Оппортьюнити, Opportunity (МФА: [ˌɑː.pɚˈtuː.nə.ti]; в пер. с англ. «благоприятная возможность»), или MER-B (сокр. от Mars Exploration Rover — B') — второй марсоход космического агентства NASA из двух запущенных США в рамках проекта Mars Exploration Rover. Был выведен с помощью ракеты-носителя Дельта-2. На поверхность Марса опустился 25 января 2004 года тремя неделями позже первого марсохода Спирит, опустившегося на другой стороне планеты.^[5] Он находится на расстоянии 9600 км от места посадки первого аппарата, в районе плато Меридиана.

На сегодняшний день, Оппортьюнити продолжает эффективно функционировать, уже более чем в тридцать раз превысил запланированный срок в 90 дней, всё это время питаясь от солнечных батарей. Очистка солнечных панелей от пыли происходит за счёт естественного ветра Марса, что позволяет ему производить обширные геологические анализы марсианских пород, а также изучать рельеф планеты. В середине 2012 года продолжительность миссии достигла 3000 сол, что делает её самой продолжительной в истории Марса, тем самым побив рекорд в 2245 сол, установленный спускаемым аппаратом Викинг-1 в 1982 году.

Название марсоходу, в рамках традиционного конкурса НАСА, было дано 9-летней девочкой российского происхождения Софи Коллиз, родившейся в Сибири и удочерённой американской семьёй из Аризоны^[6].

Цели миссии

Основной задачей миссии было изучение осадочных пород, которые, как предполагалось, должны были образоваться в кратерах (Гусева, Эребус и смежных), где когда-то могло находиться озеро или море. Однако классические осадочные породы найдены не были, в кратере в основном встречались породы вулканического происхождения.

Перед миссией марсохода были поставлены следующие научные цели^[7]:

• Поиск и описание разнообразия горных пород и почв, которые свидетельствуют о прошлой водной активности планеты. В частности, поиск образцов с содержанием минералов, которые отлагались под воздействием осадков, выпарения, осаждения или гидротермальной активности.
• Определение распространения и состава минералов, горных пород и почв, которые окружают место посадки.
• Определить какие геологические процессы сформировали рельеф местности и химический состав. Эти процессы могут включать в себя водную или ветровую эрозию, отложение осадков, гидротермальные механизмы, вулканизм и образование кратеров.
• Проведение калибровки и проверки наблюдений за поверхностью, сделанных при помощи инструментов Марсианского разведывательного спутника. Это поможет определить точность и эффективность различных инструментов, которые используются для изучения марсианской геологии с орбиты.
• Поиск железосодержащих минералов, выявление и количественная оценка относительных величин по определённым типам минералов, которые содержат воду или были сформированы в воде, таких как железосодержащие карбонаты.
• Квалификация минералов и геологических текстур и определение процессов, которые их образовали.
• Поиск геологических причин, сформировавших те условия окружающей среды, которые существовали, когда на планете присутствовала жидкая вода. Оценка того, насколько данные условия были благотворны для жизни.

Конструкция

Автоматическая межпланетная станция проекта MER включает посадочный модуль и перелётный двигательный блок. Для разных этапов торможения в атмосфере Марса и посадки посадочный модуль обрамлён двумя коническими аэродинамическими щитами и имеет парашютную систему, ракетные двигатели и шаровидные воздушные подушки.

Марсоход имеет 6 колёс. Источником электроэнергии служат солнечные батареи мощностью до 140ватт^[8]. При массе в 185 кг аппарат оснащён буром, несколькими камерами, микроскопом и двумя спектрометрами, смонтированными на манипуляторе.^[9][10]

Поворотный механизм марсохода выполнен на основе сервоприводов. Такие приводы расположены на каждом из передних и задних колёс, средняя пара таких деталей не имеет. Поворот передних и задних колёс марсохода осуществляется при помощи электромоторов, действующих независимо от моторов, обеспечивающих перемещение аппарата.

Когда марсоходу необходимо повернуть, двигатели включаются и поворачивают колеса на нужный угол. Всё остальное время двигатели, наоборот, препятствуют повороту, чтобы аппарат не сбивался с курса из-за случайного движения колёс. Переключение режимов поворот-тормоз производится с помощью реле.

Также марсоход способен копать грунт, вращая одно из передних колес, сам оставаясь при этом неподвижным. Бортовой компьютер построен на процессоре RAD6000 с частотой 20 МГц, 128 МБ DRAM ОЗУ, 3 МБ EEPROM и 256 МБайт флэш-памяти^[4]. Рабочая температура робота от минус 40 до плюс 40 °C. Для работы при низких температурах используется радиоизотопный нагреватель, который может дополняться также электрическими нагревателями, когда это необходимо.^[11] Для теплоизоляции применяется аэрогель и золотая фольга.

Инструменты ровера:

• Панорамная Камера (Pancam) — помогает изучить структуру, цвет, минералогию местного ландшафта.
• Навигационная Камера (Navcam) — монохромная, с большим углом обзора, также камеры с более низким разрешением, для навигации и вождения.
• Миниатюрный Тепловой Эмиссионный Спектрометр (Mini-TES) — изучает скалы и почвы, для более подробного анализа, также определяет процессы, которые сформировали их.
• Hazcams, две B&W камеры с 120 градусным полем зрения, обеспечивающие дополнительные данные о состоянии ровера.

Манипулятор ровера содержит следующие инструменты:

• Миниатюризованный Мессбауэровский Спектрометр (MB) MIMOS II — проводит исследования минералогии железосодержащих пород и почв.
• Альфа-Протон-Рентгеновский Спектрометр (APXS) — анализ химического состава скал и почв.
• Магниты — сбор магнитных частиц пыли.
• Microscopic Imager (MI) — получает увеличенные изображения марсианской поверхности в высоком разрешении, своеобразный микроскоп.
• Горный Инструмент Сверления (RAT) — мощный бур, способный сделать отверстие диаметром 45 мм, глубиной 5 мм на скальной поверхности. RAT расположен на манипуляторе ровера, вес — 720 грамм.

