
2003年6月10日和7月8日,在两枚相同的Delta-2火箭的顶部,有两辆相同的载具开始与火星相遇,但命运却完全不同:2010年3月22日失去了与其中一辆的通信,另一辆仍在继续工作,
迄今为止 ,尽管有许多
沙尘暴并试图关闭该项目,但在火星表面度过了5000个地球日和4900个火星日(
独奏 )。 为了纪念2004年9月28日探索这些装置红色星球的优点
,分别以
39382和
37452号小行星命名(这是首次着陆任务)。
对于那些尚未猜到今天在谈论谁的人,这是“
机遇”长途
漫游者,它已经行驶了45公里,超过了其研究计划53倍。 还有他不幸的同伴
“ Spirit” (他仅超过计划25次)。
仪器设计

两种设备的重量均为185 kg,高度为1.5 m,宽度为2.3 m,长度为1.6 m。该设备由位于其6轮平台上的每个电机都带有
两个摇臂的电机驱动(这在美国的所有3代产品中均已使用流浪者)。 这为他提供了高达30°的坡度运动和高达180 m / h的运动速度(但大多数情况下,他的运动速度甚至更慢)。
流动站的整个上部都覆盖有由三层砷化镓制成的太阳能电池板(用于“
深空1号”,并首次飞向火星)。 除了它们之外,流动站还有另外两个太阳能电池板的机翼,在飞行过程中,它们被加倍并堆叠在主电池上方(以安装在金字塔形的运输容器中)。 在“ Spirit”和“ Opportunity”旅程的开始,太阳能电池产生的盐分高达900 Wh / h,但在火星冬季,该值略低于300 Wh / h(盐分虽然不致命,但对设备而言却是致命的)旅行和研究)。

火星照度的三倍差异与其更
细长的轨道有关,这使得火星的季节性气候变化比地球上明显得多(南半球的气温明显低于北半球)。 著名的沙尘暴也叠加在这些变化上,借助这些变化,二氧化碳从一个极地帽游走到另一个极地帽(夏天冻结,冬天冻结)。

为了在夜间为流动站供电,使用容量为8
安培小时的锂离子电池,为电子加热器供电,电子加热器与同位素热源一起将其工作温度保持在±40°范围内(因为火星表面的温度可以达到-127°C) ,然后喂他的手表(这样他就不会因为他的尖头天线而失去向地球的方向)。
该仪器有9台科学仪器,其中前三台位于流动站上方的酒吧上:1)两台全景摄像机(
Pancam ),用于记录其表面的纹理,颜色,矿物学和结构; 2)具有较大视角但分辨率较低的导航单色摄像机(Navcam); 3)微型热发射光谱仪(
Mini-TES ),可以通过红外光的反射系数在远处检查材料的成分; 4)还在设备上有两对黑白摄像机(Hazcams),设备前后分别有120°的视野(也用于导航)。
在设备的机械臂上放置:5)用于研究含铁岩石和土壤
的Mossbauer光谱仪 (MIMOS II或
MB ); 6)X射线光谱仪(
APXS ),可测定土壤中化学元素的含量; 7)用于收集磁化的灰尘颗粒的
磁体 ; 8)显微镜照相机(
MI ),用于仔细检查石头和土壤; 9)研磨工具(
RAT ),用于去除样品表面的灰尘并产生几毫米深的小凹槽。 RAT的保护罩
由 双塔的残骸获得的铝制成。

此外,Spirit降落平台被宣布为
哥伦比亚纪念馆,而机会平台被宣布为
挑战者纪念馆。 在这两个平台上放置了两个石英
DVD ,每个
DVD均包含来自
行星学会的 400万个名字(照片由Opportunity拍摄,使用两个滤镜在火星上停留了2天):

