Персеверанс (марсоход)

«Персеверанс»
Perseverance
Селфи «Персеверанс» с «Ingenuity» в кратере Езеро на Марсе 7 апреля 2021 года
Заказчик	НАСА
Производитель	Лаборатория реактивного движения
Оператор	НАСА
Стартовая площадка	мыс Канаверал SLC-41
Ракета-носитель	«Атлас-5» 541
Запуск	30 июля 2020 года, 11:50 UTC[1]
Технические характеристики
Масса	1025 кг[2]
Размеры	3 × 2,7 × 2,2 м[2]
Мощность	110 Вт, пиковая до 900 Вт[3]
Источники питания	РИТЭГ
Элементы орбиты
Посадка на небесное тело	18 февраля 2021; 3 года назад (2021-02-18)
Координаты посадки	18°26′41″ с. ш. 77°27′03″ в. д. / 18,4447° с. ш. 77,4508° в. д. / 18.4447; 77.4508G кратер Езеро[2]
Логотип миссии
mars.nasa.gov/mars2020/
Медиафайлы на Викискладе

«Персеве́ранс»^[4][5][6] (англ. Perseverance, американское произношение: [ˌpɜːrsəˈvɪrəns]; в переводе на русский язык — «Настойчивость») — марсоход, разработанный для исследования кратера Езеро на Марсе в рамках экспедиции НАСА «Марс-2020». Был изготовлен Лабораторией реактивного движения НАСА и запущен к Марсу 30 июля 2020 года. Посадка на Марс была произведена 18 февраля 2021 года^[1]. По состоянию на 16 декабря 2023 года марсоход преодолел 40 км^[7].

«Персеверанс» имеет семь научных инструментов для изучения поверхности Марса в районе кратера Езеро. У него есть несколько камер для съёмки и два микрофона для записи звука. В состав полезной нагрузки был также включён беспилотный летательный аппарат (БПЛА) вертолётного типа Ingenuity, осуществивший 19 апреля 2021 года первый в истории полёт на Марсе на собственном двигателе, предназначенном для многократных полётов в атмосфере другого небесного тела^[8].

Имя марсохода было выбрано из более чем 28 тысяч предложений, поступивших в рамках общенационального школьного конкурса^[9]. Победителем стал учащийся седьмого класса из Вирджинии Александр Матер (Alexander Mather), предложивший название «Настойчивость» (англ. Perseverance). Школьник и его семья были приглашены в Космический центр Кеннеди и наблюдали за запуском ровера с базы ВВС США на мысе Канаверал. В 2021 году кембриджский словарь английского языка назвал слово «Perseverance» словом года^[10].

«Персеверанс» в Лаборатории реактивного движения (17.12.2019)

Внутренняя начинка

Укладка в спускаемый модуль. К днищу марсохода прикреплён вертолёт Ingenuity в сложенном состоянии, но пока без защитного кожуха

Конструкция марсохода «Персеверанс» учитывала разработки предыдущего марсохода «Кьюриосити»^[11][12]. Инженеры переработали колёса ровера, сделав их более жёсткими по сравнению с колёсами «Кьюриосити», которые получили повреждения в процессе работы на Марсе^[13]. «Персеверанс» получил более толстые и прочные алюминиевые колёса с меньшей шириной и бо́льшим диаметром (52,5 см) по сравнению с «Кьюриосити» (50 см)^[14][15]. Шесть колёс из лётного алюминиевого сплава оснащены «шипами» для лучшей тяги и изогнутыми спицами из титана для подрессоривания^[16][17]. Из-за наличия большего количества научных инструментов и модифицированных колёс «Персеверанс» тяжелее «Кьюриосити»^[15] на 14 % (1025 кг по сравнению с 899 кг у предыдущего ровера)^[2]. Марсоход оснащён пятисуставным роботизированным манипулятором-«рукой» длиной 2,1 м. «Рука» совместно с поворачиваемой башней-турелью предназначена для захвата и анализа геологических образцов с марсианской поверхности^[18].

Радиоизотопный термоэлектрический генератор (MMRTG) ровера использует тепловую энергию, выделяющуюся при естественном распаде радиоактивных изотопов и преобразует её в электроэнергию с помощью термоэлектрогенератора. Он имеет массу 45 кг и использует 4,8 кг диоксида плутония в качестве источника энергии^[19]. На момент запуска марсохода с Земли генератор вырабатывал примерно 110 Вт энергии, но с каждым годом это значение будет снижаться^[19]. Также на ровере установлены две литий-ионных перезаряжаемых батареи. Радиоизотопный термоэлектрический генератор, предоставленный Министерством энергетики США, должен обеспечить 14 лет работы марсохода^[19]. Он позволит марсоходу работать по ночам и в условиях пылевых бурь, что было бы невозможным при использовании солнечных батарей^[19].

Марсоход использует радиационно устойчивый одноплатный компьютер на базе процессора RAD750 с частотой 133 МГц и 128 Мбайт динамической памяти. Программное обеспечение также позволяет использовать 4 Гб энергонезависимой NAND-памяти на отдельной карте^[20].

