Ровер (или иногда планетарный марсоход ) — это устройство для исследования поверхности планеты , предназначенное для перемещения по неровной поверхности планеты или других небесных тел планетарной массы . Некоторые марсоходы были разработаны как наземные транспортные средства для перевозки членов экипажа космического корабля; другие были частично или полностью автономными роботами . Марсоходы обычно создаются для посадки на другую планету (кроме Земли ) с помощью космического аппарата в стиле посадочного модуля [1] , которому поручено собирать информацию о рельефе и брать образцы коры , такие как пыль, почва, камни и даже жидкости. Они являются важнейшими инструментами в исследовании космоса .
Марсоходы прибывают на космических кораблях и используются в условиях, сильно отличающихся от земных, что предъявляет определенные требования к их конструкции.
Марсоходы должны выдерживать высокие уровни ускорения, высокие и низкие температуры, давление , пыль, коррозию , космические лучи , оставаясь работоспособными без ремонта в течение необходимого периода времени.
Роверы, которые приземляются на небесных телах вдали от Земли, такие как марсоходы Mars Exploration Rovers , не могут управляться дистанционно в режиме реального времени, поскольку скорость, с которой распространяются радиосигналы, слишком мала для связи в реальном времени или почти в реальном времени . Например, отправка сигнала с Марса на Землю занимает от 3 до 21 минуты. Таким образом, эти марсоходы способны работать автономно с небольшой помощью с земли в плане навигации и сбора данных , хотя им по-прежнему требуется человеческий вклад для определения перспективных целей на расстоянии, к которому нужно ехать, и определения того, как позиционировать себя, чтобы максимизировать солнечную энергию. [2] Предоставление марсоходу некоторых элементарных возможностей визуальной идентификации для проведения простых различий может позволить инженерам ускорить разведку. [2] Во время испытания NASA Sample Return Robot Centennial Challenge марсоход, названный Cataglyphis , успешно продемонстрировал возможности автономной навигации, принятия решений, а также обнаружения, извлечения и возврата образцов. [3]
Возможны и другие конструкции марсоходов, не использующие колесные подходы. Возможны механизмы, использующие «хождение» на роботизированных ногах , прыжки, качение и т. д. Например, исследователи Стэнфордского университета предложили «Ежа», небольшой марсоход в форме куба , который может контролируемо прыгать — или даже выскакивать из песчаной воронки, вращаясь вверх, чтобы выбраться — для исследования поверхности небесных тел с низкой гравитацией . [4]
Советский луноход должен был стать первым дистанционно управляемым роботом на Луне , но потерпел крушение во время неудачного запуска ракеты-носителя 19 февраля 1969 года.
Луноход -1 совершил посадку на Луну в ноябре 1970 года. [5] Это был первый дистанционно управляемый робот, совершивший посадку на какое-либо небесное тело. Советский Союз запустил Луноход-1 на борту космического аппарата Луна-17 10 ноября 1970 года, и он вышел на лунную орбиту 15 ноября. Космический аппарат совершил мягкую посадку в районе Моря Дождей 17 ноября. Посадочный модуль имел двойные рампы, с которых Луноход-1 мог спуститься на лунную поверхность, что он и сделал в 06:28 UT. С 17 ноября 1970 года по 22 ноября 1970 года марсоход проехал 197 м и в течение 10 сеансов связи передал 14 снимков Луны крупным планом и 12 панорамных видов. Он также проанализировал лунный грунт. Последний успешный сеанс связи с «Луноходом-1» состоялся 14 сентября 1971 года и продлился 11 месяцев. [6]
НАСА включило лунные вездеходы в три миссии «Аполлон» : «Аполлон-15» (который приземлился на Луну 30 июля 1971 года), «Аполлон-16» (который приземлился 21 апреля 1972 года) и «Аполлон-17» (который приземлился 11 декабря 1972 года). [7]
Луноход -2 был вторым из двух беспилотных лунных роверов, высаженных на Луну Советским Союзом в рамках программы «Луноход» . Марсоход начал функционировать на Луне 16 января 1973 года. [8] Это был второй передвижной дистанционно управляемый робот , приземлившийся на каком-либо небесном теле. Советский Союз запустил Луноход-2 на борту космического аппарата «Луна-21» 8 января 1973 года, и космический аппарат совершил мягкую посадку на восточном краю региона Моря Ясности 15 января 1973 года. Луноход-2 спустился с двух трапов посадочного модуля на поверхность Луны в 01:14 UT 16 января 1973 года. Луноход-2 проработал около четырех месяцев, покрыл 39 км (24 мили) местности, включая холмистые возвышенности и бороздки , и передал 86 панорамных снимков и более 80 000 телевизионных изображений. [9] [10] [11] На основе вращения колес предполагалось, что Луноход-2 преодолел расстояние в 37 км (23 мили), но российские ученые из Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) пересмотрели это значение до оценочного расстояния около 42,1–42,2 км (26,2–26,2 мили) на основе снимков лунной поверхности, полученных с помощью Lunar Reconnaissance Orbiter ( LRO ). [12] [13] Последующие обсуждения с американскими коллегами завершились согласованным окончательным расстоянием в 39 км (24 мили), которое и сохранилось с тех пор. [14] [15]
Советский марсоход должен был стать третьим дистанционно управляемым роботом на Луне в 1977 году. Миссия была отменена из-за отсутствия пусковой установки и финансирования, хотя марсоход был построен.
