Mars Exploration Rover
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NASA Mars Exploration Rover (MER) Mission s 'est un cours mission robotique d'exploration de Mars , qui a commencé en 2003 avec l'envoi de deux rovers - Esprit et Opportunité - pour explorer la surface de Mars et de la géologie . La mission est dirigée par le directeur de projet Peter Theisinger de la NASA s ' Jet Propulsion Laboratory et chercheur principal Steven Squyres, professeur d' astronomie à Université Cornell.
Primaire parmi les objectifs scientifiques de la mission est de rechercher et de caractériser un large éventail de roches et les sols qui détiennent des indices sur l'activité de l'eau passée sur Mars. La mission fait partie du programme d'exploration de Mars de la NASA qui comprend trois atterrisseurs succès précédents: les deux Viking Landers en 1976 et Pathfinder en 1997.
Le coût total de la construction, le lancement, d'atterrissage et de fonctionnement des rovers sur la surface pour la première mission première de 90 jours était d'environ 820 millions de dollars. Depuis les rovers fonctionnent encore quatre ans après l'atterrissage, le financement de la mission a été étendue à «peut-être jusqu'en 2009". En Juillet 2007, les tempêtes de poussière martiens bloquée lumière du soleil pour les rovers et menacé la capacité de l'engin à recueillir l'énergie grâce à leur panneaux solaires, provoquant ingénieurs craignent que l'un ou deux d'entre eux pourrait être une invalidité permanente; Cependant, les tempêtes de poussière ont levé et les deux rovers ont repris leurs opérations.
En reconnaissance de la grande quantité de informations scientifiques amassé par les deux rovers, deux astéroïdes ont été nommés en leur honneur: Esprit et 37452 39382 Opportunity.
Chronologie
Le MER-A rover, Spirit, a été lancée le 10 juin, 2003 à 17:59 UTC, et MER-B, Opportunité, sur 7 juillet 2003 à 15:18 UTC. Esprit a atterri dans Cratère Gusev sur 4 janvier 2004 à 04h35 Rez UTC. Opportunity a atterri dans la Meridiani Planum sur le côté opposé de Mars de l'Esprit, sur 25 janvier 2004 05:05 UTC sol. Dans la semaine suivant l'atterrissage de Spirit ', le site Web de la NASA a enregistré 1,7 et 34,6 milliards de visites téraoctets de données transférées, éclipsant les records établis par les missions de la NASA précédentes.
Sur 21 janvier 2004 , le Profonde Space Network a perdu le contact avec l'Esprit, pour des raisons à l'origine pensé pour être liée à un orage sur l'Australie . Le rover transmis un message sans données, mais plus tard ce jour-là raté une autre session de communication avec le Mars Global Surveyor. Le lendemain, JPL a réussi à recevoir un bip à partir du rover, indiquant qu'il était en défaut. Le 23, l'équipe de vol a réussi à faire le rover envoi. La faute a été soupçonné d'avoir été causé par une erreur dans le rover de Mémoire flash sous-système. Le rover n'a accompli aucune des activités scientifiques pendant 10 jours, tandis que les ingénieurs mis à jour son logiciel et les tests ont couru. Le problème a été corrigé en reformatant la mémoire flash de l'Esprit et la mise à niveau du logiciel avec un Patch pour éviter la surcharge de la mémoire; Opportunity a également été mis à jour avec le patch par mesure de précaution Esprit retourné aux opérations scientifiques complètes par. 5 Février. Cela a été à ce jour l'anomalie la plus grave dans la mission.
Sur 23 mars 2004 , une conférence de nouvelles a eu lieu annonçant «grandes découvertes» de preuve de liquide au-delà de l'eau sur la surface martienne. Une délégation de scientifiques a montré des images et des données qui révèlent un modèle stratifié et literie croix dans les roches de l'affleurement l'intérieur d'un cratère dans Meridiani Planum, site d'atterrissage de MER-B, Opportunité, ce qui suggère que l'eau coulait dans la région. La distribution irrégulière de chlore et de brome suggère également que le lieu était autrefois le rivage d'une mer salée, maintenant évaporé.
Sur 8 avril 2004 , la NASA a annoncé qu'il prolongeait la vie de la mission des rovers 3-8 mois. Il a immédiatement fourni un financement supplémentaire de 15 millions de dollars à Septembre, et 2,8 millions de dollars par mois pour les activités poursuivies.
