В субботу NASA запустила свой новый марсоход, Curiosity. Сейчас он находится на пути к Марсу на расчетной орбите, все системы работают штатно. Космос-журнал уже описал задачи марсохода и второго проекта NASA по исследованию Марса, и основные вопросы, которые ставит перед человечеством красная планета. Сконцентрируемся теперь на самом марсоходе.

Цели миссии

Основная задача Curiosity – определить, была ли когда-то красная планета способна поддерживать микробную жизнь. Марсоход не рассчитан  на прямой ответ на вопрос, существовала ли жизнь на Марсе, это вне способности его приборов. Но  он позволит оценить возможность прошлой и текущей обитаемости планеты. Для этого были сформулированы четыре основных научных цели марсохода.

1. Оценка биологического потенциала планеты за счет поиска органических углеродсодержащих соединений и других химических компонентов, необходимых для жизни, таких как азот, фосфор, сера и кислород.
2. Анализ геологии места посадки марсохода, кратера Галле, для поиска наметок относительно источников энергии на Марсе.
3. Описание эволюции атмосферы Марса (эту задачу более детально решит зонд MAVEN), ее ткущего распределения по планете, и циркуляции воды и углекислого газа.
4. Характеристика радиационного фона на поверхности планеты, его опасности для жизни и возможности по разрушению органических молекул.

Хронология миссии

Ракета-носитель Атлас 5 вывела марсоход на расчетную орбиту в субботу. О программе перелета на эту орбиту мы уже писали ранее. Поскольку запуск произошел в запланированное время (запуск был перенесен всего на один день, хотя пусковое окно открыто до 18 декабря), марсоход достигнет цели 6 августа 2012 года. После посадки он должен проработать как минимум один марсианский год (98 земных недель). Если все пойдет так же хорошо, как с марсоходами Spirit и Opportunity, то первоначальная научная программа может быть расширена.

Параметры марсохода

Curiosity – крупнейший марсоход за всю историю исследования планеты. Его масса – 900 килограмм, длина – около 3 метров, ширина – 2.8, высота – 2.1 метра (с учетом мачты крепления камеры). Марсоход оснащен роботизированной рукой длиной 2.1 метра и имеющей пять степеней свободы.

Диаметр колес марсохода – 0.5 метра, двигательная установка позволит разгоняться до 3.5 сантиметров в секунду. При этом каждое колесо имеет независимый мотор, а пары передних и задних колес также независимое рулевое управление. Подвесная система обеспечит постоянный контакт всех колес с поверхностью планеты.

В отличие от своих предшественников, полагавшихся на солнечные панели, Curiosity оснащен ядерным источником питания. Источника хватит как минимум на один марсианский год, а может, и дольше.

Инструменты марсохода

На Curiosity установлены десять научных инструментов.

Несколько инструментов предназначены для проведения фото- и видеосъемки. MastCam предназначена для съемки панорам марсианской поверхности, MARDI предназначена исключительно для записи процесса спуска. Камера MAHLI является противоположностью MastCam, она будет снимать объекты меньше толщины человеческого волоса.

Другая группа инструментов предназначена для анализа состава поверхности Марса. Самый тяжелый из всех инструментов SAM будет искать углеродсодержащие соединения. Два инструмента будут использовать рентгеновское излучение для поверхности. CheMin будет облучать им исследуемые образцы для определения их кристаллической структуры, а APXS будет использовать рентгеновскую подсветку для спектрального анализа химического состава. При помощи бомбардировки грунта нейтронами прибор DAN будет искать воду и лед, находящиеся в подпочвенных минералах.

ChemCam – лазерный инструмент, который будет использовать луч лазера для испарения образцов на расстоянии до 7 метров. Спектр полученной пыли затем будет анализироваться спектрометром. Это позволит марсоходу исследовать образцы, до которых не дотянется его роботизированная рука.

Оставшиеся два инструмента, RAD и REMS, предназначены соответственно для анализа радиационного фона и климатических условий.

Схема посадки

Когда на Марс прилетели два предшественника Curiosity, марсоходы Spirit и Opportunity, они спустились на поверхность по баллистической траектории. Когда Curiosity начнет спуск в атмосфере, его скорость будет постепенно замедляться из-за ее сопротивления. В это время марсоход будет использовать двигательную установку для маневрирования к нужному месту посадки. Затем он раскроет парашют для лучшего замедления. Выбор наилучшей точки посадки будет выбран при помощи специального радара.

После того, как скорость снизится до необходимого значения, а сам марсоход будет находиться довольно близко к поверхности,  спускаемая капсула отделится от своей верхней части с парашютом и запустит ракетные двигатели для торможения на спуске. За несколько секунд до посадки капсулы марсоход будет вынут из нее при помощи специального крана, который опустит его на поверхность, а спускаемая капсула упадет неподалеку, но на безопасном расстоянии.

Место посадки

Кратер Галле, место посадки Curiosity, имеет диаметр 154 километра. Внутри кратера находится гора высотой около 5.5 километров. Ее склоны достаточно пологи, чтобы марсоход мог на нее взобраться. Кратер был выбран потому, что он, возможно, когда-то содержал жидкую воду. Его высота – одна из наименьших на Марсе, так что если вода когда-то текла по поверхности красной планеты, то она должна была затечь и в кратер Галле. Наблюдения с орбиты подтверждают это предположение, так как там были найдены глины и сульфатные минералы, которые формируются при наличии воды. В кратере можно изучить различные слои геологических отложений и составить картину его эволюции.