Neugier-Mission. Interessante Fakten über den Curiosity Rover (15 Fotos)

Wie kann man also mit einem Rover auf dem Mars kommunizieren? Denken Sie darüber nach – selbst wenn der Mars die kürzeste Entfernung von der Erde hat, muss das Signal 55 Millionen Kilometer zurücklegen! Das ist wirklich eine riesige Distanz. Aber wie schafft es ein kleiner, einsamer Rover, seine wissenschaftlichen Daten und wunderschönen Vollfarbbilder so weit und in solchen Mengen zu übertragen? In allererster Näherung sieht es ungefähr so aus (ich habe mir wirklich viel Mühe gegeben):

An der Übertragung von Informationen sind also normalerweise drei Schlüsselfiguren beteiligt – eines der Zentren der Weltraumkommunikation auf der Erde, eines von Künstliche Satelliten Der Mars und tatsächlich der Rover selbst. Beginnen wir mit der alten Dame Erde und sprechen wir über die Weltraumkommunikationszentren DSN (Deep Space Network).

Weltraumkommunikationsstationen

Jede Weltraummission der NASA ist darauf ausgelegt, sicherzustellen, dass die Kommunikation mit dem Raumschiff 24 Stunden am Tag (oder zumindest wann immer möglich) möglich sein muss. im Prinzip). Da sich die Erde bekanntlich recht schnell um die eigene Achse dreht, sind zur Gewährleistung der Signalkontinuität mehrere Punkte zum Empfangen/Übertragen von Daten erforderlich. Das sind genau die Punkte, die DSN-Stationen darstellen. Sie befinden sich auf drei Kontinenten und sind durch etwa 120 Längengrade voneinander getrennt, was es ihnen ermöglicht, die Abdeckungsbereiche der anderen teilweise zu überlappen und dadurch das Raumschiff 24 Stunden am Tag zu „leiten“. Wenn ein Raumschiff dazu den Versorgungsbereich einer der Stationen verlässt, wird sein Signal an eine andere übertragen.

Einer der DSN-Komplexe befindet sich in den USA (Goldstone-Komplex), der zweite in Spanien (ca. 60 Kilometer von Madrid entfernt) und der dritte in Australien (ca. 40 Kilometer von Canberra entfernt).

Jeder dieser Komplexe verfügt über einen eigenen Antennensatz, aber hinsichtlich der Funktionalität sind alle drei Zentren ungefähr gleich. Die Antennen selbst heißen DSS (Deep Space Stations) und haben ihre eigene Nummerierung – Antennen in den USA sind mit 1X-2X nummeriert, Antennen in Australien mit 3X-4X und in Spanien mit 5X-6X. Wenn Sie also irgendwo „DSS53“ hören, können Sie sicher sein, dass es sich um eine der spanischen Antennen handelt.

Der Komplex in Canberra wird am häufigsten für die Kommunikation mit Mars-Rovern genutzt, also lassen Sie uns etwas ausführlicher darüber sprechen.

Der Komplex verfügt über eine eigene Website, auf der Sie einiges finden können interessante Information. Beispielsweise wird die DSS43-Antenne sehr bald – am 13. April dieses Jahres – 40 Jahre alt.

Insgesamt verfügt die Canberra-Station derzeit über drei aktive Antennen: DSS-34 (34 Meter Durchmesser), DSS-43 (beeindruckende 70 Meter) und DSS-45 (erneut 34 Meter). Natürlich wurden im Laufe der Betriebsjahre des Zentrums auch andere Antennen verwendet, die aus verschiedenen Gründen außer Betrieb genommen wurden. Beispielsweise wurde die allererste Antenne, DSS42, im Dezember 2000 ausgemustert, und DSS33 (11 Meter Durchmesser) wurde im Februar 2002 außer Betrieb genommen und anschließend 2009 nach Norwegen transportiert, um ihre Arbeit als Instrument zur Untersuchung der Atmosphäre fortzusetzen .

Die erste der erwähnten funktionierenden Antennen, DSS34 wurde 1997 gebaut und war der erste Vertreter einer neuen Generation dieser Geräte. Ihr Besonderheit liegt darin, dass sich die Geräte zum Empfangen/Senden und Verarbeiten des Signals nicht direkt auf der Schüssel, sondern im Raum darunter befinden. Dadurch wurde die Schüssel deutlich leichter und es war außerdem möglich, die Ausrüstung zu warten, ohne den Betrieb der Antenne selbst zu unterbrechen. DSS34 ist eine Reflektorantenne, ihr Funktionsdiagramm sieht etwa so aus:

Wie Sie sehen, befindet sich unter der Antenne ein Raum, in dem die gesamte Verarbeitung des empfangenen Signals erfolgt. Was die echte Antenne angeht, liegt dieser Raum unter der Erde, sodass Sie ihn auf den Fotos nicht sehen können.

DSS34, anklickbar

Übertragen:

X-Band (7145-7190 MHz)
S-Band (2025-2120 MHz)

Rezeption:

X-Band (8400-8500 MHz)
S-Band (2200-2300 MHz)
Ka-Band (31,8–32,3 GHz)

Positioniergenauigkeit: Drehgeschwindigkeit:

2,0°/Sek

Luftwiderstand:

Konstanter Wind 72 km/h
Böen +88 km/h

DSS43(das bald sein Jubiläum feiert) ist ein viel älteres Beispiel, das zwischen 1969 und 1973 erbaut und 1987 modernisiert wurde. DSS43 ist die größte mobile Parabolantenne auf der Südhalbkugel unseres Planeten. Das über 3.000 Tonnen schwere Bauwerk rotiert auf einem etwa 0,17 Millimeter dicken Ölfilm. Die Oberfläche der Schüssel besteht aus 1272 Aluminiumplatten und hat eine Fläche von 4180 Quadratmetern.

DSS43, anklickbar

einige technische Merkmale

Übertragen:

X-Band (7145-7190 MHz)
S-Band (2025-2120 MHz)

Rezeption:

X-Band (8400-8500 MHz)
S-Band (2200-2300 MHz)
L-Band (1626–1708 MHz)
K-Band (12,5 GHz)
Ku-Band (18-26 GHz)

Positioniergenauigkeit:

innerhalb von 0,005° (Genauigkeit der Ausrichtung auf den Himmelspunkt)
innerhalb von 0,25 mm (Genauigkeit der Bewegung der Antenne selbst)

Drehgeschwindigkeit:

0,25°/Sek

Luftwiderstand:

Konstanter Wind 72 km/h
Böen +88 km/h
Geschätzte Höchstgeschwindigkeit - 160 km/h

DSS45. Diese Antenne wurde 1986 fertiggestellt und sollte ursprünglich mit Voyager 2 kommunizieren, das Uranus untersuchte. Es dreht sich auf einer runden Basis mit einem Durchmesser von 19,6 Metern und verfügt über 4 Räder, von denen zwei treibend sind.

DSS45, anklickbar

einige technische Merkmale

Übertragen:

X-Band (7145-7190 MHz)

Rezeption:

X-Band (8400-8500 MHz)
S-Band (2200-2300 MHz)

Positioniergenauigkeit:

innerhalb von 0,015° (Genauigkeit der Ausrichtung auf den Himmelspunkt)
innerhalb von 0,25 mm (Genauigkeit der Bewegung der Antenne selbst)

Drehgeschwindigkeit:

0,8°/Sek

Luftwiderstand:

Konstanter Wind 72 km/h
Böen +88 km/h
Geschätzte Höchstgeschwindigkeit - 160 km/h

Wenn wir über die Weltraumkommunikationsstation als Ganzes sprechen, können wir vier Hauptaufgaben unterscheiden, die sie erfüllen muss:
Telemetrie- Telemetriedaten von Raumfahrzeugen empfangen, dekodieren und verarbeiten. Typischerweise handelt es sich bei diesen Daten um wissenschaftliche und technische Informationen, die über eine Funkverbindung übertragen werden. Das Telemetriesystem empfängt Daten, überwacht deren Änderungen und die Einhaltung des Standards und übermittelt sie an Validierungssysteme oder wissenschaftliche Zentren an deren Verarbeitung beteiligt sind.
Verfolgung- Das Ortungssystem muss die Möglichkeit einer bidirektionalen Kommunikation zwischen der Erde und dem Raumfahrzeug bieten und Berechnungen seines Standorts und seines Geschwindigkeitsvektors für die korrekte Positionierung des Satelliten durchführen.
Kontrolle- gibt Spezialisten die Möglichkeit, Steuerbefehle an das Raumschiff zu übermitteln.
Überwachung und Kontrolle- ermöglicht Ihnen die Steuerung und Verwaltung der Systeme des DSN selbst

Es ist erwähnenswert, dass die australische Station derzeit etwa 45 Raumfahrzeuge bedient, sodass ihr Betriebszeitplan streng geregelt ist und es nicht so einfach ist, zusätzliche Zeit zu bekommen. Jede Antenne verfügt außerdem über die technische Fähigkeit, bis zu zwei verschiedene Geräte gleichzeitig zu bedienen.

