Американский марсоход Opportunity провел свой очередной марсианский год на Равнине Меридиана куда более плодотворно, чем его близнец Spirit в кратере Гусев. С сентября 2007 г. и до августа 2008 г. он работал на склонах 730-метрового кратера Виктория, а затем выбрался наверх и побежал к своей новой цели. Ею стал действительно крупный кратер Индевор (Endeavour) диаметром около 22 км и глубиной 300 м, ближайшая точка вала которого находится в 12 км к юго-востоку от Виктории.

    Прямая дорога представлялась непроходимой, и в реальности роверу нужно было преодолеть в полтора раза большее расстояние - около 19 км. И это в полуавтономном режиме, каждый день к новому намеченному планировщиками на Земле ориентиру, и лишь иногда - самостоятельно в указанном направлении. С середины октября 2008 г. до конца марта 2010 г., за 500 марсианских дней с небольшим, Opportunity прошел уже более 7500 метров и готовится завершить обходную часть маршрута и двинуться прямо к цели. Но обо всем по порядку.


    Напомним, что в период с сентября 2007 г. по февраль 2008 г. ровер Opportunity спустился в Утиную Бухту кратера Виктория на четыре 'этажа', или геологических слоя, и последовательно изучил слагающие их породы. Все слои были названы именами великих геологов прошлого: верхний слой Стено - крупнозернистый, с тонкими, хорошо выраженными плоскостями отслоения; второй, более светлый - слой Смит; третий слой Лайелл, который вновь был темнее и имел более толстые микрослои; наконец, самый нижний слой Гилберт выглядел вообще неструктурированным.

Утес Кабо-Верде 'глазами' ровера Opportunity. Мозаика составлена из кадров за 2-3 июля 2008 г.

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    В феврале и марте 2008 г. ровер Opportunity провел измерения на скальном обнажении Gilbert А и в нескольких местах на образце Dorsal. Последний представлял собой пластину из твердого камня, сформировавшегося при отложении материала в трещине непрочной породы, которая с тех пор полностью выветрилась. Оказалось, что Dorsal содержит большое количество гематита и круглые голубоватые конкреции - марсианскую 'чернику'.
    Закончив исследования на горизонте, расположенном примерно на 8 м ниже бровки кратера, 27 марта, в свой 1484-й сол, ровер двинулся небольшими перебежками налево, к скальному выступу Зеленый Мыс (Кабо-Верде). Он прошел 5.55 м в первый день похода, еще 5.02 м в 1486-й сол и 4.97 м в 1489-й. В этот день, 1 апреля, аппарат вступил на песчаное пятно и на всякий случай поскреб его передними колесами. Под левым передним оказалось 4 см песка, под правым - от б до 8 см.
    Решили, что можно двигаться дальше, но очень осторожно: в режиме два шага вперед - один шаг назад. Предосторожность оказалась нелишней: в третий ходовой день, 5 апреля, Opportunity не смог выполнить движение назад, обнаружив 90-процентное проскальзывание, и начал зарываться в песок передними колесами. Тщательно задавая параметры заднего хода, 14-15 апреля (сол 1502) операторы смогли сдвинуться назад на 24 см. Однако в тот же день было отмечено заедание плечевого сустава манипулятора IDD, служащего для разворотов по азимуту, и пришлось остановиться для тестирования, которое растянулось на полтора месяца. Полезным 'выходом' из этой вынужденной паузы стала съемка канав, прокопанных передними колесами и названных Уилльямс и Харланд, получение круговой фотопанорамы Гаррелс и зондирование атмосферы.
    Проблемы с плечевым суставом были впервые отмечены во второй день работы Opportunity на Марсе, когда выяснилось, что Земля не может выключить его нагреватель.
    25 ноября 2005 г. в первый раз было отмечено заедание мотора, приводящего сустав в движение, и затем время от времени такие 'затыки' повторялись. Причиной их признали частичное повреждение обмотки мотора, и их удавалось преодолевать повторными командами. Вероятность отказа была достаточно велика, и поэтому перед каждым движением ровера манипулятор с научными приборами парковали, а после движения - выдвигали в рабочее положение. Так вот, 15 апреля эта последняя операция не прошла, и наблюдалась такая картина: электрическое сопротивление в 5-10 раз выше нормы и очень малый ток питания мотора.

Рабочий маршрут Opportunity на внутреннем склоне кратере Виктория в Утиной Бухте и к утесу Кабо-Верде до конца июля 2008 г.