Для поддержки испытательных полётов беспилотного вертолёта Ingenuity на борту марсохода смонтировано дополнительное радиооборудование: стандартный модуль SiFlex2 производства LS Research и штыревая антенна, аналогичные установленным на вертолёте. Аппараты могут поддерживать связь по протоколу Zigbee на частоте 914 МГц на расстоянии до 1000 метров и передавать информацию на скорости до 250 кбит/с в режиме одностороннего или 20 кбит/с в режиме двустороннего радиообмена^[21]. Руководство миссии Perseverance подчёркивает, что вертолёт не входит в число инструментов марсохода, доставлен на Марс только для демонстрационных полётов^[22], обслуживание его коммуникационных потребностей требует немалых ресурсов времени для передачи информации на Землю, и его эксплуатация не должна наносить ущерб главным научным задачам всей миссии^[23].

Расположение научных инструментов на марсоходе

Геология района, обследуемого марсоходом

Из 58 поступивших предложений^[24][25] в июле 2014 года специалисты НАСА отобрали семь научных инструментов, которые были утверждены для установки на марсоход^[26][27]:

• Планетарный инструмент для рентгеновской литохимии (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry, PIXL), рентгенофлуоресцентный спектрометр для точного определения элементного состава материалов с поверхности Марса^[28][29].
• Радиолокационный визуализатор для марсианского подповерхностного эксперимента (Radar Imager for Mars' subsurface experiment, RIMFAX), георадар для получения изображений грунтов разной плотности, структурных слоёв, подповерхностных горных пород, метеоритов и обнаружения подземного водяного льда и соляного рассола на глубине до 10 м. Прибор предоставлен Научно-исследовательским институтом министерства обороны Норвегии (норв. Forsvarets forskningsinstitutt)^[30][31][32].
• Анализатор динамики окружающей среды на Марсе (Mars Environmental Dynamics Analyzer, MEDA), набор датчиков для измерения температуры, скорости и направления ветра, давления, относительной влажности, радиации, а также размера и формы частиц марсианской пыли. Прибор предоставлен Астробиологическим центром Испании^[33].
• Марсианский исследовательский эксперимент с кислородом in situ (Mars Oxygen ISRU Experiment, MOXIE), исследование технологии по производству кислорода (O₂) из диоксида углерода (CO₂) марсианской атмосферы^[34]. Установка должна производить по 22 грамма кислорода в час на протяжении 50 солов. В случае успеха технология будет масштабирована 200:1 и использоваться для в производства кислорода в промышленных масштабах для будущих миссий на Марс, как для жизнеобеспечения людей, так и для создания ракетного топлива^[34].
• SuperCam, набор инструментов для оптического, химического и минералогического анализа камней и почвы на Марсе. Является усовершенствованной версией прибора ChemCam, установленного на марсоходе «Кьюриосити». Прибор имеет два лазера и четыре спектрометра для удалённого поиска биосигнатур и оценки возможности существования марсианской жизни в прошлом. Прибор разработан и изготовлен Лос-Аламосской национальной лабораторией в кооперации с Исследовательским институтом астрофизики и планетологии Франции, французским космическим агентством (Национальный центр космических исследований), Гавайским университетом и Вальядолидским университетом^[35].
• Мультиспектральный стереоскопический прибор для визуализации Mastcam-Z с зум-объективом.
• Рамановское и люминесцентное сканирование пригодной для жизни среды для поиска органических и химических веществ (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals, SHERLOC), ультрафиолетовый рамановский спектрометр, использующий точную визуализацию и ультрафиолетовый лазер для определения мелкомасштабной минералогии и обнаружения органических веществ^[36][37].

Также на марсоходе расположены несколько камер, и — впервые для марсианского аппарата — два микрофона, которые запишут звук во время посадки аппарата на Марс^[38], а также во время поездок ровера по поверхности и во время сбора образцов^[39].

Марсианский аппарат-разведчик Ingenuity отправился в полёт к Марсу, прикреплённый к днищу марсохода «Персеверанс». После успешной посадки он осуществил самостоятельные короткие демонстрационные полёты, сделал фотоснимки и провёл операции по разведке местности.

Участники собрания учёных проекта Марс-2020 (около 230 человек) у входа в здание JPL, 07.06.2022

На «Персеверанс» 23 камеры

SuperCam

Mastcam-Z

Герметичный тубус для кернов

PIXL

Схема MOXIE

При разработке и утверждении программы экспедиции «Марс-2020» были поставлены четыре научные задачи по исследованию Марса^[40]:

1. Оценка жизнепригодности Марса, в том числе мест и условий, в которых может поддерживаться микробная жизнь.
2. Поиск биосигнатур, которые могут подтвердить существование микробной жизни на Марсе в прошлом.
3. Отбор, сбор и хранение проб камней и почвы с марсианской поверхности — в последующем материалы должен доставить на Землю возвращаемый аппарат.
4. Подготовка к высадке человека на Марсе: проведение тестов по производству кислорода из марсианской атмосферы.

