Opportunity , также известный как MER-B ( Mars Exploration Rover-B ) или MER-1 , представляет собой роботизированный вездеход , который работал на Марсе с 2004 по 2018 год. [2] Opportunity работал на Марсе в течение 5111 солов (14 лет, 138). дней на Земле). Запущенный 7 июля 2003 года в рамкахпрограммы исследования Марса НАСА , он приземлился на Плануме Меридиани 25 января 2004 года, через три недели после того, как его близнец Spirit (MER-A) приземлился на другой стороне Марса. планета. [8] При запланированной продолжительности активности в 90 солов (чуть меньше 92,5 земных дней) «Спирит» функционировал до тех пор, пока не застрял в 2009 году и не прекратил связь в 2010 году, в то время как «Оппортьюнити» смог оставаться в рабочем состоянии в течение 5111 солов после приземления, сохраняя свою энергосистемы и ключевые системы за счет постоянной подзарядки батарей с использованием солнечной энергии и перехода в спящий режим во время таких событий, как пыльные бури, для экономии энергии. Эта тщательная операция позволила Opportunity проработать в 57 раз больше расчетного срока службы, превысив первоначальный план на 14 лет 47 дней (по земному времени). К 10 июня 2018 года, когда он в последний раз связывался с НАСА, [9] [10] марсоход преодолел расстояние в 45,16 километров (28,06 миль). [7]
Основные моменты миссии включали первоначальную миссию продолжительностью 90 сол, поиск метеоритов , таких как Heat Shield Rock (метеорит Meridiani Planum), и более двух лет исследования и изучения кратера Виктория . Ровер пережил умеренные пыльные бури и в 2011 году достиг кратера Индевор , который считается «вторым местом посадки». [11] Миссия «Оппортьюнити» считается одним из самых успешных проектов НАСА. [12]
Из-за планетарной пыльной бури на Марсе в 2018 году «Оппортьюнити» прекратил связь 10 июня и вошел в спящий режим 12 июня 2018 года. Была надежда, что он перезагрузится, как только погода прояснится, [13] но этого не произошло, что предполагает либо катастрофический сбой, либо что слой пыли покрыл его солнечные панели. НАСА надеялось восстановить контакт с марсоходом, ссылаясь на повторяющийся ветреный период, прогнозируемый на период с ноября 2018 года по январь 2019 года, который потенциально может привести к разрушению его солнечных панелей. [14] 13 февраля 2019 года представители НАСА заявили, что миссия «Оппортьюнити» завершена после того, как космический корабль не ответил на более чем 1000 сигналов, отправленных с августа 2018 года. [15]
Научными целями миссии Mars Exploration Rover были: [16]
Марсоходы Opportunity и Spirit входили в состав программы Mars Exploration Rover в рамках долгосрочной программы исследования Марса . Четыре основные цели Программы исследования Марса заключались в том, чтобы определить, существует ли потенциал для жизни на Марсе (в частности, можно ли найти на Марсе восстанавливаемую воду), охарактеризовать марсианский климат и его геологию, а затем подготовиться к потенциальной миссии человека. на Марс. Марсоходы должны были путешествовать по поверхности Марса и проводить периодические геологические анализы, чтобы определить, существовала ли когда-либо вода на Марсе, а также типы доступных минералов, а также подтверждать данные, полученные марсианским разведывательным орбитальным аппаратом (MRO). [17] Оба марсохода были рассчитаны на срок службы 90 солов (92 земных дня), но каждый из них прослужил намного дольше, чем ожидалось. Миссия Spirit продлилась в 20 раз дольше, чем предполагалось, и его миссия была объявлена завершенной 25 мая 2011 года, после того как он застрял в мягком песке и израсходовал свои запасы энергии, пытаясь освободиться. «Оппортьюнити» просуществовал в 55 раз дольше запланированного срока службы в 90 солов, проработав 5498 дней от приземления до завершения миссии. Архив еженедельных обновлений о состоянии марсохода можно найти в Архиве обновлений возможностей . [18]
«Спирит » и «Оппортьюнити» были запущены с разницей в месяц, 10 июня и 8 июля 2003 года, и оба достигли поверхности Марса к январю 2004 года. Запуск «Оппортьюнити » осуществлялся программой НАСА Launch Services Program . Это был первый запуск Delta II Heavy. Период запуска длился с 25 июня по 15 июля 2003 г. Первая попытка запуска произошла 28 июня 2003 г., но космический корабль был запущен девять дней спустя, 7 июля 2003 г., из-за задержек по дальности полета и ветра, а затем позже для замены элементы на ракете (изоляция и аккумулятор). В каждый день было две возможности мгновенного запуска. В день запуска запуск был отложен до второй возможности (23:18 по восточному времени), чтобы починить клапан. [19]
25 января 2004 г. (GMT) (24 января 2004 г. по тихоокеанскому времени) [20] десантный корабль, защищенный подушками безопасности, сел на поверхность Марса в кратере Игл.