Die Daten, die an den Rover übertragen werden müssen, werden also an die DSN-Station gesendet, von wo aus sie auf kurze Distanz (von 5 bis 20 Minuten) gesendet werden. Weltraumausflug zum Roten Planeten. Kommen wir nun zum Rover selbst. Welche Kommunikationsmittel stehen ihm zur Verfügung?

Neugier

Curiosity ist mit drei Antennen ausgestattet, die jeweils zum Empfangen und Senden von Informationen verwendet werden können. Dies sind UHF-Antenne, LGA und HGA. Sie alle befinden sich an verschiedenen Stellen auf der „Rückseite“ des Rovers.

HGA – High-Gain-Antenne
MGA – Antenne mittlerer Verstärkung
LGA – Low-Gain-Antenne
UHF – Ultrahochfrequenz
Da die Abkürzungen HGA, MGA und LGA bereits das Wort Antenne enthalten, werde ich ihnen dieses Wort im Gegensatz zur Abkürzung UHF nicht noch einmal zuordnen.

Wir interessieren uns für RUHF-, RLGA- und High-Gain-Antennen

Am häufigsten wird die UHF-Antenne verwendet. Mit seiner Hilfe kann der Rover Daten über die Satelliten MRO und Odyssey (über die wir später sprechen werden) mit einer Frequenz von etwa 400 Megahertz übertragen. Der Einsatz von Satelliten zur Signalübertragung ist vorzuziehen, da sie sich viel länger im Sichtfeld von DSN-Stationen befinden als der Rover selbst, der allein auf der Marsoberfläche sitzt. Da sie zudem viel näher am Rover sind, muss dieser weniger Energie für die Datenübertragung aufwenden. Die Übertragungsraten können für Odyssey 256 Kbit/s und für MRO bis zu 2 Mbit/s erreichen. B Ö Die meisten Informationen von Curiosity laufen über den MRO-Satelliten. Die UHF-Antenne selbst befindet sich auf der Rückseite des Rovers und sieht aus wie ein grauer Zylinder.

Curiosity verfügt außerdem über ein HGA, mit dem es Befehle direkt von der Erde empfangen kann. Diese Antenne ist beweglich (sie kann auf die Erde gerichtet werden), das heißt, um sie zu verwenden, muss der Rover seinen Standort nicht ändern, sondern nur die HGA in die gewünschte Richtung drehen und so Energie sparen. Der HGA ist etwa mittig auf der linken Seite des Rovers montiert und hat ein Sechseck mit einem Durchmesser von etwa 30 Zentimetern. HGA kann Daten mit einer Geschwindigkeit von etwa 160 Bit/s auf 34-Meter-Antennen oder bis zu 800 Bit/s auf 70-Meter-Antennen direkt zur Erde übertragen.

Die dritte Antenne schließlich ist die sogenannte LGA.
Es sendet und empfängt Signale in jede Richtung. LGA arbeitet im X-Band (7-8 GHz). Allerdings ist die Leistung dieser Antenne recht gering und die Übertragungsgeschwindigkeit lässt zu wünschen übrig. Aus diesem Grund dient es in erster Linie dem Empfang von Informationen und nicht deren Übermittlung.
Auf dem Foto ist LGA der weiße Turm im Vordergrund.
Im Hintergrund ist eine UHF-Antenne zu sehen.

Es ist erwähnenswert, dass der Rover eine große Menge wissenschaftlicher Daten generiert und es nicht immer möglich ist, alle Daten zu senden. NASA-Experten priorisieren das Wesentliche: Informationen mit der höchsten Priorität werden zuerst übertragen, Informationen mit niedrigerer Priorität warten auf das nächste Kommunikationsfenster. Manchmal müssen einige der unwichtigsten Daten ganz gelöscht werden.

Odyssey- und MRO-Satelliten

Wir haben also herausgefunden, dass man für die Kommunikation mit Curiosity normalerweise eine „Zwischenverbindung“ in Form eines der Satelliten benötigt. Dadurch ist es möglich, die Zeit zu verlängern, in der eine Kommunikation mit Curiosity überhaupt möglich ist, und auch die Übertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen, da leistungsstärkere Satellitenantennen in der Lage sind, Daten mit einer viel höheren Geschwindigkeit zur Erde zu übertragen.

Jeder der Satelliten verfügt pro Sol über zwei Kommunikationsfenster mit dem Rover. Typischerweise sind diese Fenster recht kurz – nur wenige Minuten. Im Notfall könnte Curiosity auch Kontakt zum Mars Express Orbiter-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation aufnehmen.

Mars-Odyssee

Mars-Odyssee
Der Satellit Mars Odyssey wurde 2001 gestartet und sollte ursprünglich die Struktur des Planeten untersuchen und nach Mineralien suchen. Der Satellit hat Abmessungen von 2,2 x 2,6 x 1,7 Metern und eine Masse von mehr als 700 Kilogramm. Die Höhe seiner Umlaufbahn liegt zwischen 370 und 444 Kilometern. Dieser Satellit wurde von früheren Mars-Rovern intensiv genutzt: Etwa 85 Prozent der von Spirit und Opportunity empfangenen Daten wurden über ihn übertragen. Odyssey kann mit Curiosity im UHF-Bereich kommunizieren. Was die Kommunikation betrifft, verfügt es über HGA-, MGA- (Medium-Gain-Antenne), LGA- und UHF-Antenne. Grundsätzlich dient HGA mit einem Durchmesser von 1,3 Metern der Datenübertragung zur Erde. Die Übertragung erfolgt mit einer Frequenz von 8406 MHz und der Datenempfang mit einer Frequenz von 7155 MHz. Die Winkelgröße des Strahls beträgt etwa zwei Grad.

Standort des Satelliteninstruments

Die Kommunikation mit den Rovern erfolgt über eine UHF-Antenne mit Frequenzen von 437 MHz (Senden) und 401 MHz (Empfangen); die Datenaustauschrate kann 8, 32, 128 oder 256 kbps betragen.

Mars-Aufklärungsorbiter

MRO

Im Jahr 2006 gesellte sich zum Odyssey-Satelliten der MRO – Mars Reconnaissance Orbiter, der heute der wichtigste Gesprächspartner von Curiosity ist.
Zusätzlich zur Arbeit eines Kommunikationsbetreibers verfügt das MRO selbst jedoch über ein beeindruckendes Arsenal an wissenschaftlichen Instrumenten und ist, was am interessantesten ist, mit einer HiRISE-Kamera ausgestattet, bei der es sich im Wesentlichen um ein Spiegelteleskop handelt. HiRISE befindet sich in einer Höhe von 300 Kilometern und kann Bilder mit einer Auflösung von bis zu 0,3 Metern pro Pixel aufnehmen (zum Vergleich: Satellitenbilder der Erde liegen normalerweise mit einer Auflösung von etwa 0,5 Metern pro Pixel vor). MRO kann auch Stereopaare von Oberflächen mit einer Genauigkeit von erstaunlichen 0,25 Metern erstellen. Ich empfehle dringend, dass Sie sich zumindest einige der verfügbaren Bilder ansehen, z. B. . Was ist zum Beispiel dieses Bild des Victoria-Kraters wert (anklickbar, das Original ist ca. 5 Megabyte groß):

Ich schlage vor, dass die aufmerksamsten den Opportunity-Rover auf dem Bild finden ;)

Antwort (anklickbar)

Bitte beachten Sie, dass die meisten Farbfotos in einem erweiterten Bereich aufgenommen werden. Wenn Sie also auf ein Foto stoßen, bei dem ein Teil der Oberfläche eine leuchtend blaugrüne Farbe hat, stürzen Sie sich nicht in Verschwörungstheorien;) Aber Sie können sicher sein, dass dies anders ist Fotos derselben Rassen haben die gleiche Farbe. Kehren wir jedoch zu den Kommunikationssystemen zurück.

MRO ist mit vier Antennen ausgestattet, die den gleichen Zweck haben wie die Antennen des Rovers – eine UHF-Antenne, eine HGA und zwei LGAs. Die vom Satelliten verwendete Hauptantenne – HGA – hat einen Durchmesser von drei Metern und arbeitet im X-Band. Damit werden Daten zur Erde übertragen. Der HGA ist außerdem mit einem 100-Watt-Signalverstärker ausgestattet.

1 - HGA, 3 - UHF, 10 - LGA (beide LGAs werden direkt auf dem HGA montiert)

Curiosity und MRO kommunizieren über eine UHF-Antenne, das Kommunikationsfenster öffnet sich zweimal pro Sol und dauert etwa 6-9 Minuten. MRO weist täglich 5 GB an von den Rovern empfangenen Daten zu und speichert sie, bis sie in Sichtweite einer der DSN-Stationen auf der Erde sind, und überträgt die Daten dann dorthin. Die Datenübertragung zum Rover erfolgt nach dem gleichen Prinzip. 30 MB/Sol sind für die Speicherung von Befehlen vorgesehen, die an den Rover übertragen werden müssen.