Разрешение камер 1024x1024 пикселей. Полученные данные сохраняются со сжатием ICER для последующей передачи.

Обзор миссии

Основная миссия Оппортьюнити состояла в том, чтобы марсоход продержался 90 сол (92,5 дня), проводя исследования Марса. Миссия получила несколько расширений и продолжается уже в течение 3178 дней с момента посадки.

В процессе посадки марсоход, случайно, попал в кратер посреди плоской равнины. Оппортьюнити успешно исследовал почву и образцы горных пород, передал панорамные фотографии кратера Игл (Eagle). Полученные данные позволили ученым НАСА сделать предположения о наличии гематита, а также о присутствии в прошлом воды на поверхности Марса. После этого марсоход отправился на изучение кратера Выносливость (Endurance), который ровер исследовал с июня по декабрь 2004 года. Впоследствии, Оппортьюнити обнаружил на поверхности Марса неповрежденный метеорит, известный как Heat Shield Rock.

С конца апреля по июнь 2005 года Оппортьюнити не передвигался, так как застрял в дюне несколькими колесами. Чтобы извлечь ровер с минимальным риском, за 6 недель было выполнено моделирование местности. Успешное маневрирование по несколько сантиметров за день в конечном итоге освободило ровер, который возобновил своё путешествие.

Оппортьюнити был отправлен в южном направлении к кратеру Эребус, большому, мелкому, частично засыпанному песком кратеру. После этого ровер направился на юг в сторону кратера Виктория. В период с октября 2005 года по март 2006 года аппарат испытывал некоторые механические проблемы со своим манипулятором.

В конце сентября 2006 года, Оппортьюнити достиг кратера Виктория и исследовал его вдоль края, двигаясь по часовой стрелке. В июне 2007 года он вернулся в Утиный залив, то есть в его исходную точку прибытия. В сентябре 2007 года ровер вошёл в кратер, чтобы начать детальное изучение. В августе 2008 года Оппортьюнити оставил кратер Виктория, направившись к кратеру Индевор, которого достиг 9 августа 2011 года.^[12]

Общее количество пройденного пути на 28 августа 2012 (3056 сол) составляет 35,017.33 метра (21,76 миль)^[13].

• Посадочная платформа Оппортьюнити, MRO (29 ноября 2006 года).

• Парашют и капсула Оппортьюнити, MRO (29 ноября 2006 года).

• Теплозащитный экран Оппортьюнити, MRO (29 ноября 2006 года).

События

2004

Посадка в кратер Eagle

Оппортьюнити приземлился на плато Меридиана в -1.95, 354.471° ю. ш. 354° в. д. / 1.95° ю. ш. 354.47° в. д. ^(G) (O), приблизительно 25 км от его намеченной цели.^[14] Хотя плато Меридиана — плоская равнина без горных областей, несмотря на это Оппортьюнити остановился в кратере Игл, кратер 22 метра в диаметре, ровер был приблизительно в 10 метрах от края кратера.^[14] Учёные NASA были взволнованы приземлением в кратере, что они назвали приземление «в одну дыру»; однако, они не стремились к кратеру (даже не знали, что он существует). Позже, кратер назвали кратером Eagle, а посадочную площадку «Мемориальная Станция Челленджера». Это было самой тёмной посадочной площадкой, которую когда-либо посещал космический корабль на Марсе. Это было бы за две недели до того, как Оппортьюнити смог лучше рассмотреть в его окрестности.

Учёные были заинтригованы изобилием обнажённых горных пород, рассеянных всюду по кратеру, так же и по почве кратера, которая, казалось, была смесью грубого красновато-серого «зерна». Этот кадр с необычным горным обнажением рядом Оппортьюнити был захвачен панорамной камерой ровера. Учёные полагают, что на фото слоистые скалы — залежи вулканического пепла или отложения, созданные ветром или водой. Этим отложениям дали имя Выступ Оппортьюнити.

Геологи сказали, что некоторые слои — не толще пальца — указывают на то, что скалы, вероятно, созданы из отложений, которые порождены водным путём или от ветра, или от падающего вулканического пепла. «Нам необходимо различать эти две гипотезы», сказал доктор Эндрю Нолл из Гарвардского университета, Кембриджа, члена научной команды марсохода Оппортьюнити и его близнеца, Спирита. Если скалы осадочные, то вода — более вероятный источник, чем ветер, сказал он.^[15]

Эти слоистые скалы в высоту только 10 сантиметров (4 дюйма) и, как думают, являются или залежами вулканического пепла или отложениями, которые созданы водным путём или ветром. Слои — очень тонкие, всего несколько миллиметров толщиной в некоторых случаях.

«Выступ Оппортьюнити»

На 15 сол Оппортьюнити сделал фото скалы «Каменная гора» в области обнажения кратера, ставя предположение, что камень состоит из очень мелких зерен или пыли, в отличие от земного песчаника, у которого уплотнённый песок с довольно крупными зернами. В процессе выветривания и эрозии слоёв этой породы они казались тёмными пятнами.^[16]

Фото, полученные 10 февраля (на 16 сол миссии), показали, что тонкие слои в скале сходятся и расходятся под малыми углами. Предполагается, что некоторые «текущее движение», такие как вулканический поток, ветер, вода. Открытие этих слоёв было значимым для учёных, которые планировали эту миссию, как проверку «гипотезы о воде».

