса. Система будет содержать орбитальный образец внутри диска в форме диска с тепловым экраном для безопасного входа в атмосферу Земли. Кредиты: НАСА GSFC. Скачать изображение ›
Защита космического корабля Mars Sample Return от микрометеоритов требует высококлассной работы.
Микрометеориты представляют собой потенциальную опасность для любой космической миссии, в том числе для программы НАСА «Возвращение образцов с Марса». Крошечные камни могут двигаться со скоростью до 50 миль в секунду. На таких скоростях «даже пыль может повредить космический корабль», — сказал Бруно Сарли, инженер НАСА из Центра космических полетов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд.
Сарли возглавляет команду, разрабатывающую щиты для защиты системы NASA Mars Earth Entry System от микрометеоритов и космического мусора. Недавно он отправился в лабораторию НАСА, предназначенную для безопасного воссоздания опасных столкновений, чтобы протестировать щиты команды и компьютерные модели.
Расположенная вдали от жителей и окруженная дюнами, лаборатория удаленных сверхскоростных испытаний в испытательном центре NASA White Sands в Лас-Крусес, штат Нью-Мексико, поддерживает все программы пилотируемых космических полетов от космического корабля «Шаттл» до «Артемиды». Лаборатория также поддерживает тестирование программ Международной космической станции, коммерческого экипажа и коммерческого снабжения.
Лаборатория использует двухступенчатые легкогазовые пушки для разгона объектов до скоростей, имитирующих удары микрометеоритов и орбитальных обломков по защите космического корабля. На первой ступени в качестве метательного заряда используется порох, как и в стандартном ружье. На второй ступени используется сильно сжатый газообразный водород, который выталкивает газ в трубку меньшего размера, увеличивая давление в пистолете, как автомобильный поршень. Давление пушки становится настолько высоким, что оно сровняло бы здание с землей, если бы оно взорвалось. «Вот почему мы болтались в бункере во время теста», — сказал Сарли.
Mars Mission Shields Up для испытаний: Лаборатория удаленных сверхскоростных испытаний НАСА оснащена четырьмя двухступенчатыми легкогазовыми пушками; две пушки калибра 0,17 (диаметр канала ствола 0,177 дюйма), 0,50 калибра (диаметр канала ствола 0,50 дюйма) и одна пушка калибра 1 дюйм (диаметр канала ствола 1,00 дюйма) на объекте. 1-дюймовый диапазон составляет 160 футов в длину, от пороховой казенной части до конца камеры мишени снаружи. Кредиты: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. Скачать видео >
Лаборатория удаленных сверхскоростных испытаний НАСА оснащена четырьмя двухступенчатыми легкогазовыми пушками; две пушки калибра 0,17 (диаметр канала ствола 0,177 дюйма), 0,50 калибра (диаметр канала ствола 0,50 дюйма) и одна пушка калибра 1 дюйм (диаметр канала ствола 1,00 дюйма) на объекте. Диапазон 1 дюйм составляет 160 футов в длину, от порохового затвора до конца камеры мишени снаружи.
Инженеры потратили три дня на подготовку к односекундному эксперименту. Они использовали лабораторную двухступенчатую газовую пушку среднего размера высокого давления (диапазон 50 калибров), которая стреляет мелкими шариками со скоростью более 5 миль в секунду. «На такой скорости вы могли бы добраться из Сан-Франциско в Нью-Йорк за пять минут», — сказал Деннис Гарсия, проводник-испытатель калибра 0,50 в Уайт-Сэндс.
В то время как скорость шарика высока, микрометеориты летят в космосе в шесть-семь раз быстрее. В результате команда полагается на компьютерные модели для имитации реальных скоростей микрометеоритов. Более медленная скорость проверит способность их компьютерной модели имитировать удары по конструкциям их щитов и позволит команде изучить реакцию материала на такую энергию.
Возвращение образцов Марса — это кампания, состоящая из нескольких миссий, предназначенная для сбора отобранных с научной точки зрения образцов горных пород и отложений, которые марсоход Perseverance собирает на поверхности Марса.