DSN-Stationen führen MRO 16 Stunden am Tag durch (die restlichen 8 Stunden ist der Satellit aktiv). Rückseite Mars und kann keine Daten austauschen, da er vom Planeten umschlossen ist), 10-11 davon überträgt er Daten zur Erde. Normalerweise arbeitet der Satellit drei Tage pro Woche mit der 70-Meter-DSN-Antenne und zweimal mit der 34-Meter-Antenne (leider ist nicht klar, was er an den verbleibenden zwei Tagen tut, aber es ist unwahrscheinlich, dass er freie Tage hat ). Die Übertragungsgeschwindigkeit kann zwischen 0,5 und 4 Megabit pro Sekunde variieren – sie nimmt ab, wenn sich der Mars von der Erde entfernt, und erhöht sich, wenn sich die beiden Planeten einander nähern. Jetzt (zum Zeitpunkt der Veröffentlichung des Artikels) haben Erde und Mars fast ihren maximalen Abstand voneinander erreicht, sodass die Übertragungsgeschwindigkeit höchstwahrscheinlich nicht sehr hoch ist.

Die NASA behauptet (es gibt ein spezielles Widget auf der Website des Satelliten), dass MRO während seines gesamten Betriebs mehr als 187 Terabit (!) an Daten zur Erde übertragen hat – das ist mehr als alle Geräte, die zuvor ins All geschickt wurden, zusammen.

Abschluss

Fassen wir also zusammen. Bei der Übermittlung von Steuerbefehlen an den Rover passiert Folgendes:

JPL-Spezialisten senden Befehle an eine der DSN-Stationen.
Während einer Kommunikationssitzung mit einem der Satelliten (höchstwahrscheinlich handelt es sich um einen MRO) sendet die DSN-Station eine Reihe von Befehlen an ihn.
Der Satellit speichert die Daten im internen Speicher und wartet auf das nächste Kommunikationsfenster mit dem Rover.
Befindet sich der Rover in der Zugangszone, sendet der Satellit Steuerbefehle an ihn.

Bei der Datenübertragung vom Rover zur Erde geschieht dies alles in umgekehrter Reihenfolge:

Der Rover speichert seine wissenschaftlichen Daten im internen Speicher und wartet auf das nächste Kommunikationsfenster mit dem Satelliten.
Wenn der Satellit verfügbar ist, sendet der Rover Informationen an ihn.
Der Satellit empfängt Daten, speichert sie in seinem Speicher und wartet darauf, dass eine der DSN-Stationen verfügbar wird.
Wenn ein DSN-Sender verfügbar wird, sendet der Satellit die empfangenen Daten an ihn.
Nach dem Empfang des Signals dekodiert die DSN-Station schließlich das Signal und sendet die empfangenen Daten an diejenigen, für die sie bestimmt sind.

Ich hoffe, ich konnte den Prozess der Kommunikation mit Curiosity mehr oder weniger kurz beschreiben. Alle diese Informationen (auf Englische Sprache; (plus eine Menge Extras, darunter zum Beispiel sehr detaillierte technische Berichte über die Funktionsprinzipien der einzelnen Satelliten) auf verschiedenen JPL-Websites verfügbar ist, ist es sehr leicht zu finden, wenn Sie wissen, woran Sie genau interessiert sind.

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Der Durchmesser des Kraters beträgt über 150 Kilometer,In der Mitte befindet sich ein 5,5 Kilometer hoher Kegel aus Sedimentgestein – Mount Sharp.Der gelbe Punkt markiert den Landeplatz des Rovers.Neugier - Bradbury-Landung

Die Raumsonde landete fast in der Mitte einer vorgegebenen Ellipse in der Nähe von Aeolis Mons (Aeolis, Mount Sharp) – dem wissenschaftlichen Hauptziel der Mission.

Curiositys Weg im Gale-Krater (Landung 08.06.2012 – 08.01.2018, Sol 2128)

Die Hauptstreckenabschnitte sind markiert wissenschaftliche Arbeiten. Die weiße Linie ist die südliche Grenze der Landeellipse. In sechs Jahren legte der Rover etwa 20 km zurück und schickte über 400.000 Fotos vom Roten Planeten.

Curiosity sammelte an 16 Standorten Proben von „unterirdischem“ Boden

(laut NASA/JPL)

Curiosity Rover auf dem Vera Rubin Ridge

Von oben können Sie deutlich die erodierten Murray Buttes, den dunklen Sand der Bagnold Dunes und den Aeolis Palus vor dem nördlichen Rand des Gale-Kraters sehen. Der hohe Gipfel der Kraterwand rechts im Bild liegt etwa 31,5 km vom Rover entfernt und ist etwa 1200 Meter hoch
Acht Hauptaufgaben des Mars Science Laboratory:
1.Erkennen und bestimmen Sie die Natur der organischen Kohlenstoffverbindungen des Mars.
2.Erkennen Sie Substanzen, die für die Existenz des Lebens notwendig sind: Kohlenstoff, Wasserstoff,
Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor, Schwefel.
3. Spuren möglicher biologischer Prozesse erkennen.
4.Definieren chemische Zusammensetzung Marsoberfläche.
5. Ermitteln Sie den Entstehungsprozess von Marsgestein und -boden.
6. Bewerten Sie den Entwicklungsprozess der Marsatmosphäre langfristig.
7.Bestimmen Sie den aktuellen Zustand, die Verteilung und den Kreislauf von Wasser und Kohlendioxid.
8. Ermitteln Sie das Spektrum der radioaktiven Strahlung von der Marsoberfläche.

Ihre Hauptaufgabe- Curiosity suchte nach Bedingungen, die jemals für den Lebensraum von Mikroorganismen günstig sein würden, indem es das trockene Flussbett eines alten Marsflusses in einem Tiefland untersuchte. Der Rover fand starke Beweise dafür, dass es sich bei dem Standort um einen alten See handelte, der für die Unterbringung einfacher Lebensformen geeignet war.

Der Marsrover von CuriosityYellowknife Bay

Der majestätische Mount Sharp erhebt sich am Horizont ( Aeolis Mons,Aeolis)

(NASA/JPL-Caltech/Marco Di Lorenzo/Ken Kremer)

Weitere wichtige Ergebnisse Sind:
- Beurteilung des natürlichen Strahlungsniveaus während des Fluges zum Mars und auf der Marsoberfläche; Diese Einschätzung ist notwendig, um Strahlenschutz für einen bemannten Flug zum Mars zu schaffen

( )

- Messung des Verhältnisses schwerer und leichter Isotope chemischer Elemente in der Marsatmosphäre. Diese Studie zeigte, dass sich ein Großteil der Uratmosphäre des Mars durch den Verlust leichter Atome aus der oberen Gashülle des Planeten in den Weltraum verflüchtigt hatte ( )

Die erste Messung des Alters von Gesteinen auf dem Mars und eine Schätzung des Zeitpunkts ihrer Zerstörung direkt an der Oberfläche unter dem Einfluss kosmischer Strahlung. Diese Bewertung wird den Zeitrahmen der aquatischen Vergangenheit des Planeten sowie die Geschwindigkeit der Zerstörung alter organischer Materie in den Gesteinen und Böden des Mars offenbaren

CDer zentrale Hügel des Gale-Kraters, Mount Sharp, wurde im Laufe von mehreren Millionen Jahren aus geschichteten Sedimenten in einem alten See gebildet.

Der Rover entdeckte einen zehnfach erhöhten Methangehalt in der Atmosphäre des Roten Planeten und fand organische Moleküle in Bodenproben

Mars RoverKuriosität am Südrand der Landeellipse 27. Juni 2014, Sol 672

(Bild von der HiRISE-Kamera des Mars Reconnaissance Orbiter)

Von September 2014 bis März 2015 erkundete der Rover die sanften Hügel der Pahrump Hills. Planetenforschern zufolge handelt es sich um einen Felsvorsprung im zentralen Berg des Gale-Kraters, der in keinem geologischen Zusammenhang mit der Oberfläche seines Bodens steht. Seitdem hat Curiosity begonnen, Mount Sharp zu studieren.

Blick auf die Pahrump Hills

Die Kachelbohrstellen „Confidence Hills“, „Mojave 2“ und „Telegraph Peak“ sind markiert. Im Hintergrund sind links die Hänge des Mount Sharp zu sehen, darüber die Felsvorsprünge von Whale Rock, Salsberry Peak und Newspaper Rock. Der MSL steuerte bald durch eine Schlucht namens „Artist's Drive“ zu den höheren Hängen des Mount Sharp.

(NASA/JPL)

Kamera hohe Auflösung HiRISE vom Mars Reconnaissance Orbiter sah den Rover am 8. April 2015aus einer Höhe von 299 km.

Norden ist oben. Das Bild deckt eine Fläche von etwa 500 Metern Breite ab. Helle Bereiche des Reliefs sind sedimentär Felsen, dunkel - mit Sand bedeckt

(NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona)

Der Rover überwacht ständig das Gelände und einige Objekte darauf und überwacht sie Umfeld Werkzeuge. Auch Navigationskameras blicken auf der Suche nach Wolken in den Himmel.