Sur 30 avril 2004 , Opportunity arrivé à Endurance cratère, prenant environ 5 jours pour conduire les 200 mètres.
Sur 22 septembre 2004 , la NASA a annoncé qu'il prolongeait la vie de la mission des rovers pendant encore six mois. Opportunity était de laisser cratère Endurance, visitez son bouclier thermique mis au rebut, et de procéder à Victoria cratère. Esprit était de tenter de monter au sommet de la Columbia Hills.
Sur 6 avril 2005 , avec les deux rovers encore bien fonctionner, la NASA a annoncé une autre extension de 18 mois de la mission à Septembre 2006. Possibilité était de visiter le "gravé relief» et Esprit était de monter une pente rocheuse vers le haut de Husband Hill.
Sur 21 août 2005 , Esprit a atteint le sommet de Husband Hill après 581 sols et un parcours de 4,81 km (2,99 mi).
Esprit a célébré son premier anniversaire martien année (669 sols ou 687 jours terrestres) sur 20 novembre, 2005 . Opportunity a célébré son anniversaire le Décembre 12. Au début de la mission, il a été prévu que les rovers ne pourraient pas survivre beaucoup plus longtemps que 90 jours. Les Columbia Hills étaient «juste un rêve», selon pilote rover Chris Leger.
Sur 7 février 2006 , Esprit atteint la formation rocheuse appelée semi-circulaire Home Plate. Ce est un affleurement rocheux couches qui intrigue et excite les scientifiques. On pense que ses roches sont des dépôts volcaniques explosives, bien que d'autres possibilités existent, y compris les dépôts d'impact ou Fanfare / hydriques sédiments.
Sur 13 mars 2006 , la roue avant droite de Spirit cessé de travailler alors que le rover a été se déplace vers McCool Hill. Ses pilotes ont tenté de faire glisser la roue mort derrière Esprit, mais cela ne travaillaient jusqu'à atteindre une zone de sable impraticables sur les pentes inférieures. Pilotes dirigés Esprit une caractéristique de pente plus faible, surnommé "Low Ridge Haven", où elle a passé le long hiver martien, en attendant le printemps et l'augmentation des niveaux de puissance solaires appropriées pour la conduite.
Sur 26 septembre 2006 , Spaceflight Now a signalé que la NASA a prolongé la mission pour les deux rovers à Septembre 2007. Le 27 septembre 2006 , Opportunity a atteint le bord de Cratère Victoria.
Esprit avait duré plus de 1 000 jours martiens explorer le cratère de Gusev que des 25 octobre, 2006 . Opportunité avait duré plus de 1 000 jours martiens explorer Meridiani Planum que des 16 novembre, 2006 . En 24 janvier 2007 , les rovers sur Mars avait duré plus de trois ans. (Bien que Opportunity a atterri sur 25 janvier de l'année 2004 a été une année bissextile.)
Sur 6 février 2007 , Opportunity est devenu le premier vaisseau spatial à parcourir 10 000 mètres - 10 km - sur la surface de Mars.
Sur 28 juin, 2007 , Opportunity a été le point d'entrer cratère Victoria de son perchoir sur le bord de Duck Bay., mais en raison de vastes tempêtes de poussière, il a été reportée indéfiniment jusqu'à ce que la poussière se était éclairci et la puissance retournée à des niveaux sûrs.
Sur 28 août 2007 , Spirit et Opportunity reprend le volant après avoir hunkering bas pendant que gronde la tempête de poussière qui limitaient l'énergie solaire à un niveau qui a failli provoquer l'échec permanent des deux rovers.
Sur 1er octobre 2007 , à la fois Spirit et Opportunity entré dans leur cinquième prolongation de la mission qui pourrait prolonger les opérations en 2009, permettant aux rovers d'avoir passé cinq ans à explorer la surface de Mars, en attendant leur survie.
Sur 3 janvier 2008 , Esprit est entré dans sa quatrième année d'exploration de Cratère Gusev.
la conception de l'engin spatial
Le Mars Exploration Rover a été conçu pour être rangé dans le nez d'un Fusée Delta II. Chaque satellite est composé de plusieurs éléments:
- Rover: 185 kg (408 lb)
- Lander: 348 kg (£ 767)
- Backshell / Parachute: 209 kg (461 lb)
- Bouclier thermique: 78 kg (172 lb)
- Cruise étape: 193 kg (425 lb)
- Propulseur: 50 kg (110 lb)
La masse totale est 1063 kg (£ 2,343).
phase de croisière
La phase de croisière est la composante de l'engin qui est utilisé pour Voyage de la Terre à Mars. Il est très similaire à la Mars Pathfinder dans la conception et est d'environ 2,65 mètres (8,7 pi) de diamètre et 1,6 m (5,2 pi) de hauteur, y compris le véhicule d'entrée (voir ci-dessous).
La structure primaire est en aluminium avec un anneau externe de nervures couverte par le des panneaux solaires, qui sont d'environ 2,65 m (8,7 ft) de diamètre. Divisé en cinq sections, les panneaux solaires peuvent fournir jusqu'à 600 Watts de puissance près de la Terre et de 300 W à Mars.
Radiateurs et Isolation multicouches garder l'électronique "chaud". Un système de fréon élimine la chaleur de l'ordinateur de vol et de matériel de communication à l'intérieur du rover afin qu'ils ne pas surchauffer. Cruise systèmes avioniques permettent à l'ordinateur de vol pour se interfacer avec d'autres appareils électroniques tels que les capteurs solaires, scanner étoiles et appareils de chauffage.
Le scanner étoiles (avec un système de sauvegarde) et capteur soleil a permis à la sonde de connaître son orientation dans l'espace en analysant la position du Soleil et des étoiles par rapport à lui-même. Parfois, l'engin pourrait être légèrement hors cours; ce était prévisible, étant donné le voyage 500.000.000 km (soit 320 millions mile). Ainsi navigateurs prévues jusqu'à six manœuvres de correction de trajectoire, ainsi que les chèques de santé.
Pour assurer le vaisseau spatial est arrivé à Mars dans le bon endroit pour son atterrissage, deux poids léger, réservoirs étanches en aluminium a transporté environ 31 kg (environ 68 lb) de hydrazine propulseur. Avec les systèmes de croisière d'orientation et de contrôle, le propulseur a permis navigateurs pour maintenir le vaisseau spatial sur la bonne voie. Brûlures et de légumineuses tirs du propulseur droit à trois types de manœuvres:
- Une brûlure axiale utilise des paires de propulseurs pour changer la vitesse de l'engin spatial;
- Une brûlure latérale utilise deux «grappes de propulseurs" (quatre propulseurs par grappe) pour déplacer le vaisseau spatial "latéralement" par seconde-impulsions longues;
- mode de tir Pulse utilise des paires de propulseurs couplés pour les satellites manœuvres de précession (tours).
Communication
Le vaisseau spatial utilisé à haute fréquence Bande X la radio longueur d'onde pour communiquer, ce qui a permis moins de puissance et plus petit antennes que de nombreuses embarcations plus, qui a utilisé S bande.
Navigateurs envoyé commandes via deux antennes sur la scène de croisière: une croisière antenne à faible gain monté à l'intérieur de la bague intérieure, et une antenne à gain moyen de croisière dans la bague extérieure. L'antenne à faible gain a été utilisé près de la Terre. Il est omnidirectionnel, si la puissance d'émission qui atteint la terre est tombé rapidement avec la distance. Comme l'engin se rapproche de Mars, le Soleil et la Terre se sont rapprochés dans le ciel comme vu de l'engin, donc moins d'énergie atteint la Terre. Ensuite, la sonde passe à l'antenne à gain moyen, qui a dirigé la même quantité de puissance de transmission en un faisceau serré vers la Terre.
Pendant le vol, le vaisseau spatial était spin-stabilisée avec un taux de 2 tours de spin. Mises à jour périodiques conservés antennes pointées vers la Terre et des panneaux solaires vers Sun.
Aeroshell
Le aeroshell formé un revêtement protecteur pour l'atterrisseur lors de la sept mois voyage vers Mars. Avec l'atterrisseur et le rover, il constituait le «véhicule d'entrée". Son but principal était de protéger l'atterrisseur et le rover à l'intérieur de l'échauffement, de l'entrée dans l'atmosphère martienne fine. Il est basé sur les conceptions Mars Pathfinder et Mars Viking.