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    К 24 апреля операторам удалось убедиться в исправности контроллера мотора, а 26 и 29 апреля они выяснили, что остальные сочленения манипулятора работают нормально. 2 мая проводились тесты при минимальной и максимальной суточной температуре плечевого 'сустава'. Оказалось, что непосредственно перед отключением термостата, когда сустав 'теплый', сопротивление снижается почти до штатного значения. Поэтому 14 мая в 08:30 местного марсианского времени на электродвигатель плечевого сустава был подан максимальный возможный ток. Это помогло: мотор наконец начал вращаться. И теперь, чтобы не рисковать потерей манипулятора, было решено больше его не парковать и передвигаться с незафиксированной 'рукой'.
    Тесты продолжались. 19 мая провели три замера сопротивления мотора и получили 96.9, 68.1 и 65.5 Ом, при том что нормальное сопротивление с учетом повреждения обмотки могло быть 32.2, 56.3 или 75.1 Ом. Через три дня попытались сымитировать установку приборов на грунт - и опять мотор встал! Замеры сопротивления повторили 26 мая, а тест движения IDD - 28 мая, на этот раз без замечаний.
    Ровер возобновил движение 31 мая. В этот день и 3 июня он сумел отступить из песчаной ловушки в общей сложности на 72 см, но лишь 10 июня наконец вытащил последнее из шести колес на твердый грунт. Затем марсианский робот сделал обход по камням слева и 20 июня остановился в семи метрах от утеса Кабо-Верде. Несколько дней ушло на подзарядку аккумуляторов, а затем Opportunity занялся цветной детальной фотосъемкой естественного 'геологического разреза' на Марсе.
    6 и 8 июля ровер пытался отступить и подойти к утесу шестиметровой высоты в другой точке с целью провести фотографирование слоев с наивысшим разрешением, но оба раза маневр сорвался из-за сильного проскальзывания. Ко всему прочему, во второй раз Opportunity накренился вправо, и суточный приход энергии сразу упал на 30 Вт-час. Стоит сказать, что 25 июня Марс прошел точку солнцестояния, так что Солнце днем светило с севера. Поэтому на свободном участке склона ровер получал около 475 Вт'Час, на новом рабочем месте всего в семи метрах от вертикального утеса приход снизился до 380-390 Вт-час, а после 8 июля осталось лишь 357 Вт-час.

Марсианский 'большак': тут, на краю Утиной Бухты ровер проходил четыре раза. Сол 1634

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    Ученые очень хотели провести контактные исследования и выбрали своей первой целью торчащий из песка слоистый камень Невада, названный так из-за того, что своей формой он напоминал карту одноименного штата. 15 июля Opportunity попробовал пройти левее Невады, но вместо продвижения на 1.2 м вперед сполз на 5 см вправо.
    Операторы попробовали еще пару вариантов подхода, но... 24 июля, в 1600-й сол работы на Марсе, был зафиксирован скачок токопотребления мотора левого переднего колеса. Он мог быть признаком близкого отказа, потому что такой же сигнал предшествовал потере правого переднего колеса 'Спирита' в марте 2006 г.

Полная карта маршрутов Opportunity вблизи кратера Виктория и внутри его.

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    И хотя тесты, выполненные 26 и 28 июля, не выявили никаких проблем, руководители проекта приняли решение прекратить попытки дойти до Невады и срочно выводить ровер из кратера. На пяти работающих колесах сделать это было бы трудно, если вообще возможно. Потерять марсоход из-за образца, пусть даже и очень интересного, никто не хотел, а в целом картина была ясна: слоистые отложения по стенам кратера Виктория были созданы ветром и впоследствии модицифированы водой.