Selbstporträtin der Nähe des Marias Passes

Am 31. Juli 2015 bohrte Curiosity in der Felsplatte „Buckskin“ in einem Gebiet aus Sedimentgestein mit ungewöhnlich hohem Kieselsäuregehalt. Diese Gesteinsart wurde erstmals vom Mars Science Laboratory (MSL) während seines dreijährigen Aufenthalts am Gale-Krater entdeckt. Nach der Entnahme einer Bodenprobe setzte der Rover seinen Weg zum Mount Sharp fort

(NASA/JPL)

Marsrover Curiosity an der Namib-Düne

Der steile Leehang der Namib-Düne erhebt sich in einem Winkel von 28 Grad auf eine Höhe von 5 Metern. Der nordwestliche Rand des Gale-Kraters ist am Horizont sichtbar.

Die nominelle technische Lebensdauer des Geräts beträgt zwei Erdenjahre – 23. Juni 2014 auf Sol-668, aber Curiosity ist in gutem Zustand und setzt die Erforschung der Marsoberfläche erfolgreich fort

Geschichtete Hügel an den Hängen der Aeolis, schmelzen geologische Geschichte Mars-Gale-Krater und Spuren von Umweltveränderungen auf dem Roten Planeten – dem zukünftigen Standort von Curiosity

Am 6. August 2012 landete die Raumsonde Curiosity auf der Marsoberfläche. In den nächsten 23 Monaten wird der Rover die Oberfläche des Planeten, seine mineralogische Zusammensetzung und sein Strahlungsspektrum untersuchen, nach Spuren von Leben suchen und auch die Möglichkeit einer Landung eines Menschen bewerten.

Die wichtigste Recherchetaktik ist die Suche interessante Rassen hochauflösende Kameras. Wenn welche auftauchen, bestrahlt der Rover das zu untersuchende Gestein aus der Ferne mit einem Laser. Das Ergebnis der Spektralanalyse bestimmt, ob eine Entnahme des Manipulators mit Mikroskop und Röntgenspektrometer erforderlich ist. Curiosity kann dann die Probe extrahieren und zur weiteren Analyse in eine der 74 Schalen des internen Labors laden.

Trotz seines großen Bodykits und seiner äußerlichen Leichtigkeit hat das Gerät die Masse eines Pkw (900 kg) und wiegt auf der Marsoberfläche 340 kg. Alle Geräte werden mit der Zerfallsenergie von Plutonium-238 aus einem thermoelektrischen Radioisotop-Generator von Boeing betrieben, der eine Lebensdauer von mindestens 14 Jahren hat. An dieser Moment es erzeugt 2,5 kWh thermische Energie und 125 W elektrische Energie; mit der Zeit sinkt die Stromleistung auf 100 W.

Auf dem Rover sind verschiedene Arten von Kameras installiert. Mast Camera ist ein System aus zwei ungleichen Kameras mit normaler Farbwiedergabe, das Bilder (auch stereoskopisch) mit einer Auflösung von 1600x1200 Pixeln aufnehmen und, was für Marsrover neu ist, einen hardwarekomprimierten 720p-Videostream (1280x720) aufzeichnen kann. Um das resultierende Material zu speichern, verfügt das System über 8 Gigabyte Flash-Speicher für jede Kamera – das reicht aus, um mehrere tausend Bilder und ein paar Stunden Videoaufzeichnung zu speichern. Fotos und Videos werden verarbeitet, ohne die Curiosity-Steuerelektronik zu belasten. Obwohl der Hersteller eine Zoomkonfiguration vorsieht, verfügen die Kameras nicht über einen Zoom, da keine Zeit zum Testen blieb.

Illustration von Bildern von MastCam. Durch das Zusammenfügen mehrerer Bilder entstehen farbenfrohe Panoramen der Marsoberfläche. MastCams werden nicht nur verwendet, um die Öffentlichkeit über das Wetter auf dem Roten Planeten zu informieren, sondern auch, um bei der Probenentnahme und -bewegung zu helfen.

Ebenfalls am Mast befestigt ist ein Teil des ChemCam-Systems. Hierbei handelt es sich um ein Laser-Funkenemissionsspektrometer und eine Bildgebungseinheit, die paarweise arbeiten: Nach der Verdampfung einer winzigen Menge des zu untersuchenden Gesteins analysiert ein 5-Nanosekunden-Laserimpuls das Spektrum der resultierenden Plasmastrahlung, wodurch die Elementzusammensetzung des Gesteins bestimmt wird Probe. Eine Verlängerung des Manipulators ist nicht erforderlich.

Die Auflösung der Ausrüstung ist 5-10-mal höher als die, die bei früheren Mars-Rovern installiert war. Aus einer Entfernung von 7 Metern kann ChemCam die Art des untersuchten Gesteins (z. B. vulkanisch oder sedimentär) sowie die Struktur von Boden und Gestein bestimmen, dominante Elemente verfolgen, Eis und Mineralien mit Wassermolekülen in der Kristallstruktur erkennen und Anzeichen von Erosion messen Felsen und unterstützen Sie visuell bei der Gesteinserkundung mit dem Roboterarm.

Die Kosten für ChemCam beliefen sich auf 10 Millionen US-Dollar (weniger als ein halbes Prozent der Gesamtkosten der Expedition). Das System besteht aus einem Laser auf einem Mast und drei Spektrographen im Inneren des Gehäuses, denen die Strahlung über einen faseroptischen Lichtleiter zugeführt wird.

Auf dem Manipulator des Rovers ist der Mars Hand Lens Imager installiert, der Bilder mit einer Größe von 1600 × 1200 Pixeln aufnehmen kann, auf denen Details von 12,5 Mikrometern sichtbar sind. Die Kamera verfügt über eine weiße Hintergrundbeleuchtung für den Einsatz bei Tag und Nacht. Ultraviolette Beleuchtung ist notwendig, um die Emission von Karbonat- und Evaporitmineralien auszulösen, deren Vorhandensein darauf hindeutet, dass Wasser an der Bildung der Marsoberfläche beteiligt war.

Für Kartierungszwecke wurde die Kamera Mars Descent Imager (MARDI) verwendet, die während des Abstiegs des Geräts Bilder mit 1600 × 1200 Pixeln auf 8 Gigabyte Flash-Speicher aufzeichnete. Sobald nur noch wenige Kilometer bis zur Oberfläche übrig waren, begann die Kamera, fünf Farbfotos pro Sekunde aufzunehmen. Die gewonnenen Daten werden es ermöglichen, eine Karte des Lebensraums von Curiosity zu erstellen.

An den Seiten des Rovers befinden sich zwei Paar Schwarz-Weiß-Kameras mit einem Blickwinkel von 120 Grad. Das Hazcams-System wird bei der Durchführung von Manövern und beim Ausfahren des Manipulators verwendet. Der Mast beherbergt das Navcams-System, das aus zwei Schwarz-Weiß-Kameras mit einem Blickwinkel von 45 Grad besteht. Die Programme des Rovers erstellen auf der Grundlage der Daten dieser Kameras kontinuierlich eine keilförmige 3D-Karte, um Kollisionen mit unerwarteten Hindernissen zu vermeiden. Eines der ersten Bilder von Curiosity ist ein Bild der Hazcam-Kamera.

Zum Messen Wetterverhältnisse Der Rover ist mit einer Umweltüberwachungsstation (Rover Environmental Monitoring Station) ausgestattet, die Druck, Atmosphären- und Oberflächentemperaturen, Windgeschwindigkeit und ultraviolette Strahlung misst. REMS ist vor Marsstaub geschützt.

Der Nachrichtenboom über die Landung eines Mars-Rovers auf dem Roten Planeten ist bereits vorbei, wir haben uns bereits ausführlicher erinnert. Wie gut wissen Sie, was der Curiosity Rover selbst ist?

Lernen wir ihn besser kennen.

Am 26. November 2011 um 10:02 EST (15:02 UTC) wurde die Trägerrakete Atlas V Nr. AV-028 vom SLC-41-Startkomplex der US-amerikanischen Luftwaffenstation Cape Canaveral mit der amerikanischen schweren interplanetaren Station Mars gestartet Wissenschaftslabor (MSL). Ziel der Expedition ist die Erkundung der Marsoberfläche mit dem Rover Curiosity.

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Das MSL-Projekt ist die größte amerikanische Mission zum Mars und der Schlussstein eines langen und erfolgreichen Programms zur Erforschung des Roten Planeten.

In der Pionierphase des Marsprogramms haben die Vereinigten Staaten den Planeten von drei Vorbeiflügen (Mariner 4, 6 und 7) und drei Orbitern (Mariner 9, Viking 1 und 2) aus vermessen und erkundet und außerdem den Boden des Mars untersucht Lebenszeichen an zwei Punkten der Oberfläche des Planeten (Viking 1 und 2, 1976).

Die moderne Phase begann mit dem Start des großen Mars-Observer-Orbiters mit einem Komplex aus sechs wissenschaftlichen Instrumenten im September 1992. Leider ging die Raumsonde aufgrund eines Ausfalls des Antriebssystems im August 1993 verloren, wenige Tage bevor der Satellit des Planeten in die Umlaufbahn gelangte.

