Марсоходът Rover Curiosity е мощен, нарколептичен и самотен - но точно това е необходимо за изследване на Слънчевата система като скална звезда. Днес роувърът е медиен скъпа. Както всяка човешка знаменитост, Curiosity прави често селфи, има видеоклип и пародиращ акаунт в Twitter и е увековечен като фигурка на LEGO. Известният робот дори има проблемно минало.
Свързано съдържание
- Любопитният Rover току-що навърши една марсианска година
- Перспективната перспектива на Curiosity за спускането му към Марс
Още през 2008 г. Curiosity - технически наричан Марсовата научна лаборатория или MSL - се насилваше сериозно за изоставяне на графика и надхвърляне на бюджета. Първоначално мисията беше изпратена пред НАСА като космически кораб на стойност 1, 6 милиарда долара, а той трябваше да стартира през 2009 г. Но множество технически препятствия доведоха до изтичане на графика за стартиране до 2011 г. и разходите бяха изплатени до 2, 5 милиарда долара. Според Роб Манинг, главен инженер на мисията, проблемите на младото любопитство могат да бъдат проследени до най-известната му характеристика: системата за кацане на небесния кран.
Небесният кран беше като джетпак, който спускаше роувъра към повърхността на Марсиан на тетри. Това беше само една част във фаза на мисията, наречена влизане, слизане и кацане (EDL). За инженерите от НАСА фазата на EDL беше наречена и седемте минути на терора, защото след като започна, всичко се автоматизира и екипът нямаше какво да прави, освен да яде фъстъци и да кръстосва пръстите си.
Небесният кран беше напълно нов начин за кацане на космически кораб на Марс, разработен за настаняване на еднотонния роувър Curiosity. Тъй като беше толкова ново и понеже кацането на Марс винаги е предизвикателство, проектирането и отстраняването на проблеми с EDL системите станаха огромна част от цялостния дизайн на мисията, който засенчи останалите нужди на роувъра, казва Манинг в новата си книга Mars Rover Любопитство, издадено от Smithsonian Books.
Mars Rover Curiosity: Вътрешен акаунт от главния инженер на Curiosity
От първа ръка се описва изпитанията и премеждията на инженерството на едно от най-сложните части на космическата технология, Mars Rover Curiosity, от неговия главен инженер Роб Манинг.
Купува„Мисля, че ярката и блестяща нова EDL система на MSL… всъщност отвлече всички нас от основите на изграждането на чисто нов и коренно различен роувър“, казва той. Заедно с автора на най-продаваните Уилям Л. Саймън, Мънинг разказва високите и ниските нива на любопитството в книгата, предлагайки надникване в съзнанието на НАСА и работници от частния сектор, които трябваше да се борят, за да изпратят тази сега световноизвестна мисия на Марс.
Например, фокусът върху небесния кран и други EDL съоръжения означаваше, че екипът прекарва по-малко време, разглеждайки източника на захранване на Curiosity. Предишните два роувъра, близнаците Spirit и Opportunity, бяха със слънчево захранване. Номерът беше, че масивите могат да генерират около 110 вата, но всеки роувър се нуждаеше от 1500 вата, за да бъде напълно работещ. Според Мънинг решението било да направят роувърите нарколептични - те ще бъдат будни само за няколко часа на всеки марсиански ден, черпейки енергия от бордова батерия за шофиране или провеждане на експерименти. Тогава щяха да поспят и да се събудят отново, за да свършат повече работа. „Денят в живота на роувър е малко по-скоро като старо куче, отколкото на състезателен автомобил“, пише Манинг.
Докато Curiosity беше оборудван с ядрен източник на енергия вместо слънчеви панели, той беше и много по-голяма машина, носеща 11 сложни научни инструмента и камери. В допълнение към мощността за общи операции, тези инструменти ще трябва да се отопляват, за да работят правилно на фригиден Марс. Около една година преди датата на пускане на пазара през 2009 г., след като влязоха подробности за някои от научните инструменти, екипът разбра, че дори и при захранване, батерията на Curiosity е твърде малка за тази задача. Използването на по-голяма батерия, без да се намерят други места за подстригване, ще направи прехода твърде тежък за кацане.
Проблеми, натрупани от там, включително притеснения от вятъра, издухващ проби от скали, преди те да бъдат анализирани, и признаци, че отделянето на роувъра от тетрите на небесния кран ще късо съединява жизненоважна комуникационна връзка по време на кацане. Забавянето на изпращането на готов хардуер за сглобяване на космическия кораб означаваше, че НАСА трябваше да се обади и да обяви, че ще пропусне прозореца за изстрелване през 2009 г.
"След като вашият роувър пропусне този прозорец ... цената автоматично се увеличава и това е само за" таксиметровия метър "на екипа, който трябва да чака по-дълго, за да напусне работата", казва Манинг. Сребърната облицовка беше, че допълнителното време позволява на екипа да изработи изводите - да фиксира веригите, да работи в по-голяма батерия - и да стартира успешно на 26 ноември 2011 г.
