Spirit марсоход: Дух пустыни Марсоход «Спирит» навсегда застрял в песке: Наука и техника: Lenta.ru |

Содержание

Дух пустыни Марсоход «Спирит» навсегда застрял в песке: Наука и техника: Lenta.ru

Во вторник, 26 января, Американское космическое агентство сообщило, что прекращает попытки спасти марсоход «Спирит» (Spirit), застрявший в песках Красной планеты. Это решение означает, что он навсегда останется там, где находится сейчас. Многие восприняли сообщение NASA как известие о кончине марсохода. Но сами ученые уверяют, что все совсем не так и «Спирит» просто начал новый этап своей миссии. Вспомним, что успел сделать марсоход за прошедшие с момента его высадки шесть лет.

Все по плану

Марсоходы-близнецы «Спирит» (Spirit) и «Оппортьюнити» (Opportunity) отправились на Марс в 2003 году. До этих двух 185-килограммовых махин поверхность нашего космического соседа уже исследовали стационарные «Викинги» в 1976 году и марсоход Sojourner в 1997 году. Амбициозная марсианская миссия преследовала несколько основных целей. Важнейшей задачей был поиск доказательств в пользу теории о существовании на Марсе воды — в прошлом или настоящем.

Все накопленные к моменту запуска марсоходов данные указывали, что жидкой воды на поверхности Марса нет. Однако было собрано множество косвенных «улик», указывавших, что прошлое Красной планеты было влажным. Если вода на Марсе была, она должна была определенным образом изменить состав пород, с которыми взаимодействовала. Инструментарий «Спирита» и «Оппортьюнити» позволял им находить такие изменения.

Кроме того, марсоходы должны были изучить минеральный состав Красной планеты, уточнить, какие геологические процессы происходили на ней в прошлом, а также подтвердить (или не подтвердить) данные наблюдений орбитальных зондов.

Перед тем как отправить «Спирит» и «Оппортьюнити» в путешествие длиной свыше 55 миллионов километров (именно таково расстояние от Земли до Марса в моменты их наибольшего сближения), ученые испытали прототипы марсоходов в пустыне в штате Аризона. Наконец, 10 июня 2003 года с космодрома на мысе Канаверал стартовала ракета-носитель «Дельта II» (Delta II), на борту которой находился «Спирит». Через семь месяцев марсоход, «укутанный» в кокон из надувных шаров, опустился на поверхность Марса в кратер Гусева. Этот кратер представляет собой воронку диаметром около 170 километров, оставшуюся после падения на Марс огромного метеорита. Исследователи выбрали в качестве места посадки именно это место, так как у них были веские основания полагать, что когда-то давно кратер Гусева был заполнен соленой водой.

Для того чтобы придумать аппаратам, обозначенным во время разработки скучной аббревиатурой MER (Mars Exploration Rover — ровер для исследования Марса), название, NASA организовало конкурс. В нем победила 9-летняя девочка Софи Коллис, родившаяся в Сибири.

Сразу по прилету «Спирит» передал на Землю фотографии окружающего его пейзажа. Следующие дни оказались не столь удачными. Сначала ученые не могли спустить аппарат с посадочной платформы, а затем у «Спирита» обнаружились проблемы с памятью, из-за которых бортовой компьютер марсохода постоянно перезагружался.

Окончательно привести «Спирит» в чувство удалось только к пятому февраля. «Выздоровевший» марсоход немедленно отличился тем, что просверлил в находящемся неподалеку от него камне Адирондак отверстие глубиной 2,7 миллиметра и диаметром 45,5 миллиметра. Изучив фотографии отверстия, также сделанные «Спиритом», ученые смогли узнать, какова структура Адирондака.

Еще через месяц марсоход собрал доказательства, что в кратере Гусева действительно была вода. Собственно, уже этого было бы достаточно для того, чтобы назвать миссию «Спирита» успешной. А так как он получил еще множество научных данных об окружающих его камнях и кратерах, специалисты приняли решение продлить продолжительность миссии свыше запланированных изначально 90 дней. «Оппортьюнити» работал не менее успешно, поэтому и ему продлили «контракт».

Ученые работают с моделью марсохода «Спирит». Фото NASA/JPL

Lenta.ru

Время шло, марсианское лето сменяла марсианская зима, а оба марсохода продолжали ползать по поверхности Марса и собирать информацию. Они передали на Землю гигабайты научных данных и тысячи фотографий. Аппараты выполнили все пункты программы исследований, включая обнаружение множества доказательств существования на Марсе воды (чуть позже — в августе 2008 года — марсианский зонд «Феникс» сумел прямо получить воду из грунта Красной планеты). Миссии обоих марсоходов несколько раз продлевались. К 29 января 2010 года «Спирит» провел на Марсе 2160 солов (марсианских дней — один сол равен 24 часам и 39 минутам), «Оппортьюнити» — 2139 солов.

Не обходилось, конечно, и без неприятностей. Самой распространенной неполадкой у обоих марсоходов были сбои в работе памяти и периодические «глюки» со связью. Эти мелкие огорчения не очень сильно сказывались на работе аппаратов. Первая серьезная проблема наметилась 16 июня 2004 года — у «Спирита» начало заклинивать правое переднее колесо. Из-за этого увечья ученые вынуждены были корректировать движения марсохода. Например, на холмистые склоны «Спирит» поднимался задом наперед. В марте 2006 года сотрудники Лаборатории реактивного движения (JPL) при NASA объявили, что колесо окончательно отказало.

