Той же гострозорий Mars Reconnaissance Orbiter сфотографував Curiosity вже на поверхні:
УВАГА Всі "сирі", необроблені зображення, передані марсоходом,
доступні майже зразу! Щоправда, вони в jpg, щоб науковці з групи марсохода могли попрацювати, не боячись негайної конкуренції. Через певний час (півроку/рік) вони стають доступними для всіх, у вихідній якості та з калібрувальною інформацією!
Оновлення софта
Наступний тиждень, із сола 4 по сол 8 (на Землі це відповідало проміжку з 9 по 13 серпня) відбувалася заміна "польотної" прошивки на "поверхневу". Перепрошивка на віддалі багатьох мільйонів кілометрів -- це складно, тому Curiosity, від гріха, більше нічого не робив. (Згадуючи відомий жарт: "Хаббл сфотографував марсоход, який перестав відповідати на команди. Побачено повідомлення "Press any key to continue"".)
Тестування дистанційних інструментів
Соли з 9 по 15 Curiosity займався тестуванням "дистанційних" інструментів -- камер, включаючи лазер ChemCam, та ворушив колесами, перевіряючи їх функціонування. Перевірено, в активному режимі, DAN (Dynamic Albedo of Neutrons) та деякі внутрішні механізми SAM (Sample Analysis at Mars). Виявлено, що один із сенсорів вітру в метеорологічній станції REMS, той що направлений ліворуч від вежі камер, відмовив. Через це якість даних про швидкість та напрямок вітру впаде, але один сенсор краще ніж взагалі жодного... Приведено в робоче положення і відтестовано механічну руку разом із туреллю, зокрема механізацію всіх її елементів та вхідних отворів для забору зразків приладів SAM і CheMin.
Вперше (сол 14) випробувано лазер ChemCam (див. фото нижче). Спочатку на привезених із собою тестових зразках, потім каменю, названому "Coronation", протягом 10 секунд, дісталося 30 імпульсів мегаватного (хай і з тривалістю імпульсу лише в мільярдні долі секунди) лазера. Діаметр плямки - 0.4 мм. Віддаль від камери до каменю -- 2.7 м. Отримано якісні спектри -- лазер не постраждав під час запуску, перельоту і посадки. Попередній аналіз показує, що матеріал -- базальт.
Всі три спектрометри (див.
тут розділ про ChemCam) відпрацювали успішно:
 |
Перший лазероспричинений спектр з іншої планети. Результат об'єднання спектрів, отриманих протягом всіх 30 імпульсів. Вставка ліворуч -- лінії титану і марганцю. Вставка праворуч -- лінії водню і вуглекислого газу з атмосфери. Із воднем цікавіше -- він був лише на першому отриманому спектрі, тобто входив до складу якихось речовин на самій поверхні каменю. Також на поверхні було трішки більше магнію.
(c) NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/IRAP |
Було досліджено камені, з яких посадочні двигуни здули пилюку:
 |
| Шість зображень, зроблених камерою ChemCam ділянки, з якої двигуни здули покриття. Розмір кожного із зображень - 10 на 12 см, роздільна здатність до 0.5-0.6 мм. Лазер було використано на ділянках 2, 3 і 4. (с) NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/IRAP/MSSS |
Покази інших приладів:
 |
| Марсіанська погода. |
 |
| Тиск. |
 |
| Температура поверхні та повітря. |
Детальніше про тестування інструментів та про те, що і як можна зробити із сирими фото, читайте тут:
Curiosity sol 15 update: Wheel wiggles, arm flexes, and bad news about REMS.
Нарешті, останнім тестом цього етапу був невеликий "заїзд" -- Curiosity проїхав 90 см, розвернув колеса на 180 градусів, сфотографував їх, проїхав 3.6 метри, (трохи більше за його довжину), розвернувся на місці на 120 градусів, зупиняючись для фотографування, та проїхав 2.5 метри назад. В сумі пройдено 7 метрів, зайняло це приблизно 16 хвилин і завершилося ще однією серією фотографій.
Планування відбувалося за допомогою Rover Sequencing and Visualization Program (RSVP), і виглядало так:
"Наслідив тут..."
 |
| КЛІКАБЕЛЬНО! Після першого переміщення. Мозаїка зображень з NavCam. Видно обидва сліди від посадочних двигунів. (c) NASA/JPL-Caltech |
Всі дії з першого по шістнадцятий сол називалися "Commissioning Activity Phase" -- CAP.
Intermission - соли 17-29
Ще 11-го сола було вирішено прямувати до точки, названої
Glenelg -- місця, де сходяться три різних типи поверхні, при чому один із них має велику теплову інерцію -- повільно охолоджується вночі, а значить, може бути каменем, який (дивлячись на локальний геологічний контекст), сформувався із відкладів, принесених водою. Детальніше див. "
Curiosity sol 11 update: Decision to drive to "the high thermal inertia unit" and what that means".
