Спустя 13 лет после того, как марсоход Curiosity приземлился на Марсе, инженеры находят способы повысить его производительность. Шестиколёсному роботу предоставили больше автономности и способности выполнять несколько задач одновременно. Эти усовершенствования разработаны для того, чтобы максимально эффективно использовать источник энергии Curiosity — многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор (MMRTG).
Повышенная эффективность означает, что у марсохода достаточно энергии для продолжения расшифровки изменений древнего марсианского климата, которые превратили мир озёр и рек в холодную пустыню, какой он является сегодня.
Недавно Curiosity добрался до региона, заполненного образованиями в виде коробок. Считается, что эти затвердевшие гребни были созданы подземной водой миллиарды лет назад. Эти образования тянутся на многие километры по части горы Шарпа высотой 5 километров. Они могут показать, могла ли микробная жизнь выжить в марсианских подземных условиях много лет назад, продлевая период обитаемости в то время, когда планета высыхала.
Выполнение этой детективной работы требует много энергии
Помимо вождения и использования роботизированной руки для изучения горных пород и скал, у Curiosity есть радио, камеры и 10 научных инструментов, которым требуется питание. Кроме того, есть несколько нагревателей, которые поддерживают оптимальную работу электроники, механических частей и инструментов.
Предыдущие миссии, такие как марсоходы Spirit и Opportunity, а также посадочный аппарат InSight, использовали солнечные панели для подзарядки своих батарей, но эта технология всегда рискует не получить достаточно солнечного света для обеспечения энергией.
Вместо этого Curiosity и его младший брат Perseverance используют ядерный источник питания MMRTG, который полагается на распадающиеся плутониевые гранулы для создания энергии и подзарядки батарей марсохода.
Управление ежедневным энергопотреблением ровера
Команда тщательно управляет ежедневным энергопотреблением ровера, учитывая каждое устройство, которое использует батареи. Хотя все эти компоненты были тщательно протестированы перед запуском, они являются частью сложных систем, которые проявляют свои особенности только после многих лет в экстремальных марсианских условиях.
«Мы были скорее осторожными родителями в начале миссии», — сказал Рейдар Ларсен из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, которая создала и управляет марсоходом. Ларсен возглавлял группу инженеров, которые разработали новые возможности. «Это как если бы наш подросток-марсоход взрослел, и мы доверяем ему брать на себя больше ответственности. В детстве вы можете делать что-то одно за раз, но став взрослым, вы учитесь многозадачности».
В общем, инженеры JPL отправляют Curiosity список задач, которые нужно выполнить одну за другой, прежде чем марсоход закончит свой день сном для подзарядки. В 2021 году команда начала изучать, можно ли безопасно объединить две или три задачи ровера, сокращая количество времени, в течение которого Curiosity активен.
Например, радио Curiosity регулярно отправляет данные и изображения на проходящий мимо орбитер, который передаёт их на Землю. Может ли марсоход общаться с орбитером во время движения, перемещения своей роботизированной руки или съёмки изображений? Объединение задач может сократить план на каждый день, требуя меньше времени с включёнными нагревателями и приборами в состоянии готовности, что снижает расход энергии. Тестирование показало, что Curiosity может это делать безопасно, и все эти возможности теперь успешно продемонстрированы на Марсе.
Новые возможности для Curiosity
Команда внедряет и другие новые возможности для Curiosity в течение многих лет. Несколько механических проблем потребовали переделки того, как сверлильная установка роботизированной руки измельчает камни для сбора образцов, а возможности вождения были улучшены с помощью обновлений программного обеспечения.
Когда колесо цвет фильтра перестало вращаться на одной из двух камер, установленных на Mastcam, вращающейся «голове» Curiosity, команда разработала обходной путь, позволяющий им снимать те же прекрасные панорамы.
JPL также разработала алгоритм для снижения износа колёс Curiosity, побитых камнями. И хотя инженеры внимательно следят за любыми новыми повреждениями, они не беспокоятся: после 35 километров пробега и обширных исследований стало ясно, что, несмотря на некоторые проколы, колёсам хватит ресурса ещё на несколько лет. (И в худшем случае Curiosity может удалить повреждённую часть «протектора» колеса и продолжить движение на оставшейся части.)
Вместе эти меры выполняют свою работу, чтобы Curiosity оставался таким же занятым, как и прежде.
Предоставлено: НАСА