Инженер JPL проверява движенията на роботизираната ръка на тестова версия на роувъра Curiosity. (НАСА / JPL-Caltech) 
Графика показва множеството стъпки, които любопитството трябваше да направи, за да кацне безопасно на Марс. (НАСА / JPL-Caltech) 
Инженерите на JPL празнуват моменти, след като потвърдиха, че Curiosity безопасно кацна на Марс. (НАСА / JPL-Caltech) 
Скалист изток разкрива закръглени камъни, изтръгнати от утаечна скала, знак, че тази част на Марс някога е имала течащ поток. (НАСА / JPL-Caltech / MSSS) 
Първата проба прахообразна скала беше доставена в бордовата химическа лаборатория на роувъра през февруари 2013 г. (НАСА / JPL-Caltech / MSSS) 
Експериментът по химия и минералогия (CheMin) върху роувъра Curiosity направи първата си рентгенова снимка на почвена проба през октомври 2012 г. Резултатите показаха химически подписи на минерали, които предполагат, че марсианската мръсотия е много подобна на вулканичните почви в Хавай. (НАСА / JPL-Caltech / Ames) 
Любопитството направи снимка на лявото си предно колело през ноември 2013 г., разкривайки ожулвания, вдлъбнатини и дори пробиви поради търкаляне по остри скали. (НАСА / JPL-Caltech / MSSS) 
Любопитството най-сетне проби в основата на планината Шарп през септември, за да вземе проби за анализ. (НАСА / JPL-Caltech / MSSS) От своето похвално кацане през август 2012 г., Curiosity изпраща обратно огромно количество данни, от изображения с висока разделителна способност на Марс и луните му до първите ясни признаци, че питейна вода, способна да поддържа живота, веднъж е текла на повърхността на планетата. Малко повече от година в мисията, роувърът вече е достигнал основната си цел, основата на Марсианска планина с прякор Маунт Шарп. Слоеве на открита утайка биха могли да разкажат на учените повече за привидно обитаемото минало на Марс и дори могат да имат запазени следи от примитивен живот.
„Всички бяхме абсолютно ужасени, когато първата дупка на сондажа разкри място на Марс, обитаемо преди милиарди години“, казва Манинг. „Това, което имаме тук, е място, което не само би могло да поддържа живота, но би могло, ако продължим да търсим, да бъде място, което химически съхранява тези записи. Именно това ни накара да поставим висок приоритет да се насочим към хълма. "
Пътуването не остана без шнолите си, главен сред тях е неочакваното износване на колелата на Curiosity. Когато се проектираха колелата, основното притеснение беше, че прекалено тежък роувър ще се забие в пясъка - съдба, която изписа края на Rover Spirit през 2010 г. Така екипът направи шестте големи колела на Curiosity да действат като флотационни устройства, казва Манинг. Всяко широко колело, dunebuggy-esque, беше кухо от блок от лек алуминий.
Това, което екипът не знаеше, е, че роувърът ще трябва да кара над изваяни от вятъра скали, вградени в глина, които действат като легло с нокти. Тези остри бръсначи скали започнаха да разкъсват колелата и Манинг предполага, че един метален шейк може един ден да навлезе във вътрешното окабеляване на роувъра, осакатявайки мисията. Дотогава "трябва да изберем внимателно пътя си", казва Манинг. „Обмисляме и промени в софтуера, които биха минимизирали щетите, като гарантираме, че колелата ускоряват колело, докато колелото се изкачва над скала. Това намалява износването. "
Проблемът показва как всяка мисия на Марс може да надгради възможностите на следващата, процес, който Мънинг подчертава в книгата, докато той описва уроци, извлечени от космически кораби, които се връщат към викингите през 70-те години. Той вече използва част от опита на Curiosity, за да се използва добре при проектирането на следващия марсоход, планиран да бъде пуснат през 2020 г., и в система за кацане на хора на Марс с надуваем диск и парашут от ново поколение.
Мънинг добавя, че Curiosity и неговият марсиански род позволяват на инженерите да разработят технологии, като софтуер за автономно шофиране, който вероятно ще бъде от решаващо значение за бъдещите роувъри, насочени към още по-отдалечени локации, като ледените луни на Юпитер и Сатурн. „Отиване до външните планети или към луни като Европа, Ганимед и Енцелад - във всички случаи се нуждаете от превозно средство, което има умно за автономия“, казва Роб Манинг, понастоящем ръководител на Марс инженеринг в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА. „Не го правим с радост като кола с дистанционно управление. Казваме му къде бихме искали да отиде и работата му е да измисли как да стигнем до там. "
Но повече от техническите разкрития, Мънинг смята, че историята на Любопитството е важна за човечеството на много по-основно, почти екзистенциално ниво. „Мисля, че посланието е, че въпреки че MSL беше голяма бюджетна мисия на НАСА (поне голяма по днешните стандарти), тя не е изградена от абстрактни инженери и учени, работещи в безлични институции“, казва Манинг. „Вместо това тя е построена от куп хора. Хората също толкова хора, също толкова грешни и също толкова интелигентни, колкото повечето хора, които познавате. ... Това в крайна сметка е човешко начинание и имаме късмета да бъдем част от него. "