Eine chemische Kammer verwendet einen gepulsten Laserstrahl, um eine winzige Zielmineralprobe zu verdampfen. Die resultierenden Lichtblitze können analysiert werden, um chemische Elemente zu identifizieren.Im Bild ist der leitende Forscher Roger Wiene vom Los Alamos National Laboratory zu sehen.(NASA/JPL-Caltech/LANL)

Danach wurde beschlossen, auf kleine Raumschiffe zu setzen, die Aufgaben des verstorbenen Beobachters auf sie zu verteilen und sie durch neue Forschungsergebnisse zu ergänzen. Der erste war der Satellit Mars Global Surveyor, der im März 1999 erfolgreich in die Umlaufbahn gebracht wurde und bis November 2006 produktiv arbeitete. Er führte Vermessungen und detaillierte Fotografien durch, führte Vermessungen in großen Höhen mit einem Laserhöhenmesser durch und kartierte die Mineralzusammensetzung der Oberfläche des Mars. Obwohl MGS zehn Jahre nach dem Start noch voll funktionsfähig war, ging es aufgrund eines Fehlers bei der Aktualisierung der Bordsoftware verloren.

Bei diesem Test handelt es sich um ein Radarsystem, das im August 2012 beim Sinkflug und bei der Landung eingesetzt wird. Ein technisches Beispiel zum Testen eines Radarsystems an der Nase eines Hubschraubers.

MARS-ERKUNDUNGSMISSIONEN
Name	Erscheinungsdatum	Hauptergebnisse	Kosten: Millionen US-Dollar
Marsbeobachter	25.09.1992	Beim Anflug auf den Mars verloren	980
Mars Global Surveyor (MGS)	07.11.1996	Aerodynamisches Bremsen für den Übergang in eine Arbeitsumlaufbahn. Fotografieren und Sondieren der Oberfläche und Atmosphäre des Mars aus der Umlaufbahn für 9 Jahre (1997-2006). Erstellte eine dreidimensionale Reliefkarte des Planeten, entdeckte Ablagerungen hydratisierter Mineralien und mit Wasser umspülte Schluchten	219
Mars Pathfinder (MPF)	04.12.1996	Sanfte Landung auf dem Mars. Vermessung und Untersuchung des Bodens mit Geräten des Landers und des kleinen Mars-Rovers Sojourner	266
Mars Climate Orbiter (MCO)	11.12.1998	Aufgrund eines Navigationsfehlers in der Marsatmosphäre verglüht	328
Mars-Polarlander (MPL)	03.01.1999	Verloren bei einer Notlandung auf dem Mars im Bereich von 76°S, 165°E.	328
Deep Space 1	03.01.1999		3
Mars-Odyssee	07.04.2001	Vermessung und Untersuchung der Oberfläche und Atmosphäre des Mars von der Umlaufbahn bis zur Gegenwart.“ Entdeckte riesige Gebiete mit Eis unter der Oberfläche	297
Mars-Erkundungsrover-A (Spirit)	10.06.2003	Mittelklasse-Marsrover. Vermessung und Erforschung des Mars-Pfunds entlang seiner Route. Spirit war von Januar 2004 bis März 2010 in Betrieb. Opportunity war in Betrieb	830
Mars Exploration Rover-B (Gelegenheit)	08.07.2003	Bis zum 1. Dezember 2011 bin ich bisher 34 km gelaufen. Mineralien entstanden in aquatische Umgebung Es wurden geschichtete Ablagerungen untersucht	830
Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)	12.08.2005	Hochdetaillierte Untersuchung der Marsoberfläche aus der Umlaufbahn, Untersuchung von Wasserspuren auf seiner Oberfläche und Umsetzung des Atmosphärenprogramms der Raumsonde MSO	540
Phönix	04.08.2007	Analytische Untersuchung des Pfunds in der nördlichen Polarzone des Mars im Bereich von 68,22°N. und 125,75°W Eis unter einer Erdschicht in einer Tiefe von etwa 5 cm gefunden	386
Mars-Wissenschaftslabor	26.11.2011	Schwerer Mars-Forschungsrover – mobiles, automatisches wissenschaftliches Langzeitlabor	2476
MAVEN	31.10.2013	Eine detaillierte Untersuchung der Entwicklung der Marsatmosphäre, ihrer Klimageschichte und ihrer möglichen Bewohnbarkeit	655

Der Gale-Krater (Gale-Krater) ist der zukünftige Landeplatz des Curiosity Rovers. Im August 2012 wird der Rover im nördlichen Teil des Kraters landen. Der Krater hat einen Durchmesser von 154 km, in seiner Mitte befindet sich ein 5 km hoher Berg. Der Landeplatz wird durch eine Ellipse (20x25 km) umrissen. Die Oberfläche des Kraters im Landebereich weist auf eine Wassereinwirkung hin. (NASA/JPL-Caltech/ASU)

Lander-Gehäuse (NASA/Jim Grossman)

Am 4. April 2011 wird im Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien, eine Wärmebildkamera am Arm des Mars-Rover der NASA befestigt.(AP Photo/Damian Dovarganes)

Anfang 2002 wurde beschlossen, dass es ratsam wäre, ein langlebiges mobiles Labor zu bauen, das von einem Radioisotopengenerator angetrieben wird, und dies erforderte eine Verschiebung des Starts auf September 2009. Gleichzeitig änderte sich der Name des Projekts: Die Abkürzung blieb gleich – MSL, aber die Dekodierung wurde anders – Mars Science Laboratory, also ein wissenschaftliches Marslabor. Sie war es, die 2009–2020 einen neuen Zyklus der Erforschung des Mars eröffnen sollte, dessen Programm von der sogenannten „Fusionsgruppe“ von Wissenschaftlern der NASA und US-Universitäten unter Berücksichtigung der Empfehlungen der National Research vorbereitet wurde Rat der US-amerikanischen National Academy of Sciences.

Im Februar 2003 formulierte die „Synthesegruppe“ vier mögliche Strategien wissenschaftliche Forschung auf dem Mars, die jeweils den Zielen und Arbeitsbereichen von MSL entsprachen: Suche nach Spuren vergangenen Lebens, Erforschung hydrothermaler Gebiete, Suche nach heutigem Leben und Erforschung der Entwicklung des Planeten. Um die wissenschaftlichen Ziele der ersten Expedition in jeder der Optionen zu bewerten, wurde eine „Wissenschaftsintegrationsgruppe“ unter der Leitung von Daniel J. McClease vom JPL und Jack D. Farmer von der Arizona State University gebildet.

Im August 2005 begann die Projektumsetzungsphase, also die detaillierte Konstruktion, Herstellung und Erprobung des Raumfahrzeugs. Die Hauptkomponenten des Landers wurden vom JPL Jet Propulsion Laboratory entwickelt, und die Entwicklung eines Systems, das seinen Eintritt in die Marsatmosphäre und ein sicheres Bremsen darin gewährleistet, wurde im März 2006 dem Lockheed Martin Space System anvertraut. Die Gesamtkosten von MSL wurden damals auf 1.327 Millionen US-Dollar geschätzt.

Mittlerweile werden die Gesamtkosten des Projekts auf 2.476 Millionen US-Dollar geschätzt – fast doppelt so viel wie vor fünf Jahren. Etwa 1,8 Milliarden des Gesamtbetrags fließen in die Entwicklung von Raumfahrzeugen und wissenschaftlicher Ausrüstung, der Rest in den Start und die Kontrolle. Die nächste scheinbare Mission zum Mars kostete fast genauso viel wie alle neun Starts zwischen 1992 und 2011 und erreichte das gleiche Niveau einzigartige Projekte Flaggschiff-Klasse. Und leider kommt man nicht umhin, seine Kosten mit den Kosten eines inländischen Projekts ähnlicher Komplexität, Phobos-Grunt, zu vergleichen, das offiziell auf 5 Milliarden Rubel geschätzt wird – fünfzehnmal weniger als die Kosten der Amerikaner!

Tatsächlich ist MSL allen seinen Vorgängern überlegen, und zwar nicht nur in der Komplexität, sondern auch einfach in der Masse, die zum Mars geschickt wird. Wenn Mars Observer um 2487 kg „gezogen“ wurde und die Masse des MRO 2180 kg betrug, dann beträgt die Startmasse des neuen Marsgeräts 3839 kg. Der MSL-Komplex ist in drei Hauptteile unterteilt:
- eine Transferstufe, die den Flug entlang einer Flugbahn von der Erde zum Mars ermöglicht, einschließlich Korrekturen dieser Flugbahn, mit einer Gesamtmasse von 539 kg;
- ein System zum atmosphärischen Eintritt, Bremsen und Landen mit einem Gewicht von 2401 kg;
- Rover mit einem Gewicht von 899 kg.

Der maximale Durchmesser des Raumfahrzeugs (der Durchmesser des Frontschirms zum Bremsen in der Marsatmosphäre) beträgt 4,50 m, die Länge des Produkts beträgt 2,95 m.