Chang'e 3 — китайская лунная миссия, включающая роботизированный марсоход Yutu , названный в честь домашнего кролика Чанъэ , богини Луны в китайской мифологии. Запущенный в 2013 году с миссией Chang'e 3 , это первый луноход Китая, первая мягкая посадка на Луну с 1976 года и первый марсоход, работающий там с тех пор, как советский Луноход 2 прекратил работу 11 мая 1973 года. [16] Он был развернут на Луне 14 декабря 2013 года, и марсоход столкнулся с эксплуатационными трудностями к концу второго лунного дня [17] после того, как он выжил и успешно восстановился после первой 14-дневной лунной ночи (около месяца на Луне), [18] и не смог двигаться после окончания второй лунной ночи, хотя он продолжал собирать полезную информацию в течение нескольких месяцев после этого. [19] В октябре 2015 года «Юйту» установил рекорд по самому длительному периоду работы лунохода на Луне. [20] 31 июля 2016 года «Юйту» прекратил работу после 31 месяца, что намного больше изначально ожидаемого срока службы в три месяца. [21]
Chandrayaan-2 была второй лунной миссией Индии, состоящей из лунного орбитального аппарата, посадочного модуля Vikram и марсохода Pragyan . Марсоход весом 27 кг [22] имел шесть колес и должен был работать на солнечной энергии [23] . Запущенный 22 июля 2019 года, миссия вышла на лунную орбиту 20 августа. Pragyan был уничтожен вместе со своим посадочным модулем Vikram , когда он совершил аварийную посадку на Луну 6 сентября 2019 года и так и не получил возможности развернуться. [24] [25]
Rashid был лунным ровером, построенным MBRSC для запуска на борту посадочного модуля Ispace под названием Hakuto-R. Ровер был запущен в ноябре 2022 года, но был разрушен при аварийной посадке посадочного модуля в апреле 2023 года. [26] Он был оснащен двумя камерами высокого разрешения, микроскопической камерой для захвата мелких деталей и тепловизионной камерой. На марсоходе был установлен зонд Ленгмюра , предназначенный для изучения плазмы Луны, и он попытается объяснить, почему лунная пыль такая липкая. [27] Марсоход должен был изучать лунную поверхность, подвижность на поверхности Луны и то, как различные поверхности взаимодействуют с лунными частицами. [28]
Takara Tomy , JAXA и Университет Дошиша создали марсоход для запуска на борту посадочного модуля Ispace под названием Hakuto-R. Он был запущен в 2022 году, но был уничтожен при аварийной посадке посадочного модуля в апреле 2023 года. [29] [30] [31]
Chandrayaan-3 — миссия индийского космического агентства ( ISRO ), состоящая из лунного посадочного модуля и марсохода Pragyan . Это была повторная попытка продемонстрировать мягкую посадку после неудачи с посадочным модулем Vikram аппарата Chandrayaan-2 . Он был запущен 14 июля 2023 года на ракете-носителе LVM-3 и совершил мягкую посадку вблизи южного полюса Луны 23 августа в 18:04 по индийскому стандартному времени. 26-килограммовый 6-колесный марсоход Pragyan спустился с днища посадочного модуля на поверхность Луны, используя одну из своих боковых панелей в качестве пандуса. Марсоход будет проводить химический анализ лунной поверхности на месте во время своего перемещения. [32] Марсоход был развернут 23 сентября [33] и был переведен в спящий режим после выполнения всех своих задач 3 сентября. Позже он умер в ту лунную ночь. [34]