 |
| Glenelg, точка сходження трьох різних типів поверхні та перша ціль марсохода. Зображення взято тут. |
Завдяки людям із
Unmanned Spaceflight.com, можна подивитися шлях, пройдений Curiosity, майже в реальному часі. Однак, поки що використаю "офіційну" карту, яка охоплює соли з 1 по 56:
 |
| (c) Маршрут марсохода з 1 по 56 сол. Числа -- соли, під час яких марсоход знаходився у тій точці. Пройдений за той час шлях складає 484 м. (c) NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona |
Чомусь мене завжди зачаровують сліди земної техніки на поверхні інших небесних тіл:
 |
| КЛІКАБЕЛЬНО! "Там на неведомых дорожках следы невиданных зверей". Панорама зроблена після перегону протягом 29-го сола. (c) NASA / JPL / Damien Bouic |
Видно ці сліди і з космосу:
Зауваження: звичайно, ширина слідів Curiosity співмірна з максимальною роздільною здатністю камер MRO, а слідів Spirit та Opportunity -- помітно менша. Тобто в ширину вони менші за один піксель. Не зважаючи на це, їх видно -- справа в тому, що вони змінюють яскравість поверхні достатньо, щоб, навіть коли один піксель охоплює декілька їх ширин, яскравість цього пікселю помітно змінилася.
Перші кроки -- перші ж сліди пошкоджень, колеса подряпали. Земляни машину за нещасних 10 тисяч доларів подряпають і вже істерика, тут всюдихід за 2.5 мільярди, а науковці кажуть, що нічого страшного, все добре і очікувано :-)
 |
| Ямки-подряпини на колесі. Гостре камінні там, одначе. Сол 29, зроблено в рамках само-огляду після поїздки. (c) NASA / JPL |
Під час руху випробовувалася і
автономна візуальна оцінка пройденого шляху ("visual odometry"). Отвори на колесах, призначені, щоб візуально слідкувати за
реально пройденим шляхом,
виконано в формі коду Морза для абревіатури JPL (див. фото за посиланням).
В той же час запис промови адміністратора НАСА, (Charles Bolden) і музику,
(композицію "Reach for the Stars") від will.i.am, було передано
на Curiosity і назад.
Двічі випробувано SAM, один раз на привезеному із Землі повітрі, другий -- із зразками марсіанської атмосфери.
Випробувано обидві MastCam камери, із фокусною віддаллю 100 мм і 34 мм.
 |
MastCam-100, сол 17, напрямок -- південно-південно-західний. Кольорове зображення оброблене так, щоб відтворити вигляд місцевості за земного освітлення. Стоячи на Марсі, ви б побачили іншу кольорову гамму! Однак, такі зображення теж корисні, адже геологи звикли до земного освітлення ;-)
(c) NASA/JPL-Caltech/MSSS |
 |
MastCam-34, сол 17, напрямок -- південно-південно-західний, той же, що і на попередньому фото. Хоча роздільна здатність цієї камери менша, поле її зору помітно більше. Кольорове
зображення оброблене так, щоб відтворити вигляд місцевості за земного
освітлення.
(c) NASA/JPL-Caltech/MSSS |
Детальніше про інтерміссію можна почитати тут: "
Checking in on Curiosity after sol 30".
CAP 2: Arm workout, "розминка руки", соли 30-37
Рука, разом із інструментальною туреллю -- складний прилад, із безліччю механічних частин. Тому, черговим етапом перевірки стану марсохода була перевірка її функціонування. Візуальний огляд:
 |
| Мікроскоп MAHLI (все ще під кришечкою), праворуч видно дротяні щітки, Dust Removal Tool (DRT). Сол 30. (c) NASA / JPL / MSSS |
MAHLI, у свою чергу, скрізь оту прозору кришку, сфотографував вежу із камерами, "голову" Curiosity:
 |
| Фото основних камер, зроблене MAHLI. Зворотнє до попереднього, можна сказати. Відтінки фону пов'язані із тим, що захисна кришка ще на місці, і її добряче присипало пилюкою під час посадки. Контраст покращено Emily Lakdawalla з The Planetary Society, оригінальне сире фото виглядало так. Сол 32. (с) NASA / JPL / MSSS / Emily Lakdawalla |
Також він, під пильним поглядом головних камер, поблимав своїми світлодіодами підсвітки:
Перевірено точність позиціонування "руки", довжиною 1.9 м (плюс розмір турелі) та вагою 33 кг., (як казав хтось із наземної команди марсохота -- "Ми ще тільки вчимося ним користуватися"). Нарешті вперше відкрито кришку мікроскопа MAHLI. Alpha Particle X-Ray Spectrometer (APXS) випробувано на зразку, привезеному з Землі -- шматку базальту, закріпленому на корпусі марсохода. Відтестовано "вібратори" CHIMRA та закривання-відкривання кришки вхідного отвору для зразків CheMin.
Карта турелі:
Детальніше про її випробування, із фото та анімацією, читаємо тут: "
Curiosity sol 38 update: arm tests done, on the road again, and an important question answered".
Під час цієї стадії обфотографував себе марсохід з ніг до голови. Голову вже бачили вище, а ось низ та перед:
 |
| Передні камери HazCam. Лінзи справді блакитні -- Curiosity виявився синьооким, а як ще врахувати, що американці про нього говорять в жіночому роді :-)... Сол 33 (c) NASA / JPL / MSSS / Emily Lakdawalla, див. також тут. |
Взагалі, вигляд знизу такий:
Оглянули, само собою, всі доступні інструменти на корпусі. Для орієнтування, ось "карта":
Зокрема, вже згадане відкривання-закривання кришечок SAM:
Оглянуто і CheMin (правий верхній кут попереднього фото). Зблизька видно, що кожен отвір закритий ситечком:
Ще фото калібрувальних зразків базальту та органіки можна побачити
тут і
тут.
Цікавою є калібрувальна мішень, для автора тих автопортретів вище, MAHLI. На ній знаходиться звичайна монета 1909-го року та крихітний малюнок інопланетянина, від одного із розробників та операторів камери. Детальніше про монету див.
тут, про малюнок інопланетянина
тут.
 |
| Калібрувальна мішень MAHLI. Видно монету 1909-го року, правда інопланетянина роздивитися важко. (c) NASA/JPL-Caltech |
 |
| Збільшений фрагмент зображення вище. Зверху, праворуч від тексту "Malin Space Science Systems" -- малюнок інопланетянина. Його історію див. тут. |
Соли 38-56, дорога до Glenelg
Випробувавши "руку", Curiosity вирушив далі. Для орієнтації -- спершу маршрут:
 |
| Маршрут, із підписами, станом на 55-й сол. Див. також більш повну карту маршруту вище. Клікабельно! (с) NASA / JPL / UA / Phil Stooke |
Марсохід випробував (звичну для MER Spirit та Opportunity)
техніку задкування, 41-го сола
вперше використано DAN під час руху (проїхали 10 м, зупинилися на 2 хв, виміряли розсіяння нейтронів, поїхали далі). Займався марсіанською астрономією, спостерігав прохід Фобоса (соли 37, 38, 42) та Деймося (сол 42) по Сонцю -- такі собі марсіанські "сонячні затемнення" (але так як кутовий діаметр супутників Марса значно менший за Сонячний, то вони далеко не такі ефекті, як на Землі). Час проходження Фобоса по диску Сонця -- менший за 30 секунд, зате може траплятися кілька раз за марсіанську добу (період обертання Фобоса -- 7 годин, 39 хвилин, доба на Марсі -- 24 години 37 хвилин).
 |
| Транзит Фобоса по Сонцю. Анімацію складають 9 зображень. Сол 37. (c) NASA / JPL / MSSS |
Емілі з Планетарного товариства, під час створення попередньої анімації, зауважила, що, із високою ймовірністю, видно пляму на Сонці, трішки лівіше і нижче від центру! Детальне розслідування див. у її статті: "
Curiosity catches sunspots along with Phobos and Deimos transits". Про інші спостереження транзитів з Марса можна прочитати у вікіпедії:
Фобоса,
Деймоса. Є окрема стаття
про марсіанську астрономію взагалі.
Камера Curiosity виявилася достатньо окатою, щоб роздивитися Фобос днем:
Бачите? Якщо ні, ось збільшений варіант:
 |
| Фобос днем. На жаль, jpeg-артефакти сильно псують якість, але кращого зображення не буде, поки не відбудеться реліз сирих даних у вихідній якості. (c) NASA / JPL / MSSS / Emily Lakdawalla |
43-го сола марсохід зупинився, щоб спробувати дослідити свою першу каменюку, паралельно випробувавши ряд інструментів -- APXS i MAHLI. Каменюкою "обрали" пірамідальний шматок базальту. Назвали його, (камінь),
Jake Matijevic, в честь інженера, одного з розробників всіх 4-х марсоходів, "Sojourner", "Spirit", "Opportunity", "Curiosity" ,
Джейка Матієвіча, (див. також
тут), який помер 20 серпня 2012.
 |
| 'Jake Matijevic', камінь, на якому вперше було випробувано APXS i MAHLI. Сол 43, Navcam. (с) NASA/JPL-Caltech |
 |
| Той же камінь, зблизька і в кольорі. Взято тут. |
46-го сола випробувано APXS:
Хоча APXS краще працює вночі, коли холодно, але завдяки вбудованим охолоджувачам, і днем дав цілком пристойні результати. Наступного сола (47), мікроскоп MAHLI зайнявся розгляданням:
 |
| Камінь під мікроскопом. Накладено три зображення, з віддалі 25 см, 5 см і 2.5 см (все -- завдяки можливості змінювати фокусну віддаль MAHLI). Сол 47. (c) NASA/JPL-Caltech/MSSS |
З тим каменем попрацювала і ChemCam, випаровючи його часточки лазером, 45-го і 48-го солів:
 |
| Червоні точки -- місця, по яких стріляли лазером, для зняття спектру. Сірі круги -- контекстні зображення, зроблені ChemCam. Пурпурові кола -- місце вимірювань за допомогою APXS. Кольори синтетичні, для покращення контрасту. Соли роботи ChemCam -- 45 і 48, контекстне зображення -- MastCam, сол 46. (c) NASA/JPL-Caltech/MSSS |
Одночасні виміри ChemCam i APXS дозволяють провести взаємне калібрування, та й взагалі, дослідження добре відомого мінералу, базальту, це можливість не тільки трішки нового взнати про геологію Марса, але й оцінити роботу різноманітних інструментів на менш-більш знайомих прикладах. На завершення з "Матісевічем", ось так той же об'єкт виглядає для різних камер:
48-го сола, попрацювавши ChemCam, марсоход вирушив далі, проїхавши того сола 42 метри.
