Curiosity (MSL, Mars Science Laboratory - Любопытство)

Марсоход нового поколения, который будет представлять собой автономную химическую лабораторию в несколько раз больше и тяжелее прежних марсоходов Spirit и Opportunity. Аппарат должен будет за несколько месяцев пройти от 5 до 20 километров и провести полноценный анализ марсианских почв и компонентов атмосферы. Космический корабль доставки будет снабжен вспомогательными ракетными двигателями для контролируемой и более точной посадки, которые до этого при спуске марсоходов не использовались.
Запуск аппарата к Марсу планируется в ноябре — декабре 2011 года, а прибытие на Марс в августе 2012. Срок службы на Марсе составит 1 марсианский год (686 земных дней).
В разработке аппарата помимо NASA участвуют также Caltech и JPL.
Специалисты американского космического агентства НАСА решили отправить марсоход в кратер Гейла. В огромной воронке хорошо просматриваются глубинные слои марсианского грунта, раскрывающие геологическую историю красной планеты.
Название Curiosity было выбрано в 2009 году путем интернет-голосования среди вариантов, предложенных школьниками. Среди других вариантов были Adventure («Приключение»), Amelia, Journey («Путешествие»), Perception («Восприятие»), Pursuit («Стремление»), Sunrise («Восход»), Vision («Видение») и даже Wonder («Чудо»).

 

Задачи и цели миссии

MSL имеет четыре основных цели:

  • Установить, существовала ли когда-либо жизнь на Марсе.
  • Получить подробные сведения о климате Марса.
  • Получить подробные сведения о геологии Марса.
  • Провести подготовку к высадке человека на Марсе.

Для достижения этих целей перед MSL поставлено восемь основных задач:

  • Обнаружить и установить природу марсианских органических углеродных соединений.
  • Обнаружить вещества, необходимые для существования жизни: углерод, водород, азот, кислород, фосфор, серу.
  • Обнаружить следы возможного проистекания биологических процессов.
  • Определить химический состав марсианской поверхности.
  • Установить процесс формирования марсинских камней и почвы.
  • Оценить процесс эволюции марсианской атмосферы в долгосрочном периоде.
  • Определить текущее состояние, распределение и круговорот воды и углекислого газа.
  • Установить спектр радиоактивного излучения поверхности Марса.

 

Характеристики

MSL имеет 3 метра в длину, 2,1 метра в высоту с разложенной камерой и 2,7 метра в ширину. Диаметр колёс составляет примерно 51 сантиметр. Вес марсохода 900 килограммов (включая 80 килограммов исследовательского оборудования).
На поверхности Марса MSL будет способен преодолевать препятствия до 75 сантиметров в высоту. Максимальная предполагаемая скорость на пересеченной местности будет составлять 90 метров в час при автоматической навигации. Средняя же скорость предположительно составит 30 метров в час. Ожидается, что за время двухлетней миссии MSL пройдёт не менее 19 километров.
Конструкция прибора подобна тем, что использовались ранее — платформа с научными приборами на шести колёсах, каждое из которых имеет свой электродвигатель, причём передние и задние два колеса будут участвовать в рулении, что позволит аппарату разворачиваться на 360 градусов, оставаясь при этом на месте. Он будет втрое тяжелее прежних марсоходов и обойдется в 2,3 миллиарда долларов. Вместо солнечных батарей в качестве источника энергии будет использован РИТЭГ, избавляя от проблемы запыления панелей солнечных батарей и простоев аппарата в ночное время. Выбранный РИТЭГ нового поколения способен снабжать марсоход энергией в течение 14 лет.
Космический аппарат будет состоять из трёх модулей — перелётного, посадочного и ровера-марсохода. Масса космического аппарата — 3,4 т, ровера — 930 кг, масса научной аппаратуры, установленной на ровере — 80 кг.
Посадочный модуль отделится от перелётного модуля перед входом в атмосферу. Для торможения посадочного модуля сначала будет использоваться сопротивление атмосферы, затем парашют, и наконец, тормозные двигатели. Сам посадочный модуль не сразу коснётся поверхности планеты — на определённой высоте ровер опустится на тросах, которые затем отстрелятся, а посадочный модуль отлетит в сторону, чтобы не загрязнять реактивными выхлопами место посадки ровера.

 

Исследовательские приборы

Научные приборы аппарата позволят эффективно обнаруживать органические молекулы и устанавливать их структуру, а также зондировать толстый слой грунта в поисках следов воды при помощи нейтронного детектора, создаваемого Роскосмосом. С помощью инфракрасного лазера можно будет удалять с минералов мешающие наслоения (пыль, продукты коррозии) и тут же производить дистанционный лазерный химический анализ на расстоянии до 10 метров. «Сердце» научной аппаратуры — прибор SAM. Он будет определять химический состав грунта и искать в нем органические молекулы. Этот прибор будет передавать пятую часть всех данных с Марса.

 

Роботизированная «рука»

В передней части марсохода имеется «рука» длиной примерно 1,8 метра. Она достаточно сильна, чтобы выдержать человека, повисшего на её конце. Она во многом похожа на руку человека: есть подобия плеча, локтя и кисти, благодаря чему она может вытягиваться и сгибаться подобно руке человека.
На конце манипулятора будет установлено несколько научных инструментов: небольшой бур, лопатка для сбора образцов грунта и пыли и другие. Таким образом он сможет собирать образцы пород грунта, камней и пыли и доставлять их во внутреннюю часть марсохода для подробного химического анализа.

 

Интересные факты

Ожидается, что после запуска Mars Science Laboratory в полёте опередит другую миссию к Марсу — «Фобос-Грунт» (НПО им. Лавочкина, Роскосмос), запуск которой запланирован на 9 ноября 2011 года (МСК), а прибытие к Марсу — на 1-2 месяца позднее, чем Mars Science Laboratory. При этом масса Mars Science Laboratory с разгонным блоком составляет более 23 тонн, в то время как масса КА «Фобос-Грунт» с разгонным блоком — около 13 тонн.