Обнажение «Эль-Капитан»

19 февраля исследование «Выступа Оппортьюнити» было объявлено ​​успешным. Для дальнейшего исследования было выбрано обнажение горных пород, чьи верхние и нижние слои различались вследствие выветривания пород. Это обнажение, около 10 см (4 дюймов) в высоту, было названо «Эль-Капитан» в честь горы в штате Техас.^[17] Оппортьюнити достиг «Эль-Капитан» на 27 сол миссии и передал первое изображение скалы с помощью панорамной камеры.

На 30 сол Оппортьюнити впервые использовал свой инструмент сверления (RAT) для того, чтобы исследовать скалы вокруг «Эль-Капитан». Изображение в правой части показывает скалу после бурения, процесс очистки отверстия был завершен.

На пресс-конференции 2 марта 2004 года учёные обсудили полученные данные о составе пород, а также доказательства о наличии жидкой воды во время их образования. Они представили следующие объяснение небольших вытянутых пустот в скале, которые видно на поверхности после бурения (см. последние два изображения ниже).^[18]

Эти пустые карманы в породе известны геологам как «Пустоты» (Vugs). Пустоты образуются, когда кристаллы, формируясь в горной породе, выветриваются посредством эрозийных процессов. Некоторые из таких пустот на картинке похожи на диски, что соответствует определённым типам кристаллов, в-основном, сульфатам.

Кроме того, учёные получили первые данные от Мессбауэровского Спектрометра MIMOS II. Так, спектральный анализ железа, содержащегося в скале «Эль-Капитан», выявил наличие минерала ярозита. Этот минерал содержит ионы гидроксида, что указывает на наличие воды во время формирования породы. Анализ с помощью Миниатюрного Теплового Спектрометра Эмиссии (Mini-TES) показал, что порода содержит значительное количество сульфатов.

• Обнажение горных пород под микроскопом.

• Тонкие пласты горных пород, не все параллельны друг другу.

• Отверстие в скале, сделанное с помощью RAT.

• Пустоты в скале.

Оппортьюнити выкапывает траншею

Ровер выкапывал траншею, маневрируя назад и вперёд правым передним колесом, в то время как другие колеса не двигались, держа ровер в месте. Ровер продвинулся немного вперёд, чтобы расширить траншею. «Мы проявили терпение и тщательно подошли к выкапыванию», — сказал Бисиэдеки. Процесс длился 22 минуты.

Траншея, выкопаная ровером стала первой в истории Марса, составляет приблизительно 50 сантиметров в длину и 10 сантиметров в глубину. «Намного глубже, чем я ожидал», — сказал доктор Роб Салливан из Корнелльского университета, Итака, штат Нью-Йорк, научный член команды, работающей в тесном сотрудничестве с инженерами над задачей выкапывания траншеи.^[19]

Две особенности, которые привлекли внимание учёных: запёкшаяся структура почвы в верхней части траншеи, схожая по яркости почва находящиеся на поверхности и в вырытой траншее, сказал Салливан.

Осматривая стенки траншеи, Оппортьюнити нашёл несколько вещей, которых раньше не замечал, в том числе и круглые блестящие камешки. Почва была настолько мелкозернистая, что микроскоп марсохода не смог сделать фото отдельных частиц.

«Что снизу, то непосредственно на поверхности»,^[20] — сказал доктор Альберт Янь, научный член команды ровера из Лаборатории реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния.

Кратер Выносливость

20 апреля 2004 года, на 95 сол миссии, Оппортьюнити достиг кратера Выносливость, состоящего из нескольких слоёв горных пород.^[21] В мае марсоход объехал кратер, выполнив наблюдения с помощью мини-ТЭС, передав панорамные снимки кратера. Скала «Камень Льва» была изучена марсоходом на 107 сол^[22] и по составу оказалась близка к слоям, найденным в кратере Eagle.

4 июня 2004 года члены миссии заявили о своем намерении спустить Оппортьюнити в кратер Выносливость, даже если не будет возможности выбраться обратно, с целью изучить слои горных пород, видимые на панораме кратера. «Это — решающее и очень важное решение для миссии Mars Exploration Rovers», — сказал доктор Эдвард Вейлер, помощник администратора НАСА по космическим исследованиям.^[23]

Спуск Оппортьюнити в кратер начался 8 июня (133 сол).^[24] Было установлено, что степень наклона боковых стенок кратера не является непреодолимым препятствием, более того, у ровера оставался запас в 18 градусов. В 134-й, 135-й и 137-ой сол (12, 13 и 15 июня) ровер продолжал спускаться в кратер. Хотя некоторые из колёс проскальзывали, было установлено, что проскальзывание колёс возможно даже при угле наклона менее 30 градусов.

Во время спуска были замечены тонкие облака, похожие на земные.

Оппортьюнити провел примерно 180 сол внутри кратера, прежде чем выбрался из него в середине декабря 2004 года (315 сол).^[25]

2005

Метеорит Heat Shield Rock

После выхода из кратера Выносливость в январе 2005 года Оппортьюнити выполнил осмотр своего теплозащитного экрана, защищавший ровер при входе в атмосферу Марса. Во время осмотра, на 345 сол миссии, за экраном был замечен подозрительный объект. Вскоре выяснилось, что это метеорит. Его назвали Heat Shield Rock (англ. «Камень Теплового Щита»)^[26] — это был первый метеорит, найденый на другой планете.

После 25 сол наблюдения Оппортьюнити направился на юг к кратеру под именем Араго, находящийся в 300 м от марсохода.^[27]

Южный транзит

Роверу было приказано вырыть траншею на широкой равнине плато Меридиана. Её исследование продолжилась с 366 сол до 373 сол (10 февраля, 2005 года). Затем ровер миновал кратеры «Элвин» и «Джейсон», и на 387 сол достиг «кратеров-тройняшек» на пути к кратеру Восток. Во время пути Оппортьюнити установил рекорд по расстоянию, пройденному за 1 день — 177,5 метров (19 февраля 2005 года). На 389 сол миссии (26 февраля 2005 года) марсоход подошёл к одному из трёх кратеров, названному Натуралист. На 392 сол скала под названием «Нормандия» была выбрана целью для дальнейших исследований, марсоход изучал скалу до 395 сол.

Оппортьюнити достиг кратера Восток на 399 сол; кратер был заполнен песком и интереса для миссии не представлял. Роверу была дана команда ехать юг для поиска более интересной информации.

20 марта 2005 года (410 сол) Оппортьюнити установил очередной рекорд по пройденному расстоянию за 1 день — 220 метров.^[28][29][30]

Застрял в песке

В период с 26 апреля 2005 года (446 сол) по 4 июня 2005 года (484 сол) Оппортьюнити застрял в песчаной дюне Марса.

Проблема началась 26 апреля 2005 года (446 сол), когда Оппортьюнити случайно зарылся в песчаной дюне. Инженеры сообщили, что на снимках видно, как четыре боковых колеса закопались больше, так как ровер попытался подняться на дюну, которая приблизительно 30 сантиметров в высоту. Дюна была названа — «Чистилище», название ей дали инженеры ровера.

Положение ровера в дюне было смоделированно на Земле, не рискуя осложнить ситуацию и не допустить полного застревания марсохода в песке, он был временно обездвижен. После различных испытаний с двойником Оппортьюнити на Земле, была созданна стратегия по спасению марсохода. Ровер двигали на месте начиная с 13 мая 2005 года (463 сол) лишь по несколько сантиметров вперёд для того, чтобы члены миссии могли оценить ситуацию исходя из полученных результатов.

В 465 и 466 сол были выполнены ещё несколько манёвров, с каждым из которых марсоход продвигался на пару сантиметров. Наконец, последний манёвр был успешно завершен, и 4 июня 2005 года (484 сол) все шесть колес Оппортьюнити выбрались на твёрдую почву. После выхода из «Чистилища» на 498 сол и 510 сол Оппортьюнити начал продвижениев сторону кратера Эребус.

Кратер Эребус

В период с октября 2005 года по март 2006 года Оппортьюнити изучал кратер Эребус — большой, неглубокий, частично засыпанный почвой кратер. Это была остановка по пути к кратеру Виктория.

Новая программа, измеряющая процент скольжения всех колёс, не позволила роверу снова застрять. Благодаря ей ровер смог избежать песчаной ловушки на 603 сол. Программное обеспечение остановило двигатель, когда процент скольжения достиг 44,5 %.^[31]

На 628 сол (3 ноября 2005 года) Оппортьюнити проснулся посреди песчаной бури, которая длилась три дня. Ровер мог двигаться, предохранительный режим защиты от песчаных бурь был включён, но аппарат не мог получить изображение движения. Через три недели, ветер сдул пыль с солнечных батарей, после чего они вырабатывали приблизительно 720 Вт*час (80 % от макс.). На 649 сол (1 декабря 2005 года) было обнаружено, что остановился мотор отвечающий за свёртывание манипулятора во время движения. Решение проблемы заняло почти две недели. Сначала манипулятор убирали только во время движения и вытягивали ночью, чтобы воспрепятствовать окончательному застреванию манипулятора. Затем инженеры оставили манипулятор всегда вытянутым, так как возрос риск того, что он застрянет в свёрнутом положении и станет полностью не пригодным для исследований.

Оппортьюнити наблюдал многочисленные выходы горных пород вокруг кратера Эребус. Также работал с космическим аппаратом Mars Express Европейского космического агентства используя Миниатюрный Тепловой Эмиссионный Спектрометр (Mini-TES) и Панорамную камеру (Pancam), передал изображение Фобоса, проходящего через солнечный диск. На 760 сол (22 марта 2006 года), Оппортьюнити начал путь к своей следующей точке назначения, кратеру Виктория, которого достиг в сентябре 2006 года (951 сол)^[32] и изучал его вплоть до августа 2008 года (1630—1634 сол).^[33]

Проблемы с манипулятором

25 января 2004 года (2 сол) у Оппортьюнити начались проблемы с манипулятором. На второй день инженеры ровера обнаружили, что обогреватель, находящийся в суставе манипулятора, отвечащюий за его управлнние из стороны в сторону, вышел из строя в режиме «Включено». Детальное исследование показало, что реле, скорее всего, вышло из строя во время сборки на Земле. К счастью для Оппортьюнити, у него имелся встроенный предохранительный механизм, работающий по принципу термостата, его основная задача была предохронять манипулятор от перегрева. Когда сустав поворотного плеча, также известный как двигатель щарнира, становился слишком горячим, термостат срабатывал, автоматически разворачивал манипулятор и временно отключал обогреватель. Когда рука остывала, термостат давал команду на складывание манипулятора. В результате, обогреватель оставался включён ночью, а днём отключался.

Механизм безопасности Оппортьюнити работал до тех пор, пока не приблизилась первая марсианская зима. Солнце стало находится низко над горизонтом, и уровень вырабатываемой энергии снизился, стало ясно, что Оппортьюнити будет не в силах держать обогреватель включённым всю ночь. 28 мая 2004 года (122 сол) операторы ровера приступили к плану «Глубокий сон» во время которого Оппортьюнити обесточивал обогреватель манипулятора ночью. На следующее утро, с восходом Солнца, сонечные батареи автоматически включались, сустав манипулятора разогревался, тем самым начиная функционировать. Таким образом, суставу руки было очень жарко днём ​​и очень холодно ночью. Такие сильные перепады температур изнашивают шарнир сустава быстрее, и это изнашивание происходило каждый сол.