为了存储和传输来自Spirit and Opportunity的图像,开发了一种特殊的
ICER压缩算法,该算法旨在无损失地压缩图像,该算法仅使用整数算术(因为耐辐射处理器通常没有
数学协处理器 ,因此可以加速运算速度)。浮点数)。
通往火星的道路和“第一步”
从2003年6月10日至7月8日,他们于2004年1月4日至25日登陆火星。 为了将这些设备交付给火星,他们使用了专门设计的
飞行模块 ,其中包括:飞行阶段重193千克,燃料重50千克,隔热屏重78千克,降落伞系统重209千克,降落平台重348千克。 因此,这辆183磅重的漫游车仅是1063千克初始平台的一小部分。

用消融罩制动后,打开降落伞,然后使用三台气体发生器,将来自
vectran的安全气囊 (其强度几乎是Kevlar的两倍)
充气 。 在与火星表面接触之前,立即发射了三枚火箭以阻止下降速度,然后将平台与降落伞分离,并轻轻降落在充气袋上(打开时直径为5.5 m)。 平台停止滚动并打开后,流动站将其太阳能电池板拉直,用相机举起杠铃并拍摄第一张照片(以确保一切正常),然后继续等待命令的接收。
精神被引导到
古塞夫火山口,火星早期据称那里有水,而机会
位于子午高原上 ,那里也应该有水。 两辆流动车都安装了降落伞,这限制了
12x80 km着陆区的
精度 。 尽管它比
Sojorner的100x200公里要好很多倍,但仍不足以在90个主要任务独奏中达到这样的偏差。 因此,当机会位于22米的火山口(后来称为
“鹰” )中时,团队的欢乐无限。 这意味着陨石坑的边缘可以保护其免受阳光直射,并使其在底部的水分保持更长的时间(因此增加了在火星表面上发现液态水痕迹的机会),而机会实际上几乎立即发现了被称为“蓝莓”的奇怪球。仔细研究证明是
赤铁矿 :

先前到达的Spirit并没有那么成功:他还发现了
Sleepy Hollow陨石坑大约9 x 12米,但是由于软件错误导致闪存文件系统溢出,他花了17到33 sol(直到2月3日) )恢复其性能的过程中。 幸运的是,他已经使用了32种溶胶,能够将其研磨工具投入使用,并制造出2.65毫米深(使其比预期的还要好),并使用显微镜和两个光谱仪分析了他的物质。 3月5日,美国国家航空航天局在一次新闻发布会上宣布,该装置发现了一块与火山岩非常相似的石头,小溪流从中流过。 当时的火星漫游车正处于前往
Bonneville cratin的 370米旅程中,他在65 sol(3月11日)到达。

机会首先推出了其30盐研磨工具,用于研究
El Capitan岩石露头。 在用研磨工具暴露的岩石上发现了腐蚀痕迹,Mössbauer光谱仪表明岩石成分中存在黄钾铁矾,而微型热发射光谱仪表明存在硫酸盐。 除此之外,还决定将火星漫游者的5个轮子固定在剩余的轮子上滑动22分钟,以便在火星的软土上长50厘米,深10厘米的沟槽。 在沟槽的边缘发现了卵石和细颗粒的土壤,即使使用该设备的显微镜也无法将其颗粒固定。 因此,过去在火星表面上存在液态水的证据越来越多,除此之外,还出现了不少令人愉快的消息-事实证明,太阳能电池板所提供的电力退化的速度比预期的要慢得多,因此该装置的作用被无限期地延长了。
当时的精神再次不幸:到达邦纳维尔火山口时,发现其边缘相当陡峭,里面没有任何有趣的东西,为此,有必要冒险将流浪者永远留在那儿,所以他继续前往米祖尔火山口,达到105 Sol(已经在主要任务之外)。 但是,这个陨石坑也没有提供有趣的研究材料,Spirit绕着沙丘走到了
“哥伦比亚山丘” ,该
山丘以在同名航天飞机
坠毁时死亡的宇航员的名字命名:

即使是采用“
耐力陨石坑”的“机会”方法,美国国家航空航天局在6月4日宣布,即使知道它无法摆脱困境,流动站也会进入陨石坑:
美国国家航空航天局科学副主任爱德华·韦勒说:“对于火星探测器的扩大任务,这是一个重要而平衡的决定。”
康奈尔大学任务的首席研究员史蒂夫·斯奎尔斯说:“对该区域岩石蒸发之前发生的问题的答案是我们目前对机会所能承担的最重要的科学任务。”
幸运的是,火山口的边缘在流动站坡度的范围内,不需要任何借口,因为机会能够轻松地从火山口驶出至第315 sol(12月14日)。 在地球的这半年中,流动站在一个120米火山口的斜坡上发现了类似于地球上沉积岩沉积物的分层结构,以及在火山口形成之前和之后,水对位于火山口底部的石头的影响的痕迹。
耐力火山口的全景图(原始28 MB)。到159年,soli到达了哥伦比亚的山丘,23 sol研究了它的西坡,终于幸运了,发现了一块叫做
“金罐”的石头,在研究过程中,莫斯鲍尔光谱仪“ Spirit”首次发现了赤铁矿。

此外,流浪者开始向北移动,沿着哈斯班达山的山坡上升,研究了其移动方向上的几块石头。 从239年到262年,“精神之灵”进入睡眠模式,因为这种
连接 (太阳出现在地球与火星之间的直线上的情况)阻止了地球与它以及火星轨道上的卫星的通信。 之后,他继续攀登这座山,并在344 sol上与欧洲卫星“
火星快车”进行了测试连接。 到了2004年(地球)车辆结束了。
此时的机会是其消融护盾,该消融护盾在下降至火星表面时掉落了。 在它附近,他偶然发现了铁镍陨石,该陨石成为在另一个行星上发现的第一个陨石(在月球上的阿波罗12号和-15号发现了两个陨石之后,在地球之外发现了第三个陨石)。 他们没有为他准备任何东西,他们只是称其为
“隔热板的石头” :

此后,流浪者到达了火山口
Argo (365溶胶),第二天,他用轮子划了一条沟,研究其下方的土壤。 在简要研究了两个陨石坑之后,他停在392个溶胶上,研究了一块名为“诺曼底”的石头用于制作三个溶胶的过程,并且没有有趣的目标,但他加快了速度:2005年3月20日,他创造了两个流动车的速度记录,每天打破220米。 从415年到421年间,机会溶胶研究了他发现的沙波纹的起伏和隆起的特性差异。
在446 sol时,Opportunity高估了其强度,并且将其所有四个角轮都放在30厘米沙丘的斜坡上,挖出了一半以上。 在尝试执行任何操作之前,已决定在留在地球上的流动站副本上模拟这种情况(此事件发生后,流动站上还安装了软件更新程序,该软件更新程序在检测到滑移时会阻止移动)。 他在461 sol时进行了第一次测试动作,但只有在483 sol时他才最终退出。 从498到510 sol,他从远处研究了这个沙丘(称为“炼狱”),然后前往
Erebus火山口。 对这个350米高的火山口的研究使“机遇”期从550溶胶增加到750溶胶(从2005年10月到2006年3月)。
机会两次(分别在631和658 sol溶胶下)落入沙尘暴中,清理了积聚在其上的灰尘的电池,在它们之间发现,将漫游器机械手放在收起位置的电动机开始变废为宝。 经过两周的搜索,决定完全放弃使用机械手的收起位置,以防止机械手可能卡在空闲位置。 机会操纵器的问题几乎是从火星上的第二个溶胶开始的,当时发现最靠近流动站的铰链加热器被锁定在开启位置。 直到火星的第一个冬天,操纵器一直由自动关闭加热器的过热保护系统来保存,但是在第一个冬天(大多数设备被强制关闭以节省少量电池能量)期间,操纵器的电动机仍然由于温度变化而损坏,因此因此有必要向它提供比平常更多的电流,但与此同时,它有时却开始被占用。
当时,Spirit能够捕获其大气助手(
沙魔 ),这些助手会定期清除两个流动站上的灰尘。 这次意外的会议立刻将太阳能电池的生产率提高了1.5倍(高达原始功率的93%)。

