La estructura del rover Curiosity en Marte

Utilizando 2 (uno de los cuales es de repuesto) ordenadores IBM modelo especial, que pueden soportar cambios de temperatura de -55 y 70 grados y niveles de radiación de 1.000 Gray.

Hardware: procesador RAD750 basado en IBM PowerPC 750 (puede proporcionar potencia informática de 400 MIPS), EEPROM de 256 KB, DRAM de 256 MB, memoria flash de 2 GB.

Software: La NASA utiliza el sistema operativo VxWorks. VxWorks, desarrollado por Wind River Systems (adquirida por Intel), es un sistema operativo en tiempo real utilizado en una gran cantidad de sistemas integrados. Las sondas anteriores a Marte (Voyager, Spirit, Opportunity) y Mars Reconnaissance Orbiter utilizaron VxWorks.

El ancho de banda de datos directo entre Curiosity y la Tierra es de aproximadamente 8 Kbit/s, pero el ancho de banda de transmisión óptimo con el vehículo explorador de Marte 2001 Mars Odyssey puede alcanzar los 2 Mbit/s, mientras que el ancho de banda de datos entre Curiosity y la Tierra es 2 Mbit/s. El ancho de banda es de 256 Kbit/s. Cuando la sonda sobrevuela el rover, puede comunicarse durante ocho minutos a la vez y transmitir hasta 250 Mbit de datos, lo que tarda más de 20 minutos en transmitirse a la Tierra.

Vida útil: La vida útil de diseño del "Curiosity" es de un año marciano, lo que equivale aproximadamente a 687 días terrestres, o 669 días marcianos. Tolva de arrastre: La tolva de arrastre del Mars Science Laboratory es la cápsula más compleja jamás enviada a Marte. El diseño tuvo que tener en cuenta su enorme tamaño y peso, ya que es el rover más grande jamás enviado al Planeta Rojo y necesitaría aterrizar en un lugar preciso de Marte.

Escudo térmico: El escudo térmico y la carcasa trasera cónica del Curiosity son los más grandes jamás creados en este sentido. Hacen que el caparazón del rover tenga 15 pies (4,5 metros) de ancho, más grande que los escudos térmicos utilizados en rovers anteriores e incluso los utilizados por la nave espacial Apolo que llevó a los astronautas a la luna. Los escudos térmicos utilizados para proteger los vehículos exploradores de Marte Opportunity y Spirit tenían 2,6 metros (8,5 pies) de ancho, mientras que los utilizados en el Apolo tenían menos de 4 metros (13 pies) de ancho.

Para protegerse de las altas temperaturas durante su aterrizaje en el planeta rojo, este escudo térmico utiliza un tipo de material llamado material ablador de carbono impregnado fenólico (PICA). Esta es la primera vez que se utiliza un escudo térmico de este tamaño en una misión a Marte. Los paneles de ablación térmica de carbono fenólico fueron inventados por el Centro de Investigación Ames de la NASA. Este material fue enviado por primera vez al espacio como escudo térmico para la cápsula Stardust de la NASA, que regresó a la Tierra. Los científicos utilizaron la cápsula espacial Stardust para recolectar partículas de un cometa y trajeron la muestra a la Tierra en 2006. Las baterías nucleares proporcionan energía estable: el Curiosity funciona con un generador termoeléctrico de radioisótopos multimisión, que es esencialmente una batería nuclear. Por el uso de la energía nuclear. El sistema consta principalmente de dos componentes: una fuente de calor llena de dióxido de plutonio-238 y un conjunto de termopares sólidos que pueden convertir la energía térmica generada por el plutonio-238 en electricidad. Este sistema está diseñado para tener una vida útil de 14 años, que también es superior a la de los paneles solares. Este sistema es suficiente para proporcionar energía suficiente para los numerosos instrumentos que funcionan simultáneamente en Curiosity. "Curiosity" está diseñado para viajar más de 19 kilómetros y escalar altas montañas en la superficie de Marte. En 1997, aterrizó el rover Sojourner, transportado por el Mars Pathfinder. Comparado con este modelo antiguo, que pesa unos 10 kilogramos, el Curiosity es mucho más avanzado.

Sky Crane: La NASA ha diseñado un complejo procedimiento de aterrizaje específicamente para el rover Curiosity. Después de que el rover ingrese a la atmósfera del Planeta Rojo, usará un paracaídas grande para tirar su escudo térmico y su capa trasera para frenar su descenso, y luego usará una "Grúa Celestial" para que el propulsor descienda lentamente. La grúa utilizará cables para colocar el vehículo en la superficie de Marte, donde luego volará y se estrellará. Por primera vez, se utilizó un dispositivo auxiliar llamado "grúa aérea" para ayudar en el aterrizaje. Debido a la gran dificultad y riesgo, la NASA lo llamó los "7 Minutos de Terror".