Ось область, куди він прямує:
 |
| Область Glenelg, місце де сходяться три різних типи поверхні, перша наукова ціль марсохода. Клікабельно, але краще перейти на фотожурнал і там подивитися у повній роздільній здатності. (c) NASA/JPL-Caltech/MSSS |
50-го і 51-го Curiosity трохи пофотографував, отримавши таку ось панораму:
 |
| КЛІКАБЕЛЬНО! Панорама, соли 50-51, MastCam-100. Області в білих квадратиках показано детальніше на фото нижче. (c) NASA / JPL / Damien Bouic |
52-го сола перед марсоходом постала наступна панорама:
Під "ногами" було таке:
Поки Curiosity їхав, науковці, аналізуючи його фото, знайшли несподівано цікаві та інтригуючі об'єкти -- виходи сцементованого гравію, дуже характерної породи для місць, де протікала вода! Згідно попереднього аналізу, виходячи з аналізу розміру камінців, швидкість води була близько 9 м/с, глибина -- десь "від по щикололотки до по пояс", цитуючи "
NASA Rover Finds Old Streambed On Martian Surface". Аналізуючи матеріал, яким гравій сцементовано, можна буде довідатися більше про водне середовище, в якому він формувався.
 |
| Ліворуч -- сцементований гравій на Марсі, праворуч -- на Землі. Схожість вражає :-) Назвали це оголення породи Link. Розмір гравію -- порядку 1 см. Фото (марсіанське) було зроблено 27-го сола. (c) NASA/JPL-Caltech/MSSS and PSI |
Ще фото:
 |
| Область Goulburn Scour, каміння, очищене гальмівними ракетами. Той же цементований гравій. Сол 13. (c) NASA/JPL-Caltech/MSSS |
 |
| Оголення породи із сцементованим гравієм. Область назвали Hottah. (c) NASA/JPL-Caltech |
Взагалі, якщо подивитися на кратер Гейла зверху, вода текла якось так, з височин ліворуч вверху:
 |
| Топографія + дані про теплову інертність ділянки кратера Гейла, де зараз знаходиться Curiosity. (Хрестик -- станція Бредбері, місце посадки). Фото Mars Odyssey. (c) NASA/JPL-Caltech/ASU |
При тому марсоход рухається направо вниз.
54-го сола марсохід зупинився, щоб обстежити за допомогою APXS та MAHLI ще одну каменюку, "
Bathurst Inlet". Наступного сола, завершивши дослідження, попрямува до області, названої "
Rocknest", наблизившись до неї 56-го сола. Що таке Rocknest і навіщо вона марсоходу здалася? Ось так ця область виглядає:
 |
| Клікабельно! Піщана дюна, нанесена марсіанськими вітрами. Команда марсохода назвала її Rocknest (цікава гра слів, до речі). Сол 55. Наступного сола марсохід проїхав трішки вліво, а потім повернувся на місці направо, розташувавши передні колеса прямо на дюні. (c) NASA / JPL / Damien Bouic |
А потрібна вона, щоб спробувати провести перший "in situ" аналіз, інструментами SAM і CheMin всередині марсохода. Пісок не потрібно свердлити, дробити, і т.д. -- можна просто зачепити ковшиком, просіяти (деталі доставки зразків див.
тут, або за посиланнями в кінці поста), і висипати всередину.
Як видно, оператори намагаються випробовувати різні компоненти окремо -- спершу CHIMRA, процедуру доставки зразків, аж потім послідовність "свердло PADS
+ CHIMRA + доставка".
Історія, яку розповів камінь
Перш ніж перейти до діяльності біля дюни, кілька слів про попередні результати аналізу каменю Jake Matijevic. Взагалі, далі -- вільний і безграмотний (я ж не геолог...) переказ статті Емілі (що б я без неї робив? :-), "
First science reports from Curiosity's APXS and ChemCam: Petrology on Jake Matijevic", так що краще читайте прямо там.
Даний камінь вибрали для проби інструментів та їх калібрування, так як він виглядав схожим на звичайний базальт. Але це -- інша планета, і науковців, традиційно, чекав сюрприз. Про цей сюрприз вони коротко розповіли на
прес-конференції 12-го жовтня 2012.
Спершу трішки термінології. Що таке камінь, чи, взагалі, гірська порода? Згідно
вікі, природні агрегати одного або декількох мінералів, утворені за певних геологічних умов у земній корі або на її поверхні. У свою чергу,
мінерал -- природна хімічна сполука
кристалічної будови, що утворилась під час геологічних та геохімічних процесів в земній корі або за еквівалентних процесів на інших космічних тілах у Всесвіті, однорідний за своєю фізичною будовою та хімічним складом. Склад гірської породи -- комбінація мінералів, що її формують, і т.д., можуть розповісти її історію, як вона формувалася, перетворювалася, тощо. Наприклад, якщо окремі кристали мінералів тісно сплавлені між собою, значить камінь
вулканічного походження, якщо ж з'єднані якимось цементом, його походження --
осадове. А ще бувають
метаморфічні -- осадові чи магматичні породи, які зазнали повторного випливу високого тиску і температури. Власне, переважна більшість інструментів Curiosity і його попередників, менших марсоходів та стаціонарних апаратів, призначені для розшифрування геологічних загадок.
