26 ноября 2011 г. в 10:02 EST (15:02 UTC) со стартового комплекса SLC-41 Станции ВВС США 'Мыс Канаверал' был выполнен пуск РН Atlas V ?AV-028 с американской
тяжелой межпланетной станцией Mars Science Laboratory (MSL). Целью экспедиции является исследование поверхности Марса с использованием марсохода Curiosity ('Любопытство').
Для запуска впервые использовался носитель в варианте 541 (пятиметровый обтекатель, четыре стартовых ускорителя, один ЖРД на второй ступени) высотой 60.0 м при стартовой массе 531 т. Сборка его в
монтажно-испытательном корпусе VIF началась 12 сентября, а уже 12 октября ракета без головной части была вывезена на стартовый комплекс для пробного предстартового отсчета с заправкой ступеней
компонентами ракетного топлива.
|
Марсоход Curiosity в представлении художника. Запуск на Марс осенью 2011 года. "Голова" марсохода в высоту 2,1 м над уровнем поверхности. На этой мачте два основных прибора: это стерео "глаза" (камеры), для
проведения стерео съемки поверхности Марса и ChemCam лазер, который будет испарять вещество горных пород на глубину до 9 метров, что позволит определить их химический состав.
|
МАРСОХОД CURIOSITY
|
|
3 ноября головная часть - MSL, укрытый створками обтекателя, - была доставлена из МИК КА в здание VIF и смонтирована на ракете. 17 ноября, используя технологические отверстия в обтекателе и в хвостовом
конусе полезного груза, инженеры NASA установили на марсоход радиоизотопный источник питания, завершив тем самым подготовку изделия к старту.
Астрономическое окно для полета к Марсу продолжалось с 25 ноября по 18 декабря. Пуск первоначально планировался на 25 ноября в 10:25 EST, однако 19 ноября был отложен на сутки для замены
аккумуляторной батареи системы аварийного подрыва ракеты-носителя. Стартовое окно 26 ноября продолжалось с 10:02 до 11:45 EST.
Утром 25 ноября ракету вывезли на стартовый комплекс, расположенный в 550 м от корпуса VIF. Заправка ступеней 'Атласа', предстартовые операции, пуск и выведение прошли успешно, в соответствии с
циклограммой, приведенной в таблице.
Время от старта, мин: сек | Событие |
-00:02.7 | Включение ЖРД РД-180 первой ступени |
00:00.0 | Готовность двигателя |
00:00.8 | Включение четырех твердотопливных ускорителей |
00:01.1 | Контакт подъема |
00:46.3 | Максимальный скоростной напор |
01:52.5 | Отделение ускорителей |
03:24.9 | Сброс головного обтекателя |
04:21.5 | Выключение ЖРД первой ступени |
04:27.5 | Разделение ступеней |
04:37.4 | Включение ЖРД RL10A-4-2 второй ступени |
11:29.8 | Выключение ЖРД второй ступени |
31:04.6 | Второе включение ЖРД RL10A-4-2 второй ступени |
39:05.0 | Выключение ЖРД второй ступени |
42:47.7 | Отделение КА |
Время от старта, мин: сек | Событие |
|
Ракета Atlas V стартует в космос увозя с собой новый марсоход Curiosity.
|
МАРСОХОД CURIOSITY
|
После первого импульса ступени Centaur была достигнута опорная орбита наклонением 28.9њ и высотой 180x307 км. После второго импульса, на момент отделения от носителя, КА находился на
гиперболической относительно Земли орбите наклонением 35.5њ и условным перигеем на высоте 104 км. Гиперболический избыток скорости составил 10.78 км
2/с
2, небесные
координаты асимптоты траектории были таковы: прямое восхождение 126.6њ, склонение -1.10њ. В переводе с языка цифр это означало, что MSL выведен на траекторию перелета к Марсу с расчетной датой
прибытия 6 августа 2012 г. Параметры гелиоцентрической орбиты КА по состоянию на 15 декабря составили:
>- наклонение -1.67њ;
>- расстояние от Солнца в перигелии - 0.985 а. е. (147.3 млн км);
>- расстояние от Солнца в афелии -1.537 а.е. (230.0 млн км);
>- период обращения -517.2 сут.
