Марсоход Perseverance («Настойчивость»)

Марсоход Perseverance («Настойчивость») проехал дальше всех в истории космонавтики и попал в Книгу рекордов Гиннесса

Perseverance («Настойчивость») — это планетоход НАСА, который изучает кратер Езеро на Марсе с 18 февраля 2021 года в рамках миссии «Марс-2020». Его главные задачи включают поиск следов древней микробной жизни и сбор образцов марсианского грунта для будущей отправки на Землю.

Основные характеристики
Аппарат размером с небольшой автомобиль построен на базе конструкции предыдущего марсохода Curiosity.

Дата запуска: 30 июля 2020 годаДата посадки18 февраля 2021 года
Место работы: Кратер Езеро (Jezero Crater)
Размеры (Д × Ш × В)3 м × 2,7 м × 2,2 м (10 × 9 × 7 футов)Масса на Земле1025 кг

Источник питания: Радиоизотопный термоэлектрический генератор (MMRTG) — это тип радиоизотопный термоэлектрический генератор. Он работает как ядерная батарейка, превращая тепло от естественного распада радиоактивного изотопа в электричество. Используется плутоний-238
Основные характеристики:
• Электрическая мощность на старте (BOL): Около 110–125 Вт
• Масса генератора: Около 43–45 кг (из них примерно 4,8 кг топлива из диоксида плутония)
• Размеры: Длина около 66,8 см, диаметр с ребрами около 64,2 см
• Срок службы: Рассчитан как минимум на 14–17 лет работы (с постепенным снижением мощности из-за распада изотопа).
Безопасность:
• Топливо заключено в многослойную защиту: керамические гранулы, оболочку из иридиевого сплава, графитовые втулки и углеродный аэрокосмический щит.
• Конструкция прошла жесткие испытания на удар, падение и воздействие огня, чтобы предотвратить утечку радиации при нештатных ситуациях во время запуска ракеты

Главные научные достижения:
Рекорд дальности пробега.
В октябре 2026 года Perseverance побил рекорд среди всех внеземных аппаратов, преодолев дистанцию более 45,22 км (28,10 мили). Он прошел это расстояние примерно за пять с половиной лет, обогнав предыдущего рекордсмена Opportunity.

Поиск биосигнатур.
Марсоход подтвердил существование в кратере Езеро древней системы рек, дельты и озера.
В образцах из скалы Cheyava Falls ученые обнаружили потенциальные биосигнатуры, указывающие на возможные условия для жизни в прошлом.

Бурение и сбор кернов. Аппарат продолжает бурить породы и герметизировать образцы в специальные титановые пробирки. В октябре 2026 года он успешно взял новый керн светлых пород, который поможет изучить самые ранние этапы истории Марса.

Выработка кислорода. Прибор MOXIE впервые в истории успешно получил пригодный для дыхания и ракетного топлива кислород прямо из разреженной атмосферы Марса, состоящей из углекислого газа.

Первый полет на другой планете.
Вместе с марсоходом на планету прибыл беспилотный вертолет Ingenuity.

За почти три года работы он совершил 72 успешных полета в тонкой марсианской атмосфере, пролетев в общей сложности 17 км .

Оборудование и особенности
Навигация . Улучшенная система автопилота позволяет марсоходу самостоятельно строить маршрут и объезжать препятствия, благодаря чему он движется значительно быстрее своих предшественников.

Камеры и микрофоны. На борту установлено более двух десятков камер для панорамной и микроскопической съемки, а также два микрофона, впервые записавших звуки марсианского ветра.Спектрометры.

Инструменты SHERLOC и PIXL анализируют химический состав пород на микроуровне, помогая находить органические соединения

Ingenuity («Индженьюити») — это беспилотный роботизированный вертолёт НАСА, который совершил первый в истории контролируемый полёт на собственном двигателе на другой планете — Марсе.