Parties
Le aeroshell a été faite de deux parties principales: un bouclier de chaleur et d'un capot. Le bouclier thermique était plat et brun, et protégé de l'atterrisseur et le mobile de la chaleur intense de l'entrée dans l'atmosphère martienne et a agi comme le premier aérofrein pour le vaisseau spatial. La coque arrière était grande, et peint en blanc en forme de cône. Il a porté le parachute et plusieurs composants utilisés dans les étapes ultérieures de l'entrée, la descente et l'atterrissage, y compris:
- Un parachute (arrimé à la partie supérieure de la coque arrière);
- L'électronique pour capots et batteries qui tirent hors dispositifs pyrotechniques comme les noix de séparation, des roquettes et au mortier en parachute;
- Une unité Litton LN-200 mesure inertielle (IMU), qui surveille et signale l'orientation de la coque arrière comme il balance sous le parachute;
- Trois grandes moteurs solides de roquettes appelés fusées RAD (Rocket de descente assistée), chacun fournissant environ une tonne de la force (10 kilonewtons) pendant plus de deux secondes;
- Trois petites fusées solides appelés TIRS (montés afin qu'ils visent horizontalement les côtés de la coque arrière) qui fournissent un petit coup horizontale à la coque arrière pour aider à orienter l'backshell plus verticalement pendant la principale fusée brûlure RAD.
Composition
Construit par Lockheed Martin Astronautics Co. à Denver, Colorado, le aeroshell est faite d'une structure en aluminium en nid d'abeille en sandwich entre graphite-époxy feuilles de surface. L'extérieur de l'aeroshell est recouverte d'une couche d' phénolique nid d'abeilles. Ce nid d'abeille est remplie d'un Matériau ablatif (également appelé «matériau d'ablation»), qui dissipe la chaleur générée par le frottement atmosphérique.
Le ablateur lui-même est un mélange unique de liège bois , liant et de nombreux petits silice sphères de verre. Il a été inventé pour les boucliers thermiques effectuées sur les missions d'atterrisseurs Viking Mars. Une technologie similaire a été utilisée dans la première US missions spatiales habitées Le mercure, Gemini et Apollo. Il a été spécialement formulé pour réagir chimiquement avec l'atmosphère martienne lors de l'entrée et évacuer la chaleur loin, laissant un sillage chaud de gaz derrière le véhicule. Le véhicule a ralenti, passant 19000 km / h (environ 12 000 mph) à environ 1600 kilomètres par heure (1000 mph) en environ une minute, produisant environ 60 m / s² (6 g) de l'accélération sur l'atterrisseur et le mobile.
La coque arrière et le bouclier de chaleur sont faits des mêmes matériaux, mais le bouclier thermique a une épaisseur 1/2 pouce (12,7 mm) de la couche ablateur. Aussi, au lieu d'être peint, la coque arrière a été recouvert d'une très mince aluminisé PET couverture pour le protéger du froid de l'espace profond. La couverture vaporisé au cours Mars entrée dans l'atmosphère.
Parachute
Le parachute contribué à ralentir le vaisseau spatial lors de l'entrée, la descente et l'atterrissage. Il est situé dans la coque arrière.
Conception
La conception de parachute 2003 faisait partie d'une technologie de parachute Mars à long terme des efforts de développement et est basé sur les dessins et l'expérience des missions Viking et Pathfinder. Le parachute de cette mission est de 40% plus grande que Pathfinder est parce que la plus grande charge pour le Mars Exploration Rover est de 80 à 85 kilonewtons (kN) ou 18 000 à 19 000 lbf (85 kN) lorsque le parachute se gonfle pleinement. En comparaison, les charges d'inflation de Pathfinder étaient environ 35 kN (environ 8000 lbf). Le parachute a été conçue et construite South Windsor, Connecticut par Pioneer Aerospace ( site), la société qui a également conçu le parachute pour le Mission Stardust.
Composition
Le parachute est fait de deux tissus légers, durables: polyester et nylon. Une bride triple en Kevlar relie le parachute à la coque arrière.
La quantité d'espace disponible sur le vaisseau spatial pour le parachute est si petite que le parachute a dû être la pression emballé. Avant le lancement, une équipe bien plié les 48 lignes de suspension, trois lignes de frein, et le parachute. L'équipe de parachutistes chargé le parachute dans une structure spéciale qui a ensuite appliqué un poids lourd pour le paquet de parachute à plusieurs reprises. Avant de placer le parachute dans la coque arrière, le parachute a été réglé à la chaleur stériliser.
Systèmes connectés
Zylon Brides: Après le parachute a été déployé à une altitude d'environ 10 km (6 milles) au-dessus de la surface, le bouclier thermique a été libéré en utilisant six écrous de séparation et de push-off ressorts. L'atterrisseur ensuite séparée de la coque arrière et «descendu en rappel" vers le bas d'une bande de métal sur un système de freinage centrifuge construit dans l'un des pétales de Länder. La lente descente vers le bas la bande métallique placé l'atterrisseur en position à la fin d'une autre bride (attache), en un près de 20 m (65 pi) de long tressée Zylon.
Zylon est un matériau de fibre avancée similaire à Kevlar qui est cousue dans un modèle de sangle (comme matériau de lacet) pour la rendre plus forte. La bride Zylon fournit l'espace pour le déploiement de l'airbag, la distance du flux d'échappement du moteur à propergol solide, et une stabilité accrue. La bride intègre un harnais électrique qui permet la mise à feu des fusées à combustible solide de la coque arrière ainsi que fournit des données de l'unité de mesure inertielle de cosse arrière (qui mesure la fréquence et l'inclinaison de l'engin spatial) à l'ordinateur de vol dans le rover.
Rocket descente assistée (RAD): moteurs. Parce que la densité atmosphérique de Mars est inférieure à 1% de la Terre, le parachute seule ne pouvait pas ralentir le Mars Exploration Rover suffisant pour assurer un coffre-fort, une faible vitesse d'atterrissage. La descente de l'engin spatial a été assisté par des roquettes qui ont amené le vaisseau spatial à une mort arrêt 10-15 m (30-50 pi) au-dessus de la surface martienne.
Unité de l'altimètre radar: Un radar unité de l'altimètre a été utilisé pour déterminer la distance à la surface martienne. L'antenne du radar est installé dans l'un des coins inférieurs du tétraèdre de l'atterrisseur. Lorsque la mesure de radar a montré que l'atterrisseur était la distance correcte au-dessus de la surface, la bride Zylon a été coupé, libérant l'atterrisseur de la parachute et coque arrière de sorte qu'il était libre et clair pour l'atterrissage. Les données radar a également permis à la séquence de calage sur l'inflation et airbag backshell RAD tirs de roquettes.
Airbags
Airbags utilisé dans la mission Mars Exploration Rover sont du même type que Mars Pathfinder utilisé en 1997. Ils devaient être assez forte pour amortir le vaisseau spatial se il a atterri sur les rochers ou terrain accidenté et lui permettre de rebondir à travers la surface de Mars à des vitesses d'autoroute après l'atterrissage. Les airbags ont dû être gonflé secondes avant le toucher et dégonflé fois en toute sécurité sur le terrain.
Les airbags ont été faites de Vectran, comme ceux sur Pathfinder. Vectran a presque le double de la force d'autres matériaux synthétiques, tels que le Kevlar, et donne de meilleurs résultats à des températures froides. Six 100 denier (10 mg / m) des couches de protection Vectran une ou deux vessies internes de Vectran à 200 deniers (20 mg / m). Utilisation de 100 deniers (10 mg / m) laisse plus de tissu dans les couches externes où elle est nécessaire, car il ya plus de discussions dans l'armure.
Chaque Rover quatre airbags avec six lobes chacun, qui ont tous été reliés. Connection était important, car il a aidé faiblit certaines des forces de débarquement en gardant le système de sac souple et sensible à la pression au sol. Les coussins gonflables ne ont pas été fixées directement sur le mobile, mais ont eu lieu à elle par des cordes qui sillonnent la structure de sac. Les cordes ont la forme de sacs, ce qui rend plus facile l'inflation. Pendant le vol, les sacs étaient rangés avec trois générateurs de gaz qui sont utilisés pour l'inflation.
Lander
L'atterrisseur de l'engin spatial est une «coquille» de protection qui abrite le rover et la protège, avec les coussins gonflables, des forces d'impact.
L'atterrisseur est un tétraèdre forme dont les côtés ouverts comme des pétales. Il est solide et léger, et fait de poutres et de feuilles. Les faisceaux sont constitués de couches de Fibre de graphite tissé en un tissu qui est plus léger que l'aluminium et plus rigide que l'acier . les raccords de titane sont collés et montés sur les poutres à lui permettre d'être boulonnées ensemble. Le rover a eu lieu à l'intérieur de l'atterrisseur par boulons et écrous spéciaux qui ont été libérés après l'atterrissage de petits explosifs.