Марсоход «Персеверанс» был запущен 30 июля 2020 года в 11:50 UTC (в 7:50 по местному времени) на борту ракеты Atlas V со стартового комплекса SLC-41 на мысе Канаверал во Флориде. Полёт к Марсу продолжался около семи месяцев. В ходе полёта положение «Персеверанс» с прикреплённым к его днищу вертолётом «Ingenuity» можно было увидеть в специальном разделе на сайте НАСА^[41].

Посадка на поверхность Марса произведена 18 февраля 2021 года в районе кратера Езеро^[42][43]. Время посадки составило около 7 минут, операции осуществлялись в автоматическом режиме^[44].

В ходе процедуры управляемого спуска (EDL) на поверхность были сброшены две вольфрамовые болванки весом по 77,5 кг, использовавшиеся в качестве балласта. На месте падения одной из них в точке с центром 4°30′ с. ш. 135°36′ в. д. / 4,5° с. ш. 135,6° в. д. / 4.5; 135.6 образовался ударный кратер диаметром около 6 метров. Однако сейсмометру SEIS зонда InSight, находящегося на поверхности Марса в 3450 км к востоку от места падения блоков, не удалось обнаружить никаких сигналов ни от входа, спуска и приземления марсохода Perseverance, ни от искусственных марсотрясений, вызванных сбросом вольфрамовых болванок^[45].

• Посадка «Персеверанс» на Марс снятая с разных ракурсов
• Анимация, демонстрирующая посадку на Марс
• 
  Снимок парашюта «Персеверанс» во время посадки на Марс
• 
  Снимок «Небесного крана» с «Персеверанс» во время посадки на Марс. Пламя из сопел не видно, но на фото двигатели работают.
• 
  Снимок «Персеверанс» с «Небесного крана» во время посадки на Марс

4 марта 2021 года Perseverance провел свой первый тест-драйв на Марсе. НАСА опубликовало фотографии первых следов колес марсохода на марсианской земле^[46].

20 апреля 2021 года марсоход впервые переработал углекислый газ из атмосферы Марса в кислород^[47].

Распределение кернов по типам пород

6 августа 2021 года марсоход осуществил первую попытку взятия пробы грунта Марса. Попытка оказалась неудачной, в пробирку для образцов ничего не попало^[48][49].

1 сентября 2021 года марсоход совершил вторую попытку взятия пробы грунта Марса. В этот раз операция прошла успешно^[50][51].

По состоянию на октябрь 2022 года было успешно взято 14 проб грунта^[52][53].

Источник: Where is the rover? (англ.) (json). mars.nasa.gov.
Дата последней сверки с источником: 28.11.2022.

«Отправь своё имя на Марс»

НАСА организовала кампанию «Отправь своё имя на Марс» (англ. Send Your Name to Mars), приглашая людей со всего земного шара указать свои имена для последующей их отправки на Марс со следующим марсоходом. Было отправлено 10 932 295 имён. Все имена, а также 155 эссе финалистов конкурса «Назови марсоход» (англ. Name the Rover) были нанесены электронным лучом на три кремниевые чипа размером с ноготь, после чего прикреплены к анодированной алюминиевой пластине, которая была размещена на марсоходе 26 марта 2020 года. На самой алюминиевой пластине, установленной на задней поперечной балке марсохода, методом лазерной гравировки изображены Солнце, Земля и Марс^[54], а также число участников акции.

Кампания НАСА «Отправь своё имя на Марс»

Табличка с чипами, содержащими имена участников, прикреплённая к марсоходу «Персеверанс»

Пример «посадочного талона», отправленного зарегистрированным участникам кампании

Дань уважения медицинским работникам

Запуск миссии «Марс-2020» произошёл во время пандемии COVID-19, которая оказала влияние на планирование миссии в 2020 году. Для того, чтобы отдать дань уважения врачам, медсёстрам и другому медицинскому персоналу, работавшему во время пандемии COVID-19, была изготовлена алюминиевая табличка размером 8 x 13 см, на которой изображён посох Асклепия, известный медицинский символ с посохом, обвитым змеёй. Эта табличка была закреплена на марсоходе «Персеверанс» перед его отправкой на Марс^[55].

Изображения, сделанные камерами «Персеверанс»

Первое фото

Первое цветное фото

Одно из колёс марсохода

Панорама гелидрома

Фотография палубы «Персеверанс»

Вертолёт Ingenuity во время 4-го рейса

Оптический эффект похожий на радугу

Образец породы «Ёжик» (Hedgehog)

Порода, подвергшаяся ветровой эрозии

Сол 136: «Неровное растрескавшееся дно кратера» (Crater Floor Fractured Rough)

До и после паузы: фото за 215 и за 233 сол

Первая колея после паузы: на 237-й сол марсоход продолжил движение вглубь Сейтаха

• Миссия «Марс-2020» на сайте NASA (англ.)
• Краткий видеообзор миссии на YouTube (англ.)
• Видео запуска 30 июля 2020 года на YouTube (англ.)

В сносках к статье найдены неработоспособные вики-ссылки. Исправьте короткие примечания, установленные через шаблон {{sfn}} или его аналоги, в соответствии с инструкцией к шаблону, или добавьте недостающие публикации в раздел источников. Список сносок: Fernando, NASA Briefing (29 июля 2022)