Марсоход Perseverance

Марсоход (ровер) Perseverance («Настойчивость») разработан для исследования кратера Езеро (Jezero) на Марсе в рамках миссии НАСА «Марс-2020» (Mars 2020).

Вес: 1024 кг.
Имя для марсохода было выбрано из более чем 28 000 предложений, которые поступили в рамках общенационального школьного конкурса. Победителем же стал учащийся седьмого класса из Вирджинии Александр Матер (Alexander Mather), который предложил название «Настойчивость» (Perseverance).
Марсоход Perseverance изготовлен Лабораторией реактивного движения НАСА.
Запущен к Марсу 30 июля 2020 года с мыса Канаверал (Флорида, США) в 11:50 UTC (в 7:50 по местному времени).
Ракета-носитель: «Атлас-5» 541.
Посадка на Марс была произведена 18 февраля 2021 года. Время посадки составило около семи минут, операции осуществлялись в автоматическом режиме.

Для снижения скорости движения аппарата раскрылся парашют, потом отделился кожух марсохода, предназначенный для защиты от воздействия высоких температур. На завершающем этапе посадки сработали тормозные двигатели посадочного модуля, после чего аппарат был спущен на поверхность планеты на тросах.

Аппарат проработает на Марсе 687 дней.

Миссия марсохода Perseverance

Главной задачей миссии станет поиск следов жизни на Марсе. В частности, «Персеверанс» будет обследовать дно древнего высохшего озера в глубине марсианского кратера в поисках следов древней жизни. Результаты предыдущих исследований указывали на то, что миллиарды лет назад на Марсе были условия для существования жизни.
Марсоход «Кьюриосити», который прибыл на Марс в 2012 году, определил, что озеро, некогда наполнявшее кратер Гейла в месте его посадки, могло создавать условия для жизни. Помимо того, были обнаружены органические (содержащие углерод) молекулы, являющиеся строительным материалом для живых организмов.
Задача ровера «Персеверанс» — исследовать похожее место на планете при помощи инструментов, которые были специально созданы для поиска признаков внеземной жизни.
«Персеверанс» будет бурить марсианские скалистые породы, извлекая оттуда образцы размером со школьный мелок. После этого он упакует их в контейнеры и оставит лежать на поверхности.
Соберёт же их другой аппарат, который запустят позже. Этот же аппарат поднимет контейнеры с образцами на орбиту Марса и доставит на Землю.
Кроме этого, ровер «Персеверанс» выполнит массу других исследований.
После того, как марсоход закончит исследования дна кратера, ученые хотят направить его наверх, на его внешнее кольцо. Взятые там образцы пород, будучи доставлены на Землю и подвергнуты анализу, дадут ответ на вопрос, когда случилось внешнее воздействие, образовавшее кратер, и, соответственно, каков максимальный возраст озера.

Инструменты ровера «Персеверанс»

— Инструмент под названием «Шерлок», сфотографирует породы с близкого расстояния и передаст в университет Уэстерн Вашингтон подробную карту минералов, включая возможную органику.
SHERLOC первый спектрометр УФ-комбинационного рассеивания, который полетел к поверхности Марса и обеспечит дополнительные измерения с другими приборами в составе полезной нагрузки. SHERLOC включает в себя цветную камеру высокого разрешения для получения микроскопических изображений поверхности Марса.

— Планетарный прибор для рентгеновской литохимии под названием «Пиксель» (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry — PIXL) детально проанализирует химический состав пород.
— Radar Imager for Mars ’Subsurface Experiment (RIMFAX), проникающий под землю радар, который обеспечит сантиметровое разрешение геологической структуры недр.
— Radar ImageMars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), набор датчиков, которые будут обеспечивать измерения температуры, скорости и направления ветра, давления, относительной влажности, размера и формы пыли.
— Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment (MOXIE), аппаратура технологии, которая будет производить кислород из углекислого газа марсианской атмосферы. В случае успеха технология MOXIE может быть использована будущими астронавтами на Марсе для сжигания ракетного топлива при возвращении на Землю.
— SuperCam — инструмент, позволяющий получать изображения, анализ химического состава и минералогию на расстоянии. — Mastcam-Z, передовая система камер с возможностью панорамного и стереоскопического изображения с потенциалом масштабирования.    