Redressement
Après l'atterrisseur arrêté rebondissant et roulant sur le sol, il se est immobilisé sur la base du tétraèdre ou un de ses côtés. Ensuite, les côtés se ouvrent pour faire la base horizontale et verticale du rover. Les côtés sont reliés à la base par des charnières, dont chacune a un moteur suffisamment puissant pour soulever l'atterrisseur. L'atterrisseur rover ainsi a une masse d'environ 533 kg (1 175 livres). Le rover seule pèse environ 185 kg (408 lb). La gravité sur Mars est d'environ 38% de la Terre, afin que le moteur n'a pas besoin d'être aussi puissant comme il le ferait sur Terre.
Le rover contient accéléromètres pour détecter de quel côté est le bas (vers la surface de Mars) en mesurant la force de gravité. L'ordinateur mobile commandait alors le pétale de atterrisseur correcte pour ouvrir de placer le rover verticale. Une fois le pétale de base a diminué et le rover était debout, les deux autres pétales ont été ouverts.
Les pétales initialement ouvert à une position tout aussi plat, afin que tous les côtés de l'atterrisseur étaient directement et de niveau. Les moteurs de pétales sont assez fort de sorte que si deux des pétales viennent se reposer sur les rochers, la base avec le rover se tiendrait en place comme un pont au-dessus du sol. La base tiendra à un niveau encore plus à la hauteur des pétales reposant sur les rochers, faisant une surface plane droite sur toute la longueur de l'ouverture, aplati atterrisseur. L'équipe de vol sur Terre pourrait alors envoyer des commandes au mobile pour ajuster les pétales pour créer un chemin sûr pour le rover pour chasser l'atterrisseur et sur la surface martienne sans déposer un rocher escarpé.
Déplacement de la charge utile sur Mars
Le déplacement du rover hors l'atterrisseur est appelé la phase de sortie de la mission. Le rover doit éviter d'avoir ses roues pris dans le matériel d'airbag ou de tomber d'une pente abrupte. Pour aider à cela, un système de rétraction sur les pétales traîne lentement les airbags vers l'atterrisseur avant que les pétales ouverts. Petites rampes sur le ventilateur de pétales sur pour remplir les espaces entre les pétales. Ils couvrent un terrain accidenté, les obstacles de rock, et du matériel de l'airbag, et forment une zone circulaire d'où le rover peut chasser dans plusieurs directions. Ils abaissent également l'étape que le rover doit descendre. Ils sont surnommés "batwings", et sont faits de tissu Vectran.
Environ trois heures ont été attribués à rétracter les airbags et déployer les pétales de Länder.
Conception Rover
Les rovers sont six roues, robots solaires qui se distinguent 1,5 m (4,9 pi) de hauteur, 2,3 m (7,5 pi) de largeur et 1,6 m (5,2 pi) de long. Ils pèsent 180 kg (400 lb), 35 kg (80 lb) de qui est le système de roue et suspension.
Système d'entraînement
Chaque rover a six roues montées sur un système de suspension rocker-bogie qui assure roues restent au sol pendant la conduite sur un terrain accidenté. La conception réduit l'amplitude des mouvements du corps de rover de moitié, et permet au mobile de passer par dessus les obstacles ou à travers des trous qui sont plus d'un diamètre de la roue (250 mm ou 10 pouces) en taille. Chaque roue dispose également crampons, pour une préhension pour l'escalade dans le sable mou et de brouillage sur les rochers.
Chaque roue possède son propre moteur. Les deux avant et deux roues arrière ont chacune moteurs de direction individuels. Cela permet au véhicule de tourner sur place, un tour complet, et une embardée et la courbe, faisant des virages arquées. Le rover est conçu pour résister à une inclinaison de 45 degrés dans ne importe quelle direction sans se renverser. Toutefois, le rover est programmé à travers ses "limites de protection de défaut» dans son logiciel risque d'évitement pour éviter de dépasser les inclinaisons de 30 degrés.
Chaque rover peut tourner une de ses roues avant en place pour rectifier en profondeur dans le terrain. Il est de rester immobile pendant que la roue de creusement tourne.