С момента первоначального приземления в ударный кратер среди в целом плоской равнины «Оппортьюнити» успешно исследовал образцы реголита и горных пород и сделал панорамные фотографии места приземления. Его отбор позволил ученым НАСА выдвинуть гипотезы относительно присутствия гематита и присутствия воды на поверхности Марса в прошлом. [21] После этого ему было поручено совершить путешествие по поверхности Марса, чтобы исследовать еще один кратер, кратер Эндьюранс , который он исследовал с июня по декабрь 2004 года. [22] Впоследствии «Оппортьюнити» исследовал место падения собственного теплового щита и обнаружил на поверхности Марса неповрежденный метеорит , ныне известный как Камень Теплового Щита . [23]
Opportunity было направлено в южном направлении к кратеру Эребус , большому, мелкому, частично засыпанному землей кратеру и остановке на пути на юг к кратеру Виктория , в период с октября 2005 по март 2006 года. У него возникли некоторые механические проблемы с его роботизированной рукой.
В конце сентября 2006 года «Оппортьюнити» достиг кратера Виктория и исследовал его край по часовой стрелке. В июне 2007 года он вернулся в Дак-Бэй, первоначальную точку прибытия в кратер Виктория; в сентябре 2007 года он вошел в кратер, чтобы начать детальное исследование. В августе 2008 года «Оппортьюнити» покинул кратер Виктория и направился в кратер Индевор , которого достиг 9 августа 2011 года. [24]
На краю кратера Индевор марсоход двигался вокруг географического объекта под названием Кейп-Йорк . Марсианский разведывательный орбитальный аппарат обнаружил там слоистые силикаты , и марсоход проанализировал камни с помощью своих инструментов, чтобы проверить это наблюдение на земле. Эту структуру тщательно анализировали до лета 2013 года. В мае 2013 года марсоход направлялся на юг к холму под названием Соландер-Пойнт . [ нужна цитата ]
Общая одометрия « Оппортьюнити » к 10 июня 2018 года (5111 сол) составила 45,16 км (28,06 миль), а коэффициент пыли — 10,8. [25] С января 2013 года коэффициент запыленности солнечных батарей (один из факторов, определяющих производство солнечной энергии) варьировался от относительно пыльных 0,467 5 декабря 2013 года (3507 сол) до относительно чистых 0,964 13 мая 2014 года (сол). 3662). [26]
В декабре 2014 года НАСА сообщило, что «Оппортьюнити» страдал от « амнезии », когда марсоход не мог записать данные, например информацию телеметрии , в энергонезависимую память . Предполагается, что аппаратный сбой произошел из-за возрастной неисправности одного из семи банков памяти марсохода. В результате НАСА стремилось заставить программное обеспечение марсохода игнорировать неисправный банк памяти; [27] Однако события амнезии продолжали происходить, что в конечном итоге привело к перезагрузке транспортного средства. [ необходимы разъяснения ] В свете этого на 4027 сол (23 мая 2015 г.) марсоход был настроен на работу в режиме только оперативной памяти, полностью избегая использования энергонезависимой памяти для хранения данных. [28]
В начале июня 2018 года разразилась крупная пылевая буря планетарного масштаба, и в течение нескольких дней солнечные панели марсохода не вырабатывали достаточно энергии для поддержания связи, последний контакт состоялся 10 июня 2018 года. [5] НАСА заявило, что они это сделали. не рассчитывал возобновить связь до тех пор, пока шторм не утихнет, [29] но марсоход хранил молчание даже после того, как шторм закончился в начале октября, [29] что указывает либо на катастрофический сбой, либо на его солнечные панели покрыл слой пыли. [30] Команда по-прежнему надеялась, что ветреный период с ноября 2018 года по январь 2019 года может очистить солнечные панели от пыли, как это случалось раньше. [30] Ветер был обнаружен неподалеку 8 января, а 26 января команда миссии объявила о плане начать трансляцию нового набора команд на марсоход на случай, если его радиоприемник выйдет из строя. [31]
12 февраля 2019 года [32] бывшие и нынешние члены миссии собрались в Центре управления космическими полетами Лаборатории реактивного движения (JPL), чтобы посмотреть, как окончательные команды передаются на «Оппортьюнити» через 70-метровый (230-футовый) аппарат. тарелка комплекса дальней космической связи Голдстоун в Калифорнии. После 25 минут передачи последних четырех наборов команд попытки связи с марсоходом были переданы в Канберру, Австралия . [ нужна цитата ]