Данная стратегия работала до 25 ноября 2005 года (654 сол), когда двигатель шарнира остановился. На следующий сол операторы ровера попытались совершить предыдущую стратегию снова и шарнир заработал. Было установленно, что двигатель шарнира тормозил, вследствие повреждения экстремальными перепадами температур, их он испытывал во время фаз глубокого сна. В качестве мер предосторожности они стали держать манипулятор впереди ровера, в ночное время, вместо хранения его под корпусом, где в случае поломки шарнира двигателя манипулятор может стать полностью недееспособным для иссоелований. Им пришлось складывать манипулятор только во время движения и раскладывать его сразу же после остановки.

14 апреля 2008 года (1501 сол) неполадки приобрели более серьёзный характер, когда двигатель отвечающий за развертвывание манипулятора, внезапно заглох, причём намного быстрее, нежели чем раньше. Инженеры провели тестирование в течение дня, для того, чтобы измерить электрическое напряжение. Замерия напряжение они обнаружили, что напряжение в двигателе было низким, когда сустав руки был разогрелся — утром, после Глубокого сна, после того, как обогреватель проработал в течение нескольких часов, и перед тем, как T-стат включили, они решили попытаться развернуть руку ещё раз.

14 мая 2008 года в 8:30 UTC (1531 сол), инженеры направили больше тока в шарнир двигателя для переставления манипулятора в переднюю часть марсохода. Это сработало.

Скорее всего, Оппортьюнити никогда не сложит манипулятор, но инженеры разработали план по управлению марсоходом и в таком состоянии.^[34]

2006

22 марта 2006 года (760 сол), Оппортьюнити оставил кратер Эребус и начал путешествие к кратеру Виктория, которого достиг в сентябре 2006 года (951 сол).^[32] Опортьюнити исследовал кратер Виктория до августа 2008 года (1630—1634 сол).^[33]

Кратер Виктория

Кратер Виктория — массивный кратер примерно в 7 километрах от места посадки марсохода. Диаметр кратера Виктория в шесть раз больше, чем диаметр кратера Выносливость (Endurance). Учёные считают, что обнажение горных пород вдоль стенок кратера даст более подробную информацию о геологической истории Марса, если ровер продержится достаточно долго, чтобы исследовать его.

26 сентября 2006 года (951 сол) Оппортьюнити достиг кратера Виктория^[35] и передал первую панораму кратера, в том числе и панораму дюны, которая находится на дне кратера. Mars Reconnaissance Orbiter сфотографировал Оппортьюнити на краю кратера.^[36]

2007

Обновление программного обеспечения

4 января 2007 года, в третью годовщину посадки, было обновлено программное обеспечение бортовых компьютеров обоих марсоходов. Марсоходы научились принимать решение, когда требуется передать изображение на Землю, а когда протянуть манимулятор для исследования камней, что позволило сэкономить время учёных, до этого фильтрующих сотни изображений самостоятельно.^[37]

Очистка солнечных батарей

Очистка произошла 20 апреля 2007 года (1151 сол), энергия вырабатываемая солнечными батареями Оппортьюнити возросла до 800 Вт*час за 1 сол. 4 мая 2007 года (1164 сол) поток солнечной энергии достиг максимума — свыше 4.0 ампер, такого не было с начала миссии (10 февраля 2004 года, 18 сол).^[38] Появление обширных пылевых бурь на Марсе, начиная с середины 2007 года, снизило уровень вырабатываемой энергии до 280 Вт*час.^[39]

Пыльный шторм

К концу июня 2007 года, пыльные бури начали закрывать Марсианскую атмосферу пылью. Пыльная буря усилилась, и 20 июля, как у Оппортьюнити, так и у Спирита появилась реальная возможность выйти из строя из-за отсутствия солнечного света, необходимого для выработки энергии. НАСА распространило сообщение для прессы, в котором говорилось: (частично) «Мы верим в наши роверы и надеемся, что они переживут этот шторм, хотя они и не разрабатывались для таких условий».^[40] Основная проблема заключалась в том, что пылевая буря резко снизила поступление солнечного света. В атмосфере Марса находится так много пыли, что она блокирует 99 % прямых солнечных лучей, которые должны падать на солнечные панели. Марсоход Спирит, который работает на другой стороне Марса, получал немного больше света, чем его близнец Оппортьюнити.

Обычно солнечные батареи на роверах вырабатывают около 700 Вт*час энергии в день. Во время бури они вырабатывали значительно меньше энергии — 150 Вт*час в день. Из-за недостатка энергии роверы начали терять заряд аккумуляторов. Если аккумуляторы иссякнут, то основное оборудование, скорее всего выйдет из строя, из-за сильного холода. 18 июля 2007 года солнечные панели марсохода генерируют только 128 Вт*час энергии — это самый низкий показатель за всю историю. С Оппортьюнити общаются только раз в три дня для экономии энергии марсохода.

Пыльные бури продолжались до конца июля, а в конце месяца НАСА объявило, что марсоходы даже при очень низком энергопотреблении, едва получают достаточно света, чтобы выжить. Температура в блоке электроники Оппортьюнити продолжала падать. При малой энергии марсоход может передавать ошибочные данные, чтобы избежать этого инженеры переключили марсоход в спящий режим, а затем проверяли его каждый сол, определяя, накопилось ли достаточное количество энергии, чтобы он проснулся и начал поддерживать постоянную связь с Землёй. Если нет достаточного количества энергии, он будет спать. В зависимости от погодных условий Оппортьюнити может спать в течение нескольких дней, недель или даже месяцев, все это время пытаясь зарядить свои аккумуляторы.^[41] С таким количеством солнечного света, вполне возможно, что марсоход никогда не проснётся.

С 7 августа 2007 года буря начала ослабевать. Уровень вырабатывания энергии по-прежнему был низкий, но его было уже достаточно для того, чтобы Оппортьюнити начал делать и передавать изображения.^[42] 21 августа уровень запыления по-прежнему снижался, аккумуляторы были полностью заряжены и впервые с того момента, как начались пыльные бури, Оппортьюнити был в состоянии передвигаться.^[43]

Утиный залив

Оппортьюнити прибыл к месту под названием Утиный залив 11 сентября 2007 года, а затем поехал назад, чтобы проверить свою тягу на склоне кратера Виктория.^[44] 13 сентября 2007 года он возвратился к нему, чтобы начать детальное исследование внутреннего склона, изучив состав пород в верхних частях Утиного залива, мыса Кабо-Верде.

• Кратер Виктория (HiRISE)

• Оппортьюнити на краю кратера Виктория, изображение сделал MRO (3 октября, 2006 года)

• Оппортьюнити на краю кратера Виктория, фото аппарата MRO (29 ноября 2006 года)

• Следы от колёс Оппортьюнити (HiRISE). Белыми точками обозначены места, где марсоход выполнял научные исследования. (Июнь 2007 год)

2008

Выход из кратера Виктория

Ровер покидал кратер Виктория в период с 24 по 28 августа 2008 года (1630—1634 сол),^[33] после этого у марсохода появились проблема, похожая на ту, что вывела из строя правое переднее колесо у его двойника — марсохода Спирит. Попутно, ровер будет изучать камни под названием «Темные булыжники» находящиеся на плато Меридиана, во время поездки к кратеру Индевор.^[45]

Следующая цель — кратер Индевор

Кратер Индевор — 22 километра в диаметре, находится в 12 километрах к юго-востоку от кратера Виктория.^[46] Операторы ровера вычислили, что это расстояние могло быть преодолено марсоходом приблизительно через два года.^[46] Учёные ожидают увидеть более древний пласт горной породы в кратере Индевор, чем в предыдущем.^[46] Открытие нового минерала — Phyllosilicate имеющийся на стенках кратера Индевор, отнесли к горному типу, который более благоприятен к зарождению жизни, чем в других минералах, обнаруженных ровером.^[47]

Солнечное противостояние

Во время Солнечного противостояния, когда на одной линии с Солнцем находятся Марс и Земля, общение с марсоходом будет не возможным с 29 ноября 2008 года и до 13 декабря 2008 года. За это время планируется, что Оппортьюнити будет использовать Мессбауэровский спектрометр для изучения горного обнажения под названием «Санторини».^[48]

2009

7 марта 2009 года (1820 сол) Оппортьюнити увидел край кратера Индевор проехав около 3,2 км из 18 км, поскольку ровер оставил кратер Виктория в августе 2008 года.^[49][50] Оппортьюнити также видел кратер Iazu, до которого примерно 38 километров и в диаметре составляет примерно 7 километров.^[50]

7 апреля 2009 года (1850 сол) солнечные батареи Оппортьюнити генерировали 515 Вт*час энергии, после того как ветер сдул пыль с солнечных панелей, их производительность увеличилась примерно на 40 %.^[51] С 16 по 22 апреля (с 1859 по 1865 сол) Оппортьюнити сделал несколько манёвров, и в течение недели проехал 478 метров.^[52] Двигатель правого переднего колеса, который давал сбои, отдохнул в то время, как Оппортьюнити изучал горное обнажение под названием «Пенрин», напряжение в двигателе приблизилось к нормальному уровню.^{[51][52][53][54][55][56]}

18 июля 2009 года (1950 сол), Оппортьюнити заметил тёмный камень, находящийся в противоположном направлении от ровера, направившись к камню, он достиг его 28 июля (1959 сол).^[57] В процессе изучения выяснилось, что камень оказался метеоритом, и был назван Block Island. Опортьюнити простоял до 12 сентября 2009 года (2004 сол), исследуя метеорит, прежде чем возвратился своей цели — доехать до кратера Индевор.^[58]

Его поездка была прервана на 2022 сол (1 октября 2009 года) находкой другого метеорита, 0,5-метровый экземпляр назвали Shelter Island,^[59] ровер изучал его до 2034 сол (13-14 октября 2009). Обнаружив ещё один метеорит — Mackinac Island, марсоход отправился к нему и достиг его через 4 сол, 2038 сол (17 октября 2009 года). Ровер быстро осмотрел метеорит, не став его исследовать, возобновил поездку к кратеру.^[60]

10 ноября 2009 года (2061 сол) ровер достиг камня, названного Marquette Island.^[61] Его изучение проводилось до 12 января 2010 года (2122 сол),^[62] поскольку учёные имели разные мнения о его происхождении, они выяснили, что камень появился из-за извержения вулкана, в то время, когда Марс был ещё геологически активен, но камень не являлся метеоритом, как считали ранее.^[63]

• 18 июля 2009 года Оппортьюнити осматривал тёмный камень странной формы, который позже оказался метеоритом.

• Оппортьюнити готовится осмотреть необычный камень, названный Block Island. Это самый крупный метеорит найденый ровером на Марсе.

• Оппортьюнити сделал фото камня, названного Marquette Island, когда он подошёл к камню для исследований, выяснилось, что камень был выброшен вулканом, из недр Марса, и не был метеоритом.

• Оппортьюнити покидает кратер Виктория, и отправляется к кратеру Индевор.