Катастрофа

Невзирая на хромоту «Спирит» продолжал исправно выполнять свои рабочие обязанности. В один из мартовских дней 2009 года он спокойно направлялся в сторону плато Home Plate. Неожиданно корка грунта под колесами марсохода треснула, и он попал в песчаную ловушку. Проанализировав сделанные «Спиритом» фотографии его бедственного положения, ученые заключили, что под днищем аппарата находится большой камень. Понять, касается ли он «брюха» марсохода, ученым не удалось даже после использования для этой цели микроскопа.

Астрономия и космические аппараты всегда вызывают живой интерес у публики. Для того чтобы все желающие могли следить за спасением «Спирита» практически в режиме реального времени, NASA открыло специальный сайт, названный Free Spirit («освободить Spirit»).

Даже на Земле вытащить застрявший в песке автомобиль бывает непросто. На Марсе, когда до конца неясно, как именно завяз аппарат и каковы свойства окружающего грунта, задача становится чрезвычайно сложной. Чтобы выработать оптимальную тактику спасения «Спирита» и окончательно не закопать его в песок, ученые сначала отрабатывали различные варианты действий на Земле. Специалисты использовали модели марсохода в натуральную величину. Двойники помещались в емкость, заполненную песком, свойства которого (предположительно) напоминали свойства марсианского грунта.

В ноябре 2009 года ученые попытались реализовать выбранные ими приемы на Марсе. Они посылали «Спириту» команды прокрутить то или иное колесо. Практически сразу выяснилось, что реальность намного более сурова, чем предполагалось. Многие команды марсоход отказывался выполнять, так как заложенная в его компьютер программа определяла, что угол наклона аппарата после выполнения операции будет слишком велик. Тем не менее, ученым удалось сдвинуть «Спирит» на несколько миллиметров в нужном направлении. В ходе дальнейших попыток вызволить марсоход он увяз в грунте еще глубже, чем изначально. Кроме того, отказало еще одно колесо.

Новая жизнь

Затея вытащить «Спирит» выглядела все более безнадежной. В конце концов, специалисты приняли решение отказаться от нее. Отныне марсоход станет стационарной станцией для исследования Марса. Ученые уверяют, что даже замурованный в песке «Спирит» сможет провести еще множество полезных для науки наблюдений. В частности, он будет в состоянии тщательно изучить характеристики окружающего грунта и проводить мониторинг марсианской погоды.

Большинство заметок, посвященных «Спириту», представляют его как героического маленького бойца, упорно преодолевающего все трудности. Но вполне может быть, что он просто хочет домой.

Все эти научные свершения «Спирит» реализует следующей марсианской весной. В настоящее время в той части Марса, где находится марсоход, середина осени. Зимой Солнце находится очень низко над горизонтом, кроме того, его дополнительно скрывает песок, поднимаемый бурями. Все приборы «Спирита» получают энергию от его солнечных батарей, поэтому прежде всего ученые должны позаботиться о том, чтобы правильно разместить марсоход во время зимней спячки. Сейчас батареи аппарата наклонены к югу, а Солнце будет «висеть» над северной частью неба. В ближайшее время специалисты попытаются изменить наклон «Спирита» для того, чтобы его батареям доставалось хотя бы немного энергии.

Остается надеяться, что усилия ученых увенчаются успехом и «Спирит» встретит марсианскую зиму подготовленным. Тогда не исключено, что весной мы вновь услышим о новых открытиях, сделанных марсоходом.

Марсоход «Спирит»

Марсоход «Спирит», «Spirit», «MER-A» — первый марсоход космического агентства НАСА из двух запущенных США в рамках проекта Mars Exploration Rover. Название марсоходу было дано в рамках конкурса НАСА 9-летней девочкой русского происхождения Софи Коллиз, родившейся в Сибири и удочеренной американской семьей из Аризоны. Основной задачей миссии было изучение садочных пород, которые, как предполагалось, должны были образоваться в кратерах Гусева, Эребус, где когда-то могло находиться озеро, море или целый океан.

«Spirit» работал гораздо дольше, чем запланированные 90 солов, марсианских солнечных суток. Благодаря очистке солнечных батарей естественным ветром Марса выработка электроэнергии значительно повысилась, из-за чего «Спирит» продолжал эффективно функционировать долгое время, в конечном итоге значительно превысив запланированный срок службы. Он проехал 7,73 км вместо запланированных 600 м, что позволило сделать более обширные анализы пород Марса.

Характеристики марсохода «Спирит»

Технические характеристики

Масса: 185 кг

Размеры: 1,6 × 2,3 × 1,5 м

Мощность: 140 ватт электроэнергии, примерно 0,3-0,9 кВт·ч/сол (свыше 4,0 ампер), Два литий-ионных аккумулятора емкостью 8 А·ч каждый

Источники питания: Панели солнечных батарей на основе арсенида галлия

Движитель: максимальная — 5 см/сек, 1 см/сек (34 м/ч) на Марсе, с учетом проскальзывания колес

Срок активного существования: Планируемая: 90 сол (92,5 суток)

Эксплуатация: 2210 сол — последний контакт с ровером

Подвижность: 1892 сол с момента застревания в песчаной дюне

Всего: до 2623 сол — попытки установить контакт с марсоходом

Целевая аппаратура

Панорамные камеры (Pancam): Пара камер с набором светофильтров. Помогают изучить структуру, цвет и минералогию местного ландшафта.

Навигационные камеры (Navcam): Пара монохромных камер с широким полем зрения. Используются в навигации.

