Робот в поисках жизни: На старт Curiosity

Аппарат должен стартовать завтра, 26 ноября, на борту ракеты-носителя Atlas V 541. Ну а мы в ожидании предстоящего завтра старта пожелаем Curiosity удачи и шаг за шагом рассмотрим его бортовые системы. Их немало: в общей сложности, на борту имеется 10 научных инструментов для изучения Марса и еще один — для отслеживания процесса посадки аппарата.

Основная «рабочая лошадка» аппарата, способная вести цветную фото- и видеосъемку в высоком разрешении. Она включает две камеры, размещенные на мачте, поднимающейся над основным телом марсохода, благодаря чему имеют отличный обзор, который не будут заслонять различные компоненты аппарата. Камеры позволят не только вести научную работу, но и станут «глазами» Curiosity, с помощью которых он — и управляющие им люди на Земле — будут ориентироваться в пространстве.

MAHLI работает, как высокоэффективная увеличивающая линза, позволяя рассматривать окружающее во всех деталях. Устройство способно получать качественные цветные снимки объектов размерами до 12,5 микрон — меньше толщины человеческого волоса. MAHLI смонтировано на 2,1-метровой роботизированной «руке»-манипуляторе, что позволит ученым вести съемку всех заинтересовавших их подробностей.

Еще одна небольшая камера, правда, расположенная на самом теле марсохода. Задача ее — фиксировать происходящее с Curiosity в ходе непростого процесса вхождения в марсианскую атмосферу и посадки на поверхность планеты. Как это будет выглядеть, можно увидеть из видеоролика, представленного NASA.

MARDI включится на высоте несколько километров, в тот момент, когда Curiosity отстрелит теплозащитный экран, и будет вести видеозапись с частотой 5 кадров в секунду вплоть до того момента, как аппарат коснется поверхности. Эти данные позволят уточнить само место посадки в пределах намеченной цели — 160-километрового кратера Гейла — и предварительно рассмотреть окружение, в котором марсоход начнет работу.

Этот инструмент можно назвать главным грузом Curiosity, хотя бы по весу: около 38 кг — это почти половина массы всей научной аппаратуры на борту. Вообще же SAM представляет собой набор из трех различных инструментов — масс-спектрометра, газового хроматографа и лазерного спектрометра. Все они будут вести анализ проб местного грунта и пород в поиске углеродсодержащих соединений, прежде всего — органических веществ. Помимо того, они поищут и другие вещества, которые у нас на Земле так или иначе связаны с деятельностью живых организмов — в основном, содержащие азот, водород и кислород.

SAM расположен в основной части аппарата. Роботизированный манипулятор сможет забирать пробы и вносить его в камеру для анализа, причем пробы эти могут быть не только поверхностные, но и полученные с глубины до 5 см, с помощью имеющейся на конце манипулятора дрели. Этим разработчики Curiosity особенно гордятся: до сих пор забор проб из-под поверхности Марса вообще не проводился.

Инструмент для определения различных типов химических и минеральных соединений и оценки их количества. Ученые ожидают, что полученные с помощью CheMin данные позволят лучше понять условия, в которых эти минералы сформировались, и на этой основе заглянуть в далекое прошлое планеты.

Как и SAM, CheMin расположен непосредственно в «теле» марсохода и имеет небольшое окошечко, через которое роботизированный манипулятор сможет вносить образцы для анализа. Устройство будет просвечивать их рентгеновскими лучами и, получая дифракционную картину, определять кристаллическую решетку минералов. Словом, делать привычную для геологов работу, только на другой планете.

Если SAM можно назвать главным инструментом, то ChemCam — безусловно, самый крутой. Он оснащен лазером, который сможет на расстоянии до 9 м испарять небольшие участки грунта и даже скальной породы, и, анализируя испаряющееся вещество, определять их состав. Этот прибор особенно ценен хотя бы потому, что позволит марсоходу и его команде заранее определить, стоит ли подъехать и исследовать тот или иной объект повнимательней, или лучше обратиться к более интересным целям.

ChemCam включает несколько компонентов, разнесенных по всему аппарату. Лазер находится на мачте и оснащен собственной небольшой камерой с телескопом для точной наводки. А на теле марсохода располагаются три анализирующих спектрографа: по излучению возбужденных электронов в испарившемся образце они устанавливают его состав.

Спектрометр APXS находится непосредственно на роботизированной «руке»-манипуляторе и позволит точно определять содержание различных химических веществ. Для этого марсоход будет подносить APXS до непосредственного контакта с образцом, и спектрометр начнет облучать его рентгеновскими лучами и бомбардировать альфа-частицами. Этим он будет выбивать электроны из атомов, составляющих образец, с орбит, которые, возвращаясь в исходное состояние, сами будут испускать рентгеновское излучение. По спектру этого излучения и можно будет идентифицировать различные элементы.

Кстати, аналогичные приборы имеются и на борту марсоходов-близнецов Spirit и Opportunity, и именно они показали, что в прошлом на Марсе имелись изрядные количества воды.

В задней части тела Curiosity находится нейтронный детектор, изготовленный в России. Это один из важнейших инструментов марсохода, который позволит вести поиски водного льда и водосодержащих минералов даже под поверхностью планеты.

DAN испускает пучок нейтронов, который пробивается сквозь поверхностные слои, и затем регистрирует скорости возвращающихся отраженных частиц. Известно, что присутствие атомов водорода замедляет их движение, что позволит заметить скрытую воду на глубине до 2 м при концентрации менее 0,1%.

Невзрачный на вид, размерами и формой напоминающий тостер, RAD — важная деталь будущего появления на Марсе людей. Этот прибор будет фиксировать и измерять все формы высокоэнергетического излучения, присутствующего на Красной планете, от быстрых протонов до гамма-лучей.

Эти данные позволят ученым, которые будут планировать пилотируемые экспедиции к Марсу, установить степень опасности присутствия человека в этой и без того нерадостной пустыне, а также даст некоторую информацию об условиях, в которых могла появиться и развиваться местная жизнь.

REMS — своего рода небольшая метеостанция, расположенная невысоко на мачте марсохода. Она будет фиксировать атмосферное давление и влажность, скорость и направление ветра, температуру атмосферы и почвы, интенсивность ультрафиолетового излучения. Эти данные будут суммироваться в ежедневные и ежесезонные отчеты, на основе которых мы лучше узнаем климатические условия, существующие на Марсе.

Это, в общем-то, не инструмент марсохода, он интегрирован в его теплозащитный экран, который защитит аппарат от перегрева во время входа в атмосферу, и будет отстрелен вместе с ним. Впрочем, MEDLI достоин отдельного упоминания. В ходе спуска устройство зафиксирует температуру и давление, которое будет испытывать экран, проходя сквозь разреженную атмосферу планеты. Эти данные станут бесценными для оценки эффективности конструкции и материалов, использованных в экране, и их влиянии на процесс посадки. В будущем они позволят получать более эффективные системы.

По публикации Space.Com