Важливо, що APXS і ChemCam, на жаль, бачать тільки хімічний склад мінералів, а не їх кристалічну будову. (Класичний приклад важливості кристалічної гратки -- графіт і алмаз складаються із того ж вуглецю). Більш детальну інформацію можуть дати SAM i CheMin, але вони не використовувалися. Тому доступна інформація все ж обмежена.
APXS,
нагадаємо, опромінює зразок альфа-частинками та детектує рентгенівське
випромінювання яке виникає в результаті. По його спектру можна виявляти присутність та концентрацію різноманітних хімічних елементів. Детектує легкі елементи на глибинах до 5 мікрон, важкі - до 50 мікрон. Площа, з якої збираються виміри, досить велика, (діаметр датчика - 1.7 см), тому, в певній мірі, оцінює інтегральну концентрацію елементів, що складають камінь.
 |
| Спектри APXS. Червона лінія -- базальт, привезений з Землі, склад якого відомий наперед, чорна -- спектр для Jake Matijevic. (c) NASA / JPL / University of Guelph / CSA |
Взагалі, слід порівнювати не червону і чорну лінію, а чорну із результатами, отриманими Spirit i Opportunity для інших прикладів марсіанського базальту, які дещо відрізняється і від чорної і від червоної лінії. Тобто, такий тип базальту на Марсі ще не траплявся! У ньому трішки менше магнію і заліза, трішки більше натрію, калію, алюмінію і кремнію. Також "видно" сірку, хлор, бром, але, ймовірно вони були в пилюці, якою присипано камінь. Такий склад вказує на
лужні польові шпати. Тобто, каменюка, "в загальному",
базальтова (тип гірської породи), значна частина мінералів, які її складають -- польові шпати. Це (спеціалістам!) може багато розповісти про умови, в яких він формувався, зокрема, якого складу була магма, з якої він кристалізувався, і як цей процес кристалізації (із відділенням більш тугоплавких фракцій -- вони кристалізуються першими) відбувався.
ChemCam, яка, завдяки малому діаметру плями лазера, має шанси захопити окрему частинку одного з мінералів, що формують породу, теж дала цікаві результати. Прилад зробив по 30 пострілів лазером, у кожній із 14-ти точок, вимірюючи після кожного пострілу спектр плазми, що утворилася. На рисунку нижче зображено отримані результати. Кожній точці на камені присвоєно свій колір, перших чотири спектри кожної серії пострілів відкинуто -- вони, в основному, випаровували пилюку, яка вкриває камінь, тому мало б що дали до розуміння його геологічної будови. Що відкладається на осях для нашої розповіді не так важливо, але зразу видно, що точки групуються у кілька скупчень -- у кожному з яких вони схожі за властивостями між собою і помітно відрізняються від інших. Тобто, ймовірно, лазер справді захоплював різні мінерали у різних точках. Камінь виявився на диво неоднорідним.
 |
| Аналіз результатів ChemCam у 14-ти точках (кожна точка задана своїм кольором), по 26 спетрів кожної. Деталі в тексті. (c) NASA / JPL / LANL / IRAP / UNM |
Можна виділити 4 типових спектри:
 |
| Спектри ChemCam чотирьох точок каменя Jake Matijevic (c) NASA / JPL / LANL / IRAP |
Згідно
слів Емілі, вони приблизно відповідають
олівіну,
ільменіту, лужному
польовому шпату та
піроксену. Ще одна цікава ілюстрація з того
прес-релізу (див. підпис до рисунку ;-):
 |
| Зростання концентрації кальцію та магнію в кожному наступному спектрі -- лазер все більше і більше заглиблювався в частинку піроксену. (c) NASA / JPL / LANL / IRAP / SSI |
На жаль, поки "поставити діагноз" толком не вдасться -- це лише один камінь, який ще й не на на своєму місці, де він виник, а закинутий невідомо звідки ударом метеориту, або ще якимось подібним процесом. На Землі такі породи доволі рідкі, виникають, в основному, на океанських вулканічних островах (типу Гаваїв). Але це не означає, що на Марсі дана порода сформувалася в схожих умовах, тим більше, що деталі відповідних процесів не до кінця зрозумілі і на Землі.
Головний висновок, особливо для не-спеціалістів: перша ж, на вигляд менш-більш звична каменюка, виявилася новим типом базальту, ще ніколи не баченим на Марсі чи в
марсіанських метеоритах, (
eng), знайдених на Землі. Взагалі, все дослідження планет, починаючи із Землі, складається із розшифрування тисяч і тисяч подібних загадок. Саме для цього і летять у всі кінці Сонячної системи дорожезні апарати, а не тільки щоб показати гарні фото.До яких ми поки і повернемося :-)
Робота на Rocknest, перші зразки, соли 57-84 і далі
Біля Rocknest застряг марсохід надовго... Недолік міжпланетних роботів, у порівнянні з людиною -- те, що геолог зробив би за годину, вони робитимуть тижнями, а то й місяцям. З іншого боку, вони не потребують їжі, води, повітря та вузького робочого діапазону температур. І коштують незрівнянно дешевше, ніж завезти туди людину та повернути її назад, по можливості -- живою...