Peregrine стартовал к Луне 8 января 2024 года, взяв с собой 5 марсоходов Colmena и марсоход Iris . [35] После отделения от ракеты-носителя произошел сбой, помешавший ему завершить свою миссию. Вместо этого космический аппарат вернулся в атмосферу Земли , где он распался 18 января. [36]
Посадочный модуль SLIM имеет на борту два марсохода: Lunar Excursion Vehicle 1 (LEV-1) (хоппер) и Lunar Excursion Vehicle 2 (LEV-2), крошечный марсоход, разработанный JAXA совместно с Tomy , Sony Group и Университетом Дошиша . [37] Первый марсоход имеет прямую связь с Землей. Второй марсоход предназначен для изменения своей формы, чтобы перемещаться вокруг места посадки в течение короткого срока службы в два часа. SLIM был запущен 6 сентября 2023 года и достиг лунной орбиты 25 декабря 2023 года. Эти два марсохода были успешно развернуты и приземлились отдельно от SLIM незадолго до его собственной посадки 19 января 2024 года. [38] LEV-1 совершил шесть прыжков по лунной поверхности, а LEV-2 сфотографировал посадочный модуль SLIM на лунной поверхности. [39]
В ходе миссии по возвращению образцов «Чанъэ-6» также использовался китайский марсоход « Цзиньчан» , который проводил инфракрасную спектроскопию лунной поверхности и делал снимки посадочного модуля «Чанъэ-6» на поверхности Луны. [40]
Советские посадочные модули Mars 2 и Mars 3 имели на борту небольшой 4,5-килограммовый марсоход PrOP-M , который должен был перемещаться по поверхности на лыжах , будучи соединенным с посадочным модулем 15-метровым шлангокабелем. Два небольших металлических стержня использовались для автономного обхода препятствий, так как радиосигналы с Земли слишком долго управляли марсоходами с помощью дистанционного управления. Планировалось, что марсоход будет размещен на поверхности после приземления с помощью манипулятора и будет перемещаться в поле зрения телевизионных камер и останавливаться для проведения измерений каждые 1,5 метра. Следы марсохода в марсианском грунте также будут регистрироваться для определения свойств материала. Из-за аварийной посадки Mars 2 и отказа связи (через 15 секунд после посадки) Mars 3 ни один марсоход не был развернут.
« Марсоход» был советским марсоходом (гибридным, с телеуправлением и автоматическим управлением), нацеленным на Марс, частью проекта «Марс-4НМ» , запуск которого планировалось начать после 1973 года (согласно планам 1970 года). Он должен был быть запущен ракетой Н1 , которая так и не достигла цели. [41]
Миссия Mars Pathfinder включала Sojourner , первый марсоход, успешно развернувшийся на другой планете. NASA запустило Mars Pathfinder 4 декабря 1996 года; он приземлился на Марсе в регионе под названием Chryse Planitia 4 июля 1997 года. [42] С момента посадки до последней передачи данных 27 сентября 1997 года Mars Pathfinder передал 16 500 изображений с посадочного модуля и 550 изображений с Sojourner , а также данные более чем 15 химических анализов горных пород и почвы и обширные данные о ветрах и других погодных факторах. [42]
Beagle 2 был разработан для исследования Марса с помощью небольшого «крота» (Planetary Undersurface Tool, или PLUTO), который можно было выпустить с помощью руки. PLUTO имел механизм сжатой пружины, позволяющий ему перемещаться по поверхности со скоростью 20 мм в секунду и зарываться в землю, собирая образец грунта в полости на своем конце. Beagle 2 потерпел неудачу при попытке приземлиться на Марс в 2003 году.
