Сьогодні виповнилося рівно двадцять років з моменту запуску марсохода Opportunity. Попри те, що згодом досконаліші ровери Curiosity та Persevarance перевершили багато з наукових досягнень Opportunity, він, як і раніше, залишається в пам’яті всіх любителів космонавтики як приклад неймовірної стійкості та наполегливості. З нагоди ювілею марсіанського дослідника, ми хочемо розповісти історію його дивовижної подорожі.
Програма Mars Exploration Rover
У 1997 році NASA висадила на Червону планету місію Mars Pathfinder. Крім посадкової платформи, до її складу також увійшов 15-кілограмовий колісний апарат Sojourner, який став першим в історії марсоходом.
При розрахунковому терміну служби в сім днів невеликий ровер пропрацював майже три місяці, проїхавши за цей час відстань приблизно в сто метрів. Sojourner довів, що самохідні апарати можуть цілком успішно займатися науковими дослідженнями, тим самим давши початок новому етапу в підкоренні Марса.
На хвилі цього успіху NASA розпочала розробку нової програми Mars Exploration Rover, яка передбачала вже повноцінне вивчення Червоної планети за допомогою двох однотипних марсоходів. Вони отримали назву Spirit і Opportunity. Їхнім основним завданням було вивчення осадових відкладень із метою підтвердження гіпотези, що в далекому минулому Марс мав повноцінну гідросферу, на його поверхні текли річки й існували постійні водойми.
Технічне влаштування Opportunity
Spirit і Opportunity мали практично ідентичну конструкцію. Вони були оснащені шістьма колесами. Їхня довжина становила 1,6 метра, ширина — 2,3 метра, висота — 1,5 метра, маса — 185 кг.
Наукове оснащення кожного марсохода включало набір камер, кілька змонтованих на маніпуляторі спектрометрів, а також невеликий бур і мікроскоп. Для отримання енергії використовувалися сонячні батареї.
Бортовий комп’ютер марсоходів був побудований на 32-бітному радіаційно-стійкому процесорі RAD6000, що працював на частоті 20 МГц. Він мав 128 мегабайтів оперативної пам’яті, а також 256 мегабайтів флеш-пам’яті.
Однією з ключових новинок місії стала система автоматичної навігації. Вона давала змогу роверам самостійно аналізувати прилеглу місцевість, після чого обирати найбезпечніший маршрут руху. Марсоходи також могли розпізнавати перешкоди на своєму шляху й ухилятися від них. Ця інновація дала їм можливість пересуватися на віддаленіші відстані, ніж під час ручної навігації з Землі.
Початок довгої подорожі
Марсохід Spirit був запущений 10 червня 2003 року. Opportunity вирушив до своєї цілі через місяць, 7 липня 2003 року. Для безпечної посадки роверів на Марс фахівці NASA використовували комбінацію з гальмівних і посадкових парашутів, а також двигунів і надувних подушок.
Opportunity здійснив посадку в кратері Ігл 25 січня 2004 року. Після вивчення ґрунту та зразків місцевих порід, він розпочав свою подорож. На той момент ніхто в NASA не підозрював, що вона виявиться такою довгою. Ровер був розрахований на 90 днів служби. У реальності ж він пропрацював у 56 разів більше.
Джерело: NASA/JPL-Caltech
Спочатку ровер рухався по Плато Меридіана, на своєму шляху відвідавши низку невеликих кратерів. До 2011 року він досяг вала 22-кілометрового ударного кратера Індевор і провів залишок своєї місії, займаючись його вивченням.
За роки служби Opportunity вивчив безліч каменів і зразків порід. Аналіз зібраних ним даних продемонстрував, що в них містяться мінерали, сформовані під впливом рідкої води. Ровер передав на Землю масу панорам навколишньої місцевості. Також йому вдалося знайти кілька метеоритів і зазнімкувати низку вельми цікавих атмосферних явищ. Серед них пилові смерчі, хмари, що періодично виникають на Марсі, а також транзити Фобоса та Деймоса диском Сонця.
Як ми вже зазначили, Opportunity був розрахований на номінальний термін служби в 90 днів. До початку місії фахівці припускали, що його сонячні панелі досить швидко покриються товстим шаром пилу. Це унеможливить подальше продовження роботи ровера. Але виявилося, що марсіанський вітер (особливо ті самі пилові смерчі) досить ефективно очищали панелі апарата. Це дозволило йому виробляти достатню кількість енергії.