Die Transferstufe hat die Form eines zylindrischen „Donuts“ mit einem Durchmesser von 4,50 m und einer Höhe von etwa 0,90 m mit einer festen Solarbatterie im unteren Teil und zehn Heizkörpern eines Flüssigkeits-Wärmekontrollsystems rund um den Umfang. Während des gesamten Fluges zum Mars wird es vom Bordcomputer des Rovers gesteuert und ist über eine Schnittstelleneinheit am Heckbildschirm des Landeteils und des Landebühnensystems mit diesem verbunden. Die Bühne wird von sechs SB-Panels mit einer Gesamtfläche von 12,8 m2 gespeist, die bei der schlechtesten Ausrichtung auf dem Mars 1080 W liefern, und bei Bedarf vom Radioisotopengenerator des Rovers. Zur Bestimmung der aktuellen Ausrichtung ist die Bühne mit einem Sternsensor und zwei Sonnensensoreinheiten ausgestattet. Es verfügt über zwei Blöcke mit vier Hydrazin-Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerken MR-111C mit einem Schub von jeweils 1,1 kgf, die für die Drehung des Raumfahrzeugs und die Korrektur der Flugbahn sorgen. Der Treibstoff wird in zwei kugelförmigen Titantanks mit einem Durchmesser von 48 cm gelagert. Auf der Flugbühne ist die MGA-Antenne mit mittlerer Verstärkung installiert, mit deren Hilfe während des größten Teils des Fluges die Kommunikation mit der Erde erfolgt.

Der Landekomplex lässt sich in einen Frontschirm, eine Heckverkleidung, einen darin befindlichen Landeplatz und die eigentliche Nutzlast – den Rover – unterteilen. Alle seine Systeme werden auch vom Computer des Rovers gesteuert.

Der Frontschirm in Form eines stumpfen Kegels ist das größte aller ähnlichen Produkte für interplanetare Fahrzeuge. Lockheed Martin hat es basierend auf Erfahrungen mit dem Landemodulbildschirm des bemannten Raumschiffs Orion erstellt. Die Verbundstruktur hält mechanischen Belastungen von bis zu 50 Tonnen stand, und für thermischen Schutz sorgt die ablative PICA-Phenol-Kohlenstoff-Beschichtung, die vom Ames Center entwickelt und erstmals bei der Stardust-Rückgabekapsel eingesetzt wurde.

Auf dem Foto sind eine Frontscheibe und eine Heckverkleidung zu sehen; sie werden den Rover während seines Abstiegs in die Marsatmosphäre schützen. Raumfahrtzentrum benannt nach Kennedy, Florida.

Die bikonische Heckverkleidung ist mit einem Kork-Silikon-Wärmeschutz vom Typ SLA-561V überzogen. Es ist mit acht MR-107U-Abstiegskontrollmotoren mit einer Schubkraft von 30,8 kgf, rückstellbaren Ausgleichsgewichten, Fallschirmsystem und drei Antennen – für die Kommunikation mit der Erde im X-Band und mit den Marssatelliten auf UKW.

Der MSL-Landeplatz trägt die Nutzlast im Gegensatz zu allen seinen Vorgängern nicht auf sich selbst, sondern darunter: Der Rover ist mit Pyrobolzen daran befestigt. Die Bühne ist mit acht MLE-Landetriebwerken (Mars Landing Engine) ausgestattet – zwei an vier Ecken der Plattform. Diese Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerke vom Typ MR-80B mit variablem Schub (bis zu 336 kgf) werden mit Hydrazin betrieben, dessen Reserve – 387 kg – in drei Kugeltanks gelagert wird. Ein Landradar mit sechs scheibenförmigen Antennen misst Fluglage, horizontale und vertikale Geschwindigkeit. Die Anlegestelle ist mit einem Transceiver, einem Verstärker sowie X- und VHF-Band-Antennen ausgestattet.

Der Curiosity Rover wurde im Mai 2009 nach einem rein amerikanischen Wettbewerb benannt, den die 12-jährige Clara Ma aus Lenexa, Kansas, gewann. Es wird oft mit einem Kleinwagen verglichen. Tatsächlich beträgt die Länge des Rovers ohne Berücksichtigung des Manipulators 3,00 m, die Breite beträgt 2,77 m und die Höhe mit einem Mast mit Fernsehkameras beträgt 2,13 m. Das Antriebssystem ist ähnlich wie die MER-Rover aufgebaut und verfügt über sechs Antriebe Räder mit einem Durchmesser von 0,51 m mit Stollen, vier davon orientiert. Maximale Geschwindigkeit Neugier – 4 cm/s.

Der Manipulator mit fünf Freiheitsgraden trägt einen 33 kg schweren Turm mit zwei wissenschaftlichen Instrumenten und drei Werkzeugen zum Graben von Erde, Mahlen von Steinen und Zerkleinern von Proben.

Der Rover wird von einem Radioisotopengenerator vom Typ MMRTG angetrieben, der sich im Heckteil befindet (Durchmesser 64 cm, Länge 66 cm, Gewicht 45 kg), der 4,8 kg des radioaktiven Isotops Plutonium-238 enthält. Die bei seinem Zerfall freiwerdende Wärme wird in umgewandelt elektrische Energie- 110 W, also ca. 2700 Wh pro Tag. Die Mindestlebensdauer des Generators beträgt 14 Jahre. Mit zwei 42-Ah-Lithium-Ionen-Batterien können Sie Energie speichern und in Zeiten mit höherem Stromverbrauch des Rovers wieder abgeben mittlere Leistung MMRTG.

Die beiden redundanten Bordcomputer von Curiosity basieren auf einem RAD 750-Prozessor mit einer Taktfrequenz von 200 MHz, verfügen über einen Festspeicher mit einer Kapazität von 256 KB, 256 MB RAM und 2 GB Flash-Speicher. Um Bewegungen zu planen und Gefahren zu erkennen, ist der Rover mit insgesamt 12 technischen Kameras ausgestattet, darunter zwei Paar NavCam-Navigationskameras mit einem 45°-Sichtfeld und einer „Bild“-Größe von 1024x1024 Elementen, sowie vier Stereopaare HazCam-Kontrollkameras mit Fischaugenobjektiv und Sichtfeld 124°. Diese Kameras sind gleichmäßig auf die beiden Computer verteilt.

Der Funkaustausch mit der Erde erfolgt direkt über einen 15-Watt-Sender und zwei X-Band-Antennen (darunter eine hochgerichtete Antenne mit einem Durchmesser von 0,3 m) oder über Orbital-Repeater über eine „lokale“ UKW-Leitung. Im ersten Fall überschreitet der Durchsatz mehrere Kilobit pro Sekunde nicht, im zweiten erreicht er 0,25 Mbit/s über Mars Odyssey und 2 Mbit/s über MRO. An nur einem Tag wird MSL etwa 250 Mbit Daten übertragen können.

An der Oberseite des Roverkörpers sind zwei Gedenkchips angebracht: einer mit 1,24 Millionen Namen, die im Rahmen der Kampagne „Send Your Name to Mars“ per E-Mail an JPL gesendet wurden, und einer mit 20.000 gescannten Namen von Personen, die ihn am JPL und im Name Space Center gesehen haben Kennedy.

Das Hauptziel des Projekts wird wie folgt formuliert: Erforschung und Beschreibung eines bestimmten Gebiets des Mars und Überprüfung der Anwesenheit dort in der Vergangenheit oder Gegenwart natürliche Bedingungen, günstig für die Existenz von Leben (Wasser, Energie, chemische Inhaltsstoffe). Man könnte Folgendes sagen: Dem alten Slogan der Marsforschung „Suche nach Wasser“ fügt MSL einen neuen hinzu: „Suche nach Kohlenstoff.“ Das biologische Potenzial der Landezone muss anhand des Vorhandenseins und der Menge organischer Verbindungen und der chemischen Elemente, die die Grundlage des Lebens bilden (C, H, N, O, P und S), sowie durch die Suche danach bestimmt werden seine äußeren Erscheinungsformen. Parallele Ziele bestehen darin, die Geologie und Geochemie des Landegebiets auf allen möglichen räumlichen Skalen zu beschreiben, Planetenprozesse zu untersuchen, die in der Vergangenheit möglicherweise für das Leben relevant waren, und die Strahlungssituation zu untersuchen.

Die Suche nach Leben selbst steht nicht im Arbeitsprogramm – weder in Form von Mikroorganismen, noch durch die Aufzeichnung biochemischer Prozesse, wie sie es 1976 an den Wikingern versuchten. Wenn MSL jedoch die potenzielle Bewohnbarkeit des Untersuchungsgebiets nachweist, könnten zukünftige Expeditionen unternommen werden, um biologische Forschung vor Ort durchzuführen oder Bodenproben zur Erde zurückzubringen.