Карта вовтуження Curiosity біля дюни:
Спочатку наслідили, але не просто так, а щоб оцінити властивості матеріалу дюни:
 |
| 55-го сола марсохід заїхав на дюну, а 56-го покрутив правим переднім колесом, застопоривши решту, своєрідно човгаючи. (c) NASA / JPL / Emily Lakdawalla |
Потім від'їхав і почав розглядати, що ж у нього вийшло:
Мікроскопу відкрилося щось таке:
 |
| Мікроскопічні фото. Верхній ряд, сол 56, "непотурбована" поверхня, із двома різними збільшеннями. Нижній, ліворуч -- поверхня до, праворуч -- після, наїзду. (c) NASA / JPL / MSSS |
Оцінивши, що матеріал дюни підходить для забору зразків (наприклад, не є липким, не заб'є всі ті внутрішні канали та ситечка), 61-го сола було зачерпнуто перший зразок. Його призначення -- випробувати всі відповідні механізми системи забору і підготовки зразків (CHIMRA), паралельно очистити її від забруднень, привезених з (багатої органікою!) Землі. Тому, після, його, як і наступний зразок, просто висипали назад. (Для очистки вібрували кілька годин, по 15-20 хвилин для кожної із поверхонь всередині CHIMRA, що можуть вібрувати). Але все по черзі:
Розглядаючи ковшик із марсіанським піском:
 |
| Клікабельно! Загадковий білий предмет, фрагмент пластика, що відвалився від марсохода. Сол 61. (c) NASA/JPL-Caltech/MSSS |
помітили загадковий білий об'єкт. Виникла підозра, що це щось відвалилося від марсохода. Наступні кілька днів перевіряли, чи не є це щось важливе, ознака якоїсь поломки (мало що там під час перельоту розтрусило). Залишивши руку із зразком в спокої, розглянули об'єкт ChemCam:
Вирішили, що це безобідний
шматок пластику, який, можливо, відпав від трубки, в які загорнуто кабелі марсохода чи й його посадочної ступені, тому роботу із рукою можна безпечно продовжувати.
Зразок було піддано запланованій обробці (детальніше див.
тут, або за посиланнями в кінці):
 |
| Схема CHIMRA. Зразки з ковша поступають знизу, з сверла -- зверху. Рожева лінія -- шлях руху зразків з ковшика. Внизу праворуч -- пристрій дозування. Темно-зелений вертикальний прямокутник, через який проходить рожева лінія -- 150-мікронне сито. (c) NASA/JPL-Caltech |
При цьому, щоб зразок правильно рухався, рукою та туреллю рухають, повертають, включаючи вбудовані вібратори. Зокрема, перш ніж закрити ковшик, ним довго вібрували --- якщо б у зразку були крупні часточки, вони випливли б нагору. Після обробки зразок висипали поруч із марсоходом. Відео із описом, моделями та реальними фото процесу:
65-го солу марсохід завершив підготовку до забору наступного зразку, і (тимчасово) вільна рука ще раз сфотографувала (за допомогою мікроскопу) той загадковий фрагмент:
Другий зразок набрано 66-го, але через
підозрілі білі часточки, щоб випадково не захопити ще якийсь пластик (якого
трохи валяється), 67-го його викинули. Правда, виявилося, що ці білі часточки -- частина марсіанського ґрунту.
Нарешті, третя спроба, 69-го, була використана за призначенням:
 |
| Перших три ковшика марсіанського ґрунту. Праворуч -- третя, по середині -- перша. (c) NASA/JPL-Caltech |
70-го частину її висипали на оглядовий столик, пофотографували його:
 |
| Перший зразок на оглядовому столику. Розмір столика -- 7.8 см. Видно, що вітер та вібрацій механізмів "розмазали" зразок. (с) NASA/JPL-Caltech/MSSS |
Нарешті, наступного сола, засипали у вхідний отвір CheMin --- пристрій рентгеноструктурного та рентгенофлуоресцентного аналізу. Детальніше про забір та обробку зразка можна побачити в наступному відео:
Цей прилад дозволяє визначити, які саме мінерали входять до зразку. Даних про хімічний склад, які дає, скажімо, ChemCam, для цього замало --- хімічний склад графіту та алмазу теж однаковий. ;-) Поки відбувався аналіз, оператори працювали із іншими підсистемами та приладами, зокрема, лазер ChemCam відпрацював і по піску:
 |
| Анімація піску до пострілів лазера і після. В процесі було знято спектри випаруваної плазми. Видно, як мікроскопічні вибухи зсунули матеріал навколо точки попадання. Сол 74. (c) NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/IRAP/LPGN/CNRS |
Про результати першого використання "рентгенівського аналізу" CheMin коротко розповіли на прес-конференції 30-го жовтня. Зразок складався, в основному, з базальтів. Основу складали кристалічний польовий шпат, піроксен та олівін. Несподівано виявилося, що близько половини внесеного матеріалу складають аморфні, склоподібні, частинки. Їх походження поки що дискутується. Емілі з The Planetary Society,
висунула припущення, що це може бути пов'язане із "аморфізаціїю" під дією космічного випромінювання, яке протягом мільйонів років опромінення руйнує кристалічну ґратку, але зразу наголосила, що це не єдине можливе пояснення.