Миниатюрный тепловой эмиссионный спектрометр (Mini-TES): Просматривает горную породу и марсианский грунт в инфракрасном диапазоне для более подробного анализа другими инструментами, также определяет процессы, которые их сформировали.

Камеры избегания опасности (Hazcam): Две пары черно-белых камер спереди и сзади марсохода. Камеры с 120 градусным полем зрения обеспечивают дополнительные данные о состоянии ровера, используются в навигации.

Мессбауэровский спектрометр (MIMOS II): Проводит исследования минералогии железосодержащих пород и марсианских грунтов.

Рентгеновский спектрометр альфа-частиц (APXS): Проводит химический анализ горных пород и марсианских грунтов.

Микрокамера (MI): Делает макроснимки марсианской поверхности.

Инструмент истирания камней (RAT): Мощный шлифовальный станок, способный создавать углубление диаметром 45 мм и глубиной 5 мм на скальной поверхности. Инструмент расположен на манипуляторе ровера и весит 720 грамм.

Скорость передачи: 6-25 МБ/сутки

Бортовая память ОЗУ: 128 МБ

Разрешение изображения: 0,273 ± 0,003 мрад/пиксель, что соответствует 1 мм/пиксель с расстояния 3 м от марсохода.

22 марта 2010 года состоялся последний сеанс связи марсохода «Spirit» с Землей. Прощание со «Спиритом» состоялось в штаб-квартире НАСА и транслировалось онлайн.

26 января 2010 года после нескольких месяцев неудачных попыток освобождения марсохода «Спирит», НАСА решило переименовать миссию ровера, назвав его стационарной платформой для исследований. Усилия были направлены на подготовку более подходящего положения по отношению к Солнцу для обеспечения эффективной подзарядки аккумуляторов ровера. Это было необходимо для сохранения самых нужных инструментов во время марсианской зимы.

17 декабря 2009 года правое переднее колесо марсохода Спирит неожиданно отработало в нормальном режиме в течение первых трех попыток вращения. Было неизвестно, насколько это поможет, так как правое заднее колесо вышло из строя 28 ноября и оставалось неработающим до конца миссии. У ровера оставалось только четыре полностью работающих колеса. Возникла опасность, что если команда не сможет освободить ровер и отрегулировать угол наклона солнечных панелей, то марсоход сможет продержаться только до мая 2010 года.

1 мая 2009 года марсоход «Спирит» застрял в песчаной дюне. Это была не первая такая ситуация с роверами, и в течение последующих восьми месяцев НАСА тщательно ее анализировало. Выполнялось моделирование участка, программирование, продолжались усилия по освобождению. Инцидент произошел через 5 лет, 3 месяца, 27 земных суток после посадки, что в 21,6 раза больше, чем запланированные 90 солов — марсианских солнечных суток.

6 февраля 2009 года ветер удачно сдул часть пыли с солнечных панелей марсохода Спирит. Это привело к увеличению выработки энергии до 240 ватт·час в день. НАСА заявило, что прибавка энергии будет использоваться преимущественно для передвижения.

10 ноября 2008 года из-за обширных пылевых бурь выработка энергии марсохода Спирит сократилась до 89 Вт·час в день — критический уровень. Инженеры пытались сэкономить энергию за счет отключения некоторых приборов, включая обогреватели.

4 января 2007 года к 3-й годовщине посадки, программное обеспечение марсохода Спирит было обновлено. Марсоход смог самостоятельно принимать решение о передачи изображения, изучения горной породы, протягивания манипулятора и так далее, без участия операторов с Земли. Это существенно ускорило исследования, так как отпала необходимость согласования действий аппарата, который больше не ждал радиосигнала из НАСА, и упростило работу исследователей, до этого самостоятельно анализировавших сотни изображений, приходящих от марсохода.

7 февраля 2006 года аппарат «Спирит» прибыл к северо-западной части Домашней плиты и поднялся на слоистые обнажения к 744 сол, приложив для этого большие усилия. С помощью манипулятора были проведены научные исследования.

21 августа 2005 года марсоход «Спирит» достиг вершины холма Хасбанда, была получена 360-градусная панорама. Позднее «Спирит» отправился к плато под названием Домашняя плита.

9 марта 2005 года производительность солнечных панелей марсохода «Спирит» снизилась до 60 %, тогда как изначально было 93 %. На следующий день ровер наблюдал за пыльными дьяволами. Ученые НАСА предположили, что пыльные дьяволы очистят солнечные панели от пыли, тем самым значительно увеличив продолжительность миссии. Это был первый пыльный дьявол, который когда-либо замечали «Спирит» или «Оппортьюнити». Ранее их сфотографировал только зонд «Пасфайндер» с марсоходом «Соджорнер».

11 марта 2004 года «Спирит» достиг кратера Бонневиль, проехав 370 м. Кратер имеет около 200 метров в диаметре, его поверхность на 10 м ниже окружающей поверхности. В Лаборатории реактивного движения решили, что нет смысла отправлять марсоход внутрь кратера, так как они не видят в нем интересных для исследования объектов. «Спирит» поехал вдоль южного края кратера и направился на юго-запад к холмам Колумбии.

6 февраля 2004 года аппарат «Спирит» совершил первое бурение породы на Марсе. «Spirit» проделал углубление в камне, названном Адирондак. Глубина отверстия составила 2,65 мм, а диаметр — 45,5 мм. Оно открыло свежие горные породы для ближайшего исследования с помощью микроскопической камеры и двух спектрометров, которые находились на руке-манипуляторе.

