Mars Pathfinder
Mars Pathfinder - программа НАСА по изучению Марса с помощью одноименного посадочного модуля и марсохода Соджорнер в 1996-1997 годах. Основной целью программы была отработка технических решений, таких как схема дешевой посадки; дополнительной целью было проведение научных исследований: получение фотографий, изучение состава пород с помощью спектрометра, исследование атмосферы. Стоимость программы была относительно невысокой — 265 млн $. После посадки Mars Pathfinder был переименован в Станцию памяти Карла Сагана.
Хроника событий
Аппарат Mars Pathfinder был запущен 4 декабря 1996 года с помощью ракеты-носителя Дельта-2.
Посадка аппарата на поверхность Марса состоялась 4 июля 1997 года в равнине Хриса. Температура окружающей среды составляла около ?53 њC. Из-за сбоя на станции Сети дальней связи отделить марсоход в тот же день не удалось. К тому же обнаружилась нестабильность связи между посадочным модулем и марсоходом, которую удалось устранить только к 17:00 следующего дня.
5 июля марсоход Sojourner съехал с посадочного аппарата и 6 июля приступил к научным экспериментам. 6 июля была также передана круговая панорама, снятая камерой спускаемого аппарата. В дальнейшем марсоход изучил еще несколько камней, а посадочный аппарат измерял параметры ветра, температуру и делал снимки.
27 сентября 1997 года состоялся последний сеанс связи с аппаратом.
Всего было передано 16,5 тыс. снимков камеры посадочного аппарата и 550 снимков камер марсохода, проведено 15 анализов пород. Научные результаты миссии дали дополнительные подтверждения гипотезы о том, что когда-то Марс был более 'влажным и теплым'.
Посадочный аппарат
Mars Pathfinder не имел орбитального модуля. Аппарат вошел в атмосферу на скорости свыше 7,5 км/сек, при этом теплоизоляционная защита предохраняла его от перегрева во время торможения в атмосфере. Затем был раскрыт парашют. Примерно за 8 секунд до удара о поверхность надулись баллоны и аппарат превратился в большой 'надувной мячик', который ударился о поверхность Марса на скорости 90 км/ч и отскакивал от нее несколько раз, пока не остановился.
Посадочный аппарат оборудован тремя панелями солнечных батарей общей площадью 2,8 м?, обеспечивающих мощность 1,2 кВт в солнечный день; имеются также аккумуляторы.
Посадочный аппарат имел фотокамеру, размещенную на выдвигаемой мачте высотой до 1,8 м. Камера оборудована двумя оптическими входами и фильтрами с 12 цветовыми оттенками. На аппарате был установлен метеокомплекс ASI/MET с датчиками для измерения скорости и направления ветра, атмосферного давления и температуры, а также магниты для извлечения из грунта магнитных частиц размером до 0,1 мм.
Посадочный аппарат был оборудован антеннами высокой и низкой мощности. Работой аппарата управлял компьютер RAD6000 с 32-разрядным процессором и 128 МБ памяти. На борту применялась операционная система VxWorks
Марсоход Sojourner
Масса марсохода составляла вместе со всем оборудованием около 15,5 кг, вес во время операций на поверхности Марса — 10,6 кг; размеры — 0,65?0,48?0,3 м. В Sojourner используется 11 двигателей постоянного тока RE016DC мощностью 3,2 Вт, созданных компанией 'Maxon Motor'. Шесть двигателей вращают колеса, по одному на каждое колесо, 4 задают направление движения и последний поднимает и опускает спектрометр. Двигатели могут переносить температуры до ?100 њC.
Марсоход был оборудован шестью колесами диаметром 13 см, каждое из которых способно вращаться самостоятельно. Аппарат способен наклоняться на 45њ без переворачивания и преодолевать препятствия высотой до 20 см.
Электропитание Sojourner осуществлялось с помощью солнечной батареи с элементами на основе арсенида галлия. Площадь батареи 0,2 м?, фирма-изготовитель 'Tecstar Inc.'. Мощности батареи хватало для работы аппарата в течение нескольких часов в день даже в пасмурную погоду. Кроме того, в марсоходе имелось три радиоизотопных элемента с несколькими граммами плутония-238 для поддержания необходимой температуры в электронном блоке.
Связь с Землей марсоход поддерживал через посадочный модуль.
Марсоход был оборудован тремя камерами — передней стереосистемой и задней одинарной камерой. Аппарат также имел спектрометр для изучения химического состава пород. Управление Sojourner осуществлялось с помощью 8-разрядного процессора Intel 80C85, работающего на частоте 100 kHz, объем оперативной памяти составлял 512 KB, также имелся твердотельный накопитель на флеш памяти объемом 176 KB. Работал без операционной системы.
Марсоход назван в честь женщины-борца с негритянским рабством Соджорнер Трут.
Sojourner исследует камни
Марсоход начал исследовать первый камень на третий сол. Камень получил название 'Барнакл Билл'. Изучение состава осуществлялось альфа-протон-рентгеновским спектрометром в течение 10 часов. Были обнаружены все элементы за исключением водорода, который составляет менее 0,1 % от массы камня или грунта. 'Барнакл Билл' оказался похож по составу на земные андезиты, что подтверждает большую вулканическую активность Марса в прошлом.
Анализ камня 'Йог' опять-таки c помощью APXS показал, что это кусок базальтовой породы, более примитивный по элементному составу, чем 'Барнакл Билл'. Форма и структура поверхности 'Йога' дают возможность предположить, что он принесен потоками воды.
Затем ученых привлек своей беловатой окраской камень 'Скуби-Ду', к нему был отправлен ровер с целью проверить, не покрыт ли камень осадочной коркой. На 18-й сол были успешно приняты результаты измерений 'Скуби-Ду', а на 21-й сол закончен анализ данных по составу камня. Оказалось, что он сходен по составу с грунтом района посадки, но имеет повышенное содержание кальция и кремния по сравнению с изученными ранее камнями.
На следующем камне, 'Моу', было найдено несколько отметок на его поверхности, демонстрирующих ветровую эрозию.
В области, названной 'Сад Камней', Sojourner столкнулся с дюнами в виде полумесяца, похожими на земные.