Автопортрет «Кьюриосити»
Марсианская научная лаборатория (МНЛ) (Mars Science Laboratory , сокр. MSL ), «Марс сайенс лэборатори» - миссия НАСА , в ходе выполнения которой на был успешно доставлен и эксплуатируется третьего поколения «Кьюриосити» (Curiosity , - любопытство, любознательность ). Марсоход представляет собой автономную химическую лабораторию в несколько раз больше и тяжелее предыдущих марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити». Аппарат должен будет за несколько месяцев пройти от 5 до20 километров и провести полноценный анализ марсианских почв и компонентов атмосферы. Для выполнения контролируемой и более точной посадки использовались вспомогательные ракетные двигатели.
Запуск «Кьюриосити» к Марсу состоялся 26 ноября 2011 года, мягкая посадка на поверхность Марса - 6 августа 2012 года. Предполагаемый срок службы на Марсе - один марсианский год (686 земных суток).
MSL - часть долговременной программы НАСА по исследованию Марса роботизированными зондами Mars Exploration Program. В проекте, помимо НАСА, участвуют также Калифорнийский технологический институт и Лаборатория реактивного движения. Руководитель проекта - Дуг Маккистион (Doug McCuistion), сотрудник НАСА из отдела изучения других планет.Полная стоимость проекта MSL составляет примерно 2,5 миллиарда долларов.
Специалисты американского космического агентства НАСА решили отправить марсоход в кратер Гейла. В огромной воронке хорошо просматриваются глубинные слои марсианского грунта, раскрывающие геологическую историю красной планеты.
Название «Кьюриосити» было выбрано в 2009 году среди вариантов, предложенных школьниками, путём голосования в сети Интернет. Среди других вариантов были Adventure («Приключение»), Amelia , Journey («Путешествие»),Perception («Восприятие»), Pursuit («Стремление»), Sunrise («Восход»), Vision («Ви́дение»), Wonder («Чудо»).
История
Космический аппарат в собранном виде.
В апреле 2004 года НАСА начало отбор предложений по оснащению нового марсохода научным оборудованием, и 14 декабря 2004 года было принято решение об отборе восьми предложений. В конце того же года началась разработка и испытания составных частей системы, включая разработку однокомпонентного двигателя производства компании Aerojet, который способен выдавать тягу в диапазоне от 15 до 100 % от максимальной при постоянном давлении наддува.
Создание всех компонентов марсохода было завершено к ноябрю 2008 года, причём большая часть инструментов и программного обеспечения MSL продолжало испытываться. Перерасход бюджета миссии составил около 400 миллионов долларов. В следующем месяце НАСА отложило запуск MSL на конец 2011 года из-за недостатка времени для испытаний.
С 23 по 29 марта 2009 года на сайте НАСА проводилось голосование по выбору названия для марсохода, на выбор было дано 9 слов. 27 мая 2009 года победителем было объявлено слово «Кьюриосити». Оно было предложено шестиклассницей из Канзаса Кларой Ма.
Марсоход был запущен ракетой “Атлас-5” с мыса Канаверал 26 ноября 2011 года. 11 января 2012 года был проведён специальный манёвр, который эксперты называют «самым важным» для марсохода. В результате совершённого манёвра аппарат взял курс, который привёл его в оптимальную точку для десантирования на поверхность Марса.
28 июля 2012 года была проведена четвёртая небольшая коррекция траектории, двигатели включили всего на шесть секунд. Операция прошла настолько успешно, что финальная коррекция, изначально намеченная на 3 августа, не потребовалась.
Посадка произошла успешно 6 августа 2012 года, в 05:17 UTC. Радиосигнал, сообщающий об успешной посадке марсохода на поверхность Марса, достиг в 05:32 UTC.
Задачи и цели миссии
29 июня 2010 года инженеры из Лаборатории Реактивного Движения собрали «Кьюриосити» в большом чистом помещении, в рамках подготовки к запуску марсохода в конце 2011 года.
MSL имеет четыре основных цели:
- установить, существовали ли когда-либо условия, подходящие для существования жизни на Марсе;
- получить подробные сведения о климате Марса;
- получить подробные сведения о геологии Марса;
- провести подготовку к высадке человека на Марсе.
