Вечером во вторник инженеры Лаборатории космических полетов Лаборатории реактивного движения в Пасадене, штат Калифорния, отправили свои последние команды на марсоход Opportunity на Марсе. Не получив никакого сигнала от неактивного ровера, НАСА официально объявило о завершении миссии сегодня.
«Я объявляю миссию Opportunity завершенной, а вместе с ней и миссию Mars Exploration Rover завершенной», - сказал Томас Зурбухен, помощник администратора НАСА. «Я должен сказать вам, это эмоциональное время».
Ровер потерял контакт с Землей 10 июня 2018 года. Пылевая буря на всем Марсе затемнила солнечное небо четвёртого абрикосового неба четвертой планеты, из-за чего на солнечных панелях ровера не осталось солнечного света. Агентство продолжало бодрствовать в надежде, что, как только шторм утихнет, ровер может пробудиться. В течение прошедших месяцев НАСА произвело взрыв команд на ровере - всего 835 - на случай, если какой-то сигнал может быть получен и операции возобновлены. После восьми месяцев молчания агентство приняло решение объявить время смерти и попрощаться с роботом.
Возможность - это половина миссии с двумя вездеходами, которая называется Mars Exploration Rovers (MER). В январе 2004 года марсоходы приземлились отдельно на Марсе. Возможность приземлилась в Меридиани Планум, недалеко от марсианского экватора. Дух, его близнец, приземлился на полпути вокруг планеты, у кратера Гусев. Первичные миссии марсоходов должны были длиться 90 дней на Марсе или в золях (около 24 часов и 40 минут). Две тысячи лет спустя Дух все еще отправлял науку обратно на Землю, теряя связь, наконец, в 2010 году. Возможность выжила на Марсе более 15 лет.
Сегодня на орбите или орбите находятся восемь космических аппаратов мировых космических агентств, а в следующем году планируется запустить несколько таких аппаратов, включая марсоход NASA Mars 2020. Граница, покоренная исследователями-роботами, Марс мало похожа на планету, которую мы знали в 2000 году, когда была задумана миссия MER. В то время один красный космический корабль кружил над красной планетой: одинокий Марс. Две предыдущие высокопоставленные миссии НАСА на Марс провалились. Марс Полярный Ландер врезался в планету, и Марс Климат Орбитер исчез, либо сгорел в атмосфере Марса, либо отклонился в космос.
Инженеры НАСА устанавливают солнечные панели на марсоход Opportunity, 10 февраля 2003 г. (NASA / JPL) MER появился после неудачного предложения миссии Рэя Арвидсона, профессора Вашингтонского университета в Сент-Луисе; Ларри Содерблом из Геологической службы США; и Стив Сквайрс, профессор Корнелльского университета. Каждый из трех был избит Дэвидом Пейджем из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, чей злополучный Марс Полярный Ландер был выбран для полета НАСА.
«Во время собрания [Американского геофизического союза] я остановил Стива в зале», - говорит Арвидсон. «Я сказал:« Я довольно неудачник. Как насчет тебя?' И это было начало ». Арвидсон, Сквайр и Содерблом объединили свои различные команды и приступили к написанию совместного предложения, чтобы получить марсоход на марсианской поверхности.
«До« Духа и возможности »у меня было чувство желания выйти на поверхность, чтобы мы могли понять, что говорят нам данные об орбите», - говорит Арвидсон. «Видеть Марс с четырехсот километров над поверхностью - это не то же самое, что смотреть на текстуры скальных пород, поперечное залегание, размеры частиц и детали минералогии, а также разбирать камни. Вот так мы делаем геологию на Земле. Было бы очень трудно понять Землю так, как мы это делаем только по орбитальным данным - возможно, невозможно ».
Потребовалось пять попыток, чтобы получить предложение о миссии, превратившись, наконец, в один Марсоход. Сквайрс, главный следователь миссии, в конце концов убедил Дана Голдина, тогдашнего администратора НАСА, отправить двух роверов на случай, если один не удастся.
7 июля 2003 года НАСА выпустило свой второй марсоход Mars Opportunity на борту ракеты-носителя Delta II. (NASA) Два исследователя-робота были построены Лабораторией реактивного движения НАСА (JPL), которая ранее приземлилась в 1997 году на космическом корабле Mars Pathfinder и его спутнике Sojourner. Pathfinder, который длился 85 дней, был чрезвычайно успешным в общественном воображении. Его маленький марсоход Sojourner проделал колоссальную сотню метров - на сто метров дальше, чем когда-либо прежде путешествовало на Марсе. Миссия принесла 150 миллионов долларов, и «быстрее, лучше, дешевле» стало мантрой агентства. После сбоев Mars Polar Lander и Mars Climate Orbiter инженеры мрачно добавили к заклинанию: «… выбери два».
MER станет миссией в 820 миллионов долларов для обоих роверов - строительство через основную миссию - что было невероятной сделкой, особенно учитывая неожиданную долговечность космического корабля. (Для сравнения, викинги 1 и 2, запущенные в 1975 году, были землевладельцами с многомиллиардными доходами с учетом инфляции.)