Le rover a une vitesse supérieure sur un sol dur plat de 50 mm / s (2 po / s). Mais sa vitesse moyenne est de 10 mm / s, car son logiciel d'évitement des risques entraîne l'arrêt de toutes les 10 secondes pendant 20 secondes pour observer et comprendre le terrain, il a entraîné dans.
systèmes électriques et électroniques
Lorsqu'il sera entièrement illuminé, le rover panneaux solaires génèrent environ 140 watts pour un maximum de quatre heures par jour martien ( sol). Le rover a besoin d'environ 100 watts à conduire. Son système d'alimentation comprend deux rechargeable batteries au lithium-ion pesant 7,15 kg (16 livres) chacune, qui fournissent l'énergie quand le soleil ne brille pas, surtout la nuit. Au fil du temps, les batteries se dégradent et ne seront pas en mesure de recharger à pleine capacité.
A titre de comparaison, l'avenir Mars Science Laboratory devrait durer environ une année martienne en utilisant générateurs thermoélectriques radio-isotopiques pour alimenter ses nombreux instruments. Les panneaux solaires sont également envisagées, mais RTG offrent une polyvalence à travailler dans des environnements sombres et hautes latitudes où l'énergie solaire ne est pas un moyen efficace de produire de l'énergie.
On a pensé que la fin de la mission de 90 sol, la capacité des panneaux solaires pour générer de l'énergie serait vraisemblablement réduite à environ 50 watts. Cela était dû à la couverture de la poussière prévu sur les panneaux solaires, et le changement de saison. Mais plus de trois ans plus tard de la Terre, les blocs d'alimentation les rovers oscillé entre 300 watt-heure et 900 watts-heure par jour, en fonction de la couverture de la poussière. Des événements de nettoyage (probablement de vent) ont eu lieu le plus souvent la NASA devrait, en gardant les tableaux relativement libre de poussière et de prolonger la vie de la mission. Pendant une tempête de poussière sur Mars mondiale 2007, les deux rovers ont connu certains des plus bas de la puissance de la mission; Opportunity a chuté à à peine 128 watts-heure.
Les rovers courent un VxWorks système d'exploitation embarqué sur un 20 durci par rayonnement MHz RAD6000 CPU 128 avec MB de DRAM avec détection et correction d'erreur et 3 Mo de EEPROM. Chaque rover a également 256 Mo de mémoire flash. Pour survivre pendant toutes les différentes phases de la mission, instruments vitaux du rover doivent rester dans une température de -40 ° C à +40 ° C (-40 ° F à 104 ° F). La nuit, les rovers sont chauffées par huit radio-isotope unités de chauffage (ULR), qui génèrent chacun une permanence W d'énergie thermique de la désintégration du radio-isotopes, le long avec des radiateurs électriques qui ne fonctionnent que lorsque cela est nécessaire. Une pulvérisation cathodique d'or et une couche de pellicule de silice aérogel sont utilisés pour l'isolation.
Communication
Le rover a une à faible gain et un antenne à gain élevé. L'antenne à faible gain est omnidirectionnelle, et transmet les données à un taux faible à Profondes Space Network (DSN) antennes sur Terre. L'antenne à gain élevé est directionnel et orientable, et peut transmettre des données à la Terre à une vitesse supérieure.
Les rovers utilisent également les antennes à faible gain de communiquer avec des engins spatiaux en orbite autour de Mars, Mars Odyssey et (avant son échec) du Mars Global Surveyor. Les orbiteurs transmettent des données depuis et vers la Terre; la plupart des données à la Terre est relayée par Odyssey. Les avantages d'utiliser les orbiteurs sont qu'ils sont plus proches des rovers que les antennes sur la Terre, et ont une vue de la Terre depuis bien plus longtemps que les rovers. Les orbiteurs communiquent avec les rovers utilisant des antennes UHF, qui ont une portée plus courte que les antennes basse et haute-gain. Une antenne UHF est sur le mobile et l'on est sur un pétale de l'atterrisseur pour aider à obtenir des informations lors de l'événement d'atterrissage critique.
Les rovers ont un total de 18 caméras, qui produisent 1024 pixels par 1024 pixels des images à 12 bits par pixel, mais la plupart des images sont tronqués à huit bits par pixel. Ils sont ensuite compressées à l'aide ICER avant d'être stocké et envoyé sur Terre. Navigation, vignettes, et bien d'autres types d'images sont compressés à environ 1 bit / pixel. Des débits inférieurs (moins de 0,5 bits / pixel) sont utilisés pour certaines longueurs d'onde multi-couleurs des images panoramiques.