Después de que la combinación de "Sky Crane" y "Curiosity" desacelerara mediante la fricción atmosférica y la desaceleración del paracaídas, "Sky Crane" encendió sus ocho motores de propulsión de retroceso y entró en una etapa de descenso lento y motorizado. Después de que el motor de propulsión de retroceso desaceleró la combinación de "Sky Crane" y "Curiosity" a aproximadamente 0,75 metros por segundo, varios cables levantaron "Curiosity" fuera del "Sky Crane" y lo suspendieron debajo. Cuando alcance una cierta altura desde el suelo, el cable se cortará automáticamente y la "Sky Crane" aterrizará a una cierta distancia segura del rover "Curiosity". Curiosity se lanzó el 26 de noviembre de 2011. Aterrizará y detectará en la superficie de Marte para descubrir si Marte alguna vez tuvo un entorno adecuado para la vida. En comparación con los rovers "Spirit" y "Opportunity" que todavía exploraban Marte en 2011, el rover "Curiosity" es mucho más grande, lleva equipos de detección cada vez más avanzados y tiene una detección continua en la superficie de Marte con capacidades de conducción más fuertes. , será el "inicio" del proyecto estadounidense de exploración de Marte en los próximos 10 años. Otros equipos

Mast Camera: (en adelante MastCam) es la principal herramienta de imágenes del Curiosity y se encarga de tomar fotografías y vídeos en color de alta resolución del paisaje marciano para que los científicos los analicen. MastCam consta de dos sistemas de cámaras instalados en un mástil sobre el cuerpo principal del Curiosity. MastCam puede obtener una buena vista del Curiosity mientras viaja por la superficie de Marte. Las fotografías tomadas por MastCam ayudarán al equipo de la misión a conducir y controlar el Curiosity.

Mars Handheld Lens Imager: (en adelante, MAHLI) funciona como una súper lupa, lo que permite a los científicos de la Tierra observar las rocas y el suelo de Marte con más detalle. Este instrumento puede tomar fotografías en color de accidentes geográficos tan pequeños como 12,5 micrones (menos que el diámetro de un cabello humano). Montado en el extremo del brazo robótico de cinco articulaciones y 2,1 metros (7 pies) de Curiosity, MAHLI es una maravilla de la ingeniería en sí misma. En sentido figurado, este instrumento es una lupa de alta tecnología para los científicos que apuntará hacia donde quieran.

Mars Landing Imager: (en adelante MARDI) es una pequeña cámara instalada en el cuerpo principal del rover "Curiosity" que se encarga de tomar imágenes del proceso de aterrizaje del "Curiosity" en Marte. superficie. Para entonces, el rover aterrizará con la ayuda de una grúa espacial suspendida propulsada por un cohete. MARDI se lanzará cuando Curiosity esté a 1 milla (aproximadamente 1,6 kilómetros) o 2 millas (aproximadamente 3,2 kilómetros) de la superficie marciana, momento en el que el rover descartará su escudo térmico. Antes de que Curiosity aterrice, este instrumento capturará imágenes a una velocidad de 5 fotogramas por segundo. Las imágenes capturadas por MARDI ayudarán al equipo de la misión del Mars Science Laboratory a planificar el viaje del Curiosity a Marte y proporcionarán a los científicos información geológica sobre el lugar de aterrizaje, el cráter Gale de 100 millas de diámetro.

Analizador de muestras de Marte: (en adelante denominado SAM) es el corazón del Curiosity. Pesa 83 libras (aproximadamente 38 kilogramos), lo que representa aproximadamente la mitad del peso total de los instrumentos científicos que lleva el Curiosity. . SAM consta de 3 instrumentos independientes: espectrómetro de masas, cromatógrafo de gases y espectrómetro láser. Estos instrumentos buscan compuestos de carbono, los componentes básicos de la vida. Además, buscarán otros elementos relevantes para la vida en la Tierra, como hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

El SAM está instalado en el cuerpo principal del "Curiosity". El brazo robótico de Curiosity entrega muestras al SAM a través de una entrada en el exterior del vehículo. Algunas de las muestras recolectadas provendrán del interior de la roca, utilizando una broca de 2 pulgadas (aproximadamente 5 centímetros) en el extremo del brazo robótico para perforar la roca y extraerla. Es el primer rover que aterriza en Marte equipado con herramientas que pueden extraer muestras del interior de las rocas.

El Analizador de Química y Mineralogía (en lo sucesivo, CheMin) se puede utilizar para determinar los tipos y cantidades de minerales en Marte, lo que ayuda a los científicos a comprender mejor el entorno pasado del planeta rojo. Como SAM, Curiosity The. El brazo robótico envía la muestra a CheMin para su análisis a través de una entrada fuera del vehículo. Durante el análisis, el instrumento emite rayos X a la muestra y determina la estructura cristalina del mineral basándose en la difracción de los rayos X: “Para nosotros. , parece magia.