21 января 2004 года марсоход «Спирит» неожиданно перестал общаться с центром управления. На следующий день ровер на скорости 7,8 бит/с передал сигнал, подтверждающий, что марсоход принял сообщение с Земли, но находится в режиме сбоя, ответы на команды будут передаваться только периодически. Было заявлено, что возникла серьезная неисправность, однако потенциально восстановимая в случае, если причиной проблемы является программная ошибка, а не аппаратный сбой. «Спириту» была дана команда передать данные о его техническом состоянии.

18 января 2004 года марсоход Спирит обнаружил камень размером с футбольный мяч, названый Адирондак. Он стал первым камнем на счету Спирита, который был тщательно изучен всеми его научными инструментами. Спирит начал изучение Адирондака сразу после завершения исследования камня «Сашими», который был менее длинным и более плоским. Спирит преодолевал песчаную местность в кратере Гусева, прежде чем добрался к камню, всего через три дня после того, как успешно сошел с посадочного модуля. Камень назван в честь горы Адирондак в штате Нью-Йорк из-за схожести по форме.

4 января 2004 года спускаемый аппарат с марсоходом «Спирит» совершил мягкую посадку на Марс за три недели до прибытия его близнеца «Оппортьюнити», который был успешно доставлен в другой район Марса, смещенный по долготе примерно на 180 градусов.

10 июня 2003 года Американское космическое агентство НАСА запустило ракету-носитель «Дельта II 7925» с марсоходом «Спирит» на борту. Он стал первым из двух запущенных США в рамках проекта Mars Exploration Rover. Основная задача «Спирита» заключалась в том, чтобы марсоход продержался боле 90 суток, за это время проводя многочисленные исследования Марса.

Цели миссии марсохода «Спирит»

— Поиск и описание разных горных пород и почв, которые свидетельствовали бы о прошлой водной активности планеты. В частности, поиск образцов с содержанием минералов, которые отлагались под воздействием осадков, испарения, осаждения или гидротермальной активности;

Определение распространения и состава минералов, горных пород и почв, которые окружают место приземления;

— Поиск железосодержащих минералов, их обнаружение, а также оценка количественных относительных величин по определенным типам минералов, которые содержат воду или были сформированы в воде, таких как железосодержащие карбонаты;

— Классификация минералов и геологического ландшафта, а также определение процессов, сформировавших их;

— Проверка наблюдений за поверхностью, сделанных при помощи инструментов Марсианского разведывательного спутника. Это поможет определить точность и эффективность различных инструментов, которые используются для изучения марсианской геологии с орбиты;

— Определить какие геологические процессы сформировали рельеф местности, определить химический состав почвы. Эти процессы могут включать в себя водную или ветровую эрозию, отложение осадков, гидротермальные механизмы, вулканизм и образование кратеров;

— Поиск геологических причин, сформировавших те условия окружающей среды, которые существовали на планете вместе с присутствием жидкой воды. Оценка условий, которые могли бы быть благотворны для зарождения жизни на Марсе.

Подробно | Spirit — Исследование Солнечной системы НАСА

Что такое Дух?

Марсоход NASA Spirit и его близнец Opportunity изучили историю климата и воды в тех местах на Марсе, где когда-то условия могли быть благоприятными для жизни.

Spirit обнаружил убедительные доказательства того, что Марс когда-то был намного влажнее, чем сейчас.
Описан как «замечательная рабочая лошадка» — Spirit проработал 6 лет, 2 месяца и 19 дней, что более чем в 25 раз превышает предполагаемый срок службы.
Марсоход преодолел 7,73 км по марсианским равнинам.
25 мая 2011 года НАСА прекратило попытки связаться с высадившимся вездеходом и объявило свою миссию завершенной. Ровер молчал с марта 2010 года.

Страна	Соединенные Штаты Америки (США)
Объектив(ы)	Исследование поверхности Марса
Космический корабль	Mars Exploration Rover 2 (MER 2) [стал MER-A]
Масса космического корабля	2341 фунт (1062 кг)
Разработка и управление миссией	НАСА / Лаборатория реактивного движения
Ракета-носитель	Дельта 7925-9,5 (№ D298)
Дата и время запуска	10 июня 2003 г. / 17:58:47 UT
Стартовая площадка	Мыс Канаверал, Флорида / SLC-17A
Научные приборы	1. Панорамная мачта в сборе а. панорамные камеры (Pancam) б. навигационные камеры (Navcam) в. миниатюрный термоэмиссионный спектрометр (Mini-TES) 2. Мессбауэровский спектрометр (MB) 3. Рентгеновский спектрометр альфа-частиц (APXS) 4. Магниты (для сбора пылинок) 5. Микроскопический имидж-сканер (МИ) 6. Инструмент для истирания горных пород (RAT)

3D-модель двух марсоходов-близнецов Spirit и Opportunity. Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD)

› Параметры загрузки

Ключевые даты

10 июня 2003 г.: запуск

4 января 2004 г.: Mars Landing

25 мая 2011 г.: НАСА официально завершает усилия, чтобы связаться с Rover

В глубине: Дух 9008

Марсоходы Spirit и Opportunity вместе представляли миссию НАСА по исследованию Марса (MER), часть программы исследования Марса. Основная научная цель двух марсоходов, запущенных с разницей примерно в месяц в 2003 году, состояла в том, чтобы найти ряд пород и типов почвы, а затем найти подсказки для прошлой активности воды на Марсе.