ИСТОРИЯ ОДНОГО КРАТЕРА

Научные результаты работы Opportunity в кратере Виктория были подытожены в публикации Стивена Сквайрса и 33 его соавторов в журнале Science 22 мая 2009 г. Ученые дополнили и усилили выводы, сделанные ранее после изучения кратеров Игл и Эндьюранс. Накопленные данные показывают, что на протяжении миллиардов лет истории Марса вода неоднократно приходила на Равнину Меридиана и уходила вновь. Воздействие ветра продолжалось значительно дольше, и он наметал дюны из пыли в промежутках между эпизодами увлажнения. Сегодняшний ландшафт является памятником этим процессам.     Специалисты считают, что найденные в окрестностях Виктории кусочки метеорита могут быть осколками того самого небесного тела, падение которого когда-то привело к образованию кратера. Сложную форму Виктории с ее 'мысами' и 'заливами' ученые объясняют тем, что раньше кратер был меньше размером, примерно 600 м в диаметре, но глубина достигала 120 м. Со временем ветровая эрозия разрушила его границу на менее стойких участках, и средний диаметр Виктории увеличился на 25%, в то время как глубина стала на 40% меньше.     В один из 'заливов' и спускался ровер - до дна кратера ему оставалось еще очень далеко. Тем не менее камеры Opportunity отсняли на обрывах 'мысов' кратера слоистые отложения мощностью 10 м и более. Изучение этих снимков позволило заключить, что их формирование связано с движущимися дюнами.     Начальной стадией процесса, по мнению команды Сквайрса, было взаимодействие вулканических пород с кисловатой водой, в результате которого образовались соли - сульфаты. Из богатого ими сухого песка со временем сформировались дюны, которые впоследствии под воздействием воды затвердели и превратились в песчаник.     Дальнейшие эпизоды увлажнения (о них свидетельствуют поры на месте растворившихся кристаллов) привели к изменениям минерального состава и образованию богатых железом сферических гранул - 'черники'. Гранулы оказались более крупными в нижележащих слоях, и это может означать, что на больших глубинах воздействие воды было более существенным. Кроме того, в образцах из нижних горизонтов Утиной Бухты было найдено меньше серы, железа, алюминия и кремния. Аналогичная картина встретилась ранее в кратере Эндьюранс, и это значит, что она характерна для всего района работы на Равнине Меридиана и не является чисто местной особенностью.

ИСТОРИЯ ОДНОГО КРАТЕРА

    Начало выхода было назначено на пятницу 1 августа, но в этот день на Opportunity прошла самопроизвольная перезагрузка компьютера, и вернуть его в нормальный режим удалось только через несколько дней. 6 августа аппарат развернулся кругом и на следующий день начал отступление от Кабо-Верде. На период этой ответственной работы операторы перешли на график постоянной работы, привязанный к местному времени на Марсе.
    Первые 10 метров по 17-градусному песчаному склону удалось пройти к 15 августа, с запланированными перерывами на подзаряд аккумуляторов. К 26 августа ровер преодолел каменистый участок и остановился ниже точки входа в кратер, а 28 августа (сол 1634) поднялся задним ходом по собственным следам годичной давности и выбрался на равнину. Отсняли накатанную уже колею, протестировали в течение сентября манипулятор с постановкой различных инструментов на мягкий грунт и пробными измерениями - и Opportunity был готов к новому походу.


    Но куда идти? Этот вопрос был предметом долгих дискуссий. Сначала, в августе, было объявлено, что марсоход займется изучением отдельных камней на равнине в надежде найти те из них, которые были выброшены при ударах метеоритов из глубинных слоев марсианской коры. 'Статистическое исследование большего их количества будет важно для понимания геологии данного района', - пояснил руководитель группы планирования Скотт МакЛеннан из Университета штата Нью-Йорк в Стони-Брук.
    Однако 19 сентября руководитель проекта Стивен Сквайрз заявил, что простые задачи для ровера по сути исчерпаны, и теперь надо 'сделать что-то смелое, трудное и почти невозможное'. Этим новым заданием, сказал Сквайрз, станет поход к далекому кратеру Индевор, где ученые рассчитывают изучить возвышающиеся над равниной участки вала и найти древние породы, выброшенные с 300-метровой глубины и несущие следы существовавших когда-то озер с кисловатой водой, а также гидратированные сульфаты и филлосиликаты. 'Думаю, поход займет пару лет', - невозмутимо заметил Сквайрз. Сегодня, полтора года спустя, представляется, что он недооценил трудности этого 'марсафона'.

Прощальные снимки на краю кратера: сверху - Кейп-Виктори (сол 1674), снизу - край мыса Агульяс (сол 1676)