ICER est basée sur les ondelettes, et a été conçu spécifiquement pour les applications dans l'espace lointain. Il produit compression progressive, à la fois sans perte et avec perte, et intègre un système de confinement d'erreur de limiter les effets de la perte de données sur le canal de l'espace lointain. Il surpasse la perte d'image JPEG sans perte compresseur et le compresseur riz utilisé par la mission MPF.
Instrumentation scientifique
Le rover dispose de divers instruments. Trois sont montés sur un ensemble:
- Caméra panoramique (Pancam), pour déterminer la texture, la couleur, minéralogie, et la structure du terrain local.
- Appareil de navigation (Navcam), qui possède champ de vue plus élevé mais une résolution plus faible et est monochromatique, pour la navigation et la conduite.
- Un miroir pour l'émission thermique miniature Spectrometer (Mini-TES), qui identifie roches et des sols prometteurs pour un examen plus approfondi, et détermine les processus qui les ont formés. Il a été construit par Arizona State University. Voir la principale Article Mini-TES.
Les caméras sont montées 1,5 mètres de haut sur le mât Pancam Assemblée. Un moteur tourne l'ensemble horizontalement un tour complet. Un autre des points les caméras verticalement, au plus droite Haut ou Bas. Un troisième points moteurs Mini-TES, jusqu'à 30 ° au-dessus de l'horizon et 50 ° au-dessous. L'ensemble a été construit par Ball Aerospace & Technologies Corp., Boulder, Colorado, comme ce fut le haut-antenne à gain cardan (HGAG).
Quatre caméras de danger monochromatiques ( Hazcams) sont montés sur le corps du robot, deux à l'avant et deux à l'arrière.
Le dispositif de déploiement de l'instrument (IDD), aussi appelé le bras de rover, détient le suivant:
- Spectromètre Mössbauer (MB) MIMOS II, développé par le Dr. Gostar Klingelhöfer à la Johannes Gutenberg University dans Mayence, Allemagne , est utilisé pour close-up enquêtes de la minéralogie des roches contenant du fer et des sols.
- Alpha Particle X-Ray Spectrometer ( APXS), développés par la Institut Max Planck de chimie en Mayence, Allemagne , est utilisé pour l'analyse close-up des abondances des éléments qui composent les roches et les sols.
- Aimants, pour collecter les particules de poussière magnétiques, développé par Le groupe de Jens Martin Knudsen au Niels Bohr Institute, Copenhague . Les particules sont analysés par le spectromètre Mössbauer et Spectromètre à rayons X pour aider à déterminer le rapport des particules magnétiques à des particules non-magnétiques et la composition de minéraux magnétiques dans les roches et la poussière en suspension qui ont été broyés par l'outil d'abrasion Rock. Il ya également des aimants sur le devant de la rover, qui sont beaucoup étudié par le spectromètre Mössbauer.
- Imager microscopique (MI) pour obtenir close-up, des images haute résolution des roches et des sols. Le développement a été mené par l'équipe de Ken Herkenhoff au USGS Programme de recherche Astrogeology.
- Abrasion de pierres Tool (RAT), développé par Honeybee Robotics, pour enlever les surfaces poussiéreuses et altérés rock et exposer la matière fraîche pour examen par les instruments de bord.
Le bras robotique est en mesure de placer des instruments directement contre des cibles de roche et de sol d'intérêt.
Désignation des Spirit et Opportunity
Les rovers Spirit et Opportunity ont été nommés par un concours de dissertation étudiante. Le gagnant était par Sofi Collis, troisième année étudiant russo-américain de l'Arizona.
Je avais l'habitude de vivre dans un orphelinat. Il faisait sombre et froid et solitaire. La nuit, je levai les yeux vers le ciel brillant et je me sentais mieux. Je ai rêvé que je pourrais y voler. En Amérique, je peux faire tous mes rêves. Merci pour le «Esprit» et «Opportunity».
- Sofi Collis, 9 ans
Avant cela, pendant le développement et le renforcement des rovers, ils étaient connus comme MER-1 (Opportunity) et MER-2 (Esprit). En interne NASA utilise également la mission désignations MER-A (Esprit) et MER-B (Opportunity) sur la base de l'ordre de l'atterrissage sur Mars (Esprit d'abord, puis des chances).
SAP
L'équipe de la NASA utilise une application logicielle appelée SAP pour afficher les images recueillies à partir du mobile, et de planifier ses activités quotidiennes. Il existe une version disponible au public appelé Maestro.