Каждый марсоход размером примерно с тележку для гольфа и в семь раз тяжелее (около 405 фунтов или 185 кг), чем марсоход Sojourner, запущенный в рамках миссии Mars Pathfinder to Mars в 1996.

Spirit и Opportunity были отправлены на противоположные стороны Марса в места, которые, как подозревалось, были затронуты жидкой водой в прошлом. Планировалось, что марсоходы будут перемещаться с места на место, проводить геологические исследования и делать фотографии с помощью установленных на мачте камер (около 5 футов или 1,5 метра от земли), обеспечивающих 360-градусный стереоскопический обзор местности.

Набор инструментов (MB, APXS, магниты, MI и RAT) был развернут на роботизированной руке (известной как устройство развертывания инструментов или IDD). Рука помещала инструменты прямо на почву или камни и активировала инструменты.

Spirit был запущен первым в 17:58:47 UT 10 июня 2003 года с мыса Канаверал, Флорида. Космический корабль был отправлен на промежуточную парковочную орбиту вокруг Земли (около 100 × 2960 миль или 163 × 4762 км) с наклонением 28,5 градусов.

Позже разгонный блок ПАМ-Д запустился, чтобы отправить космический корабль на гелиоцентрическую орбиту по траектории перехвата Марса. Коррекция курса последовала через 10 дней. После еще трех исправлений маршевая ступень космического корабля с марсоходом Spirit приблизилась к Марсу для посадки 4 января 2004 г.

Примерно за 15 минут до входа в марсианскую атмосферу посадочный модуль, все еще находящийся в защитной оболочке, отделился от маршевой ступени. На высоте от 4 до 5 миль (от 6 до 7,5 километров) раскрывался парашют, а через 30 секунд выпускался нижний теплозащитный экран аэродинамического снаряда. Еще через 10 секунд марсоход размотал трос, продолжая снижаться со скоростью 230 футов в секунду (70 метров в секунду).

Четыре массивные подушки безопасности того же типа, что и на Mars Pathfinder, надуваются, после чего в основании парашюта запускаются тормозные ракеты. Ракеты стреляли до тех пор, пока посадочный модуль не оказался на высоте около 28 футов (8,5 метров) от земли. Ретроракеты были необходимы, потому что плотность атмосферы на Марсе составляет менее 1% от плотности Земли, а парашюты сами по себе не могут снизить скорость.

Весь марсоход врезался в поверхность Марса в 04:26 UT 4 января 2004 г. со скоростью около 46 футов в секунду (14 метров в секунду), подпрыгнув 28 раз, прежде чем остановиться на высоте от 820 до 980 футов. (от 250 до 300 метров) от точки первого удара. Координаты посадки: 14,5692 градуса южной широты и 175,4729 градуса восточной долготы.

Приземление произошло примерно в 8 милях (13,4 км) от запланированной цели и внутри кратера Гусева. Станция стала известна как Мемориальная станция Колумбии в честь семи астронавтов, погибших, когда космический корабль «Колумбия» развалился 1 февраля 2003 года, когда он возвращался на Землю.

Первоначально Spirit передал данные на Землю через Mars Global Surveyor. Примерно через полтора часа после приземления и после того, как подушки безопасности сдулись, марсоход развернул свои лепестковые солнечные панели и начал передавать информацию через 2001 Mars Odyssey. Spirit немедленно начал передавать впечатляющие изображения обратно на Землю.

Ровер столкнулся с серьезной проблемой 21 января 2004 года, когда сеть дальнего космоса НАСА потеряла связь. Из-за проблемы в подсистеме флэш-памяти Spirit марсоход перешел в режим сбоя. К счастью, диспетчеры смогли переформатировать флэш-память и прислать программное исправление (чтобы предотвратить перегрузку памяти). Нормальная работа возобновилась 5 февраля.0005

На следующий день Spirit использовал свой инструмент для истирания камней (RAT), чтобы отшлифовать поверхность скалы под названием Адирондак, что было впервые совершено на Марсе. Исследование обнаженной внутренней части скалы дало ученым важную информацию о составе марсианской почвы.

Первоначально планировалось, что миссия продлится 90 марсианских дней, примерно до 4 апреля 2004 года. Тем не менее, планировщики миссии смогли неоднократно сформулировать расширенные миссии далеко за пределы первоначального срока службы марсохода.

Некоторые из последующих основных моментов включали посещение кратера Бонневиль, примерно в 400 ярдах (370 метров) от первоначальной точки приземления. Затем марсоход отправился к базе Колумбия-Хиллз, где провел продолжительное время.

К 2005 году Spirit начал медленно продвигаться к вершине холма Мужа по местности, которая была одновременно каменистой и песчаной. Он останавливался во многих местах для расследования, часто используя RAT.

В марте 2005 года произошло необычное и странное событие — прохождение пылевых вихрей, сметающих пыль с верхней части солнечных панелей — мощность, поступающая в Spirit, увеличилась с обычных 60 до 9 процентов.3 процента, что значительно продлевает срок службы миссии.

29 сентября 2005 года марсоход, наконец, достиг вершины холма Муж, небольшой плоской равнины, с которой Spirit смог снять 360-градусные панорамы в истинном цвете кратера Гусева.

В начале следующего года марсоход был направлен к северной стороне холма МакКул, где предполагалось, что Спирит получит достаточно солнечного света для поддержания операций в течение надвигающейся марсианской зимы.