"La difracción de rayos X es una técnica analítica importante utilizada por los geólogos en la Tierra y nunca se ha utilizado en Marte. CheMin ayudará a Curiosity a aprender más sobre las características de los minerales marcianos que sus predecesores, Spirit y Spirit. La química y la cámara del Opportunity Mars Rover Instrumento: (en adelante, ChemCam) puede disparar láseres a rocas marcianas a 30 pies (aproximadamente 9 metros) de distancia, provocando que se vaporicen y luego analizar las rocas vaporizadas. Con la ayuda de este instrumento, Curiosity puede estudiar las rocas marcianas que se encuentran. más allá del alcance de los brazos robóticos Además, ChemCam también puede ayudar al equipo de la misión a determinar si Curiosity debe enviar ChemCam a un área específica para su exploración. El láser, que consta de varios componentes diferentes, está instalado en el mástil de Curiosity, al lado. Una cámara y un pequeño telescopio están instalados en la carrocería del vehículo y están conectados al equipo del mástil a través de fibras ópticas para analizar las muestras de rocas evaporadas.

El Alfa. Espectrómetro de Rayos X de Partículas: (en adelante APXS) está instalado en el extremo del brazo robótico del "Curiosity" y se encarga de medir las cantidades de diferentes elementos químicos en las rocas y el suelo marcianos. ponga APXS en contacto con la muestra, y APXS la analizará emitiendo rayos X y núcleos de helio. Estas "municiones" pueden sacar de órbita los electrones de la muestra y luego producir rayos X basados ​​​​en los rayos X emitidos. . Energía característica, los científicos pueden determinar el tipo de elemento.

Detector de velocidad dinámica de neutrones: (en adelante referido). como DAN) está instalado cerca de la parte trasera del cuerpo principal de Curiosity. Ayudará al rover a buscar hielo y minerales que contengan agua en el subsuelo marciano. Este instrumento emitirá un haz de neutrones al suelo y luego registrará los neutrones. La velocidad de rebote del haz. Los átomos de hidrógeno tienden a desacelerar los neutrones. Si una gran cantidad de neutrones son lentos, significa que puede haber agua o hielo bajo tierra con una concentración de solo 0,1% 6 pies. metros) bajo tierra.

El Detector de Evaluación de Radiación: (en adelante RAD) tiene aproximadamente el tamaño de una tostadora y está diseñado para ayudar a prepararse para futuras misiones de exploración a Marte. Este instrumento es responsable de medir y determinar. todo tipo de radiación en Marte. Las observaciones de RAD permiten a los científicos determinar cuánta radiación recibirían los astronautas si estuvieran expuestos al ambiente marciano. Entorno de radiación sobre la vida en Marte.

Mars Rover Environmental Monitoring Station: (en adelante, REMS) está instalada en el centro del mástil del Curiosity. Es una estación de seguimiento meteorológico de Marte encargada de medir la presión atmosférica. , humedad, velocidad y dirección del viento, temperatura del aire, temperatura del suelo y radiación ultravioleta se combinan en informes diarios y trimestrales para ayudar a los científicos a comprender el entorno marciano en detalle

Entrada, descenso y aterrizaje en el Laboratorio Científico de Marte: ( en adelante denominado MEDLI) no es uno de los instrumentos que lleva Curiosity. Este dispositivo está integrado en el escudo térmico y se encarga de proteger al Curiosity a su paso por la atmósfera marciana. MEDLI también es responsable de medir la temperatura y la presión que experimenta el escudo térmico del Curiosity a su paso por la atmósfera marciana. Esta información ayudará a los ingenieros a comprender el estado del escudo térmico mientras utilizan los datos para mejorar futuros vehículos exploradores de Marte.

Cámaras de navegación: Curiosity está equipado con dos pares de cámaras 3D en blanco y negro para la navegación en el mástil, cada una con un campo de visión de 45 grados. Se utiliza principalmente para ayudar a los controladores terrestres a planificar la ruta de acción del Curiosity.

Cámara química: Utiliza láser de alta energía para vaporizar y analizar el objetivo hasta siete metros de distancia, y determinar la composición del objetivo a través de la fuerte luz emitida durante el proceso de análisis.

Cámaras para evitar peligros: Curiosity está equipado con un par de cámaras 3D en blanco y negro en las posiciones inferiores de cada una de las cuatro esquinas para evitar obstáculos, cada una con un campo de visión de aproximadamente 120 grados. Se utilizan principalmente para evitar que Curiosity choque accidentalmente con obstáculos y, con la ayuda del software, permiten que Curiosity decida su ruta a pie hasta cierto punto.

Brazo robótico: el brazo robótico del Curiosity está equipado con una broca que puede perforar rocas para recolectar muestras, realizar pruebas dentro del fuselaje y transmitir los resultados del análisis a la NASA en la Tierra de manera oportuna.

El "Curiosity" que porta estas "armas científicas" es equivalente a un geólogo de campo estándar, y sus capacidades son suficientes para eclipsar a cualquier módulo de aterrizaje anterior en Marte.

El Curiosity, propulsado por plutonio como combustible nuclear, tiene mayor desplazamiento continuo y maniobrabilidad en la superficie de Marte. Doug McQuestion, director del Proyecto de Exploración de Marte de la NASA, cree que "Curiosity" es el "proyecto insignia extremadamente importante" de la agencia espacial... tan importante como el Hubble (el Telescopio Espacial)".