74-го набрали ще один зразок піску та пилюки, який використовувався, в тому числі, і для повторної очисти нутрощів механізму подачі зразків від залишків земних матеріалів, в рамках підготовки до першого аналізу за допомогою SAM. Тривала та чистка вібрацією до 81-го. 77-го частина зразку була передана CheMin. Паралельно спостерігали, як вібрації механізмів та вітер впливають на зразок на оглядовому столику:
Також того ж, 78-го, сола, SAM почав
хімічний аналіз першого зразка марсіанської атмосфери, який тривав до 81-го. На його результати всі чекали з нетерпінням. Справа в тому, що дослідження з орбіти та з Землі показали ---
в атмосфері Марса може існувати метан, хоча і в мізерних -- кілька мільярдних часток, кількостях. При тому, так як під дією сонячного випромінювання, радіації та взаємодії із іншими атмосферними газами, він швидко руйнується і поглинається (оцінка часу життя --- порядку 350 років), то повинен швидко поповнюватися. Більше того, метан розподілений нерівномірно:
 |
| Концентрація метану в контексті. (c) NASA |
Це вказує, з одного боку, що він доволі швидко генерується (за оцінками, 270 тон на рік, у найбільшому потоці, на фото вище, продукція
може складати 600 грам на секунду), з іншого --- швидко розкладається, з характерним часом життя 0.5-4 земних роки, інакше він встигав би перемішуватися вітрами більш однорідно. Метай та й метан, звідки стільки шуму? Дуже просто. На Землі відомо два типи джерел метану --- вулкани і живі організми (90%). І вулканізм на Марсі і життя там же --- однаково сенсаційні відкриття. (Хоча, при рівній сенсаційності, життя мені здається більш цікавим :). Таке екстраординарне твердження вимагає екстраординарних доказів. Тому аналізується дуже ретельно. Було запропоновано багато пояснень --- привнесення метеоритами (розрахунки показують -- замало виходить); поглинання і виділення
клатратами під час зміни пір року; взаємодію
води і каміння, радіоліз води чи утворення піриту, які породжують водень, котрий, у свою чергу, взаємодіючи з атмосферним вуглекислим газом (і CO), дає метан; утворення в глибині кори, під час
взаємодії води, вуглекислого газу та олівіну; синтез під дією електризованих тертям частинок пилюки, піднятих
"пильовими демонами" (воно ж називається і причиною швидкого руйнування). Дехто взагалі стверджує, що присутність метану
може бути артефактом вимірювань. Щоб розібратися у тому всьому, потрібні точні прилади на поверхні. Ось такі, як SAM. Справа в тому, що кожне із перерахованих можливих джерел залишає свої сліди, окрім метану (ну, або його відсутності). Наприклад,
серпентини (мінерали такі), якщо він виділяється від взаємодії води, вуглекислого газу та олівіну. Біогенний метан містить мізерну частку етану (менше 0.001), тоді як інші, абіогенні джерела,
дають їх у майже рівних кількостях, та й співвідношення концентрації метану і водню, вказуватиме -- міг він синтезуватися абіогенно з водню, чи ні (
менше 1/40 вказуватиме на біогенну природу). І так далі.
На жаль, перші виміри метану не виявили, що вказує на його концентрацію, меншу від 5 часток на мільярд з ймовірністю 95%. Це менше, ніж мало б бути в центрі "заповненої" метаном області, але не означає, що його немає взагалі. Хоча і розчарувало багатьох... Залишається чекати на нові дані. Метану можу бути просто трішки менше ніж 5 часток на мільярд. Його концентрація
може сильно змінюватися з часом (що узгоджується із попередніми вимірами з орбіти та з Землі, та й із швидким поглинанням).
Ще один цікавий результат -- надмір (процентів 5) важких ізотопів вуглецю та кисню у вуглекислому газі, в порівнянні із очікуваним з моделювання. Це вказує на втрату помітної частини атмосфери у космос --- гази, до молекул яких входять важчі ізотопи, втрачаються повільніше, вони більше концентровані до поверхні. Виявлено і надлишок важкого ізотопу аргону, (в 7 раз у порівнянні з Землею), відповідний до відомого для газу із бульбашок в
марсіанських метеоритах.
 |
| Результати аналізу зразка атмосфери ліворуч, праворуч -- марсіанський метеорит. Концентрація Ar-40 більша від Ar-36 в 2000 раз, як і в газі, пійманому у крихітних порожнинах марсіанських метеоритів, ще раз підтверджуючи правильну інтерпретацію їх походження. (Соли 78-81, рання весна, південна півкуля -- з плином часу атмосфера Марса помітно змінюється). Шкала -- логарифмічна. (c) NASA/JPL-Caltech/JSC |
Щодо хімічного складу, наміряно ось таке:
 |
| Результат першого аналізу атмосфери приладом SAM протягом 78-81 сола. (Рання весна, південна півкуля). Шкала -- логарифмічна. (c) NASA/JPL-Caltech, SAM/GSFC |
Це співпадає із результатами "Вікінгів", за винятком того, що концентрація азоту на 35% вища, але так як атмосфера Марса помітно змінюється --- з бігом пір року вуглекислий газ замерзає і сублімується на полярних шапках,
змінюючи атмосферний тиск процентів на 35, концентрація газів, які не замерзають і має змінюватиметься.