2010

28 января 2010 года (2138 сол) Оппортьюнити достиг кратера Консепсьон.^[64] Оппортьюнити успешно исследовал 10 метровый кратер, и продолжил своё движение к кратеру Индевор. Выработка энергии изменилась приблизительно с 305 Вт*час, к 270 Вт*час в течение этого периода.^[64]

5 мая 2010 года, из-за потенциально опасных областей на пути между кратером Викторией и кратером Индевор, где ровер может вновь застрять, операторы изменили маршрут, расстояние было увеличено, и марсоходу нужно проехать 19 километров, чтобы достичь его. ^[65]

19 мая 2010 года, миссия Оппортьюнити достигла 2246 сол, побив рекорд в 2245 сол, установленный спускаемым аппаратом Викинг-1 в 1982 году.^[66]

8 сентября 2010 года, было объявлено, что Оппортьюнити проехал половину всего пути, до кратера Индевор.^[67]

В ноябре марсоход провёл несколько дней изучая 20-метровый кратер Intrepid, который лежал на пути к кратеру Индевор. 14 ноября 2010 года (2420 сол) одометрия Оппортьюнити достигла 25 км — это расстояние, которое ровер проехал за всю миссию начиная с 1 сол по 2420 сол. Выработка солнечной энергии в октябре и ноябре составляла приблизительно 600 Вт*час.^[68]

Кратер Санта-Мария

15 декабря 2010 года (2450 сол) марсоход прибыл к кратеру Санта-Мария проведя несколько недель исследуя 90 метровый кратер.^[69] Результаты Оппортьюнити по исследованию кратера были аналогичны с исследованиям, сделанными космическим аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter с помощью спектрометра CRISM.^[69] CRISM обнаружил залежи минеральных вод в кратере, а марсоход помог в дальнейших их исследованиях.^[69] Оппортьюнити проехал больше расстояние потому, что Марсианский год (который составляет приблизительно 2 Земных года), больше Земного, а в следствие на Марсе меньше зим, при которых ровер стоит на месте.^[69]

2011

Когда Оппортьюнити прибыл к кратеру Санта-Мария, операторы ровера «припарковали» его на Юго-Восточную часть кратера, для сбора данных.^[70] Они также подготовились к двухнедельному Солнечному соединению, которое наступило в конце января. В этот период Солнце будет ровно между Землёй и Марсом, и связи с марсоходом не будет 14 дней. В конце марта Оппортьюнити начал 6.5-километровую поездку от кратера Сан-Мария, к кратеру Индевор. 1 июня, общее расстояние пройденное марсоходом составило 30 километров (более чем в 50 раз больше планируемого).^[70][71] Две недели спустя, 17 июля 2011 года (2658 сол), Оппортьюнити проехал 20 миль по поверхности Марса.^[72]

На 2700 сол (29 августа 2011 года), Оппортьюнити продолжал эффективно функционировать, это в 30 раз дольше, чем его запланированная миссия в 90 сол. Когда ветер сдул пыль с солнечных батарей, и очистил их, ровер смог выполнять обширные геологические исследования Марсианских пород и изучать планетарные особенности поверхности Марса, своими инструментами.^[73]

Прибытие к кратеру Индевор

9 августа 2011 года, преодолев за 3 года 13 километров от кратера Виктория, Оппортьюнити прибыл к кратеру Индевор, прозванному Пункт Спирита в честь близнеца марсохода Оппортьюнити.^[74] Ширина кратера 23 км. Кратер был выбран учёными для изучения более древних горных пород и глинистых минералов, которые могли образоваться в присутствии воды. Заместитель научного руководителя ровера, Рей Арвидсон, заявил, что ровер не будет работать внутри кратера Индевор, так как там, вероятно, содержатся только материалы, уже наблюдаемые ранее. Скалы на краю кратера более старые, чем ранее изученные Оппортьюнити. «Я думаю, что будет лучше водить ровер вокруг края кратера», — сказал Арвидсон.^[75]

После прибытия к кратеру Индевор Оппортьюнити обнаружил новые марсианские явления, ранее не наблюдаемые. На 2694 сол (22 августа 2011 года) ровер начал исследовать большой кусок камня, образовавшийся в ходе извержения вулкана, названный — Тисдейл 2. «Он отличается от любых других камней, когда-либо обнаруженных на Марсе», — сказал Стив Скваерс, научный руководитель Оппортьюнити в Корнелльском университете, Итака, штат Нью-Йорк. "Он содержит состав, подобный некоторым вулканическим породам, но в нём намного больше цинка и брома, чем в обычной скале. Мы получили подтверждение, что все достижения кратера Индевор эквивалентны удаче Оппортьюнити при приземлении, когда ровер случайно остановился в кратере с обнажёнными горными породами.^[76]

• Западный край кратера Индевор

• Пункт Спирита в кратере Индевор

• Оппортьюнити исследует камень Тисдейл 2

• Гипсовая жила "Homestake"

В начале декабря Оппортьюнити проанализировал горное формирование под названием Homestake, из чего сделал вывод, что оно состоит из гипса. С помощью трёх инструментов марсохода — Microsopic Imager, Альфа-Протон-Рентгеновского Спектрометра (APXS) и фильтров Панорамной камеры — определили, что в состав месторождения входит гидратированный сульфат кальция — минерал, который образуется только в присутствии воды. Этому открытию было дано название «Slam Dunk» — доказательство того, что «вода, когда-то текла по трещинам в скале».^[77]

По состоянию на 22 ноября 2011 года (2783 сол) Оппортьюнити проехал более 34 км, также были проведены подготовительные работы для предстоящей марсианской зимы.^[78]

В конце 2011 года Оппортьюнити расположили на месте, угол наклона которого равен 15 градусов севернее, угол должен обеспечивать более благоприятные условия для выработки солнечной энергии во время марсианской зимы.^[79] Уровень скопившейся пыли на солнечных панелях — выше, чем в прошлые годы, и как ожидается, марсианская зима осложнит работу ровера больше обычного, так как выработка энергии значительно снизится.^[79]