Поездка в МакКул Хилл в конце концов была отменена, отчасти из-за того, что переднее колесо перестало работать. Эта неисправность оказалась полезной для ученых, поскольку неактивное колесо соскребало верхний слой марсианского грунта по мере движения марсохода, обнажая яркую богатую кремнеземом пыль, указывающую на контакт между почвой и водой.

В начале 2007 года диспетчеры загрузили новое программное обеспечение как в Spirit, так и в Opportunity. Эти новые программы позволили марсоходам самостоятельно принимать решения о ряде различных действий, например, передавать ли конкретное изображение обратно на Землю или выдвигать ли удаленную руку.

На протяжении большей части лета 2007 года и Spirit, и Opportunity сталкивались с сильными пыльными бурями, которые подорвали их способность эффективно работать, в основном из-за нехватки энергии, вырабатываемой солнечными панелями.

В конце 2008 года из-за зимнего шторма мощность солнечной панели Spirit снизилась примерно до 89 ватт-часов за марсианский день. Нормальное количество будет около 700 ватт-часов в день. При таких низких уровнях марсоход должен был использовать свои собственные батареи, и если бы они разрядились, это фактически положило бы конец миссии.

В течение 2009 года в результате ряда случайных событий, таких как ветер, сдувший пыль с солнечных батарей, мощность марсохода медленно увеличивалась. К апрелю 2009 года марсоход вернулся к примерно 372 ватт-часам в день, что достаточно для возобновления нормальной научной деятельности.

К сожалению, 1 мая 2009 года, двигаясь на юг вдоль западного края низкого плато под названием Домашняя Плейта, Spirit застрял в мягкой почве, и его колеса не смогли создать сцепление с землей. 28 ноября перестало работать еще одно из шести колес Spirit, правое заднее.

К концу января 2010 года, после того как многие попытки переместить Spirit потерпели неудачу, планировщики миссии переформулировали миссию Spirit как стационарную научную платформу.

Одной из его целей теперь будет изучение крошечных колебаний во вращении Марса, чтобы определить природу ядра планеты — жидкое оно или твердое. Однако для этого марсоход пришлось немного наклонить на север, чтобы его солнечные панели были открыты солнцу, поскольку зимнее солнце будет в северной части неба. В итоге желаемого наклона добиться не удалось.

После 22 марта 2010 года диспетчеры миссии Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) не смогли восстановить связь с Spirit.

Несмотря на более чем 1300 команд, отправленных на Spirit, НАСА официально завершило свои восстановительные работы 25 мая 2011 года. Наиболее вероятной причиной потери связи был чрезмерный холод, из-за которого его спасательные обогреватели стали неэффективными.

К тому времени, как он остановился, Spirit преодолел около 4,8 миль (7,73 км) по марсианским равнинам. Он проработал шесть лет, два месяца и 19дней, что более чем в 25 раз превышает предполагаемый срок службы.

Основные достижения

2007: Раскопал участок почти чистого кремнезема, основного компонента оконного стекла, волоча правое переднее колесо. Кремнеземное пятно, получившее название «Гертруда Вайзе», предоставило убедительные доказательства того, что древний Марс был намного влажнее, чем сейчас, потому что он, вероятно, образовался в среде горячих источников или паровых жерл.
2006: Найдены следы древнего взрыва на ярком низком плато под названием Домашняя Плита. Спирит изобразил грубые выпуклые зерна, покрывающие более тонкий материал, что соответствует модели скопления материала, падающего на землю после вулканического или ударного взрыва. Эти скалы, некоторые из которых никогда раньше не видели на Марсе, раскрывают бурную историю кратера.
2006: Взрыхлен яркий марсианский грунт в месте под названием Тайрон, который содержал много серы и следы воды. Этот материал мог быть вулканическим отложением, образовавшимся вокруг древних газовых жерл, или мог быть оставлен водой, которая растворяла эти минералы под землей и испарялась, когда они выходили на поверхность.
2005: Снято несколько видеороликов о движущихся пылевых вихрях, что позволило лучше всего рассмотреть эффекты ветра на поверхности Марса в момент их возникновения.
2004: Обнаружено удивительное разнообразие коренных пород в Колумбия-Хиллз, свидетельствующее о сложной геологической истории региона. На некоторых камнях были обнаружены признаки изменения водой.

Дополнительные ресурсы

НАСА: Spirit

Марсианская программа НАСА: Spirit

Национальный центр данных по космическим наукам Главный каталог: Spirit

Программа исследования Марса

Ключевой источник

Сиддики, Асиф А. За пределами Земли: Хроника исследования глубокого космоса, 1958 г. -2016. Офис программы истории НАСА, 2018 г.

Ровер Spirit: в ловушке песков Марса

Художественная иллюстрация марсохода NASA Spirit Mars. Spirit и его близнец Opporunity приземлились на Красной планете в январе 2004 года.
(Изображение предоставлено НАСА/JPL)

Spirit — один из двух марсоходов, запущенных НАСА в 2003 году в рамках миссии агентства Mars Exploration Rover (MER) стоимостью 800 миллионов долларов. Spirit прибыл на Красную планету в январе 2004 года, ему было поручено выяснить, могла ли когда-либо существовать жизнь на Марсе, узнать о нынешнем и прошлом климате Красной планеты и охарактеризовать марсианскую геологию.