Um die gestellten Aufgaben zu lösen, ist der Rover Curiosity mit einem Komplex aus 10 wissenschaftlichen Instrumenten mit einer Gesamtmasse von 75 kg ausgestattet, die in Vermessungsinstrumente (auf einem Mast in einer Höhe von etwa 2 m über dem Boden des Planeten platziert) unterteilt sind. Kontaktinstrumente (mit einem Manipulator zum Untersuchungsobjekt geführt) und Analyseinstrumente (zur Analyse von Boden- und Atmosphärenproben des Mars). Diese Klassifizierung umfasst nicht die Landekammer, die während der Abstiegsphase in Betrieb ist, sowie Strahlungsüberwachungs- und Wetterbeobachtungsgeräte. Darüber hinaus sind auf der Frontscheibe des Abstiegsmoduls Sensoren installiert, um die Bedingungen des Hyperschalleintritts und -flugs in die Atmosphäre aufzuzeichnen.

Beachten Sie, dass der Opportunity-Rover, der derzeit auf dem Mars operiert, über eine wissenschaftliche Ausrüstung mit einer Gesamtmasse von nur 5 kg verfügt und allein die Masse des SAM-Analysators an Bord von Curiosity 40 kg beträgt.

Die MastCam-Kamera in der ursprünglichen Version des Projekts war als digitale Stereokamera mit zwei Objektiven konzipiert, deren Achsen sich in einer Höhe von 1,97 m über dem Boden und einem horizontalen Abstand von 24,5 cm befinden. Jeder von ihnen musste über eine variable Brennweite von 6,5 bis 100 mm verfügen, was Stereofotografie in jeder Zoomstufe ermöglichte. Im September 2007 ordnete die NASA jedoch eine Änderung des Projekts zugunsten von zwei Kameras mit einer festen Brennweite von -100 mm auf dem rechten „Auge“ und 34 mm auf dem linken „Auge“ an. Anfang 2010, als sie bereits hergestellt waren, erklärte sich die Agentur bereit, MSSS für die ersten Zoomkameras zu bezahlen, mit der Maßgabe, dass sie an Bord geliefert würden, wenn sie rechtzeitig hergestellt würden und die angegebenen Spezifikationen erfüllten. Am Ende blieb Curiosity jedoch „andere Augen“.

So verfügt die Linkskamera M-34 mit einer Brennweite von 34 mm und einem Öffnungsverhältnis von 1:8 über ein Sichtfeld von 15° vertikal und 18° horizontal. Die rechte M-100-Kamera mit einer Brennweite von 100 mm und einem Öffnungsverhältnis von 1:10 hat ein Sichtfeld von 5x6°. Seine Auflösung beträgt etwa 7,5 cm in einer Entfernung von 1 km und 0,15 mm in einer Entfernung von 2 m, wodurch der M-100 zur Suche nach interessanten Forschungsobjekten eingesetzt werden kann. Beide Kameras können auf Objekte von 1,8 m bis unendlich fokussieren.

Das Design beider Kameras verwendet einen integrierten Bayer-Filter, der es Ihnen ermöglicht, gleichzeitig die roten, grünen und blauen Komponenten des Bildes auf der Kodak-Empfangsmatrix mit 1600 x 1200 Elementen zu erfassen. Dieser Modus wird in Verbindung mit einem austauschbaren Breitbandfilter verwendet. Darüber hinaus gibt es sieben weitere Filter, von denen drei (440.525 und 1035 nm) beiden Kameras gemeinsam sind und vier für jede von ihnen individuell sind.

Russische Ausrüstung , installiert auf American Curiosity Rover, funktioniert normal, sagte Maxim Litvak, Forscher am Weltraumforschungsinstitut der Russischen Akademie der Wissenschaften (IKI), während er am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien arbeitete. Seine Worte werden von RIA Novosti berichtet.

Die Leistungsfähigkeit des am IKI entwickelten Neutronendetektors (DAN – Albedo-Neutronendetektor) wurde bereits getestet. Das erste Einschalten war kurz, danach erfolgt auch das Ein- und Ausschalten gemäß Betriebsplan. Das russische Instrument wurde zu einem von zwei „Ausländern“ von zehn auf Curiosity installierten wissenschaftlichen Instrumenten. Die Spanier entwickelten dafür die REMS-Wetterstation.

DAN ist in der Lage, den Wasserstoffgehalt auf dem Planeten und damit Wasser sowie hydratisierte Mineralien zu bestimmen. Gebiete mit hohen Konzentrationen dieser Stoffe sind für Wissenschaftler am interessantesten.

Das Funktionsprinzip eines Neutronendetektors besteht darin, dass er die Oberfläche des Planeten mit hochenergetischen Neutronen bestrahlt und dann anhand der Eigenschaften des Flusses sekundärer Neutronen den Gehalt bestimmter Substanzen bestimmt. Er wird in der Lage sein, das Vorhandensein von Wasser im Boden zu „spüren“, auch wenn der Wassergehalt dort minimal ist. Bemerkenswert ist, dass NASA-Experten für die Landung des Rovers ein Gebiet mit so wenig Eis ausgewählt haben. Dies geschieht, um den Mars nicht mit terrestrischen Mikroorganismen zu infizieren.

Diese Technologie wurde bereits zuvor auf zwei am IKI entwickelten Geräten getestet. Das HEND-Gerät ist seit mehr als zehn Jahren an Bord der Mars-Odyssey-Sonde im Marsorbit im Einsatz. Mit ihrer Hilfe haben Wissenschaftler festgestellt, dass es in den hohen Breiten des Planeten eine dicke Eisschicht gibt. Und der LEND-Detektor an Bord der LRO-Sonde fand Eis in Kratern in der Nähe der Mondpole.

Der gepulste Neutronengenerator DAN-ING, der am nach N.L. Dukhov benannten Allrussischen Forschungsinstitut für Automatisierung auf der Basis eines industriellen Impulsgenerators hergestellt wird, ist in der Lage, etwa 107 Impulse mit einer Frequenz von bis zu 10 Mal pro Sekunde zu erzeugen Millionen Teilchen pro Puls. Die DAN-DE-Aufnahmeeinheit wurde im Labor für Weltraum-Gammaspektroskopie von I. G. Mitrofanov am IKI entwickelt. An der Entwicklung und Schaffung des Gerätekomplexes war auch das nach A.A. benannte Institut für Maschinenbau beteiligt. Blagonravov RAS und das Gemeinsame Institut Kernforschung(Dubna).

DAN wird bei längeren Stopps und Zwischenstopps entlang der Route des Rovers Messungen durchführen, um den Gehalt an Wasser und hydratisierten Verbindungen im Boden schnell beurteilen zu können. Werden Flächen mit hohem Wassergehalt festgestellt, werden detaillierte Bodenuntersuchungen mit weiteren Instrumenten durchgeführt.

Mit der M-34 kann in etwa 25 Minuten ein farbiges Rundpanorama bis zu einer Höhe von 60° aus 150 Bildern aufgenommen werden. Außerdem gibt es einen Videomodus mit einer Bildbreite von 720 Pixeln und einer Geschwindigkeit von 4-7 Bildern pro Sekunde, je nach Belichtung. Jede Kamera verfügt über 8 GB Flash-Speicher und eine eigene Bildverarbeitungs- und Komprimierungseinheit, die unabhängig vom Hauptcomputer des Rovers arbeitet. Die Elektronikblöcke von MastCam und zwei weiteren Kameras MARDI und MAHLI, ebenfalls von MSSS entwickelt, sind ähnlich.

Ein neues und sehr interessantes MSL-Tool ist der Gesteinselementanalysator ChemCam, der auf einem Mast neben den Kameras angebracht ist. Die Hauptaufgabe von ChemCam besteht darin, aus dem umliegenden Rover die interessantesten Gesteine für die chemische Analyse auszuwählen. Das Gerät umfasst einen Infrarotlaser, der in der Lage ist, ausreichend Leistung an einem bestimmten Punkt der Probe zu konzentrieren, um deren obere Schicht zu verdampfen, sowie ein Spektrometer zur Aufzeichnung des Spektrums des resultierenden Plasmas. Ein Laserpuls mit einer Dauer von 5 ns und einer Leistung von mehr als 1 MW wird durch ein Teleskopsystem mit einer Apertur von 110 mm ausgesendet, das auch zum Empfang des Antwortsignals und zum Kontrollschuss der Probe auf eine 1024x1024-Matrix dient.

Die Strahlung der verdampften Substanz wird über ein sechs Meter langes Glasfaserkabel zu drei Spektrometern im Rover-Körper übertragen und dort in 6144 Spektralkanäle im Bereich von 240 bis 850 nm zerlegt. Die Spektren ermöglichen die Bestimmung der Elementzusammensetzung der Probe und vor allem der Menge an Natrium, Magnesium, Aluminium, Silizium, Kalzium, Kalium, Titan, Mangan, Eisen, Wasserstoff, Sauerstoff, Beryllium, Lithium, Strontium, Schwefel, Stickstoff und Phosphor. Wiederholtes „Schießen“ am selben Punkt verbessert die Zuverlässigkeit ihrer Bestimmung und ermöglicht es Ihnen außerdem, eine Staub- oder Rostschicht zu entfernen und Messungen an der darunter liegenden Substanz durchzuführen. ChemCam ist in der Lage, den Sauerstoff- und Wasserstoffgehalt einer Probe schnell zu bestimmen und Wasser eindeutig zu identifizieren.