Основные факты и итоги миссии

Дата первого полета: 19 апреля 2021 года
Дата последнего полета: 18 января 2024 года (миссия завершена в январе 2024 года из-за повреждения лопастей)
Количество полётов: 72 рейса (вместо запланированных изначально пяти)
Общее время в воздухе: около 2 часов 8 минут (128,8 минут)
Пройденная дистанция: 17 242 метра (более 17 км)
Доставка на Марс: прибыл в феврале 2021 года на борту марсохода Perseverance («Персеверанс»)
Технические характеристики
Масса: 1,8 кгВысота: 490 ммРазмах лопастей: 1,21 м (вращаются со скоростью до 2800 об/мин для создания подъёмной силы в разреженной атмосфере Марса)
Питание: солнечные батареи и литий-ионные аккумуляторы
Процессор: плата SoC Snapdragon 801 под управлением ОС Linux

Он побил рекорд своего предшественника
Марсоход Perseverance побил рекорд, который держался больше 12 лет
C 11 октября 2026 года марсоход NASA Perseverance проехал 91,3 метра по поверхности Марса — от района «Озеро де Шарм» на краю кратера Езеро в сторону участка Идуби, где находятся древние разрушенные эрозией породы.
За время поездки счетчик одометра увеличился с 45,1 до 45,2 километра. Аппарат проехал дальше, чем любой другой аппарат на другой планете до него, побив рекорд марсохода Opportunity, установленный более 12 лет назад.

Вспоминаем историю космических рекордов и рассказываем, какие технологии помогли Perseverance превзойти результат предшественника всего за несколько лет.
Как появился рекорд

Первым планетоходом стал советский «Луноход-1». Колесный робот прилунился в Море Дождей 17 ноября 1970 года — примерно за девять месяцев до миссии «Аполлон-15», во время которой астронавты NASA впервые использовали лунный автомобиль.
По сравнению с Perseverance «Луноход-1» выглядит довольно примитивно, но для своего времени был передовой машиной.
Центр управления мог передавать ему лишь шесть простых команд: ехать вперед на короткое или длинное расстояние, повернуть на 20 градусов влево или вправо, двигаться назад и остановиться. Поэтому робот обладал некоторой самостоятельностью: с помощью датчиков он мог прерывать действия, которые грозили застреванием или повреждением.
С 17 ноября 1970 года до окончательного отключения 14 сентября следующего года «Луноход-1» преодолел 10,5 километра.
В 1973 году его превзошел собрат «Луноход-2», проехавший 37 километров примерно за четыре месяца. Этот рекорд продержался более 40 лет.
Spirit и Opportunity: миссия, которая затянулась
Следующий этап начался в 2004 году, когда NASA отправило к Марсу два одинаковых солнечных марсохода — Spirit и Opportunity. Каждый размером примерно с гольф-кар должен был съехать с посадочной платформы, исследовать окрестности, изучать образцы пород и фотографировать поверхность. Миссию планировали всего на три месяца, а ожидаемая дальность поездок не превышала одного километра.Но все пошло иначе. Расчетный срок миссии закончился, а оба аппарата продолжали работать. Им разрешили покинуть первоначальные районы исследований — кратер Гусева для Spirit и кратер Игл для Opportunity — и отправиться дальше.

За следующие пять лет марсоходы проехали во много раз больше, чем рассчитывали инженеры. Они установили рекорды скорости передвижения по Марсу — до 3,7 сантиметра в секунду — и собрали данные, которые изменили представления ученых о древней истории планеты.

В мае 2009 года Spirit увяз в рыхлом песке, а в марте 2010-го потерял энергию: пыль покрыла солнечные панели. Его собрат, которого ласково называли Оппи, продолжил путь еще на восемь лет.

27 июля 2014 года Opportunity превзошел достижение «Лунохода-2», а за 14 лет работы преодолел 45,1 километра. Аппарат также установил рекорд продолжительности работы космического аппарата на поверхности Марса.

В 2018 году инженерам Лаборатории реактивного движения NASA в Калифорнии пришлось попрощаться с Opportunity. Во время исследования кратера Индевор планету накрыла глобальная пылевая буря. Плотная пыль закрыла солнечный свет, лишив аппарат возможности заряжать батареи. Запаса энергии не хватило, чтобы пережить бурю.

До 11 октября 2026 года рекорд оставался за Opportunity. Его преемник, массивный марсоход Curiosity весом около 900 килограммов, работает на Марсе с августа 2012 года, но проехал пока «всего» 38 километров. Дело не в поломках: аппарат создавали для подробного изучения сравнительно небольшого участка поверхности. В кратере Гейла, где он работает, научные задачи сосредоточены на относительно малой территории. Буры, лазеры и мощные научные приборы позволяют ему исследовать сложную геологию Марса и искать возможные следы древней жизни.

Из-за внушительных размеров — Curiosity примерно с Volkswagen Golf — и ограниченных возможностей самостоятельного передвижения дальние поездки не входили в основные планы миссии.