Кілька слів про роботу SAM від розробника:
В той же час було нафотографовано матеріалу для гігантської панорами:
 |
| КЛІКАБЕЛЬНО!!! --- без того сенсу дивитися немає. Панорама, 360 градусів, зроблена протягом 64-74 солів. Краще взагалі дивитися тут. (c) NASA / JPL / MSSS / Ed Truthan |
Та, за допомогою MAHLI, для автопортрету:
Curiosity в тому плані унікальний --- за допомогою "руки" він може сфотографувати сам себе. І таки є щось чаруюче в фотографіях земних механізмів на поверхні інших планет. :-)
Сол 89, крім того, що було завершено результати другого аналізу CheMin і викинуто відпрацьований матеріал, "відмітився" цікавою фотографією -- рукописними нотатками на марсоході, нагадуванням, що зроблений він таки вручну:
 |
| Рукописні надписи :-) (с) NASA / JPL / MSSS |
Нарешті, 90-го, наземна команда перейшла до життя земними днями. (До речі, команда складає більше 400 чоловік, науковців та інженерів). Доба на Марсі
на 37 хвилин довша від нашої, а так як діяльність марсохода прив'язана до локальної пори доби, перших 3 місяці науковці жили за марсіанським часом, через що їх земний графік плив -- дні роботи поступово замінювалися ночами, і назад -- днями. Це важко, і взагалі шкідливо (знаю добре -- мій графік якось так і дрейфує :). Нарешті, освоївшись із Марсом та своїм новим приладом -- Curiosity, команда повернулася до нормального графіку. Звичайно, через це часто доводиться планувати на два соли вперед, і виникатимуть не до кінця зайняті соли -- Restricted sols, коли, з одного боку, використання можливостей марсохода буде неповним, з іншого --- можна буде зайнятися довгими процесами (типу збору даних, "інтеграції", APXS), які цінні, однак на які було б в іншому випадку шкода часу. Також, науковці з інших країн, які працюють із інструментами марсохода, в значній
повернулися додому, щоб продовжити свою роботу віддалено.
Всього лиш 91-й сол на Марсі, а що вже зробили з калібрувальною мішенню ChemCam:
 |
| Дірки на калібрувальній мішені ChemCam. Сол 91. (c) NASA / JPL / MSSS |
93-го сола (9 листопада приблизно) було відібрано ще один зразок, ймовірно, нарешті, для аналізу за допомогою SAM ("суху" репетицію всього процесу проведено раніше):
 |
| 5-й зразок. Сол 93. (c) (c) NASA / JPL / MSSS |
На цьому поки все
Після трьох місяців підготовки марсохід Curiosity готовий до справжньої роботи. Випробувано більшість підсистеми (важливий виняток -- робота свердла і SAM із твердими зразками), наземна команда звиклася та набула необхідного досвіду. Зроблено багато різноманітних "вперше" --- див. текст вище. Пройдено майже 500 метрів, в кінці кінців :-) Робота продовжується, можна чекати на нові цікаві результати та відкриття --- інші планета завжди наповнені сюрпризами. Навіть наша відносно обжита Земля регулярно їх постачає.
Можливо, текст вище надміру детальний, так і уявляю собі обурення: "ну кожен клік мишкою операторів описує". Але зроблено це навмисне. На жаль, абсолютно переважна більшість людей не дуже собі усвідомлює, як і для чого функціюють всі оті міжпланетні станції. Одні дивуються: "не знайшли метану/життя/марсіан, навіщо далі продовжувати?". Доводиться пояснювати, що призначення марсохода не в тому. Його основна ціль --- дослідження геології, метеорології та інших
логій на Марсі --- планеті, відмінній від нашої. Воно цінне саме по собі --- розширюючи наші знання про те, як різноманітні процеси функціюють. Воно поглиблює розуміння нашої власної Землі (цитуючи когось,
з приводу дурацьких заяв одного каскадера, "Хто б задумувався про парникові ефекти і глобальне потепління до досліджень Венери?" --- перебільшено, але на загал правильно). Інші жаліються на безумну вартість таких розваг. Їм, можливо, буде корисним порівняти вартість Curiosity, 1 долар в рік на одного громадянина США (або 9 доларів всього), які пішли на оплату труда кращих інженерів (яким би довелося інакше розробляти щось типу нового ай-Понта ;-), розробку нових технологій та матеріалів, із витратами людства на інші речі --- від
збройних сил до мелодій для мобілок: "
Объём европейского рынка мелодий для мобильных телефонов - 1,5 млрд. долларов. 2002 рік". Так, у людства є незрівнянно важливіші проблеми, ніж дослідження інших планет. Але і незрівнянно більш дурацькі витрати. Третіх дивує, чому так повільно, звідки стільки мороки і такі скромні результати. Четверті переконані, що влада взагалі і НАСА зокрема, приховує все -- від кольору марсіанського неба до проявів інопланетного життя. Ось для останніх двох категорій я постарався (в міру своїх куцих знань і інформованості) показати, ЯК система працює, в чому складність керування роботом, вартістю 2.5 млрд доларів, який знаходиться настільки далеко, що світло туди і назад летить десятки хвилин (обмежуючи максимальний час реакції операторів, накладаючи вимоги щодо обережності та інтелекту робота), ЯК отримуються окремі результати, і як із них будуються наукові висновки.
Надалі, звичайно, технічних деталей буде менше, хіба б мова йшлася про щось суттєво нове або цікаве. Якщо є питання --- пишіть. І,
Дякую за увагу!
Немає коментарів:
Дописати коментар