Spirit — роботизированный марсоход на Марсе , действовавший с 2004 по 2010 год. Он был одним из двух марсоходовпродолжающейся миссии NASA Mars Exploration Rover . Он успешно приземлился на Марсе в 04:35 по Гринвичу 4 января 2004 года, за три недели до того, как его близнец Opportunity (MER-B) приземлился на другой стороне планеты. Его название было выбрано в ходе спонсируемого NASA конкурса студенческих эссе . Марсоход застрял в конце 2009 года, и его последний сеанс связи с Землей был отправлен 22 марта 2010 года.
Opportunity — роботизированный марсоход на планете Марс , действовавший с 2004 по начало 2019 года. Запущенный с Земли 7 июля 2003 года, он приземлился на марсианском плато Меридиана 25 января 2004 года в 05:05 по Гринвичу (около 13:15 по местному времени ), через три недели после того, как его близнец Spirit (MER-A) приземлился на другой стороне планеты. 28 июля 2014 года НАСА объявило, что Opportunity , пройдя более 40 км (25 миль) по планете Марс , установил новый «внеземной» рекорд как марсоход, проехавший наибольшее расстояние, превзойдя предыдущий рекорд, установленный советским марсоходом Луноход-2 , который проехал 39 км (24 мили). [43] [44]
Zhurong Rover был китайским марсоходом, эксплуатируемым CNSA . Он был запущен из Вэньчана ракетой -носителем Long March 5 23 июля 2020 года в 23:18 UTC. Он успешно развернулся на Марсе 22 мая 2021 года в 02:40 UTC. [45] Он был рассчитан на 90 солов (93 земных дня), проработал 347 солов (356,5 земных дней) и проехал 1,921 км/1,194 мили. Ровер был деактивирован 20 мая 2022 года из-за приближающейся песчаной бури и марсианской зимы, [46] ожидая самореактивации при благоприятных условиях. Ожидалось, что Zhurong снова активируется в декабре 2022 года, но из-за чрезмерного скопления пыли на солнечной панели марсоход не смог проснуться. 25 апреля 2023 года главный конструктор Чжан Жунцяо сообщил, что марсоход может быть бездействующим «навсегда». [47]
26 ноября 2011 года миссия NASA Mars Science Laboratory была успешно запущена на Марс. Миссия успешно посадила роботизированный марсоход Curiosity на поверхность Марса в августе 2012 года. В настоящее время марсоход помогает определить, могла ли Марс когда-либо поддерживать жизнь, и искать доказательства прошлой или настоящей жизни на Марсе . [48] [49]
Марсоход NASA Perseverance является частью миссии Mars 2020 , запущенной в 2020 году и приземлившейся на Марсе 18 февраля 2021 года. Он предназначен для исследования астробиологически значимой древней среды на Марсе, изучения его поверхностных геологических процессов и истории, включая оценку его прошлой обитаемости и потенциала сохранения биосигнатур в доступных геологических материалах. [50]
Китайская миссия Chang'e 4 стартовала 7 декабря 2018 года, приземлилась и развернула марсоход 3 января 2019 года на обратной стороне Луны . Это был первый в истории марсоход, работающий на обратной стороне Луны.
В декабре 2019 года «Юйту-2» побил рекорд продолжительности пребывания на Луне, ранее установленный советским луноходом «Луноход-1» [51] , который проработал на поверхности Луны одиннадцать лунных дней (321 земной день) и преодолел в общей сложности расстояние в 10,54 км (6,55 миль). [52]
В феврале 2020 года китайские астрономы впервые сообщили о снимке лунного выброса с высоким разрешением , а также о прямом анализе его внутренней архитектуры. Они были основаны на наблюдениях, сделанных лунным проникающим радаром (LPR) на борту марсохода Yutu-2 во время изучения обратной стороны Луны . [53] [54]
Европейское космическое агентство ( ESA ) разработало и провело раннее прототипирование и тестирование марсохода Rosalind Franklin . В результате вторжения России на Украину ESA разорвало связи с Роскосмосом и осталось без ракеты-носителя для этой миссии. Теперь миссия планирует стартовать не ранее (NET) 2028 года с посадкой около 2030 года. [ 55]
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )