NASA презентовало марсоход в комплексе с передвижной лабораторией

Проект NASA Mars Science Laboratory (MSL) осуществил успешную посадку на Марс современной мобильной лаборатории – марсохода Curiosity, созданного в лаборатории NASA – Jet Propulsion Laboratory с помощью CAD/CAM/CAE/PDM-систем Siemens PLM Software. Представлено видео, иллюстрирующее полет и посадку марсохода

6 августа 2012 г. проект НАСА Марсианская научная лаборатория (MSL) осуществил успешную посадку на Марс современной мобильной лаборатории – марсохода Curiosity.

Космический аппарат НАСА – Научная Лаборатория по изучению Марса (MSL), доставивший марсоход Curiosity, успешно справился с задачей сложнейшей посадки на каждом из этапов спуска, которая когда-либо предпринималась на поверхности Марса.

Так специалисты NASA изобразили посадку марсохода на поверхность Красной планеты

Проект находится в ведении Научной лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) по заказу Директората научных программ НАСА, Вашингтон. Научное оборудование Curiosity включает в себя прибор DAN (Dynamic Albedo of Neutrons), предоставленный Федеральным космическим агентством РФ (Роскосмос). «Этот удивительный результат стал возможен благодаря работе команды ученых и инженеров из разных стран мира, которой руководили выдающиеся специалисты НАСА, а также Научной лаборатории реактивного движения НАСА», подчеркнул Администратор НАСА Чарльз Болден.

Марсоход Curiosity, созданный в лаборатории NASA – Jet Propulsion Laboratory, был разработан на базе программного обеспечения Siemens PLM Software.

Приземление самого большого в истории человечества марсохода после восьмимесячного перелета на Красную планету длилось около семи минут. Об успешном завершении этой сложной операции свидетельствуют первые снимки поверхности Марса, сделанные камерами низкого разрешения через несколько минут после приземления в районе кратера Гейла. На снимках видны горизонт планеты, колесо марсохода и огромное облако пыли, поднятое во время посадочного маневра. Глобальная миссия Curiosity – оценить условия для существования живых организмов на Марсе.


Curiosity также впервые предоставил исследователям цветные снимки планеты, на которых виден её истинный оттенок. Поверхность так называемой красной планеты скорее рыжая, а пыль, поднятая при посадке марсохода, создаёт эффект желтоватой атмосферы.

Некоторые фотографии, сделанные марсоходом:

Кроме того, записи марсохода регулярно появляются в Twitter.

Успешный старт работы научной лаборатории Curiosity является ярким примером того, насколько эффективно решения Siemens могут быть использованы в создании даже таких сложнейших космических технологий, как марсоходы.

«Мы гордимся нашей совместной работой с NASA, а также тем, что технологии Siemens помогают воплощать в жизнь такие масштабные и выдающиеся проекты, как запуск марсохода Curiosity», – отметил генеральный директор сектора «Промышленность» концерна Siemens Зигфрид Рассвурм.

В создании марсохода использовалось уникальное комплексное решение NX™, разработанное специалистами Siemens PLM Software. Это решение помогает полностью преобразовать процесс разработки изделия и повысить эффективность выполнения его отдельных этапов – от концептуального проектирования до производства. NX™ включает набор интегрированных приложений CAD, CAM, CAE и PDM и позволяет оптимизировать процесс разработки изделий за счет снижения расходов, повышения качества и сокращения длительности производственного цикла. NX™ использует также возможности системы Teamcenter®, разработанной Siemens для создания единого источника знаний об изделиях и процессах, являющегося неотъемлемой частью комплексной среды разработки изделия. Эти знания могут быть эффективно использованы для координации работ различных отделов, стандартизации текущих процессов и ускорения процедуры принятия решений.

«Curiosity – это самый сложный аппарат из всех, которые когда-либо запускали на Марс. Он позволит расширить наши знания о Красной планете, прокладывая путь для будущего освоения космоса человеком, – заявил ранее Даг Маккуишн, Директор программы NASA по исследованиям Марса. – Прекрасная команда ученых и инженеров, работающих в лаборатории JPL в NASA, использовала новейшее программное обеспечение при проектировании аппарата Mars Rover, который выдержит колоссальные перегрузки при запуске, перелет через космическое пространство, вход в атмосферу Марса и обеспечит посадку марсохода массой 900 кг на поверхность планеты».