Обещанная гарантия на Spirit составляла 90 марсианских дней, или солей, но в итоге марсоход проработал более 2200 солов, или 2266 земных дней. Спирит прекратил связь с Землей 22 марта 2010 г. , после того, как он застрял в песколовке. (Марсоход-близнец Spirit, Opportunity, работал до июня 2018 года, пока не смог зарядить свои батареи из-за пыльной бури. НАСА объявило Оппи мертвым в феврале 2019 года.)

Исследования Spirit позволили ученым заглянуть история.

Вскоре после приземления «Спирит» обнаружил обширные свидетельства существования карбоната и гематита, минералов, связанных с водной средой. Ровер преодолел многочисленные технические трудности (в том числе неисправное колесо) и в течение шести лет доставлял на Землю научные данные.

Но было одно препятствие, которое Дух не смог преодолеть: неожиданная песчаная ловушка. НАСА потратило недели, пытаясь помочь роботу добраться до более безопасного места, но не добилось больших успехов. Попав в ловушку, марсоход прекратил передачу информации на Землю 22 марта 2010 года.

Марсоход оставил после себя кладезь научной информации об истории Марса. Это также проложило путь для более надежного марсохода: Curiosity, марсоход, ориентированный на поиск пригодной для жизни среды на Красной планете. Curiosity является первооткрывателем нового марсохода Mars 2020, который будет искать признаки древней жизни.

По воде

Spirit — один из космических кораблей второй волны исследования Марса НАСА. Агентство отправило несколько миссий на Марс в 1960-х и 1970-х годах, но остановилось после того, как спускаемые аппараты «Викинг-1» и «Викинг-2» не вернули окончательных доказательств существования настоящей или прошлой жизни.

По данным агентства, интерес к Марсу возродился в 1980-х и 1990-х годах, когда исследователи на Земле обнаружили микробы, не только выживающие, но и процветающие в экстремальных условиях подводных вулканических жерл. Это открытие было захватывающим, потому что изображения викингов показали возможные доказательства того, что в прошлом в этом районе была вода.

В 1996 году НАСА направило на планету Mars Global Surveyor (MGS) для составления карты возможных водных объектов, а в 1997 году агентство также отправило на поверхность Марса миссии Mars Pathfinder и марсоход Sojourner с большим научным успехом, так как они обнаружили вокруг скалы, которые, вероятно, были сформированы водой в древнем прошлом.

Открытие вызвало интерес к другим марсоходам, и в январе 2004 года НАСА запустило Spirit and Opportunity. Более официально известные как Mars Exploration Rover, машины получили свои имена от 9-летняя Софи Коллис, победительница конкурса имен.

Spirit и Opportunity перевозили большую коллекцию научного оборудования. Инструменты на каждом марсоходе включали панорамную камеру, микроскопический формирователь изображений, инженерные камеры, три спектрометра, инструмент для истирания горных пород и массив магнитов. У марсоходов также была небольшая рука, которая позволяла им получать снимки крупным планом и данные об интересных научных объектах.

В поисках Гусева

Два года переговоров ушло на то, чтобы ученые и инженеры договорились о посадочных площадках для Opportunity и Spirit. «Места, наиболее привлекательные для ученых (например, сторона утеса, на которой история планеты записана в слоях осадочной породы), часто являются самыми пугающими для инженеров, отвечающих за безопасность робота», — пишет НАСА о процессе.

Opportunity нацелился на равнину под названием Meridiani Planum на основе слоя гематита, который MGS заметил сверху. Гематит — это оксид железа, который часто образуется в воде. И, как оказалось, Оппортьюнити нашел на поверхности много гематита.

Пунктом назначения Spirit был кратер Гусева, площадь которого превышает площадь Коннектикута. Судя по снимкам MGS, ученые подозревают, что в древнем прошлом кратер содержал воду. Гусев был выкопан астероидом или кометой, упавшей на планету еще 4 миллиарда лет назад.

Spirit был первым из двух марсоходов, покинувших Землю. Он стартовал на ракете Delta II 7925 с мыса Канаверал, штат Флорида, 10 июня 2003 г. и совершил последний спуск на Марс семь месяцев спустя, 4 января 2004 г. на поверхность в коконе подушек безопасности, благополучно катясь до остановки на поверхности — точно в цель в Гусеве. Opportunity также благополучно приземлился в нужном месте 25 января.

Перезагрузки, вода и колеса

Spirit все еще сидел в своем посадочном корпусе, когда заметил первый возможный признак воды на расстоянии: карбонат, который часто образуется во влажной среде. «Мы приехали искать карбонаты», — сказал в своем заявлении Фил Кристенсен, один из ученых миссии. «Они у нас есть. Мы собираемся преследовать их».

Но не прошло и недели, как Spirit попал в беду. 21 января 2004 г. он временно прекратил отправку данных с поверхности. Через несколько дней НАСА определило, что компьютер ровера постоянно перезагружается из-за ошибки программного обеспечения; он перезагружался более 60 раз за три дня.

Агентство стабилизировало марсоход в феврале 2004 года. Затем, в марте, Spirit сорвал джекпот: вулканическая порода, состав которой намекал на водное прошлое.

Три месяца спустя НАСА было удивлено, когда Спирит наткнулся на гематит, добавив доказательства возможности присутствия воды в окружающей среде. Opportunity также обнаружил гематит на месте посадки на полпути через Марс.

К концу 2005 года Спирит подъехал к ближайшей достопримечательности, Холму Мужа, чтобы взглянуть на окружающий ландшафт. Это был первый раз, когда марсоход поднялся на холм на другой планете.

