Еще до того, как Mars Science Lander (MSL) приземлится, спускаясь со своего зависшего корабля-носителя, словно паук-младенец из ящика для яиц, первая из множества камер начнет записывать, снимать и хранить видео с посадочной площадкой в высоком разрешении.
Посадка MSL будет первым, говорит Фрэнк Паллукони, исследователь проекта MSL. После входа в атмосферу Марса, такую как «Викинг» и MER, но с потенциальной посадочной зоной примерно в четверть от размера, который он говорит, MSL покажет свои вещи. «Он завершает спуск до уровня в 33 метра или около того, где спускается транспортное средство, и опускает марсоход на тросе вниз на поверхность. К тому времени ровер уже установил свои колеса, поэтому он приземляется на свою мобильную систему. И тогда привязь обрезается, и этап спуска улетает и больше не используется. Это терпит крах. ”
В дополнение к очевидным преимуществам такой мягкой посадки зависание и падение привязи можно математически моделировать, в отличие от подушки безопасности, используемой для транспортных средств MER. Паллукони говорит, что привязной спуск также масштабируемый, тогда как гораздо меньшие MER расширяют возможности системы подушек безопасности.
Глаза на Марсе
Съемка начнется, как только теплозащитный экран упадет со ступени спуска MSL. Mars Descent Imager будет снимать видео в мегапиксельном разрешении, сравнимое с современными потребительскими цифровыми видеокамерами. Направленная прямо вниз, эта камера вначале обеспечит паутину обзор зоны приземления под очень широким углом и будет продолжать снимать, пока ровер не коснется Марса.
Посадочные видео будут переданы на Землю ровером, когда он станет полностью функциональным. Эта визуальная информация, показывающая зону приземления и ее окрестности в мельчайших деталях, а также тот факт, что марсоход приземлится на свои колеса без хитрой навигации по посадочной машине, позволит ученым проекта начать работу с марсоходом гораздо раньше.
Как только мачта ровера поднимется и все системы будут отключены, начнется настоящая работа. Как и в случае с MER, система с двумя глазами на мачте будет хорошо видна. MastCam, как спусковой имиджер и монтируемая на руку камера крупным планом, разрабатывается и строится Malin Space Science Systems в Сан-Диего, Калифорния. Все три используют одинаковые полноцветные подсистемы с высоким разрешением. MastCam использует базовую настройку двухкамерных камер MER, которая позволит ученым собирать трехмерные изображения и значительно улучшать их. MastCam оснащен двумя объективами с 10-кратным оптическим зумом, той же мощности, что и в обычных цифровых камерах на Земле. Это позволит камере делать не только широкоугольные панорамы, но и увеличивать изображение и фокусироваться на скалах размером с кулак в километре (0,6 мили).
MastCam также снимает видео высокой четкости, впервые для Марса. И фото, и видео будут записываться в полноцветном режиме, как и с помощью цифровых камер с землей. Кроме того, MastCam будет использовать различные специализированные фильтры. Несколько членов научной группы Malin Space Science Systems участвовали в разработке различных камер, в том числе режиссер Джеймс Кэмерон («Титаник», «Бездна», «Чужие»), соавтор исследовательской группы MastCam.
Сфотографировать, испарить, проанализировать
Мачта MSL также будет содержать уникальный гибридный оптический инструмент, никогда ранее не доставленный на Марс. Этот телескопический инструмент, получивший название ChemCam, делает крупные планы на расстоянии с полем зрения около 30 см (1 фут) на расстоянии 10 метров (33 фута). Но это только первый шаг для ChemCam. На втором шаге, напоминающем тепловые лучи, описанные в «Войне миров», мощный лазер будет фокусироваться через тот же телескоп на цели. Лазер может нагревать пятно диаметром около миллиметра (0,04 дюйма) почти до десяти тысяч градусов по Цельсию (18 тысяч градусов по Фаренгейту). Тепло уносит пыль, расщепляет молекулы, расщепляет молекулы и даже разбивает атомы в каменистой мишени.