При помощи решения NX™ многочисленная команда разработчиков лаборатории Jet Propulsion Laboratory смогла выполнить проектирование, тестирование, монтаж и имитацию марсохода Curiosity в виртуальном режиме, прежде чем был создан его первый физический прототип, и вести учет на каждом этапе процесса в режиме реального времени. Данное программное обеспечение позволило гарантировать собираемость всех деталей и узлов, их правильное функционирование и способность выдержать любые условия, с которыми столкнется марсоход.

На видео можно видеть смоделированный полет и посадку марсохода:

NASA признало потерю марсохода Opportunity

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) объявило о прекращении работы марсохода Opportunity. В июне 2018 г. аппарат попал в пылевую бурю на Марсе и с тех пор не выходил на связь.

Днем ранее NASA попыталось последний раз установить связь с марсоходом, однако попытка оказалась тщетной. Всего с момента потери связи было предпринято около 800 таких попыток. Opportunity проработал на Марсе 14 лет и 195 дней, преодолев около 45 км. Последний раз связь с ним была установлена 10 июня 2018 г., через два дня марсоход перевели в режим энергосбережения из-за мощной и долгой пылевой бури в кратере Индевор. Буря препятствовала поступлению света на солнечные батареи Opportunity . Осенью буря стихла, однако марсоход на связь не вышел. Ученые установили его местоположение по фотографиям, сделанным орбитальным аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). По мнению специалистов NASA, у марсохода могло не хватить энергии для обогрева аккумуляторов из-за отсутствия света, что, в свою очередь, привело к замерзанию аппарата. Помимо этого солнечные батареи Opportunity могли оказаться под толстым слоем пыли.

«На протяжении более десяти лет Opportunity был иконой в области исследования планет, рассказывая нам о древнем прошлом Марса как потенциально обитаемой планеты, показывая неизведанные марсианские ландшафты», — приводятся на сайте управления слова помощника руководителя NASA по науке Томаса Зурбучена. По его словам, миссия Opportunity будет продолжена на поверхности планеты такими марсоходами, как Curiosity и InSight Lander. Помимо этого NASA разрабатывает новый марсоход Mars 2020, отметил он.

Opportunity был вторым марсоходом, который NASA отправило на планету в рамках проекта Mars Exploration Rover. Его основной задачей было установить обстоятельства появления воды на Марсе и ее роль в геологии и климате планеты, описать различные типы пород и грунта со следами воздействия воды. Первым марсоходом был аппарат Spirit. Он проработал на поверхности планеты до марта 2010 г., проехав 7,73 км вместо запланированных 600 м. Сейчас на Марсе продолжает работать третий марсоход NASA — Curiosity, совершивший посадку на планете 6 августа 2012 г. Он не работает от солнечных батарей, на нем установлен ядерный генератор.


Лучшая половина: что узнала Curiosity за полжизни

Марсианская научная лаборатория Curiosity была запущена в космос 26 ноября 2011 года в 15:02. Предполагаемый срок службы — один год она уже значительно превысила и может проработать еще столько же — установленная в ней радиоактивная батарея рассчитана на 14 лет. Каких успехов удалось достичь миссии за половину этого срока, выяснили «Известия».

Подготовка марсохода Curiosity в лаборатории NASA

Полет Curiosity к Марсу длился 254 дня. И 6 августа 2012 года аппарат, весивший на Земле 899 кг, а на Марсе — 340, высадился на поверхность планеты. С тех пор химическая лаборатория на колесах передвигается со скоростью около 30 м/ч, анализируя состав марсианской почвы и атмосферы.

Перед командой, работающей с Curiosity (а это 250 ученых и 160 инженеров), стоят четыре глобальные цели: во-первых и во-вторых, получить подробные сведения о климате и геологии планеты, в-третьих, выяснить, была ли она когда-нибудь пригодна для жизни, в-четвертых, подготовить высадку человека на Марс. Новостей о приближении к последней цели пока нет. А вот для достижения первых трех сделано уже немало.

Климат тяжелый

Климат на Марсе суровый. Температура в атмосфере при посадке марсохода варьировалась между минус 2 °С и минус 75 °С. При этом давление колебалось гораздо сильнее, чем на Земле, — на 10–12% за один сол (марсианские сутки, которые длятся 24 часа, 39 минут и 35,244 секунды) против менее чем 1,2% за сутки на Земле. Из-за этого на Марсе и происходят регулярные песчаные бури, которые могут охватывать планету целиком.