Для достижения этих целей перед MSL поставлено шесть основных задач:
- определить минералогический состав марсианских почв и припочвенных геологических материалов;
- попытаться обнаружить следы возможного протекания биологических процессов - по элементам, являющимся основой жизни, какой она известна землянам: (углерод, водород, азот, кислород, фосфор, серу);
- установить процессы, в которых формировались марсианские камни и почвы;
- оценить процесс эволюции марсианской атмосферы в долгосрочном периоде;
- определить текущее состояние, распределение и круговорот воды и углекислого газа;
- установить спектр радиоактивного излучения поверхности Марса.
Также в рамках исследований измерялось воздействие космической радиации на компоненты во время перелёта к Марсу. Эти данные помогут оценить уровни радиации, ожидающие людей в пилотируемой экспедиции на Марс.
Состав
| Перелётный модуль |
 |
Модуль управляет траекторией Mars Science Laboratory во время полёта с Земли на Марс. Также включает в себя компоненты для поддержки связи во время полёта и регулирования температуры. Перед входом в атмосферу Марса происходит разделение перелетного модуля и спускаемого аппарата. |
| Тыльная часть капсулы |
 |
Капсула необходима для спуска через атмосферу. Она защищает марсоход от влияния космического пространства и перегрузок во время входа в атмосферу Марса. В тыльной части находится контейнер для парашюта. Рядом с контейнером установлено несколько антенн связи. |
| «Небесный кран» |  |
После того, как теплозащитный экран и тыльная часть капсула выполнят свою задачу, они расстыковываются, тем самым освобождая путь для спуска аппарата и позволяя радару определить место посадки. После расстыковки кран обеспечивает точный и плавный спуск марсохода на поверхность Марса, который достигается за счёт использования реактивных двигателей и контролируется с помощью радиолокатора на марсоходе. |
| Марсоход «Кьюриосити» |  |
Марсоход под названием «Кьюриосити», содержит все научные приборы, а также важные системы связи и энергоснабжения. Во время полёта шасси складывается для экономии места. |
| Лобовая часть капсулы с теплозащитным экраном |
 |
Теплозащитный экран защищает марсоход от крайне высокой температуры, воздействующей на спускаемый аппарат при торможении в атмосфере Марса. |
| Спускаемый аппарат |  |
Масса спускаемого аппарата (изображён в сборе с перелётным модулем) составляет 3,3 тонны. Спускаемый аппарат служит для контролируемого безопасного снижения марсохода при торможении в марсианской атмосфере и мягкой посадки марсохода на поверхность. |
Технология полёта и посадки
Перелётный модуль готов к испытанию. Обратите внимание на часть капсулы снизу, в этой части находится радиолокатор, а на самом верху - солнечные батареи.
Траекторию движения Mars Science Laboratory от Земли до Марса контролировал перелётный модуль, соединённый с капсулой. Силовым элементом конструкции перелётного модуля была кольцевая ферма диаметром 4 метра, из алюминиевого сплава, укреплённая несколькими стабилизирующими стойками. На поверхности перелётного модуля были установлены 12 панелей , подключённых к системе энергоснабжения. К концу полёта, перед входом капсулы в атмосферу Марса, они вырабатывали около 1 кВт электрической энергии с КПД порядка 28,5 %. Для проведения энергоемких операций были предусмотрены литий-ионные аккумуляторы. Кроме того, система электропитания перелётного модуля, батареи спускаемого модуля и энергосистема «Кьюриосити» имели взаимные соединения, что позволяло перенаправить потоки энергии в случае возникновения неисправностей.
Ориентация космического аппарата в пространстве определялась при помощи звёздного датчика и одного из двух солнечных датчиков. Звёздный датчик наблюдал за несколькими выбранными для навигации звёздами; солнечный датчик использовал в качестве опорной точки . Эта система была спроектирована с резервированием для повышения надёжности миссии. Для коррекции траектории применялись 8 двигателей, работающих на гидразине, запас которого содержался в двух сферических титановых баках.
В 2003 г. NASA планирует направить на Марс два одинаковых исследовательских марсохода Марс Эксплорэйшн Ровер (Mars Exploration Rover (MER)) , которые должны быть запущены 30 мая и 27 июня 2003 г. , посадки их на поверхность Марса произойдут, соответственно, 4 января и 8 февраля 2004 г. Пуск двух станций значительно увеличивает шансы на успех и в наиболее благоприятном случае - позволит исследовать сразу два района Марса.
