Топ-100 Phoenix

Станция Phoenix

Общие сведения о станции

Старт ракеты-носителя «Delta II 7925» c аппаратом «Phoenix»«Phoenix» («Феникс») – космический аппарат для исследования Марса. Посадочный  модуль «Phoenix» был первым аппаратом из программы «MarsScout», он работал в 2008 году. «Феникс» должен был  заняться углублённым исследованием грунта, а также исследовать атмосферу планеты и  вести метеорологические наблюдения. АМС произвела бурение поверхности на месте приземления в районе марсианского северного полюса, именно там  спутник «Одиссей» нашел большое количество подземного льда. Одной из целей, поставленных перед «Фениксом», было обнаружение следов жизни.

Подготовка аппарата «Phoenix» к запускуЗначительную часть своего оборудования и технических систем «Феникс» унаследовал от провалившегося проекта «Mars Polar Lander» и от нереализованного проекта «Mars Surveyor 2001 Lander», что позволило уменьшить стоимость миссии до 420 млн. долларов.

«Phoenix»  стал шестым аппаратом, успешно севшим на марсианскую поверхность, также «Phoenix» первый аппарат, успешно совершивший посадку на полюсе Марса.

Запуск ракеты-носителя с аппаратом произошел 4 августа 2007 года, посадка была произведена 25 мая 2008 года. Последний раз  сеанс связи с «Фениксом»  состоялся  2 ноября 2008 года. 10 ноября того же года NASA объявило об окончании миссии.

На снимке видна солнечная панель аппарата  «Phoenix» и устройство для взятия проб грунтаЗапуск устройства осуществляло NASA; оборудование, установленного на автоматической станции, проектировалось в Университете штата Аризона; проектирование и постройка самого аппарата осуществлялась компанией LockheedMartin. В задачи JetPropulsionLaboratory входили контроль за  маневрами зонда во время движения в космосе и расчет траектории полета; кроме того, JPL бала ответственна за приземление станции на поверхность Марса.

Аппарат «Phoenix» (рисунок художника)

На самой АМС управление осуществлялось бортовым компьютером BAESystemsRAD6000, построенном на основе RISC-процессоров с использованием 32-разрядной архитектуры IBMPower и работавшм под управлением специализированной операционной системы VxWorks, устойчивого к  значительным температурным перепадам и защищенного от действия радиации, Компьютер АМС управлял навигацией, а также научным оборудованием и питанием автоматической станции.

Всего на проект было потрачено 420 миллионов долларов, их них 325 миллионов составил грант, полученный Университеомт штата Аризона в качестве специального гранта. Центр управления миссии также находился в этом учебном заведении.

Научное оборудование

«Феникс» располагал семью различными приборами для максимально комплексного исследования зоны приземления.

Система Surface Stereo Imager (SSI).

Система Surface Stereo Imager (SSI)В составе оборудования АМС находилась оптическая система SurfaceStereoImager (SSI),  предназначенной для визуального изучения места посадки. Она включала в себя две камеры, смонтированные на выдвижной штанге высотой около двух метров. Система позволяла получать стереоизображения с разрешением 1024 на1024 точки в оптическом и инфракрасном диапазоне. Манипулирование механической рукой дало возможность формирования цифровых моделей рельефа места приземления, благодаря чему были построены трехмерные виртуальные изображения марсианского пространства. Кроме того SSI помог провести геоморфологический и минералогический анализ Марса. Ещё одной целью исследования стали оптические свойства марсианской атмосферы Марса.

Кроме того, SSI оценивал количество пыли, оседавшей на приземлившейся автоматической станции, что дало возможность оценки запылённости солнечных батарей и вызываемое этим уменьшение вырабатваемой энергии.

Камера манипулятора.

На конце манипулятора установлена камера RoboticArmCamera, результат совместной работы учёными из Университета штата Аризона и немецкого Института Макса Планка. Расположение камеры непосредственно возле ковша позволяло в деталях рассмотреть место отбора образцов.

По изображению стенок раскопа геологам могли, в частности,  увидеть изменение условий отложения осадков, а значит, и историю эволюции климата красной планеты. В состав камеры входили два источника света и два миниатюрных мотора, первый из которых отвечал за изменение фокусного расстояния объектива, а второй управлял прозрачным пылезащитным кожухом. Камера обладала максимальным разрешением 23 микрона на пиксель.