Одна такая буря, прошедшая в 2010 году, привела к гибели марсохода Spirit. Другая, бушевавшая в середине этого года, заставила близнеца Spirit, марсоход Opportunity, перейти в спящий режим. Пыль не давала заряжаться солнечным батареям на аппарате. Из сна Opportunity пока так и не вышел. И Curiosity остался единственным действующим земным аппаратом на Марсе. Еще один NASA планирует доставить на Марс только в 2020 году.

Геология пугает

В первый же год работы Curiosity нашла на Марсе русло древней реки. По тому, как были окатаны обломки пород, ученые даже выяснили, что вода в ней текла со скоростью 0,9 м/с, а глубина была примерно полметра.

Запуск ракеты Atlas V с марсианской научной лабораторией Curiosity на борту, 26 ноября 2011 года

Через год ученые сделали вывод, что весь кратер Гейла, где высадился и всё это время работал марсоход, когда-то был озером. Если точнее, пресноводным озером около 3,6 млрд лет назад. И в нем могли находиться микроорганизмы, соответствующие земным представлениям об органической жизни. Правда, с тех пор воды в грунте осталось немного — около 4%. Это меньше, чем где-либо на Земле, но хоть что-то. Да и сам минеральный состав марсианской почвы указывает на то, что она когда-то могла быть покрыта водой.

В марсианском грунте Curiosity обнаружила не только воду, но и кое-что опасное — до 5% перхлоратов кальция и магния. Это ядовитые и взрывчатые вещества, которые другие аппараты находили в разных частях планеты. Значит, они покрывают всю планету. Проблема с перхлоратами в том, что при нагреве, необходимом для анализа почвы, они быстро сгорают. Из-за этого следов органических соединений, если они и были в анализируемой породе, найти не удается. Но есть и хорошие новости — будущие колонисты смогут добывать из грунта, богатого перхлоратами, топливо. А могут и случайно подорваться на взрывоопасной почве.

Жизнь возможна

Несмотря на перхлораты, следы органики Curiosity несколько раз уже находила. В начале третьего года работы лаборатории об этом объявили представители NASA на пресс-конференции. И тут же оговорились. Возможно, бактерии были доставлены аппаратом с Земли.

Во-первых, некоторые земные бактерии выживают в условиях «чистых помещений» — это комнаты с многоступенчатой системой очистки, в которых, к примеру, собирают микросхемы. Во-вторых, бур марсохода не был должным образом стерилизован после модернизации, которая была проведена незадолго до запуска. Так что на нем могло остаться некоторое количество спор.

Также аккуратно высказывались ученые весной этого года по поводу загадочных микроскопических структур, похожих, по мнению британского планетолога Барри Дигрегорио (Barry DiGregorio), на следы жизнедеятельности колоний окаменевших микробов или тоннели микроскопических червей.

Спуск научной лаборатории Curiosity на поверхность Марса

Руководитель миссии Curiosity Ашвин Васавада (Ashwin Vasavada) отметил, что структуры имеют угловатую форму и больше похожи на кристаллы, которые могли сформироваться на дне пересыхавших водоемов, как это происходит на Земле.

Максимум, что признали на одной из пресс-конференций NASA, касаясь вопроса о жизни на Марсе: несколько раз были зафиксированы скачки метана в атмосфере. А этот газ когда-то мог стать источником более сложных органических веществ.

Еще одно косвенное доказательство того, что на планете когда-то была жизнь, — обнаружение бора на поверхности планеты. Этот элемент входит во многие белковые молекулы, необходимые для синтеза ДНК и РНК. Это, в свою очередь, позволяет предположить, что вода на Марсе не просто была, а была «нейтральной по своим химическим свойствам и довольно теплой — от нуля до 60 градусов Цельсия», отмечал Патрик Гасда (Patrick Gasda) из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (США). Значит, вода могла быть пригодна для зарождения жизни. А могла и не быть. Кстати, обнаружение бора — еще одно открытие, сделанное Curiosity. Другим лабораториям его найти не удавалось.

Колонизация опасна

Кроме перхлоратов в марсианских породах, Curiosity нашла кое-что еще, что может испортить жизнь будущим колонизаторам. Данные, которые передавал установленный в лаборатории детектор космического излучения во время полета к Марсу и работы на планете, показали, что участники возможной марсианской экспедиции получат потенциально смертельную дозу космической радиации. И большую часть еще в космосе. Статья с такими выводами появилась в журнале Science весной 2013 года.

