|
|
Солнечная система. Марс. КА "Феникс"
СБ, 12/18/2010 - 18:53 — mav
Американский космический аппарат "Феникс"
.jpg) Межпланетный аппарат НАСА "Феникс", предназначенный для изучения Марса, был выведен на околоземную орбиту ракетой?носителем "Дельта?2", стартовавшей 4 августа 2007 года с космодрома на мысе Канаверал (шт. Флорида, США).
"Феникс" должен заняться поиском воды и других необходимых для жизни соединений на Марсе. Аппарат оборудован всем необходимым, чтобы пробурить поверхность, извлечь из?под нее несколько образцов почвы и льда и провести достаточно сложные химические анализы образцов. Кроме того, на аппарате есть атомный микроскоп, при помощи которого ученые смогут внимательно изучить отдельные пылинки марсианского грунта. Исследователи НАСА также воспользуются зондом, чтобы исследовать атмосферу и погоду в северной полярной части Марса.
.jpg) Американский космический аппарат "Феникс" успешно осуществил посадку 25 мая 2008 года в районе северного полюса Марса. Для посадки "Феникса" на Марсе была выбрана точка с координатами 68,35 градуса северной широты и 233 градуса восточной долготы. Местность является в этом районе достаточно ровной и характеризуется отсутствием крупных камней, из-за которых аппарат мог бы при посадке перевернуться. Мягкая посадка на Марс является исключительно сложной операцией. Из предпринятых ранее разными странами 15 попыток только пять оказались успешными. США, в частности, пытались осуществить мягкую посадку своего аппарата в районе южного полюса Марса в 1999 году, но их посланец бесследно исчез. Мягкое "приземление" аппарата "Феникс" стало первым случаем выполнения такой операции с момента прибытия на Марс аппаратов "Викинг - 1 и 2" 30 лет назад.
Аппарату предстояло буквально вгрызаться в марсианский грунт на глубину до 60 см. Для этого он был оснащен манипулятором длиной в 2,3 метра. Миссия "Феникса" обошлась NASA в 420 млн долларов. Она рассчитана на 90 дней, но ученые надеются, что сложный аппарат, ростом в 2,5 м и весом в 350 кг, сможет проработать на Красной планете на один месяц дольше запланированного срока. "Феникс" поддерживает связь с Землей через два американских искусственных спутника Марса: "Марс - Одиссей" и "Марсианский орбитальный разведчик", подпитывается энергией от двух похожих на зонтики солнечных батарей.
"Феникс" выступает своеобразным "послом доброй воли". С собой он привез компакт?диск, куда занесены имена 250 тысяч землян, которые успели зарегистрироваться на сайте НАСА. На борт беспилотного корабля также помещен лазерный диск, на котором записаны наиболее известные литературные произведения землян, связанные с Марсом. В собрание космической литературы, получившее название "Видение Марса", вошли "Микромега" Вольтера, "Аэлита" Алексея Толстого, "Марсианские хроники" Рея Брэдбери и многие другие труды известных писателей?фантастов. Помимо этого, на "Фениксе" находятся аудио? и видеозаписи, в том числе три радиопрограммы и запись романа Герберта Уэллса "Война миров". |
|
Шесть основных компонентов космического аппарата "Феникс":
|
1. Механическая "рука" длиной 2,3 м для рытья грунта. Устройство разработано Лабораторией реактивного движения НАСА. На "руке" установлена камера, разработанная немецким Институтом им. Макса Планка, которая будет фиксировать различные особенности грунта: RA (Robot Arm) и установленная на нем камера RAC (Robot Arm Camera).
.jpg) 2. Тепловой газовый анализатор. Спроектирован университетом Аризоны. Будет нагревать образцы почвы, поставляемые механической "рукой", и зафиксирует, какие газы при этом выделились:TEGA (Thermal Evolved Gas Analyzer). Термоанализатор TEGA использует принцип дифференциальной сканирующей калориметрии. В его состав входят масс-спектрометр MS (Mass Spectrometer) и сканирующий калориметр DSC (Differential Scanning Calorimeter). Идея состоит в нагреве образцов грунта, взятых с восьми различных глубин (в пределах 1 м). Летучие компоненты, включая органику, при этом испаряются, и измеряется энтальпия, связанная с фазовыми переходами. Одновременно масс-спектрометр анализирует эти летучие компоненты, что позволяет сопоставить их состав и температуру, при которой они образовались. Этот подход особенно эффективен при поиске воды, причем как в форме льда, так и минералогической связанной воды. TEGA может обнаружить лед в количестве до 0.2% и карбонат кальция (кальцит CaCO3) в концентрации 0.5%. Масс-спектрометр будет использоваться и «в отдельности» – для анализа атмосферы. Он позволит определить ее состав, включая соотношение изотопов C, N, O, H, Ne, Ar, Kr и Xe, а также влажность.