В результате цель излучает искру света. ChemCam может анализировать спектр искры, определяя, какие элементы содержат углерод или кремний, например, мишень. Называемая лазерно-индуцированной спектроскопией пробоя, или LIBS, этот метод широко используется на Земле, но будет первым для Марса, говорит Роджер К. Венс, специалист по планетам в Лос-Аламосской национальной лаборатории и главный исследователь проекта ChemCam. «LIBS используется во многих аспектах на земле. Например, компания, которая производит алюминий, использует его для проверки состава алюминиевого сплава в расплавленном состоянии ».
Отправиться в космос - это другая история. В течение семи лет ChemCam будет делать MSL намного быстрее, чем MER при выборе целей, говорит Венс. «Марсоход Opportunity приземлился в небольшом кратере, и здесь перед нами сидел обнаженный камень, который мы впервые увидели на Марсе вблизи и лично. И это было менее десяти метров. [С помощью ChemCam] мы могли бы сразу проанализировать этот камень, прежде чем даже отогнать ровер с площадки, и сказать им, что прямо перед вами находится обнажение осадочного камня. Вместо этого потребовалось несколько дней, и они подъехали к скале и фактически взяли пробы с помощью контактных инструментов, прежде чем действительно определили, что это обнажение осадочных пород ». Благодаря своей большой оптической дальности, ChemCam может анализировать объекты вне досягаемости механического рычага ровера, даже над головой.
Кроме того, ChemCam сможет провести химический анализ небольших частей образцов горных пород, прежде чем они будут измельчены и транспортированы во внутренние аналитические инструменты MSL.
«Я думаю, что этот инструмент будет широко использоваться, - говорит Венс, - потому что мы можем быстро получить много данных. Итак, одна из замечательных вещей заключается в том, что мы можем получить гораздо большую базу данных образцов горных пород, чем некоторые из методов in-situ. Я думаю, что это будет захватывающий инструмент, чтобы строить и летать ».
Паллукони рассматривает MSL как промежуточный шаг между MER и прямым поиском жизни на Марсе. «Я бы расценил MSL как своего рода переходную миссию между более традиционными аспектами исследования планет, которые включают геологию и геофизику, и, в случае Марса из-за его атмосферы, климата и погоды, к тем в будущем, которые сделают прямые поиски жизни. Таким образом, общая цель MSL состоит в том, чтобы провести оценку обитаемости района, на котором автомобиль приземляется на Марсе ».
Ближайшее будущее
Поскольку только в декабре 2004 года НАСА решило, какой из многих научных инструментов, предложенных для MSL, будет действительно летать, все ученые, чьи проекты были выбраны, изо всех сил пытаются завершить работу над своими приборами. «Миссия находится в фазе A, которая является фазой определения, так что это действительно самая ранняя формальная фаза миссии», - говорит Паллукони. «В настоящее время основная работа в области науки заключается в том, чтобы выяснить, где разместить приборы на ровере, как удовлетворить их тепловые потребности, как обеспечить, чтобы у них были те поля зрения, которые им нужны, и чтобы выполнялись их другие требования. Конечно, сам автомобиль разрабатывается одновременно, а дизайн дорабатывается. Таким образом, предстоит проделать довольно много работы, и мы, вероятно, находимся примерно в одном году с предварительным обзором проекта, который запланирован на февраль 2009 года ».
Некоторые аспекты научной лаборатории Марса остаются в воздухе. Многие из научных инструментов MSL требуют много энергии. Предполагаемый источник этой энергии, радиоизотопный источник, требует одобрения президента, что лежит в будущем. А в марте 2005 года НАСА начало рассматривать возможность запуска двух роверов MSL в 2011 году вместо одного в 2009 году.
Источник: NASA Astrobiology Magazine