При этом марсоход почти сравнялся с Opportunity по продолжительности работы и пока не собирается останавливаться.
Энергию ему обеспечивает радиоизотопный термоэлектрический генератор: он преобразует тепло, выделяемое радиоактивным плутонием, в электричество. Поэтому пылевые бури ему не так страшны, как аппаратам на солнечных батареях.
Возможно, со временем Curiosity тоже побьет рекорд дальности, хотя и не так быстро.
Perseverance еще крупнее: при массе 1026,4 килограмма он стал самым тяжелым планетоходом из когда-либо отправленных в космос. Но инженеры оснастили его несколькими важными усовершенствованиями, которые позволяют проезжать большие расстояния.
Как Perseverance удалось побить рекорд Opportunity так быстро?
Можно предположить, что новый аппарат быстрее или мощнее предшественника. Но максимальная скорость у них одинаковая, а ходовая часть Perseverance почти не отличается от Curiosity. Правда, колеса у него немного крупнее и массивнее: прежняя конструкция изнашивалась сильнее, чем ожидали инженеры.
Главное отличие — в вычислительных возможностях.
Управлять марсоходом в реальном времени невозможно: радиосигнал идет до Марса около 13 минут, и еще столько же требуется ответу, чтобы вернуться на Землю.
В среднем планеты разделяют 225 миллионов километров. Поэтому управлять аппаратом с помощью джойстика и видеотрансляции, как земным дроном, не получится.
Раньше поездки приходилось планировать очень тщательно. Ученые изучали снимки с навигационных камер, прокладывали маршрут между камнями, кратерами и участками рыхлого песка, после чего марсоход проезжал намеченный отрезок и останавливался для новой съемки.
Затем маршрут составляли заново. Этим могли заниматься операторы на Земле или бортовой компьютер.
В случае Spirit и Opportunity маршрут для каждой поездки вручную прокладывали специалисты.
У Curiosity часть этой работы выполняет компьютер, но его вычислительные ресурсы ограничены: процессоры для космических аппаратов должны быть простыми и надежными, чтобы выдерживать радиацию. Поэтому Curiosity не может одновременно ехать и анализировать дорогу. Ему приходится останавливаться, фотографировать местность и обрабатывать снимки, прежде чем продолжить движение.Такой подход помогает уберечь оборудование стоимостью в миллиарды долларов, но сильно ограничивает скорость передвижения. В среднем Curiosity способен преодолевать около 140 метров за час.

Ехать и думать одновременно
У Perseverance есть дополнительный бортовой компьютер — Vision Compute Element, отвечающий за автономную навигацию. Он работает прямо во время движения, замечает препятствия на пути и при необходимости корректирует маршрут. Как беспилотные автомобили на Земле, марсоход использует алгоритмы искусственного интеллекта для распознавания объектов на изображениях.
Эта система называется AutoNav. Источник: NASA/JPL-Caltech/Kevin M. GillБлагодаря ей Perseverance способен преодолеть за одну поездку до 411,7 метра.
Для сравнения: Curiosity обычно проезжает за раз лишь 30–50 метров.Инженеры Лаборатории реактивного движения NASA продолжают совершенствовать и обновлять системы марсохода. В феврале появилась еще одна полезная возможность: резервное вычислительное оборудование, прежде использовавшееся для связи с марсианским вертолетом Ingenuity, приспособили для самостоятельного определения местоположения Perseverance.Система получила название Mars Global Localisation.
Сначала марсоход делает панорамный снимок на 360 градусов с помощью камеры на мачте. Затем изображение поступает на компьютер, который служил базовой станцией Ingenuity. Он распознает ориентиры на горизонте и сопоставляет их со спутниковыми картами. По нескольким таким ориентирам Perseverance определяет свое положение на Марсе с точностью примерно до 25 сантиметров.

У команды NASA большие планы на Perseverance. Долговечность и способность преодолевать большие расстояния особенно важны для научной программы в кратере Езеро. Двигатели марсохода изначально рассчитывали на пробег в 20 километров, но теперь инженеры ожидают, что за весь срок службы они позволят проехать не менее 100 километров.
Это откроет доступ к гораздо большему числу мест, где можно собрать образцы пород. Они помогут ученым исследовать древние геологические слои Марса, возраст которых достигает четырех миллиардов лет.

РЕДАКТИРОВАНИЕ названия,содержания, подписей к картинкам