Летом 2003 года, когда небесная механика была благоприятной и небо над мысом Канаверал было чистым, два космических корабля покинули Землю и отправились в свой новый дом в другом мире.
Колеса на земле
«Когда я учился в старшей школе, эти вездеходы приземлились», - говорит Хизер Джастис, ведущий водитель вездехода в Opportunity в JPL. «Это была первая большая работа НАСА, которую я увидел, которая заставила меня задуматься о работе в космосе или робототехнике. И я помню, как думал в то время, может быть, когда-нибудь я сделаю что-то подобное. Я не думал, что это будет та миссия. Они должны были продлиться только 90 дней!
Каждый марсоход приземлился с помощью сверхзвуковых парашютов для замедления, а затем подушки безопасности, которые взорвались со всех сторон, прежде чем космический корабль столкнулся с планетой. Марсоходы поражают Марс как наименее разрушительные метеориты в мире, подпрыгивая и прыгая по поверхности планеты, как пара кубиков в игре какого-то гиганта. Возможность в итоге обосновалась в кратере Орла на Меридиани Планум.
Во время 325-го марсианского дня марсохода (22 декабря 2004 г.) Mars Rover Opportunity, принадлежащий НАСА, обрела такое представление о своем собственном тепловом щите. Основная структура от успешно использованного щита находится слева. Дополнительные фрагменты теплозащитного экрана лежат в верхнем центре изображения. Ударная метка теплового щита видна чуть выше и справа от переднего плана тени мачты камеры Opportunity. Этот вид представляет собой мозаику из трех изображений, сделанных навигационной камерой ровера. (NASA / JPL) «У этих посадок не было никаких гарантий успеха», - говорит Венди Кэлвин, член научной группы MER, которая присоединилась к проекту за год до запуска космического корабля. «Мы только что сорвались с этих двух ужасных неудач, и было реальное ощущение, что это может быть еще одна. Мы с таким успехом демонстрировали нашу конструкцию, так много раз с тех пор, что люди забывают, что в 2004 году мы были в тупике, задаваясь вопросом, как все это будет происходить. Никто не ожидал, что приземления будут столь же успешными, как и они ».
Перед миссией, объясняет она, ученые-планетаторы имели определенные представления о Марсе, о том, как он функционирует как планета, и как он выглядит с поверхности. «Первые снимки с посадочной площадки Opportunity были поистине удивительными, потому что это была совсем другая планета», - говорит она. «Я говорил с широкой публикой перед посадкой и сказал, что не удивлюсь, если это будет похоже на посадочную площадку Sojourner или посадочную площадку Viking. Но место посадки Opportunity было действительно, действительно другим. И это было действительно круто ».
Научная группа решила приземлиться в Меридиани, потому что Mars Global Surveyor обнаружил спектральные свидетельства кристаллического гематита в этом месте. «В то время было много споров о том, что было причиной этого», - говорит Кэлвин. «Было ли это взаимодействие воды и камня? Это был вулканический? Я не думаю, что мы поняли историю Марса и водный цикл вообще. В геологической истории было намного больше деталей, чем мы ожидали до миссии ».
Гематит - это оксид железа, обычно добываемый на Земле в виде руды. Поскольку минералы образуются в результате взаимодействия воды на этой планете, надежда заключалась в том, что когда-то в Меридиани могла быть вода. В начале 2000-х годов некоторые ученые ожидали обнаружить большие куски гематита на поверхности. То, что ожидало там, было немного более необычным: крошечные сероватые шарики, измеренные в миллиметрах и встроенные в песчаник, распределенный по поверхности. Ученые окрестили их черникой благодаря их голубому оттенку на изображениях в ложных цветах, и они, а не валуны, были источником гематита, обнаруженного на орбите. Вероятно, залежи были созданы водой, протекающей через песчаник, а затем обнаружены в результате выветривания. Это был (метафорический) геологический золотой прииск, свидетельство которого в подавляющем большинстве свидетельствует о том, что это место когда-то было теплым и влажным.
Маленькие шарики на поверхности Марса на этом увеличенном изображении находятся около кратера Фрам, который в апреле 2004 года посетил НАСА Mars Exploration Rover Opportunity. Это примеры минеральных конкреций, прозванных «черникой». Исследование возможности богатых гематитом конкрементов во время трехмесячной основной миссии ровера в начале 2004 года дало доказательство водной древней среды. (NASA / JPL-Caltech / Cornell / USGS) «С орбиты это равнина!» - говорит Арвидсон. «Мы понятия не имели, что такое осаждение окружающей среды. Требуется спуститься туда и посмотреть на камни в масштабе зерна, найти расслоения, грязевые трещины и все остальное, что вы просто не можете сделать с орбиты. В частности ... следуя за водой и достигая обитаемости, вы не можете сделать это полностью по орбитальным данным ».
«Для меня, - говорит Кэлвин, - два больших открытия заключаются в том, что гематитовая сигнатура, обнаруженная на орбите, находится в этих шариках, и что мы нашли с Духом места, которые были в основном вулканическими жерлами с почти чистым кремнеземом». Последние находят, использование горячей воды, взаимодействующей со скалой, способствовало бы обитаемости - возможной жизнеобеспечивающей экосистеме на Марсе миллионы и миллионы лет назад, тень которой остается сегодня в виде шрамов и тонких подсказок, заложенных в скале.