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    23 сентября 2008 г., в 1659-й сол, Opportunity прошел первые десять метров долгого пути на юг. Энергии в солнечный летний день было более чем достаточно - после августовских порывов ветра, сдувших большую часть пыли с солнечных батарей в 1620-й и 1633-й солы, ее суточный приход составлял примерно 620 Вт-час.
    25 сентября ровер сделал 27 м и миновал маленький кратер Спутник - последнюю знакомую деталь на западном 'берегу' Виктории. 27 сентября суточный переход был уже равен 153 м, которые были пройдены с остановками за 3 час 45 мин. 30 сентября ровер продвинулся еще на 129 м, оставив позади мыс Кабо-Фрио, обрамляющий с юга Утиную Бухту, и мыс Пиллар. Затем он повернул налево и 2-4 октября вышел на край выступа, названного Кейп-Виктори, чтобы отснять кратер с новой точки. 7-13 октября марсоход сделал еще около 150 м в направлении против часовой стрелки и вышел на мыс Агульяс. 15 и 16 октября Opportunity проводил фотосъемку с этой последней стоянки на краю Виктории.
    Более двух земных лет, с 28 сентября 2006 г. по 17 октября 2008 г., аппарат работал вблизи и внутри кратера. И вот 17 октября, в свой 1683-й сол, ровер покинул окрестности Виктории.
    Первые четыре отрезка пути он сделал на юго-запад и, достигнув полосы, где между песчаными дюнами попадались каменистые обнажения, повернул на юг. Всего за 12 суток и шесть переходов Opportunity преодолел 640 метров пути, причем за один лишь день 26 октября он прошел 216 м, чуть меньше собственного рекорда, который составлял почти 220 м. И если 13 октября счетчик пути показывал 12 362.95 м с начала работы на Марсе, то 28 октября аппарат достиг уже отметки 13002.55 м.
    Добиться таких успехов позволяло сочетание двух методов навигации: 'слепого', когда операторы на Земле задают роверу конечную точку и маршрут прохождения, и 'умного', когда марсоход идет, полагаясь на текущие снимки своих телекамер. Иначе говоря, Opportunity начинал суточный переход в 'слепом' режиме и от заданной конечной точки продолжал идти самостоятельно.
    Но режим автонавигации порождал большой объем данных, которые грозили заполнить всю память бортового компьютера. Поэтому с конца октября и до середины ноября пришлось снизить скорость и идти только по указаниям Земли; это дало еще 614 м. Затем ученые уговорили операторов использовать с пользой предстоящую стоянку - в первой половине декабря Марс должен был уйти за Солнце, и управление аппаратом было невозможно. Ровер взял восточнее, вышел на каменную гряду, названную Дорогой Соединения (Conjunction Road), и 17 ноября подошел к камню Санторини. На следующий день на камень поставили головку мессбаэуровского спектрометра MS для многосуточного сеанса измерений (впервые с момента выхода из кратера), а камера взялась за съемку панорамы.
    Период соединения Марса с Солнцем закончился 13 декабря, а через два дня Земля получила от ровера подробный отчет. Выяснилось, что в бортовой флэш-памяти слишком много файлов данных - 6448 штук. Это грозило сбоем компьютера, подобным тому, что случился на 'Спирите' в самые первые дни работы на Марсе, потому что поведение файловой системы при наличии более 6000 файлов переставало быть надежным и предсказуемым. Так аппарат был запрограммирован: избавляться от лишних данных при исчерпании всего объема памяти компьютер умел сам, а против сложившейся ситуации был бессилен.

'Пять лет по этим пескам мотаюсь...' 'Сшитая' из пяти кадров навигационной камеры 180-градусная панорама за 13 февраля 2009 г. (сол 1798)

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    Пришлось сократить до минимума проводимые измерения и задать на 18 декабря удаление почти 3000 файлов, уже полученных на Земле. После этого ровер смог промерить Санторини альфа-рентгеновским спектрометром APXS и выполнить микроскопическую съемку. 23 декабря марсоход сместился в точку Крит и провел новые измерения на каменных образцах и мягком грунте.
    4 января 2009 г. операторы дали роверу задание почистить специальной фрезой RAT камень Кандия на участке Крит, но операция сорвалась. Заподозрили отказ кодирующего устройства, формирующего данные для движения фрезы вверх и вниз. 7 января был сделан тест с фотографированием фрезы, который подтвердил отказ. Причина его заключалась в перетирании плоского многожильного кабеля, идущего к устройству. Все-таки пять лет - не шутка! От чистки образца пришлось отказаться, и группа управления решила завершить начатые измерения и идти дальше на юг.


    15 января (сол 1770) ровер возобновил движение с отметки 13617.33 м и через шесть дней, сделав почти 250 м, подошел к кратеру Рейнджер и сфотографировал его. 27 января марсоход проследовал кратер Сервейор и оставил позади отметку 14 км; он по-прежнему шел на юг, слегка забирая к западу.

Общая карта района работы ровера на базе снимков камер СТХ и HiRISE спутника MRO.

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    Путь осложняли как внешние причины, так и внутренние. 31 января на автономном участке суточного перехода произошел сбой, вызванный попаданием космической заряженной частицы в блок камер на мачте аппарата. Движение возобновили б февраля и вновь остановили 12-го, когда было отмечено повышенное токопотребление правого переднего колеса. Еще в апреле 2