Сигнал с MSL был получен станцией Сети дальней связи NASA в районе Канберры в Австралии 26 ноября в 16:10 UTC, через 24 минуты после отделения от 'Центавра'. Еще через несколько минут менеджер
проекта от Лаборатории реактивного движения Питер Тизингер (Peter Theisinger) сообщил, что аппарат имеет положительный баланс по питанию и стабильный тепловой режим. Очередная экспедиция к
Марсу началась!
Главная миссия
Проект MSL - это самая крупная американская миссия на Марс, являющаяся вершиной длительной и успешной программы исследования Красной планеты.
На пионерском этапе марсианской программы США провели съемку и зондирование планеты с трех пролетных (Mariner 4,6 и 7) и трех орбитальных (Mariner 9, Viking 1 и 2) аппаратов, а также исследование грунта
Марса на наличие в нем признаков жизни в двух точках поверхности планеты (Viking 1 и 2, 1976 г.).
Современный этап начался запуском в сентябре 1992 г. большого орбитального аппарата Mars Observer с комплексом из шести научных приборов. К сожалению, КА был потерян в результате аварии двигательной
установки в августе 1993 г. за несколько дней до выхода на орбиту спутника планеты.
После этого было решено сделать ставку на малые КА, распределив между ними задачи погибшего 'Обсервера' и дополняя их новыми исследованиями. Первым стал спутник Mars Global Surveyor, который был
успешно выведен на рабочую орбиту в марте 1999 г. и продуктивно работал до ноября 2006 г., осуществляя обзорное и детальное фотографирование, высотную съемку с использованием лазерного альтиметра
и картирование минерального состава поверхности Марса. Оставаясь вполне работоспособным через десять лет после старта, MGS был утрачен в результате ошибки при обновлении бортового программного
обеспечения.
В то же астрономическое окно к Красной планете был отправлен КА Mars Pathfinder, средства на создание которого были выделены на конкурсной основе в рамках программы дешевых АМС Discovery. Используя
надувные амортизаторы, Mars Pathfinder совершил мягкую посадку в Долине Ареса 4 июля 1997 г. С посадочного аппарата на поверхность Марса сошел малый ровер Sojourner, оснащенный альфа-протонным
спектрометром для анализа состава грунта. Этот первый успешный марсоход прошел лишь несколько десятков метров и проработал до 27 сентября.
МИССИИ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ МАРСА |
Наименование | Дата запуска | Основные результаты | Стоимость, млн. $ |
Mars Observer | 25.09.1992 | Утрачен на подлете к Марсу | 980 |
Mars Global Surveyor (MGS) | 07.11.1996 | Аэродинамическое торможение для перехода на рабочую орбиту. Съемка и зондирование поверхности и атмосферы Марса с орбиты в течение 9 лет (1997-2006). Составил трехмерную карту рельефа планеты, обнаружил залежи гидратированных минералов и овраги, промытые водой | 219 |
Mars Pathfinder (MPF) | 04.12.1996 | Мягкая посадка на Марс. Съемка и исследование грунта с использованием аппаратуры посадочного аппарата и малого марсохода Sojourner | 266 |
Mars Climate Orbiter (MCО) | 11.12.1998 | Сгорел в атмосфере Марса из-за навигационной ошибки | 328 |
Mars Polar Lander (MPL) | 03.01.1999 | Утрачены при аварийной посадке на Марс в районе 76њю.ш., 165њв.д. |
Deep Space 1 | 3 |
Mars Odyssey | 07.04.2001 | Съемка и зондирование поверхности и атмосферы Марса с орбиты до настоящего времени.' Открыл обширные зоны наличия подповерхностного льда | 297 |
Mars Exploration Rover-A (Spirit) | 10.06.2003 | Марсоходы среднего класса. Съемка и исследование фунта Марса по маршруту движения. Spirit работал с января 2004 до марта 2010 г. Opportunity работает | 830 |
Mars Exploration Rover-B (Opportunity) | 08.07.2003 | до настоящего времени к 1 декабря 2011 г. прошел 34 км. Обнаружены минералы, образовавшиеся в водной среде, изучены слоистые отложения |
Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) | 12.08.2005 | Высокодетальная съемка поверхности Марса с орбиты, изучение следов воды на его поверхности и выполнение атмосферной программы КА МСО | 540 |
Phoenix | 04.08.2007 | Аналитическое исследование фунта в северной полярной зоне Марса в районе 68.22њс.ш. и 125.75њз.д. Обнаружил лед под слоем грунта на глубине около 5 см | 386 |
Mars Science Laboratory | 26.11.2011 | Исследовательский марсоход тяжелого класса - мобильная долговременная автоматическая научная лаборатория | 2476 |
MAVEN | 31.10.2013 | Детальное исследование эволюции атмосферы Марса, истории ее климата и возможной обитаемости | 655 |
Наименование | Дата запуска | Основные результаты | Стоимость, млн. $ |
* Как правило, приводится сумма, объявленная при старте и включающая расходы на проектирование, изготовление, испытания и запуск. |
В декабре 1998 и январе 1999 г. к Марсу отправили еще два аппарата: орбитальный Mars Climate Orbiter с целью изучения атмосферы планеты и истории ее климата и посадочный Mars Polar Lander с
газоанализатором для изучения грунта Марса в южной полярной области. Оба аппарата делались в соответствии с господствовавшим тогда лозунгом 'быстрее, лучше, дешевле': суммарная стоимость всей
программы составляла 328 млн $, в том числе разработка и изготовление обоих КА обошлись всего лишь в 193 млн $. Спешка и экономия сказались на качестве отработки и на исходе экспедиции.
МСО был потерян 23 сентября 1999 г. при попытке выхода на орбиту путем аэрозахвата: из-за ошибки в алгоритме счисления траектории он слишком глубоко зарылся в атмосферу. MPL погиб при посадке на
Марс 3 декабря 1999 г. вследствие ошибки в логике работы на этапе управляемого спуска и раскрытия опор посадочного устройства, не выявленной из-за недостаточного объема наземных испытаний. Не были
получены сигналы и с двух попутных зондов - однотипных пенетраторов Amundsen и Scott, созданных в рамках программы отработки новых технологий высокого риска New Millenium.
|
Три поколения марсоходов разработанных в Лаборатории Реактивного Движения в Пасадене, штат Калифорния. Самый маленький это Mars Pathfinder (1997 год), средний - Opportunity или Spirit, самый большой
- марсоход Curiosity.
|
МАРСОХОД CURIOSITY
|
После столь вопиющего провала наполеоновские планы двухпусковой американо-французской экспедиции за марсианским грунтом в 2003 и 2005 гг. были отложены в долгий ящик. Пересмотрен был и план
запуска очередных двух КА в ближайшее астрономическое окно. В марте 2000 г. решили, что посадочный аппарат с малым ровером Marie Curie остается на Земле, а к Марсу отправится только орбитальный
аппарат Mars Odyssey для картирования минерального и элементного состава поверхности Марса и поисков воды на нем.
Этот тщательно отработанный спутник успешно вышел на орбиту 24 октября
2001 г., а в феврале 2002 г. установленный на его борту российский нейтронный детектор HEND вместе с американским
гамма-спектрометром GRS сумел обнаружить значительные количества воды в верхнем слое грунта планеты. Mars Odyssey работает уже десять лет и является самым долгоживущим земным аппаратом на
орбите вокруг Марса.
Что же касается второго проекта, то он - довольно неожиданно - возродился два года спустя. В августе 2003 г. подвели итоги конкурса Mars Competed Scout 2007 на лучшую малую марсианскую миссию:
победителем стал проект Phoenix, предусматривающий использование доработанного посадочного аппарата
2001 г. с обновленным комплектом научной аппаратуры. Станция Phoenix успешно стартовала в
назначенный срок и 25 мая 2008 г. осуществила управляемую посадку на ЖРД у северного полярного круга Марса. За четыре месяца работы на поверхности она провела анализ нескольких образцов грунта в
газоанализаторах TEGA и МЕСА и обнаружила лед при копке грунта манипулятором.
|
Транспортировка обтекателя.