Идти на расстоянии
Кремнезем был обнаружен случайно, случайный побочный эффект неисправного колеса на марсоходе Spirit. Колесо заклинило, и когда пять других колес потянули его вперед, в марсианской грязи высечен странный белый желоб. По словам Билла Нельсона, менеджера проекта MER, у обоих роверов были проблемы с одним и тем же колесом, как в повороте, так и в управлении. «На Спирит, правое переднее колесо не повернет, но будет рулить. По возможности, он повернет, но не будет рулить. Таким образом, мы представили извлеченные уроки НАСА, в которых говорилось, что мы должны начать отказываться от плохого шестого колеса и делать только пятиколесные роверы в будущем ».
После того, как отчет был рассмотрен, Нельсон говорит: «Вскоре мы обнаружили, что у НАСА нет измеримого чувства юмора».
Автопортрет Марса Исследователя Марсохода от НАСА показывает, что солнечные панели все еще светятся на марсианском солнце и несут лишь тонкий слой пыли через два года после того, как марсоход приземлился и начал исследовать красную планету. (NASA / JPL-Caltech / Cornell) Но, по словам главного инженера, даже колеса на ровере обеспечили ценную информацию о дисциплине террамеханики, которая является ключом к вождению на других планетах. «Это несколько эзотерическая область машиностроения, где вы изучаете взаимодействие между колесами и рельефом местности и то, как предметы встраиваются или смещаются, или как они движутся, скользят и так далее. Между нашим моделированием и опытом мы внесли реальный вклад ».
Возможность бросает длинную тень на все последующие марсоходы, устанавливая золотой стандарт инженерии JPL. Настроенные версии его программного обеспечения для мобильных устройств используются на роверах Curiosity и готовящемся Марсе 2020. Пятнадцать лет тщательных измерений марсианской пыли и ее эффектов будут неоценимы для будущих миссий. И еще есть долговечность ровера.
«Мы установили мировой рекорд по дистанции», - говорит Нельсон. «Мы прошли более 45 километров. Почти два года назад мы были победителями первого Марс-марафона, и я ожидаю, что мы удержим этот рекорд еще довольно долго. Я, честно говоря, не думаю, что у Curiosity есть большие надежды путешествовать почти так же далеко, как у нас, и не очень понятно, что Mars 2020 тоже будет ».
Пройденное расстояние стало научным множителем. «Это был ровер, который длился долгое время», - говорит Джон Каллас, менеджер проекта MER в JPL. «У НАСА было требование, чтобы для полного успеха миссии вам нужно было пройти не менее 600 метров. Таким образом, мы разработали эту роверную систему, чтобы пройти километр - и мы были на седьмом небе от счастья, чтобы иметь такую возможность на Марсе. Мы никогда не предполагали, что сможем пройти более 45 километров. Мы дошли до сих пор.
Эта сцена с панорамной камеры (Pancam) на Mars Exploration Rover Opportunity НАСА оглядывается назад к части западного края кратера Endeavour, по которой марсоход двигался в южном направлении летом 2014 года. (NASA / JPL-Caltech / Cornell Univ ./Arizona State Univ.) Кратер Орла, где приземлилась Возможность, геологически находится в Гесперианский Период - средний период истории Марса, примерно совпадающий с Архейским Эоном на Земле. В 2011 году марсоход Opportunity достиг кратера Endeavour, представляющего собой скалу периода Ноаха, где можно изучить древнейшую геологию на Марсе. Последние восемь лет были как бонусная миссия, практически третье транспортное средство во флоте MER. «В некотором смысле, - говорит Каллас, - пока мы ездили на этом марсоходе, мы смогли вернуться назад во времени и изучить гораздо более древнюю геологию».
Каллас говорит, что одним из величайших вкладов этой миссии является нематериальный вклад. Каждый день ученые и инженеры просыпаются и отправляются на работу на Марс. Каждый день узнается что-то новое, и Марс становится частью нашего мира. «До января 2004 года у нас были эти случайные визиты на Марс. Викинги высадились в семидесятых. Pathfinder в 1997 году. Мы попытались вернуться в 1999 году с Polar Lander. С MER мы не только посетили поверхность Марса, но и остались там. Каждый день новая информация о поверхности Марса поступает из какого-то поверхностного актива. Мы вступили в эру непрерывного, ежедневного исследования поверхности Марса ».
Пятнадцать лет эксплуатации без станции технического обслуживания были бы удивительным, успешным этапом для любого транспортного средства, не говоря уже о том, чтобы кататься в негостеприимных краях Марса. Рыжий, замерзший, мертвый мир, который приветствовал Возможность, полностью изменился в глазах земных. То, что когда-то было инертной луной, но красной, теперь является планетой, где вода когда-то текла свободно и в изобилии. Вопрос больше не был: Марс был влажным? Возможность «ровера» дала ученым возможность спросить: что-то плавало в этих водах и как мы можем это найти?