С момента потери сигнала в июне 2018 года до конца января 2019 года было передано более 835 команд восстановления, при этом до 13 февраля 2019 года было передано более 1000 команд восстановления. [15] [33] [34] Представители НАСА провели 13 февраля пресс-конференцию, чтобы объявить об официальном завершении миссии. Заместитель администратора НАСА Томас Зурбухен заявил: «Именно поэтому я стою здесь с глубоким чувством признательности и благодарности и объявляю миссию «Оппортьюнити» завершенной». [35] Когда НАСА прекратило попытки связаться с марсоходом, последними отправленными данными была песня « I'll Be Seeing You » в исполнении Билли Холидей . [36] Активы, которые были необходимы для поддержки Opportunity , были переданы для поддержки марсоходов Curiosity и Perseverance . [35]
Последнее сообщение от марсохода пришло 10 июня 2018 года (5111 сол) из Долины Персеверанс [15] и указывало на выработку энергии солнечной батареей в размере 22 ватт-часов на солнце и самую высокую непрозрачность атмосферы (тау), когда-либо измеренную на планете. Марс: 10,8. [37]
Opportunity (и его близнец Spirit ) — это шестиколесные роботы, работающие на солнечной энергии , высотой 1,5 метра (4,9 фута), шириной 2,3 метра (7,5 фута), длиной 1,6 метра (5,2 фута) и весом 180 килограммов (400 фунтов). Шесть колес на качающейся тележке обеспечивали мобильность по пересеченной местности. Каждое колесо имело свой мотор. Машина управлялась спереди и сзади и была рассчитана на безопасную работу при наклоне до 30 градусов. Максимальная скорость составляла 5 сантиметров в секунду (2,0 дюйма в секунду); [38] 0,18 километра в час (0,11 мили в час), хотя средняя скорость составляла около 1 сантиметра в секунду (0,39 дюйма в секунду). И на Spirit , и на Opportunity есть куски металла упавшего Всемирного торгового центра , которые «превратились в щиты для защиты кабелей на буровых механизмах». [39] [40]
Солнечные батареи вырабатывали около 140 Вт в течение четырнадцати часов за сол, а перезаряжаемые литий-ионные батареи сохраняли энергию для использования в ночное время. Бортовой компьютер Opportunity использует процессор RAD6000 с частотой 20 МГц , 128 МБ DRAM, 3 МБ DRAM и 3 МБ EEPROM. [41] Рабочая температура марсохода колеблется от -40 до +40 °C (от -40 до 104 °F), а радиоизотопные обогреватели обеспечивают базовый уровень нагрева, при необходимости которому помогают электрические обогреватели. [42]
Связь зависела от всенаправленной антенны с низким коэффициентом усиления, передающей данные с низкой скоростью, и управляемой антенны с высоким коэффициентом усиления, которые находились в прямом контакте с Землей. Антенна с низким коэффициентом усиления также использовалась для передачи данных на космический корабль, вращающийся вокруг Марса. [43]
В число научных инструментов входили: [44]
В руке марсохода находились следующие инструменты: [45]
На протяжении всей миссии «Оппортьюнити» «управляли» несколькими операторами, в том числе робототехником Лаборатории реактивного движения Ванди Верма . [46]
Ровер использует комбинацию солнечных батарей и перезаряжаемой химической батареи. [47] Роверы этого класса оснащены двумя перезаряжаемыми литиевыми батареями , каждая из которых состоит из 8 ячеек емкостью 8 ампер-часов . [48] В начале миссии солнечные панели могли обеспечивать до 900 ватт-часов (Втч) в день для подзарядки аккумулятора и энергосистемы за один сол, но эта цифра могла варьироваться в зависимости от множества факторов. [47] В кратере Игл клетки производили около 840 Втч в день, но к 319-му солу в декабре 2004 года эта мощность упала до 730 Втч в день. [49]
Как и Земля, Марс имеет сезонные колебания, которые уменьшают количество солнечного света зимой. Однако, поскольку марсианский год длиннее земного, времена года полностью меняются примерно раз в два земных года. [50] К 2016 году MER-B пережил семь марсианских зим, в течение которых уровень мощности падает, что может означать, что марсоход избегает действий, требующих большого количества энергии. [50] Во время первой зимы уровень мощности упал ниже 300 Втч в день в течение двух месяцев, но некоторые более поздние зимы были не такими плохими. [50]