|
МАРСОХОД CURIOSITY
|
Однако мы забежали вперед. В июле-августе
2001 г. был утвержден к реализации проект экспедиции 2003 г., предусматривающий доставку на Марс двух более тяжелых и долгоживущих роверов, чем Sojourner
и так и оставшаяся на Земле Marie Curie. Для них была выбрана схема посадки с надувными амортизаторами, с успехом примененная на 'Пасфайндере'. Несмотря на очень малый срок, оставшийся до запуска,
роверы Spirit и Opportunity массой по 179 кг каждый были изготовлены, запущены, доставлены на Марс в январе 2004 г. и - после некоторых проблем на начальном этапе работы - осуществили исключительно
адлительные и плодотворные исследования в кратере Гусев и на равнине Меридиана. Имея ресурс в три месяца активного существования и 600 метров пути, первый из них проработал более шести лет, а
второй почти за восемь лет прошел по поверхности Марса свыше 34 км и продолжает исследования. С помощью альфа-протонного и мессбауэровского спектрометров роверы изучили породы разного возраста
и происхождения и представили 'железные' доказательства существования теплого и влажного периода в истории Марса.
В октябре 2000 г. по результатам первого года работы MGS американцы объявили о планах запуска в 2005 г. спутника-разведчика Mars Reconnaissance Orbiter для высокодетальной съемки отдельных, наиболее
интересных районов Марса с целью дальнейших исследований истории воды на Марсе. Аппарат MRO с камерой HiRISE разрешением до 30 см успешно стартовал в августе 2005 г., вышел на орбиту вокруг Марса
10 марта 2006 г. и в ноябре того же года, после длительного этапа аэродинамического торможения, начал работу по программе.
|
Кратер Gale (кратер Гейла) будущее место посадки марсохода Curiosity. В августе 2012 года ровер сядет в северной части кратера. Кратер достигает 154 км в диаметре, в его центре гора в высоту 5 км.
Место посадки очерчено элипсом (20х25 км). Поверхность кратера в районе посадки указывает на воздейстаие воды.
|
МАРСОХОД CURIOSITY
|
Местность предполагает множество интересных целей для исследований.
|
|
Планирование следующей экспедиции к Марсу началось в апреле
2001 г., когда NASA создало рабочую группу для определения целей, задач, облика и примерного состава научной аппаратуры 'умного'
посадочного аппарата MSL (Mars Smart Lander) для старта летом 2007 г. Тогда было решено, что он будет способен совершить управляемую посадку не более чем в 5 км от расчетной точки, доставив на
поверхность полезный груз массой до 800 кг (не включая систему посадки) и что использование радиоизотопного источника питания обеспечит всесезонную работу в течение как минимум 360 земных суток.
В качестве полезного груза рассматривались два варианта:
1) мобильная биогеологическая лаборатория с научной аппаратурой массой от 70 до 100 кг, нацеленная на исследование палеоклимата и поиск признаков ранее существовавшей (но не современной) жизни
в районах древних озерных или морских отложений;
2) многоцелевой стационарный комплекс с установкой для бурения грунта на глубину от 5 до 10 м и аналитической аппаратурой в сочетании с малым ровером для доставки дополнительных образцов и
исследования района посадки, а также с приборами для метеорологических и геофизических исследований.
К началу 2002 г. было решено, что целесообразно делать долгоживущую мобильную лабораторию с питанием от радиоизотопного генератора, а это потребовало отсрочить запуск до сентября 2009 г.
Одновременно сменилось имя проекта: сокращение осталось прежним - MSL, а вот расшифровка стала иной - Mars Science Laboratory, то есть марсианская научная лаборатория. Именно ей предстояло
открывать новый цикл изучения Марса в 2009-2020 гг., программу которого готовила так называемая 'группа синтеза' из ученых NASA и университетов США с учетом рекомендаций Национального
исследовательского совета Национальной академии наук США.
|
На фото Передний лобовой экран и хвостовой обтекатель, именно они будут защищать марсоход при спуске в атмосфере МарсаЫ. Космический центр им. Кеннеди, Флорида.
|
МАРСОХОД CURIOSITY
|
В феврале 2003 г. 'группа синтеза' сформулировала четыре возможные стратегии научных поисков на Марсе, каждой из которых соответствовали цели MSL и районы ее работы: поиск след