В качестве кандидатов в таковые были предложены:
- 1. долины Атабаска (Athabasca Vallis) на равнине Элизий - там следы недавнего вулканизма соседствуют с наносами, оставленными водным потоком, и вероятны гидротермальные отложения;
- 2.кратер Гусев - в котором, предполагается, когда-то было озеро, но вода прорвала стену и вытекла;
- 3. каньон Мелас (Melas Chasma) в долинах Маринера - где на глубине угадываются осадочные породы;
- 4. Земля Меридиана (Terra Meridiani) - там обнаружен крупнозернистый гематит, который обычно образуется в воде.
исследованиями окружающей среды места посадки, в том числе и на предмет ее возможности поддержания жизни в какие-то прошлые времена, когда климат возможно был мягче..Марсоходы имеют массу по 150 кг каждый, срок их работы расчитан на время от 3 до 6 месяцев, при этом марсоходы будут способны проходить до 100 м в сутки. Напомним, что маленький марсоход Pathfinder в 1996 г. отъехал от спускаемого аппарата на расстояние всего около 10 м. Инструменты миссии - камеры, спектрометры, и другие датчики, которые позволят измерять и изучать параметры окрестностей места прохождения марсоходов. Каждый из них "вооружен" не менее чем девятью камерами и тремя спектрометрами. Некоторые из инструментов предназначены для научных целей, в то время как задачами других является снабжение центра управления роверами информацией, согласно которой их будут вести сквозь препятствия марсианского ландшафта. Среди инструментов - панорамные камеры, микроскопы, спектрометр Мёссбауэра, манипулятор с пятью степенями свободы и шлифовальным устройством RAT (Rock Abrasion Tool), которое должно послужить для удаления ржавчины с исследуемых образцов на участке диаметром 45 мм.
Управление марсоходами будет осуществлять команда из приблизительно 100 человек. Большая часть работы команды придется на то время, когда роверы приблизительно 14 часов в день "спят", в это время данные, полученные при движении и исследовательских акциях роверов будут обрабатываться и интерпретироваться. На основании полученных результатов, команда будет выстраивать тактику дальнейших действий для роверов, на время их "пробуждения".
При разработке марсоходов большое внимание уделено двигательной системе. Каждое из шести колес ровера имеет независимый двигатель. Пары передних и задних колес имеют по регулирующему двигателю, которые позволяют роверам поворачиваться на месте. Регулирование четырьмя колесами позволяет роверу отклоняться и изгибаться в процессе поворотов.
Двигательная система ровера разработана таким образом, чтобы при наклоне в 45 градусов в любом направлении избежать угрозы опрокидывания.
Перед вами фото, изображающее марсоход, которое, помимо всего прочего, позволяет оценить его размеры относительно человеческого роста.
На фотографиях МЕR видна мачта, на которой расположены панорамные 
и навигационные камеры, мачта позволяет поднять их на высоту 1,4 метра от уровня земли, увеличивая таким образом видимую перспективу поверхности Марса.
Для взятия проб и анализа состава камней и почвы предусмотрена автоматизированная робототехническая рука с плечом, локтем, и запястьем. Рука позволяет ученым разместить набор четырех инструментов под точно выверенным углом против выбранной скалы или камня. Рука каждого марсохода оснащена средством измельчения горных пород (Rock Abrasion Tool, RAT) с алмазными резцами. Они позволят впервые за все время исследований Марса проникнуть в недра планеты.
Возможность изучить горные породы на Марсе даст геологам возможность понять их строение и механизм происхождения, а также получить новые данные о процессе эволюции на Марсе. Перемещаясь по Марсу, марсоходы будут находить интересующие их горные породы, после чего с помощью манипуляторов придвинут к интересующему их участку поверхности рабочую поверхность системы измельчения RAT, которая в течении 30 минут cнимет верхний слой горных пород, оставив круглое отверстие в породе диаметром около 45 мм и глубиной 5 мм.
После этого обнажившиеся горные породы будут исследованы с помощью видеокамеры и химических анализаторов. RAT рассчитан на однократное использование, однако способен измельчить породу на десяти тестовых площадках. 
Для посадки планируется использовать надувную конструкцию, которая была успешно испытана во время миссии аппарата Mars Pathfinder в 1996 г. Основное торможение будет осуществлено с помощью парашюта, непосредственно перед контактом с поверхностью сработают двигатели посадки и будут раздуты воздушные камеры. После достижения поверхности, космический корабль подпрыгнет на них дюжину раз, и сможет прокатиться до одного километра. Когда он остановится, воздушные камеры будут скачаны и отделены, лепестки откроются, приводя примарсившийся аппарат к вертикальному положению.