Іншою причиною дивовижної довговічності ровера стала сприятлива місцевість і вдалий вибір фахівцями маршруту руху Opportunity. Що стосується його брата-близнюка Spirit, то 2009 року застрягши в невеликому заглибленні, прикритому соляною кіркою, він так і не зміг з нього вибратися. Через невдалий кут нахилу, апарат отримував недостатню кількість сонячного світла і його електроніка замерзла під час чергової зими.
Технічні проблеми місії
Жодна техніка не може працювати вічно. Особливо якщо йдеться про робота, який перебуває на поверхні іншої планети та позбавлений можливості будь-якого обслуговування чи ремонту.
Тому немає нічого дивного, що за роки служби Opportunity зіткнувся з низкою несправностей та збоїв. У нього вийшли з ладу обидва спектрометри й один з обігрівачів, виникли проблеми з флеш-пам’яттю та буром, а через ушкодження передньої пари коліс інженерам довелося використовувати тільки задні та середні колеса марсохода.
Але попри все це, Opportunity відмовлявся здаватися і його подорож тривала. У якийсь момент він, по суті, перетворився на випробувальну лабораторію, яка збирала дані про вплив Марса на його системи.
25 березня 2015 року NASA повідомила про те, що Opportunity проїхав 41 кілометр 195 метрів марсіанською поверхнею, тим самим ставши марафонцем. Для цього йому знадобилося 11 років і 2 місяці.
До початку 2018 року марсохід розпочав вивчення Долини Наполегливості — каналу, прорізаного потоками води, що стікали внутрішнім схилом валу кратера Індевор мільярди років тому. Багато планетологів передбачали в поточному році початок сезону пилових бур на Марсі. Але фахівці місії сподівалися, що Opportunity впорається з ними. Зрештою, у 2007 році ровер успішно пройшов через подібне випробування. На жаль, але цього разу, удача була не на його боці.
Загибель Opportunity
Як і передбачали вчені, на початку червня 2018 року на Марсі дійсно почалася глобальна пилова буря. Досить швидко стало зрозуміло, що за своїми масштабами вона набагато перевершить бурю 2007 року.
Вже до 6 червня небо над Opportunity настільки стало темним, що марсоходу перестало вистачати енергії для виконання наукових операцій і він був змушений перейти в режим виживання. 10 червня ровер передав, як стало зрозуміло пізніше, свій останній знімок.
На ньому зображено небо. Метою інженерів було визначити, наскільки сильно пилова буря вплинула на умови освітленості на поверхні Марса. Численні білі цятки, що потрапили на знімок — шуми камери, спричинені тим, що Opportunity зазнімкував дуже темне небо. За словами фахівців місії, у момент знімкування рівень освітленості становив 0,002% від звичайного значення. Спостерігачеві, який потрапив на Марс, здалося б, що настала суцільна темрява.
Згідно з «міською легендою», перед остаточною втратою зв’язку марсохід відправив на Землю повідомлення My battery is low and it’s getting dark («Заряд моїх батарей закінчується і стає темно»). Звісно, в реальності ровер не міг сказати нічого подібного. Водночас ця фраза доволі точно відповідає його останнім даним. Прозорість атмосфери знижувалася, через що кількість енергії, яка вироблялася сонячними батареями, зменшувалася доти, доки її стало недостатньо для продовження роботи.
Після завершення бурі, NASA зробила декілька спроб зв’язатися з Opportunity. Але ровер так і не вийшов на зв’язок. Вочевидь, через нестачу енергії його електроніка замерзла під час бурі. 13 лютого 2019 року NASA офіційно повідомила про завершення місії Opportunity.
Наукова спадщина та пам’ять про Opportunity
Opportunity залишив після себе дуже багату наукову спадщину. За більш ніж 14 років роботи він передав на Землю понад 217 тисяч знімків і проїхав 45,16 км поверхнею Червоної планети, встановивши досі так і не побитий рекорд. Зібрані ним дані істотно збагатили уявлення вчених про Марс і його минуле.
Дивовижна живучість Opportunity стала вирішальним фактором, що дав змогу NASA розпочати будівництво складніших марсоходів Curiosity та Perseverance. Цілком можна сказати, що ДНК ровера, як і раніше, живе в них.
Щоб вшанувати внесок апарата у справу вивчення Марса, на його честь був названий астероїд (39382) Opportunity. А 2022 року на Amazon Prime вийшов документальний фільм Good Night Oppy («На добраніч, Оппі»), присвячений історії створення марсохода та його неймовірної подорожі. Стрічка була створена за підтримки Лабораторії реактивного руху NASA та знаменитої Industrial Light & Magic. Вона отримала хороші відгуки як з боку критиків, так і глядачів.
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t. me/ustmagazine