“ Spirit”以大约30秒的间隔
拍摄的照片,捕获了以大约17 km / h的速度运动的“尘埃魔鬼”。 在618 sol(2005年9月29日),“ Spirit”到达哈斯班达山的顶部,并从中做出了另一幅全景图:

在第778 sol(2006年3月13日),圣灵的右前轮被拒绝,因此他不得不在斜坡上向后爬到他的下一个目标(Makkul Hill)。 结果,决定放弃攀登这座山,转而支持低岭避风港(Low Ridge Haven),他不得不在2006年4月9日花了9个月的时间一动不动,因为火星的冬天意味着太阳能电池板的水平过低,几乎没有足够的热量来加热和时钟营养以及与地球的定期通讯。
机会在766 sol(2006年3月22日)时,观察到火卫一在太阳前经过,然后去了
维多利亚陨石坑,到达了951 sol(9月26日)。
告别出发前看维多利亚火山口。2007年1月4日,两个流动站都安装了重要图像的自动传输和用于研究石头的机械手的运动。 同时,两个火星探测车都有机会确定火星大气中的氩含量,因此,火星探测车能够同时研究其在火星相对两侧的浓度。 一月份,“机会”号发现了第二个名为“圣卡特琳娜”的陨石,此后他终于到达了维多利亚陨石坑,但在选定进入的地方,斜坡对于漫游者来说太陡了,他不得不回去寻找一个更好的下降地方。 同时,Spirit意外地为每个人发现了一个发现(2007年3月),当拖着受伤的轮子时,它暴露在一层薄薄的火星尘埃下暴露了富含硅酸盐的土壤(据认为是微生物生命形式的理想选择)。

最终,到了7月18日,Opportunity能够找到合适的降落地点,但是那时候开始的全球火星沙尘暴迫使取消了所有计划,并担心任务的继续进行:大气中的尘埃悬浮在几周内达到了如此水平,从而开始阻挡99%的阳光到达地面,两个流动车逐渐开始失去电池电量。