Еще одним фактором, который может снизить получаемую мощность, является пыль в атмосфере, особенно пыльные бури. [51] Пылевые бури случаются довольно часто, когда Марс находится ближе всего к Солнцу. [51] Глобальные пыльные бури в 2007 году снизили уровень мощности Opportunity и Spirit настолько, что они могли работать только несколько минут в день. [51] Из-за пыльных бурь на Марсе в 2018 году «Оппортьюнити» перешёл в режим гибернации 12 июня, [52] [53] , но хранил молчание после того, как буря утихла в начале октября. [29]
«Оппортьюнити» предоставил существенные доказательства в поддержку основных научных целей миссии: найти и охарактеризовать широкий спектр горных пород и реголита , которые содержат ключ к разгадке прошлой активности воды на Марсе . Помимо исследования воды, «Оппортьюнити» также получил астрономические наблюдения и атмосферные данные. [ нужна цитата ]
После запуска Opportunity был антропоморфизирован его операторами: марсоход назвали «она», опираясь на морскую традицию , и ему дали ласковое прозвище «Оппи». Один ученый, проработавший с «Оппортьюнити» более десяти лет, объяснил это неожиданно долгим сроком службы марсохода, который он назвал историей «неудачника, преодолевающего трудности», и его «знакомой, почти биологически вдохновленной формой». [54] Внимание средств массовой информации, окружавшее закрытие Opportunity , распространило это использование на широкую публику.
После того, как 12 февраля 2019 года стало известно о том, что НАСА, скорее всего, завершит миссию «Оппортьюнити» , многие средства массовой информации и комментаторы выступили с заявлениями, восхваляющими успех миссии и прощающимися с марсоходом. Один журналист, Джейкоб Марголис, написал в Твиттере свой перевод последней передачи данных, отправленной Opportunity 10 июня 2018 года, следующим образом: «У меня разряжен аккумулятор, и темнеет». Эта фраза нашла отклик у публики, вдохновив на период траура, создания произведений искусства и данью памяти « Оппортьюнити» . [55]
Когда эта цитата стала широко известна, в некоторых новостных репортажах ошибочно утверждалось, что марсоход отправил именно это сообщение на английском языке, в результате чего НАСА было завалено дополнительными вопросами. 16 февраля Марголис написал разъясняющую статью, в которой пояснил, что он взял заявления от представителей НАСА, которые интерпретировали данные, отправленные « Оппортьюнити» , как о состоянии его малой мощности, так и о высокой непрозрачности атмосферы Марса, и перефразировал их в поэтической манере: никогда не подразумевать, что марсоход послал конкретные слова. [55] [56]
В знак признания большого вклада «Оппортьюнити» в исследование Марса астероиду было присвоено название «Оппортьюнити»: 39382 «Оппортьюнити» . [57] Название было предложено Ингрид ван Хаутен-Грюнвельд , которая вместе с Корнелисом Йоханнесом ван Хаутеном и Томом Герелсом открыла астероид 24 сентября 1960 года. Посадочный модуль «Оппортьюнити » — Мемориальная станция Челленджер . [58]
24 марта 2015 года НАСА отпраздновало «Оппортьюнити» , преодолев дистанцию марафонского забега - 42,195 км (26,219 миль). Марсоход преодолел это расстояние за 11 лет и 2 месяца. Технические специалисты JPL отпраздновали это событие забегом. [59] [60]
Документальный фильм Good Night Oppy о Opportunity , Spirit и их длительных миссиях был снят Райаном Уайтом при поддержке JPL и Industrial Light & Magic . Он был выпущен в 2022 году. [61]
Ровер мог делать снимки разными камерами, но только камера PanCam могла фотографировать сцену с разными цветными фильтрами. Панорамные виды обычно создаются на основе изображений PanCam. К 3 февраля 2018 года Opportunity вернула 224 642 фотографии. [62] [63]
Подборка панорам из миссии:
Теперь ученые НАСА предпринимают последнюю попытку связаться с марсоходом, основываясь на трех маловероятных, но возможных сценариях: выход из строя основного радиоприемника Х-диапазона марсохода, выход из строя как основного, так и вторичного радиоприемника Х-диапазона или выход марсохода из строя. внутренние часы сдвинулись. Команда приказывает марсоходу переключиться на резервное радио X-диапазона и сбросить часы, чтобы противодействовать этим возможностям.