Вот на данный момент времени вкратце вся информация от "Красной Планеты" о этом интереснейшем проекте (точнее проектах, ведь марсоходов будет два). В дальнейшем, по мере претворения планов в жизнь, мы постараемся освещать этот процесс в нашем журнале. Будем надеяться на удачное осуществление миссий Марс Эксплорэйшн Роверов!
Исследование Марса самоходным аппаратом.
Марсоход на Марсе по представлению художника (рис. справа внизу) На пути к Марсу NASA произвел отладку научной аппаратуры и привязку камер на Spirit и Opportunity и оценил работоспособность приборов после нагрузок и вибраций при запуске этих двух аппаратов. Тестовые измерения в Лаборатории реактивного движения (Pasadena), завершились с положительными данными о работе и возможностях двух спектрометров.
Научная аппаратура включает в себя панорамную стереокамеру, микроскоп и три спектрометра. Тесты также оценили работоспособность каждой камер космического корабля.
Все 10 камер - три камеры для научных исследований и семь прикладных камер показали хорошие результаты при тестировании. Один из трех спектрометров (Spirit) прошел тест неверно. Другие два спектрометра работали правильно. Тестирование началось почти три недели тому назад, и за это время было проанализировано около 200 мегабайт данных переданных с каждого космического корабля.
"Все камеры работают нормально," сказал Dr. Justin Maki. "Всего мы получили 14 изображений с каждого космического корабля. Титры на изображениях дают характерные подписи, которые сообщают, что электроника работает правильно."
Научные камеры на марсоходах - "Pancam" для цветных панорамных съемок и блоки Microscopic для формирования изображения - все работает безукоризненно. Спектрометры на марсоходах для анализа минералов на расстояния, также работают нормально. Два других спектрометра - спектрометра альфа-частиц и спектрометр Mossbauer - установлены для определиния состава грунта. Оба инструмента, а также приемнк альфа-частиц рентгеновского спектрометра работают нормально. Спектрометр Mossbauer на Spirit - единственный, чьи данные теста не дали ожидаемого нормального функционирования.
Эти автоматические химические лаборатории исследуют поверхность планеты Марс. Миссия начата в 2003 отправкой двух марсоходов — MER-A Spirit и MER-B Opportunity для исследования поверхности Красной планеты и его геологии. В январе 2004 года марсоходы приземлились на Марсе и приступили к его исследования.
3 января 2004 на Марс опустился Спирит, а тремя неделями позже, к нему присоединился и Оппортюнити.
Спирит добротно проработал на поверхности Марса свыше 6 лет вместо запланированных 90 дней, сколько должна была продлиться его миссия. За шесть лет работы на Красной планете, Спирит сделал множество ценных открытий, однако 22 марта 2010 года, когда был проведен последний успешный сеанс связи с марсоходом, Спирит начал выходить из строя. Поскольку он не смог получить нужный наклон по отношению к солнцу, солнечные батареи не вырабатывают достаточное количество электроэнергии для работы в условиях марсианской зимы. Предполагается, что марсоход погрузился в спящий режим.
Большинство нагревателей, установленных внутри аппарата, также не работают из-за нехватки питания. Вероятно, его внутренняя температура опустилась до −55 градусов, тогда как в прошлые зимы она не опускалась ниже −40 градусов. Поэтому существует значительная вероятность утраты им работоспособности.
По расчетам американских экспертов, самый ранний срок, когда марсоход смог бы выработать достаточное количество электроэнергии для связи с Землёй — 23 июля. Предполагалось, что аккумуляторы аппарата накопят достаточное количество энергии не ранее конца сентября — середины октября 2010 г., однако 30 июля связаться с космическим аппаратом так и не удалось.
Марсоход Оппортьюнити продолжает работать и делать интересные открытия на Марсе, хотя его миссия также была рассчитана на 90 дней.
26 ноября 2010 года на помощь марсоходу Оппортюнити был запущен еще более совершенный вездеход под названием Кюрьозити. Он должен приземлиться на поверхность Марса в августе 2012 года с помощью инновационной системы приземления на воздушной подушке, разработанной специально для этого самого большого из всех существующих марсоходов. Вес последнего марсохода составляет около 900 кг. Он должен приземлиться в районе 20-километрового кратера Гейл и немедленно приступит к исследованию марсианского грунта.
Многие эксперты считают, что срок службы американских марсоходов во много раз превышает запланированный, так как американцы умеют надежно и качественно строить космические аппараты, используя самые передовые технологии. К тому же, они учатся на своих ошибках, и каждый новый марсоход во много раз является более совершенным предыдущего.