美国宇航局向新闻界发表声明说:“我们担心我们的漫游者能够在风暴中幸存下来,但它们并不是为这样恶劣的条件而设计的。” 机会要好得多,因为在这场暴风雨之前不久(1163 sol),几处大气扰动使太阳能电池板的性能达到了16 sol以来的最高水平。 但是,“ Spirit”停在了具有最大可能坡度的劈裂上(以减少灰尘并提高太阳能电池板的性能)。
但是,用这种方法无法充分清洁太阳能电池板,整个2008年,火星漫游者的斗争仍在继续(以至于Spirit全年只拍摄了一张全景图)。在测试过程中,发现热电子光谱仪必须在冷却和随后的加热条件下仍能幸免,因此其加热器被关闭,这为流动站节省了29 W * h /盐。从传输图像开始,机会在1255 sol(2007年8月7日)恢复工作。事实证明,暴风雨对流动站没有白费-它的微型热发射光谱仪被灰尘堵塞,无法再使用。到1269年索尔,他开始搬家,并在1290年索尔(9月11日)开始小心翼翼地下降到Victoria Crater。在研究这个相当大(直径750 m)的陨石坑时,火星探测车度过了整个火星年-直到1634年在火星上的溶胶和2008年8月地球时间。维多利亚火山口全景图(原始9 MB)
在1502年sol(2008年4月15日)上,流动站操纵器再次受阻,经过了27天,以使其恢复活力。最后,流动站的操作员设法找到了机械臂温度首先上升的时间(早晨是当地火星时间8.30),并且在为其加热器提供最大功率后,他们得以使它工作。此后,为了获得机会,开发了一种骑行技术,使操作器在工作状态下展开,而流动站本身由于缺乏即时可见性的目标而决定将“ 奋进号”送往火山口商机位于12公里处,因此机缘号在沿子午高原的运动上落后了两年。对于1947年的sol(2009年7月18日),Opportunity注意到他去检查了一块黑色的石头-原来是它途中的第三颗陨石,他一直探索到2004年的sol(9月12日)。他们称陨石为“阻塞岛”。但是早在2022年,又发现了另一个0.5米的陨石,称为“庇护岛”。这次需要12天的时间进行研究,流浪者又回到了旅途中。在1797年sol(2009年1月22日),Spirit再次开始移动,到1864年sol(3月31日),太阳能电池板的性能开始提高到372 Wh *,似乎一切都开始改善。但是已经在5月1日,该设备卡在了柔软的黄铁矿中(摩擦系数低),该软铁黄石隐藏在看似可以通过的表面下。同时,右前轮再次在功能上运行了一段时间,但几乎立即又失效了,到2097年Sol(11月28日),右后轮也失效了。在多次尝试释放流动站的过程中,时间流逝直到2155年sol(2010年1月26日),当时失去了所有希望,美国宇航局决定停止将流动站撤出并将移动机器人的任务重命名为固定研究平台的失败尝试。
Spirit的最后一站的全景图,但是,这无法与熵相吻合,因此,Spirit的进一步命运已成定局-没有移动太阳能板的能力,流动站无法得到充分清洁,因此它们产生的能量根本不足以在冬季生存。 2010年3月22日收到的最终漫游者报告(在2210 sol时)包含有关134 W * h含盐的太阳能电池性能和电子部件温度为-41.5°C的数据。在尝试与Spirit续约的过程中,直到2011年5月24日为止,已有1300支球队转移给他,但他们没有成功。流动站总共行驶了7730.5 m。因此,机遇号于2012年8月6日登陆火星和好奇号之前,是马克·沃特尼(Mark Watney)的角色-仅在整个星球上。但是漫游者并没有因此放弃:在2138年索尔(2010年1月28日),他探索了一个10米的小火山口康塞普西翁(Concepcion),绕过通往2231年索尔的路线的危险部分,在前往他的主要目标的路上去了圣玛丽亚火山口。通过他的2246 sol(2010年5月19日),他打破了Viking 1记录,成为火星表面上运行时间最长的任务。在2449 Sol(2010年12月15日),他到达了圣玛丽亚 90米火山口但是从边缘拍摄了几张照片后,他在停车场停了下来(自2011年1月起,火星和太阳将在下一次相遇,这意味着失去了几周的交流)。恢复通信后,流动站再次继续前进,并在奋进的火山口上达到了第一个目标,该活动被称为“精神点”(以纪念该流动站的寂静兄弟),时间为2709 sol(2011年8月9日),自维多利亚陨石坑出发以来已经覆盖了21公里:早在2692年的溶胶中,在通往陨石坑的途径上,发现了一个新品种,该品种以前未被流浪者注册。 Steve Squires描述了此发现:
这种结构类似于某些火山岩,但比典型岩石中的溴和锌含量更高。我们已经收到确认,“奋进号陨石坑”的成就实际上给了我们相当于“第二次机会”的机会。
尽管流动站的两个装置已经发生故障-微型热电子发射光谱仪和Mössbauer光谱仪(由于火星尘埃堵塞和放射性源耗尽)-但流动站的显微镜,X射线光谱仪和全景相机使人们有可能断定他能够检测到
石膏 :在岩石中发现了水合硫酸钙石膏和没有水就不会形成的矿物质。 在2783年索尔(11月11日),流浪者将温度提高了15度,以提高太阳能电池板的性能,为第五次火星冬季做准备。
在2947年sol(2012年5月8日),Opportunity的太阳能电池板发电量增加到足以使其再次开始移动的程度。 2012年8月6日,火星探测车向地球发送了一个
分米波信号,以便
堪培拉远程太空通信中心可以检查设备是否准备好到达火星好奇号(好奇号); 8月19日,火星快车立即向两辆火星车致意,沟通渠道。 之后,机会继续进行,参观了Berrio和San Rafael的火山口,并搬到
Matievich丘陵进行研究,他于2012年10月至2013年5月花费了一些时间。
接近自然色彩的Matievich山全景(原始5.8 MB)这次机会是花时间研究“新浆果”(与旧浆果相反的称呼-他在2004年初的种植地点发现了奇怪的球),石头和该地区的地质图。 2013年5月16日,美国国家航空航天局(NASA)宣布“机遇”号距其车辆的行驶距离最长(当时已行驶了35.744公里。5月17日研究的埃斯佩兰斯岩层显示过去火星表面的水可能具有中性
pH 。6月21日已经开始)机遇号在火星上的第六年,火星车以每盐10到100多米的速度驶向索兰德山。2013年9月,他到达了脚,开始研究脚,然后悠闲地走了进去。攀登 这个40米的山丘。
2014年1月8日,发现了4厘米的Pinaccle Island石头,该石头不在漫游者的先前图像中。 在审判期间,确定他在一月初因滑倒而从土壤中被挖出。 石头本身含有镁,锰和硫,并且由于这些材料是水溶性的,美国宇航局建议它们可以在水的影响下集中在一个地方。 7月28日,流动站经过
Lunokhod-2的总行驶距离成为了在地球之外行驶最多的设备。 尽管存在闪存问题(定位在7个闪存单元之一中,随后被禁用),但机会在8月下旬/ 9月初克服了马拉松距离,前往尤利西斯火山口:

他要前往的两个山丘之间的地方被称为“马拉松山谷”,流动站本身必须克服下一个困难:奋进的火山口的斜坡非常陡峭,机会必须攀升32°坡度才能到达科学家想要研究的克努森山脊,但后来流浪者仍然不得不撤退了3次尝试。
沿着奋进号环形山的斜坡移动的火星车,于2015年中期驶向其斜坡之间的山谷,据推测是在侵蚀过程中形成的。2017年,机遇号在下一个火星冬季得以幸存,并继续使用可用的所有工具研究该山谷,并测量火星大气中的氩含量(已经只有一个)。 在八月底,他克服了在火星上已经覆盖了他45公里的酒吧,并且不会停在那里。

过去三年的火星表现。 从图中可以看出,在火星季节食盐性能会发生变化,但是电池效率实际上不会降低,也不会威胁到机会的存在。 选择RTG进行好奇心的主要原因是其重量大,因此需要的功率也大,这将需要面积超过许多平方米的太阳能电池板,这将大大限制其移动性。
恭喜您成立13周年:
好奇心新闻
好吧,现在来自火星另一端的
消息 (来自
大风陨石坑 ):从大型卫星耀斑(X8.2
级 )到达火星期间从
MAVEN卫星和
“好奇号”火星车获得的数据使估算宇航员在地面上可接收的剂量成为可能以及火星的大气如何抵御这种影响。 能量较低的粒子(绿线)-未完全记录在表面上,位于表面而没有任何保护的宇航员将分别在9月11日和12日接受0.43和0.34格雷的辐射(显示放射病迹象的最低剂量为1格雷,致死剂量为6-10格雷)。

因此,这种爆发处于安全极限的边界上(对于没有保护的基地)。 但是首先-尽管在观测历史上爆发并
更为强大 ,但仍然是过去11年中
第三大爆发(太阳的整个周期),其次-这个问题通过在火星基地存在大批保护得以解决(大约(NASA已经
考虑过 ),以及乘坐带有遮阳棚的飞船(您可以在这几天忙碌的太空天气中等待)。
参考文献:
→机会
每周状态
报告→机会火星马拉松的
录像→
他的运动图→
NASA和
JPL上的火星互动地图
→好吧,我认为关于圣灵的这两幅图必须在这里:
1,2 。