Curiosity на Марсе, автопортрет

В конце 2013 года в том же журнале была опубликована другая статья на тему. В ней утверждалось, что за год на Марсе организм живого существа накопит около 15 рентген ионизирующего излучения. Это в 300 раз больше предельной годовой дозы для работников атомной промышленности. Если судить по этим данным, максимальный срок пребывания человека на Марсе без вреда для здоровья составляет 500 дней. Это может существенно сократить сроки проекта Mars One, если он когда-нибудь будет реализован. В 2013 году компания из Нидерландов предложила всем желающим улететь на Марс на всю жизнь. Откликнулись на это около 200 тыс. землян.

От космических лучей страдает и Curiosity без защиты густой атмосферой и магнитного поля. «Бомбардирующие» аппаратуру частицы высокой энергии могут приводить к поломкам.

За семь лет у марсохода отказывал датчик ветра — его функции взял на себя дублирующий. Ученые считают, что его повредили кусочки породы, поднятые при посадке. Выходил из строя один из двух компьютеров, следящих за температурой марсохода, отдающего команды на фотографирование, перемещение и отправляющего данные на Землю. Тут миссия винит аппаратные и программные проблемы. Еще падало напряжение в шасси из-за замыкания.

Причину самой серьезной аварии марсохода так и не выяснили. В декабре 2016 года механизм, который втягивал и вытягивал бур в «руку» Curiosity, перестал работать. Сверло, которое к тому моменту позволило взять семь образцов пород, заклинило. Почти через год, осенью 2017 года, инженеры придумали, что делать.

Марс глазами Curiosity

Они переложили задачу долбить породу на саму «руку», в которой установлено несколько мощных двигателей. Так химическая лаборатория марсохода, бездействовавшая без материала, вернулась в рабочее состояние лишь через 18 месяцев после поломки механизма. Первую лунку новым способом марсоход пробурил в мае этого года.

Несмотря на всё это, ученые NASA более чем довольны работой Curiosity. Изначально планировалось, что лаборатория будет действовать один год, так что она уже значительно превысила свой срок службы. И, вполне вероятно, если не будет фатальных поломок, прослужит весь срок, на который рассчитана емкость радиоактивной батареи — основного источника энергии Curiosity. Даже состояние колес, износ которых — одна из главных опасностей миссии — по состоянию на середину 2018 года не вышел за рамки расчетов.

НАСА представило новую миссию «Марс-2020», которая подготовит почву для экспедиции с участием людей

Национальное управление по аэронавтике и космическому пространству США (НАСА) 31 июля представило семь приборов для нового ровера, который отправится на Марс в 2020 году, говорится на сайте агентства. Названия у марсохода, который продолжит миссию нынешнего Curiosity, пока что нет.

Конструирование отобранных инструментов обойдется в $130 млн. Всего НАСА получило 58 предложений по оборудованию марсохода от исследователей и инженеров со всей планеты — в два раза больше, чем в предыдущих аналогичных конкурсах. «Это свидетельствует об экстраординарном интересе научного сообщества к исследованию Марса», — отмечается в сообщении.

Новый аппарат будет основываться на технологиях, уже опробованных марсоходом Curiosity, который сейчас передвигается по кратеру Гейла, однако его оборудуют гораздо более сложными и модернизированными приборами для проведения геологических работ, оценки потенциальной обитаемости окружающей среды и поиска признаков древней марсианской жизни.

«Сегодня мы совершаем еще один важный шаг на пути к Марсу. Добраться и совершить посадку на Марс трудно, но Curiosity стал знаковым примером того, как наши роботизированные научные миссии прокладывают путь для людей, которые станут первооткрывателями этой планеты и того, что за ее пределами. Исследование Марса — это то наследство, которое оставит после себя нынешнее поколение, а ровер «Марс-2020» — еще один решающий шаг на пути человечества к Красной планете», — говорится в заявление главы НАСА Чарльза Болдена.

По словам астронавта и первого помощника руководителя управления планирования полетов НАСА Джона Грансфелда, «эта миссия будет способствовать поиску жизни во Вселенной и предложит новые исследовательские возможности». Ровер, в частности, разузнает, какие природные ресурсы доступны на поверхности соседней планеты. Проанализированные образцы марсианской пыли позволят организаторам будущих пилотируемых экспедиций понять, насколько она вредна для человека. Марсоход будет оборудован прибором для производства кислорода из углекислого газа — этот эксперимент покажет, возможно ли из марсианской атмосферы производить воздух для астронавтов. Кислород также может использоваться для производства ракетного топлива на месте.