Манипулятор и метеорологическая станция.

Основным инструментом АМС был манипулятор RoboticArm (RA), его длина  составляла 2,35 м, он мог совершать движения вперёд и назад, вправо и влево, вверх и вниз, а также производил круговые движения. Испытания на Земле проходили в Долине Смерти, местности с очень твёрдой почвой, где манипулятор за 4 часа углубился в землю на 25 см.

Задачей метеорологического комплекса (MET, MeteorologicalStation), которые был создан в Канадском космическом агентстве, ежедневно фиксировал изменения в марсианской погоде, используя датчики температуры и атмосферного давления, а также измеряя концентрацию пыли и ледяного пара в атмосфере Марса с помощью специального прибора  LIDAR (lightdetectionandranging). LIDAR посылал короткие световые импульсы вертикально вверх и фиксировал импульсы, отражённые атмосферой, таким образом фиксируя присутствие незаметных для невооружённого глаза облачности, тумана и мест концентрации пыли. Измерение температуры было реализованопри помощи трёх термопар, смонтированных на выдвижной штанге высотой 1,2 метр.

Микроскопы.

В состав научного оборулования станции входил модуль MECA (Microscopy, Electrochemistry, andConductivityAnalyzer), состовший из оптического и сканирующего атомно-силового микроскопа. Атомный микроскоп был создан швейцарским консорциумом, а оптический разработан в  университете штата Аризона.

Оптический микроскоп обладал максимальным разрешением 4 микрометра, а атомный 10 нанометров. С помощью микроскопических изображений грунта красной планеты можно выяснить, что изучаемый образец когда-либо испытывал воздействие воды, для чего  проводился поиск частиц глины.

Масс-спектрометр.

Модуль TEGA (Thermal and Evolved Gas Analyzer)Команды Феникса испытывала особую гордость за модуль TEGA (Thermal and Evolved Gas Analyzer), в котором находились восемь одноразовых муфельных печек для нагревания полученных образцов грунта. По своим габаритам каждая из печек была похожа на стержень шариковой ручки. При достижении температуры в печке 1000 °C,  начинается выделение газа из нагретого материала. Га анализировал встроенный масс-спектрометр, определяяя концентрацию в образце молекул и атомов конкретного вещества.

Фотографирование на спуске.

При посадке станции планировалось использовать камеру для съемки места приземления при снижения аппарата. Но из-за потенциальных проблему в обработке данных, выявленных на предстартовых тестах летательного аппарата, камеру было решено не использовать.

Программа исследований

АМС, приземлившаяся в арктическом районе Марса, должна была дать ответы на три ключевых вопроса: о пригодности полярных районов Марса для жизни, периодическом таянии льда и изменении погодных условий в зоне приземления аппарата, а также изучить специфицеские характеристики климата Марса.

Главной целью проекта был поиск воды на Марсе, даже неофициальным девизом миссии стала лозунг «За водой». Исследования «Феникса» стали ещё одним шагом  к предстоящему пилотируемому полету на Марс. 18 июня 2008 г. зонд оправдал все надежды – был найден лёд, впоследствии растаявший. После тщательного изучения 1 августа 2008 года было заявлено, что этот лёд был водяной.

Целью научного оборудования, установленного на АМС «Феникс», было решение задач из гидрологии, геологии, химии, биологии и метеорологии. Приземление АМС произошло в районе северного марсианского полюса  между 65 и 75 градусами северной широты. Работа миссии должна была продолжаться 150 марсианских дней, за это время выдвинуть манипулятор должен был выкопать (правильнее сказать выцарапать) ямку в поверхности на глубину около полуметра и перенести полученные образцы в мини-лабораторию автоматической станции. Ученые ожидали, что во льду и осадочных породах могут содержаться чатицы органического происхождения, подтверждающие существование жизни на Марсе.

Была надежда, что марсианские полярные пустыни могут быть обитаемы по аналогии с  земными пустынями, которые с первого взгляда кажутся безжизненными, но не являются такими. Существует теория, согласно которой каждые 50 тысяч лет климат Марса теплеет из-за вариаций орбиты, и у живых организмов, находящихся в анабиозе, появляется шанс вернуться к жизни.