Конструкция марсохода Perseverance

Корпус Perseverance и другое основное оборудование (такое как крейсерская ступень, спускаемая ступень и аэрооболочка / тепловой экран) основаны на успешной разработке  марсохода НАСА Curiosity и включают в себя многие его компоненты.
Марсоход Perseverance размером с автомобиль имеет примерно те же размеры, что и Curiosity:
— около 10 футов (3 м) в длину (не считая роботизированной руки),
— 9 футов (2,7 м) в ширину,
— 7 футов (2,2 м) в высоту.
Однако при весе 2260 фунтов (1025 кг) Perseverance примерно на 278 фунтов (126 кг) тяжелее Curiosity. Это, в частности можно объяснить тем, что на борту Perseverance больше научного оборудования.
Также были усовершенствованы колёса ровера, они стали более жёсткими по сравнению с колёсами «Кьюриосити», которые получили повреждения в процессе работы на Марсе.
У «Персеверанса » шесть более толстых и прочных колёс из лётного алюминиевого сплава с меньшей шириной и большим диаметром (52,5 см).

Корпус марсохода Perseverance называют теплым блоком электроники, или сокращенно WEB. Как и кузов автомобиля, корпус марсохода представляет собой прочный внешний слой, который защищает компьютер и электронику марсохода (которые в основном являются эквивалентом мозга и сердца марсохода). Таким образом, корпус марсохода защищает жизненно важные органы марсохода и обеспечивает контроль температуры.
Как и у Curiosity, базовой энергосистемой Perseverance является многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор (MMRTG), предоставленный Министерством энергетики США. Он использует тепло естественного распада плутония-238 для производства электроэнергии.
Он имеет массу 45 кг и использует 4,8 кг диоксида плутония в качестве источника энергии.
Также на марсоходе установлены две литий-ионных перезаряжаемых батареи.
На марсоходе Perseverance установлены 23 камеры, из них:
— инженерных – 9;
— научных – 7;
— камеры входа, спуска и посадки 7.

Также на марсоходе Perseverance установлены два микрофона. Это позволит, наконец, услышать звуки Марса.

Мозг марсохода — его компьютер — находится в квадратном корпусе. Компьютерный модуль на базе процессора RAD750 с частотой 133 МГц и 128 Мбайт динамической памяти называется вычислительным элементом ровера (RCE) — на самом деле в теле есть два идентичных RCE, поэтому всегда есть запасной «мозг».

7-футовая роботизированная рука Perseverance может двигаться, как и у человека. Она имеет плечевые, локтевые и запястные «суставы» для максимальной гибкости.
Рука позволяет марсоходу работать так, как это сделал бы человек-геолог: удерживая и используя научные инструменты своей «рукой» или турелью.
Марсоход Perseverance, имеет три антенны, которые служат как его «голосом», так и «ушами». Они расположены на палубе оборудования марсохода (ее «спине»). Наличие нескольких антенн обеспечивает операционную гибкость и возможность резервирования на всякий случай.

Антенны на палубе марсохода:
— Антенна сверхвысокой частоты;
— Антенна X-диапазона с высоким коэффициентом усиления;
— Антенна с низким усилением диапазона X. 

Зашифрованное послание на парашюте

Гигантский парашют, который помогал марсоходу NASA Perseverance приземляться на Марс, содержал секретное послание.
Известно, что послание зашифровал инженер Ян Кларк, который принимал участие в отправке марсохода на Красную планету.
Он с помощью двоичного кода, оранжевых и белых полос зашифровал в 21-метровом парашюте фразу «Dare Mighty Things» (Решиться на большое), а также GPS-координаты штаб-квартиры миссии в Лаборатории реактивного движения.
Кларк рассказал, что только 6 человек знало о его послании. Они намеренно не рассказывали о шифре до тех пор, пока не появятся чёткие изображения парашюта.
Отметим, что фраза «Dare Mighty Things» выбрана не случайно. Это строка из известной речи американского президента Теодора Рузвельта.

Вертолет Ingenuity

Для совместного применения с марсоходом был создан марсианский автономный роботизированный беспилотный летательный аппарат-разведчик вертолётного типа, получивший название Ingenuity («Изобретательность»).
Вертолет Ingenuity – это демонстрация технологии, которая позволит впервые испытать полет с двигателем в другом мире. Он отправился на Марс на марсоходе Perseverance. Как только команда найдет подходящее место для «вертолетной площадки», марсоход выпустит Ingenuity для выполнения серии тестовых полетов в течение 30-дневного марсианского экспериментального окна, которое начнется где-то весной.

Вертолет Ingenuity Mars Helicopter был построен Лабораторией реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии.
Масса: 1,8 кг.
Вес: 4 фунта на Земле; 1,5 фунта на Марсе.
Ширина: Общая длина роторов: ~ 4 фута (~ 1,2 метра) от кончика до кончика.
Питание: Солнечная панель заряжает литий-ионные батареи, обеспечивая достаточно энергии для одного 90-секундного полета за марсианские сутки (~ 350 Вт средней мощности во время полета).
Размах лопастей: Чуть менее 4 футов (1,2 метра).
Дальность полета: До 980 футов (300 метров).
Высота полета: До 15 футов (5 метров).
Условия полета: атмосфера, менее чем на 1% плотнее земной.