«Ровер-2020 ответит на вопросы о марсианской среде, с которой столкнутся астронавты, и протестирует технологии, необходимые для посадки, исследования и возвращения с Красной планеты. На Марсе есть ресурсы для поддержания жизни, благодаря которым можно уменьшить число поставок снабжения для человеческих миссий. Более четкое понимание особенностей марсианской погоды тоже ценно для планирования миссий. Попытки извлечь ресурсы и познакомиться с окружающей средой сделают человеческое покорение Марса выполнимым», — объяснил представитель отдела пилотируемых космических полетов Уильям Герстенмайер

Ровер будет оборудован следующими приборами, размещенными на такой же шестиколесной вездеходной конструкции, как у нынешнего марсохода Curiosity, за два года доказавшей свою эффективность:

Mastcam-Z — камера с панорамным и стереоскопическим обзором с функцией зума. Как прокомментировал разработчик, это будут «основные глаза ровера». Помимо съемки поверхности, прибор также определит минералогический состав марсианской почвы и будет помогать другим операциям ровера. Разрабатывается в Университете штата Аризона.

SuperCam —инструмент для анализа химического состава почвы. Он на расстоянии определит наличие органических соединений в горных породах и реголите. Разрабатывается в Лос-Аламосской национальной лаборатории при поддержке Национального центра космических исследований Франции.

Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry — рентгеновский флуориметрический спектрометр, оборудованный тепловизором высокого разрешения для определения малозаметных элементов ландшафта. Разрабатывается в Лаборатории реактивных двигателей НАСА в Пасадене.

Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals — ультрафиолетовый спектрометр для поиска органических соединений. Разрабатывается в Лаборатории реактивных двигателей НАСА в Пасадене.

Mars Oxygen ISRU Experiment — инструмент для производства кислорода из марсианской атмосферы, преимущественно состоящей из углекислого газа. Разрабатывается в Массачусетском технологическом институте.

Mars Environmental Dynamics Analyzer —набор сенсоров для измерения температуры, скорости и направления ветра, давления, относительной влажности и состава пыли. Разрабатывается в Центре астробиологии Национального института аэрокосмической техники Испании.

Radar Imager for Mars’ Subsurface Exploration — георадар для зондирования марсианских недр. Разрабатывается в Норвежском центре оборонных исследований.

Похожие инструменты были размещены на уже запущенных марсоходах, однако у мобильного кислородного завода аналогов нет. Как утверждается на сайте производителя, прибор «сыграет ключевую роль в прокладывании пути для освоения человеком нашего “румяного планетарного соседа”». «Когда первые астронавты прибудут на Марс, они поблагодарят Массачусетский технологический институт за кислород, которым дышат», — радостно возвещается на сайте учреждения.

«Исследование человеком Марса станет знаковым событием для следующего поколения — таким же, как посадку на Луну стала для моего», — полагает изобретатель прибора Майкл Хечт.

По его словам, вопрос отправки людей на Марс уже «не научный или инженерный, а политический». Исследователь не сомневается, что НАСА сможет запустить пилотируемую экспедицию к соседней планете уже в 2030-х, однако для этого необходима «политическая двухпартийная приверженность, стабильные инвестиции и лучшие умы поколения, как в случае с миссией «Аполлон».

«Это выполнимо и обойдется не в такую уж круглую сумму. Мы можем себе это позволить, но нужна большая заинтересованность. Я думал о речи Кеннеди, когда он говорил о необходимости полета к Луне не потому, что это легко, а именно потому, что трудно. И я поражен тем, что он сказал после, и что никто не помнит: “Эта цель послужит организации и оценке лучших наших усилий и умений, это вызов, который мы готовы принять и в котором намерены победить”. Вот что было сказано. Мы доберемся на Марс через двадцать лет, если мы готовы принять этот вызов», — резюмировал инженер.

Институт космических исследований РАН предлагал установить на ровер прибор для нейтронного и гамма-зондирования Марса, аналогичный российскому ДАН (Динамическое альбедо нейронов), размещенному на Curiosity. Однако на этот раз НАСА не заключило контракт с российской стороной. Весной агентство объявило о приостановке сотрудничества по большинству совместных проектов из-за позиции России по Украине.

Ссылка на основную публикацию