Der Partner des Labors in Los Alamos bei der Entwicklung von ChemCam ist das französische Institut für Astrophysik und Planetologieforschung in Toulouse, das den Laser und das Teleskop geliefert hat. Spektrometer wurden in Los Alamos hergestellt und

Fallschirmtests.

Das Spektrometer verfügt über eine radioaktive Quelle mit 0,7 g des alpha- und gammaaktiven Isotops Curium 244 Cu als Teil des Messkopfes und eine Einheit zur Aufzeichnung der „Response“-Röntgenstrahlung im Roverkörper. Dieses Isotop hat eine Halbwertszeit von 18,1 Jahren, was bedeutet, dass Geschwindigkeit und Empfindlichkeit des Geräts während der gesamten Lebensdauer des Rovers nahezu unverändert bleiben. Der APXS-Detektor wird nur 20 mm über dem Objekt platziert, wodurch die Messzeit um den Faktor drei verkürzt wird.

Das Gerät ermittelt den Gehalt an Elementen von Natrium bis Strontium, einschließlich gesteinsbildender Bestandteile wie Natrium, Magnesium, Aluminium, Silizium, Kalzium, Eisen und Schwefel. Dank der hohen Empfindlichkeit gegenüber Schwefel, Chlor und Brom können Salzablagerungen sicher identifiziert werden. Im „Schnellansicht“-Modus können in 10 Minuten Elemente mit einer Konzentration von bis zu 0,5 % und in einer dreistündigen Messsitzung kleine Komponenten in Mengen bis zu 0,01 % bestimmt werden. Der elektrische Festkörperkühlschrank ermöglicht den Einsatz des Detektors nicht nur nachts, wie bei den Mars-Rovern von 2003, sondern auch tagsüber.

Die MANI-Mikroskopkamera ist darauf ausgelegt, detaillierte Bilder der untersuchten Proben und Bodenbereiche zu erhalten. Es unterscheidet sich von seinem Vorgänger auf den MER-Rovern durch Farbsehen, Hintergrundbeleuchtung und das Vorhandensein eines Autofokus. Die MANI-Auflösung bei Aufnahmen aus einer extrem kurzen Entfernung von 21 mm beträgt 14 Mikrometer bei einem Sichtfeld von 22 x 17 mm. Die Kamera ist mit zwei weißen LEDs für Aufnahmen bei Nacht und im Schatten sowie zwei ultraviolett emittierenden LEDs (365 nm) für fluoreszierende Materialien ausgestattet. Das Bild wird auf einer 1600x1200 Pixel großen Matrix empfangen.

Mit dem Röntgenbeugungsanalysator CheMin können Sie die Struktur und Zusammensetzung kristalliner Proben untersuchen. Die Masse des Geräts beträgt 10 kg, das Volumen beträgt ca. 25 x 25 x 25 cm. Es ist im Rover-Körper montiert und verfügt auf der Oberseite über einen Trichter mit Schiebedeckel zum Laden von Proben. Dabei kann es sich um Sand oder Gestein handeln, das zuvor zerkleinert und durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,15 mm gesiebt wurde. Das Empfangsgerät ist in 32 Sektoren unterteilt, von denen fünf Kontrollproben auf der Erde enthalten und die restlichen 27 mehr als einmal zur Analyse von Marsgesteinen verwendet werden können. Eine Messung erfordert etwa 10 Stunden Probenbestrahlung mit einer Kobaltquelle. CheMin identifiziert Elemente mit der Ordnungszahl 11 (Natrium) und höher sowie Mineralien, die mindestens 3 % der untersuchten Probe ausmachen. Es ist auch in der Lage, nichtkristalline Inhaltsstoffe wie vulkanisches Glas zu identifizieren.

Das SAM-Instrument, das komplexeste und schwerste an Bord der MSL, soll nach organischen Verbindungen in Mengen bis zu einem Teil pro Milliarde suchen und Isotopenverhältnisse einzelner Elemente (insbesondere 12 C/13 C und 18 O/16 O) messen. . Es werden sowohl atmosphärische Bestandteile als auch Gase untersucht, die aus Bodenproben unter dem Einfluss chemischer Stoffe und Hitze freigesetzt werden. Der zerkleinerte Boden gelangt über zwei Aufnahmetrichter in das Gerät. Das Probenversorgungssystem fasst 74 Küvetten mit einem Volumen von 0,78 cm 3, davon sechs mit Kontrollproben, neun für die chemische Verarbeitung und 59 aus Quarzglas für die Sublimation. Zwei „Öfen“ können Proben auf bis zu 1000 °C erhitzen und verbrauchen dabei nur 40 W. Mikroventile (52 Stück) sorgen für die Bewegung der Gasanteile und zwei Vakuumpumpen schaffen Arbeitsbedingungen für die Messgeräte.

Das SAM umfasst drei Analyseinstrumente, die im Rover-Körper untergebracht sind. Ein Massenspektrometer bestimmt ionisierte Gase anhand des Molekulargewichts und der Ladung. Es soll die wichtigsten Bestandteile lebender Materie erfassen – Stickstoff, Phosphor, Schwefel, Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff. Das Laserspektrometer nutzt das Phänomen der Lichtabsorption bei bestimmten Wellenlängen, um die Konzentrationen von Methan, Kohlendioxid und Wasserdampf zu bestimmen und deren Isotopenvarianten zu identifizieren. (Die Isotopenverhältnisse werden die Geschichte des Verlusts der Marsatmosphäre und des Klimas des Planeten erzählen.) Schließlich trennt ein von französischen Experten gebauter Gaschromatograph das Gasgemisch und identifiziert organische Verbindungen mithilfe einer Kapillarsäule. Anschließend sendet er die Fraktionen an ein Massenspektrometer genauere Bestimmung.

Die MARDI-Landekamera ist für die Farbvideoaufzeichnung während der Abstiegs- und Landephase konzipiert, um den Landebereich zu kartieren, kontextbezogene geologische Informationen zu erhalten und die Anfangsphase der Bewegung des Rovers zu planen. Bei Arbeiten an der Oberfläche wird es möglich sein, mit einer Auflösung von bis zu 1,5 mm Erde direkt unter dem Boden des Rovers zu entfernen. MARDI nimmt in einem Sichtfeld von 70 x 55° auf einer 1600 x 1200 Pixel großen Matrix mit einer Bildrate von bis zu 4 pro Sekunde auf.

Der RAD Radiation Complex ist ein Teleskop mit Detektoren für geladene Teilchen, Neutronen und Gammastrahlen, die sowohl aus der Atmosphäre als auch von der Oberfläche des Planeten stammen. Die Messung der Sonnen- und galaktischen Strahlungswerte – 15 Minuten pro Stunde – wird es uns ermöglichen, Rückschlüsse auf die Eignung des Einsatzgebiets von Curiosity für das Leben jetzt und in der Vergangenheit zu ziehen und, was noch wichtiger ist, zu erhalten quantitative Schätzungen Strahlungsdosen entlang der Flugroute und auf der Marsoberfläche sowie das erforderliche Schutzniveau für Projekte bemannter Expeditionskomplexe. Die Gründung von RAD wurde von der Forschungsdirektion finanziert NASA-Systeme und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt.

Der spanische meteorologische Komplex REMS umfasst Windgeschwindigkeits- und -richtungssensoren, Luftdruck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie ein Infrarot-Bodentemperatursensor und ein Gerät zur Messung der ultravioletten Strahlung der Sonne in sechs Spektralbändern. REMS-Daten werden voraussichtlich fünf Minuten lang stündlich erfasst.

Der wissenschaftliche Leiter des gesamten MSL-Projekts ist John Grotzinger vom California Institute of Technology.

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Curiosity hat bereits ein 360-Grad-Panorama des Mars erhalten. Natürlich ist das Panorama nicht vollständig, sondern besteht aus 130 Bildern mit einer Auflösung von 144 mal 144 Pixeln

Der Rover Curiosity landete 2012 im Rahmen der Mars Science Laboratory-Mission der NASA auf dem Mars. Der Rover ist ein autonomes chemisches Labor, das um ein Vielfaches größer und schwerer ist als die vorherigen Rover Spirit und Opportunity. Die Mission des Geräts besteht darin, in wenigen Monaten eine Distanz von 5 auf 20 Kilometer zu schaffen und eine vollständige Analyse der Marsböden und atmosphärischen Bestandteile durchzuführen. Um eine kontrollierte und präzisere Landung zu erreichen, wurden Hilfshilfen eingesetzt. Raketentriebwerke. Im Laufe der mehrjährigen Betriebszeit lieferte der Rover viele interessante Daten und machte viele malerische Fotos vom Roten Planeten.

Experten, die das UFO-Phänomen untersuchen, vermuten, dass die amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde NASA den Schwindel des Jahrhunderts begangen hat. Auf einem der Bilder, die kürzlich vom Marsrover von der Oberfläche des Roten Planeten aufgenommen wurden, traf ein seltsames Flugobjekt die Kameralinse. Seine Form ähnelt einem fliegenden Adler. Täuscht uns die NASA wirklich oder hat jemand nur eine sehr starke Vorstellungskraft?

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