Этот район был свидетельством ранней бурной истории Марса, сообщает НАСА. «У нас есть эта драматическая топография, покрытая песком и рыхлыми валунами; затем, время от времени, маленькое окошко в коренной породе под ним», — сказал Стив Сквайрс, планетолог из Корнельского университета и главный исследователь научных инструментов марсохода. в заявлении.

Одно из колес Spirit перестало работать в марте 2006 года, когда марсоход мчался к склону, чтобы получить достаточно солнечного света, чтобы пережить зиму. Операторы НАСА на Земле дистанционно тащили колесо за марсоходом, медленно перемещая Spirit по часу в день, насколько позволяла сила солнца. Spirit благополучно прибыл в пункт назначения в апреле 2006 года.

Это место оказалось хорошим местом для остановки, так как марсоход обнаружил неподалеку минералы с измененной водой, когда возобновил работу в конце 2006 года. (7,7 км) за годы его пребывания на Марсе — более чем в десять раз больше расстояния, которое НАСА планировало преодолеть марсоходу.

На самом деле неисправное колесо оказалось полезным для миссии: в марте 2007 года НАСА объявило , что марсоход взбалтывал почву со следами серы и воды в ней, предположив, что это могут быть испарившиеся источники или вулканические жерла.

В течение года Спирит обнаружил место возможного извержения вулкана и пережил обширную пыльную бурю . Другой шторм в конце 2008 года снизил мощность Spirit до опасного уровня, но марсоход выстоял.

Марсианский ветер унес часть пыли в феврале 2009 года. В апреле у компьютера Спирита снова начались проблемы с перезагрузкой, с периодами того, что НАСА назвало «амнезией». Марсоход снова начал движение, пока НАСА работало над устранением проблемы, но затем столкнулось с еще более серьезной проблемой: оседающим песком. 23 апреля 2009 г., марсоход неожиданно прорвался через наст в более мягкий песок и больше не смог выбраться.

НАСА потратило месяцы на моделирование и отправку команд застрявшему марсоходу, но агентство также собирало данные, пока марсоход стоял на месте. Чиновники НАСА были рады увидеть песок с базальтом, сульфатом и кремнеземом — данные были переданы марсоходу, когда он пытался выбраться из ловушки. В одном из заявлений НАСА это место под названием Троя названо «одним из самых интересных мест, где побывал Дух».

31 декабря 2009 года НАСА подсчитало, что мощности марсохода может не хватить на зиму. Последнее сообщение Spirit поступило 22 марта 2010 года, и марсоход хранил молчание, поскольку НАСА несколько месяцев приветствовало его.

«Оценки инженеров за последние месяцы показали очень низкую вероятность восстановления связи со Spirit», — говорится в заявлении представителей НАСА от 24 мая 2011 года. В любом случае космические средства, используемые для поиска Spirit, скоро будут необходим для будущего марсохода НАСА Curiosity. В том же месяце НАСА завершило свои попытки связаться с Spirit.

Наследие Spirit

В то время как Spirit прекратил связь с Землей в 2010 году, его марсоход-близнец Opportunity пошел дальше. Opportunity продолжал работать вплоть до 2018 года — примерно через 14,5 лет после даты приземления — но остановился на поверхности из-за пыльной бури в июне 2018 года. Оба марсохода показали миру, как хорошая инженерия и наука могут раскрыть невероятную и ценную информацию, такую как обширные доказательства наличия воды на Красной планете.

Опыт НАСА с марсоходами пригодился при работе с новым марсоходом Curiosity, который прибыл на поверхность Марса в 2012 году и изучал историю обитаемых сред и воды в кратере Гейла и горе Шарп (Эолис Монс). Операторы используют научную работу Spirit и Opportunity для информирования о маршрутах Curiosity. Например, Curiosity может чувствовать, когда он находится в песчаной зоне, и запрограммирован останавливаться и просить помощи у своих операторов на Земле.

Марсоход NASA Mars 2020 будет искать органику и другие свидетельства древней жизни на поверхности Марса. Одним из потенциальных мест его посадки был кратер Гусева, где марсоход Spirit встретил свою гибель.

«Открытие того, что здесь [кратер Гусева] текут горячие источники, было крупным достижением марсохода Spirit», — сказали представители НАСА, описывая потенциальные места посадки. (В конце концов, команда 2020 года выбрала другое место для миссии — кратер Джезеро, в котором в древнем прошлом находилась дельта реки.)

Spirit остается важной миссией для НАСА, потому что марсоход показал наличие воды на Марсе и помог заложить основу для будущих марсианских миссий.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space. com.

Элизабет Хауэлл, доктор философии, является штатным корреспондентом на канале космических полетов с 2022 года. Она была автором для Space.com (открывается в новой вкладке) в течение 10 лет до этого, с 2012 года. Репортажи Элизабет включают эксклюзив для Office вице-президента Соединенных Штатов, несколько раз выступая с Международной космической станцией, наблюдая за пятью запусками человека в космос на двух континентах, работая в скафандре и участвуя в имитации полета на Марс. Ее последняя книга «Почему я выше?» написана в соавторстве с астронавтом Дэйвом Уильямсом. Элизабет имеет докторскую степень. и магистр наук. получил степень бакалавра космических исследований в Университете Северной Дакоты, степень бакалавра журналистики в Карлтонском университете в Канаде и (скоро) степень бакалавра истории в Университете Атабаски. Элизабет также является инструктором по коммуникациям и естественным наукам с 2015 года. Элизабет впервые заинтересовалась космосом после просмотра фильма «Аполлон-13» в 19 лет.