2012

В январе 2012 года марсоход передал данные о Грили-Хейвен, названного в честь геолога Рональд Грили. Оппортьюнити переживает уже 5 марсианскую зиму.^[79] Ровер изучил ветер на Марсе, который был описан как «наиболее активный процесс на Марсе в данный момент», также марсоход провёл радио-научный эксперимент.^[79] Тщательные измерения радиосигналов показали, что колебания в Марсианском вращении могут сказать, есть ли у планеты твёрдый или жидкий ландшафт.^[79] Необходимое место для перезимовки находится на отрезке участка Кейп-Йорк, который находится на краю кратера Индевор. Оппортьюнити достиг кратера Индевор в августе 2011 года, после трёх лет пути от меньшего по размеру кратера Виктория и изучаемого в течение двух лет.^[80]

На 2852 сол (1 февраля 2012 года) производство энергии от солнечных батарей составляет 270 Вт*час с прозрачностью атмосферы Марса 0,679, коэффициент пыли на солнечных панелях равен 0,469, общее расстояние, пройденное марсоходом составило 34,36137 км.^[81] К марту (приблизительно 2890 сол) была изучена скала Amboy Мессбауэровским Спектрометром MIMOS II и камерой Microscopic Imager, также было измерено количество аргона в марсианском воздухе.^[82] Зимнее солнцестояние на Марсе закончилось 30 марта 2012 года (2909 сол), 1 апреля была небольшая очистка солнечных батарей.^[83] На 2913 сол (3 апреля 2012 года) количество вырабатываемой солнечной энергии составило 321 Вт*час.^[83]

Миссия Оппортьюнити на Марсе продолжается, и к 1 мая 2012 года (2940 сол) выработка энергии увеличилась до 365 Вт*час с коэффициентом пыли на солнечных батареях в 0.534.^[84] Операторы ровера подготовили его к движению и завершению сбора данных о скале Amboy.^[84] За зиму было совершенно 60 сеансов связи с Землёй.^[85]

Отъезд от Грили-Хейвен

8 мая 2012 года (2947 сол) марсоход проехал 3,7 метра.^[86] В этот день выработка энергии составляла 357 Вт*час при коэффициенте пыли 0,536.^[86] Оппортьюнити стоял на месте 130 сол под наклоном в 15 градусов на север, чтобы лучше пережить зиму, наклон уменьшили до 8 градусов.^[86] Геодинамический научный эксперимент был завершён, во время эксперимента ровер использовал доплеровские радио измерения, в то время как ровер был неподвижен. В июне 2012 года он изучал марсианскую пыль в близлежащих скальных трещинах.^[86] Это место было названо «Монте-Кристо» из-за его северного расположения.^[85]

3000 сол

2 июля 2012 года, миссия Оппортьюнити на Марсе достигла 3000 сол.^[87] 5 июля 2012 года НАСА опубликовало новые панорамные снимки, сделанные в окрестностях места Грили-Хейвен.^[88] На панораме, в кадр попал противоположный край кратера Индевор, имеющий 22 километра в диаметре. 12 июля 2012 года (3010 сол) солнечные батареи производят 523 Вт*час энергии, общее расстояние, пройденное ровером с момента посадки составляет 34,580.05 метров.^[89] В том же месяце Mars Reconnaissance Orbiter обнаружил недалеко от ровера пылевую бурю, а в её облаках — признаки присутствия водяного льда.^[89]

В конце июля 2012 года, Оппортьюнити посылал специальные, крайне высокочастотные радио-сигналы, направленные на имитирование марсохода Кьюриосити^[87]. Новый ровер успешно приземлился, в то время как Оппортьюнити собрал данные о погоде на Марсе.^[87] 12 августа (3040 сол) Оппортьюнити продолжил своё путешествие к небольшому кратеру под названем «Сан-Рафаэль», попутно передавая снимки сделанные панорамной камерой.^[90] 14 августа 2012 года, общее расстояние, пройденное ровером с момента посадки составило 34,705.88 метров, а также Оппортьюнити успел посетить кратеры: Беррио и Сан-Рафаэль.^[91] 19 августа 2012 года орбитальный аппарат Марс Экспресс взаимодействовал с двумя марсоходами: Кьюриосити и Оппортьюнити, так как находился на одной орбите с ними — это был его первый двойной контакт.^[92]. 28 августа 2012 года (3056 сол), одометрия ровера пересекла отметку в 35 км, солнечные батареи вырабатывают 568 Вт*час, при прозрачности атмосферы 0,570, и коэффициенте пыли 0,684 единиц.^[93]

Научные результаты

Оппортьюнити предоставил убедительные доказательства в поддержку главной цели его научной миссии: поиск и исследование камней и почв, которые могут содержать ключи в пользу прошлой деятельности воды на Марсе. В дополнение к исследованиям «Водной гипотезы», Оппортьюнити совершил астрономические наблюдения, а также с его помощью были получены параметры атмосферы Марса.

Награды

За большой вклад Оппортьюнити в изучение Марса, астероид 39382 был назван в его честь. Название предложила Хаутен-Груневельд, Ингрид ван, которая вместе с Хаутеной, Корнелисой Йоханнес ван и Томом Герелсом, обнаружили этот астероид 24 сентября 1960 года . Спускаемый аппарат Оппортьюнити назвали «Мемориальная Станция Челленджера».^[94]

Фильмография

• «Гибель марсохода» (англ. Death of a Mars Rover) — фильм, снятый National Geographic в 2011 г.

Картинки

• Тестирование марсохода Оппортьюнити на Земле

• Цветная карта области (2010)

• Траншея вырытая колесом Оппортьюнити

• Фото Оппортьюнити, сделанное с помощью камеры HiRISE (29 января 2009 года)

См. также

• Спирит — первый марсоход NASA из двух запущенных в рамках проекта Mars Exploration Rover.
• Кьюриосити — марсоход NASA, запущенный 26 ноября 2011 года.

Примечания