3. Оптический и атомный микроскопы для исследования зернистости минералов. Четыре электрохимические ячейки измерят широкий ряд химических свойств материалов, например щелочность, кислотность и др. Также почва Марса будет проверена на электрическую и тепловую проводимость: MECA (Mars Environmental Compatibility Assessment)>. MECA состоит из четырех основных частей. Это четыре «влажные камеры» для химического исследования образцов, два микроскопа (оптический и атомный), зонд для исследования теплоты и электропроводности TECP (Thermal and Electrical-Conductivity Probe) и матрица с индикаторами. Анализатор работает таким образом. По желобу (на передней стороне) образцы грунта доставляются к микроскопам, а через четыре отверстия с правой стороны поступают в четыре камеры химической лаборатории. Грунт, попавший в камеру, смачивается и перемешивается, и вытекшая из него жидкость подвергается анализу. Каждая камера имеет 26 датчиков, которые позволят измерить проводимость грунта, уровень pH, окислительно-восстановительный потенциал, температуру и другие параметры, а также концентрации серебра, сульфидов, кадмия, растворенного кислорода и углекислого газа, ионов Cl-, Br-, I-, NO3-, ClO4-, Na+, K+, Mg2+, NH4+, Ca2+.
.jpg) 4. Блок стереоизображения, установленный на мачте, будет обеспечивать высококачественное изображение местности, на которую приземлился корабль, и давать информацию о положении механической руки. Эта камера разработана университетом Аризоны: SSI (Stereo Imager). Стереокамера SSI является усовершенствованной копией одноименного прибора станции MPL и камеры «Пасфайндера». Отличие состоит в том, что будет установлен новый ПЗС-детектор с более высокой разрешающей способностью, позаимствованный из приборного комплекса станций MER. Камера SSI располагается на высоте 2 м над поверхностью и имеет три привода: два наводят ее по азимуту и по углу места, а третий вращает колесо с фильтрами. Кадр с ПЗС-детектора записывается в буфер, передается в бортовой компьютер по интерфейсу RS-422 и после обработки – в буфер телеметрии для передачи на Землю.
Задачи SSI: изучить область посадки с точки зрения геологии, составить карты дальностей для обеспечения работы манипулятора, а также провести исследования пыли и облачности путем съемки Солнца и звездного неба. Два «глаза» камеры будут работать в синем, красном и ближнем ИК-диапазоне. Узкополосные фильтры позволят «видеть» в 12 спектральных линиях для изучения геологии и в восьми линиях для изучения атмосферы. Как только аппарат приземлится, будет составлена цветная панорама поверхности и стереопанорама с красным фильтром. По стереоскопическим снимкам области копания будут построены цифровые модели рельефа, а по многоспектральным изображениям – опознаны местные минеральные вещества. Затем будут сделаны дополнительные мультиспектральные снимки – в количестве, определяемом пропускной способностью радиоканала.
5. Метеорологические приборы, подготовленные канадским Космическим агентством, будут вести контроль содержания воды, пыли, изменения температур и др. величин: MET (Meteorology Suite). В состав MET входят сканирующий лидар, температурный датчик и датчик давления. Лидар позволит получить данные о толщине приповерхностного слоя атмосферы (в частности, о размещении, структуре и оптических свойствах облаков, туманов и пылевых шлейфов до высоты 20 км), а также некоторую информацию о марсианском ветре. Структура и эволюция марсианского приповерхностного слоя – ключевые данные для понимания взаимодействия поверхности и атмосферы, особенно обмена летучими компонентами. Лидар способен исследовать атмосферу Марса до высоты в 20 км. Данные, переданные с этой высоты, дополнят те, что получены датчиками давления и температуры MET.
6. Мониторинг геологического состояния участка приземления обеспечивался так называемой "камерой спуска": MARDI (Mars Descent Imager). Цветные, стереоскопические и панорамные снимки, сделанные MARDI, «увидят» геологическую структуру Марса в новом свете и позволят создать цифровые модели поверхности, необходимые для управления манипулятором. Камера начнет функционировать сразу после того, как будет сброшена оболочка посадочного аппарата: будет сделано около 20 снимков ландшафта вокруг места посадки КА. MARDI состоит из набора девяти элементов преломляющей оптики и четырех внешних печатных плат, соединенных гибкими проводами. Оптические элементы имеют относительное отверстие 5.6 и поле обзора 65.9°. Детектором работает ПЗС-матрица Kodak KAI-1001 размером 1024х1024 элемента (1018х1008 – рабочая область), с 9-мкм пикселом. Снимки будут делаться с выдержкой 4 мс. Данные оцифровываются 12-разрядным аналого-цифровым преобразователем и сжимаются до 8 бит. Обработка производится процессором Motorola DSP 56166 с частотой 60 МГц, программной памятью 4 кбайт и памятью данных в 4 кбайт. |
|
"Феникс" отработал на поверхности Марса 90 суток и в июле NASA приняло решение о ее продлении на пять недель - до 30 сентября текущего года. 10 ноября 2008 года миссия "Феникса" была признана успешно завершенной.
"Феникс" передал на Землю огромный объем научной информации. В частности, аппарат обнаружил на Марсе воду. Проведенный роботом химический анализ образцов марсианской почвы показал, что она содержит необходимые для возникновения и поддержания жизни элементы. Как выяснилось в результате исследований, среда на Красной планете является менее кислой, чем предполагалось.
На Марсе обнаружен кремнез - верный признак наличия органической жизни. На Марсе теперь имеется свой "Йеллоустонский парк", названный так по аналогии с американской достопримечательностью - крупнейшим на Земле районом гейзерных источников. Ученые из NASA предполагают, что когда-то в этом месте Марса из недр планеты вырывались горячие источники и гейзеры. Что в свою очередь, дает большую надежду обнаружить на Красной планете признаки органической жизни, хотя бы прошлой. |
|
|
|
