Новый рекорд в перспективе: как «Настойчивость» готовится побить рекорд марсианского пробега

Марсоход NASA «Персеверанс» (Perseverance) в скором времени может установить рекорд по самому длинному пути, пройденному по поверхности другой планеты.

Спустя почти пять лет миссии на Красной планете, ровер размером с автомобиль сохранил достаточно ресурсов, чтобы преодолеть более чем вдвое большую дистанцию, чем уже пройденная. Об этом в среду, 17 декабря, на встрече Американского геофизического союза в Луизиане заявили учёные проекта. Если всё пойдёт по плану и ничего не сломается, к завершению своей миссии «Персеверанс» может проехать до 100 километров.

Эта оценка ставит шестиколёсного робота на путь к преодолению текущего рекорда в 45,16 километра, установленного марсоходом NASA «Оппортьюнити» за более чем 14 лет исследований Марса, прежде чем гигантская пылевая буря положила конец его миссии в 2018 году. «Персеверанс» находится в «отличном состоянии», — заявил журналистам на конференции Стив Ли, заместитель руководителя проекта ровера в Лаборатории реактивного движения в Калифорнии.

Ли сообщил, что инженерные испытания, завершённые летом, подтвердили, что поворотные механизмы (актюаторы), используемые для управления колёсами «Персеверанса», могут оптимально функционировать как минимум на протяжении ещё 60 километров. С момента посадки в кратере Езеро 18 февраля 2021 года ровер уже преодолел около 40 километров. «В итоге всё сложилось в красивую круглую цифру в 100 километров», — отметил Ли.

Изначально «Персеверанс» был испытан и сертифицирован для общей дистанции всего в 20 километров. Его увеличенная долговечность — результат уроков, извлечённых из опыта его предшественника, «Кьюриосити», колёса которого получали всё больше вмятин и проколов после столкновения с более острым и пересечённым рельефом, чем ожидалось. Это заставило инженеров спроектировать колёса «Персеверанса» для ещё более суровых условий: они стали больше в диаметре и получили вдвое больше грунтозацепов, чем у «Кьюриосити». «Это оправдывает себя очень хорошо», — добавил Ли. По его словам, колёса ровера находятся в «фантастическом состоянии», без известных проколов или разрывов.

С момента посадки в кратере Езеро — следе гигантского удара около 3,9 миллиарда лет назад, впоследствии бывшем местом большого озера и речной дельты — «Персеверанс» бурил и кешировал образцы горных пород в поисках признаков древней микробной жизни. С тех пор ровер поднялся более чем на 400 метров вверх по внутренней стенке кратера и вышел на его борт, исследуя новую местность.

На этом пути «Персеверанс» обнаружил одну из своих самых интригующих целей на сегодня — скалу в форме наконечника стрелы по прозвищу Cheyava Falls. Она содержит химические сигнатуры и структуры, которые, по словам учёных, могли сформироваться в процессах, связанных с микробной жизнью миллиарды лет назад, когда Марс был гораздо более влажным, чем сейчас.

В статье, опубликованной 17 декабря в журнале Science, учёные сообщают о результатах исследования «Пограничного блока» кратера, где «Персеверанс» собрал образцы, богатые минералом оливином. Этот оливин, вероятно, сформировался при высоких температурах глубоко в недрах Красной планеты, а затем был вынесен на поверхность, где взаимодействовал с водой из давно исчезнувшего озера Езеро и с углекислым газом в ранней атмосфере Марса. Эти взаимодействия привели к образованию карбонатных минералов, которые могут сохранять химические сигнатуры прошлых сред и, потенциально, биологической активности.

«Это сочетание оливина и карбоната было важным фактором при выборе места посадки в кратере Езеро, — заявил в пресс-релизе NASA ведущий автор исследования Кен Уиллифорд из Института науки Blue Marble Space в Вашингтоне. — Эти минералы являются мощными хранителями информации об эволюции планеты и потенциале для жизни».

По мере продвижения «Персеверанса» за край кратера учёные надеются собрать дополнительные образцы, богатые оливином, и сравнить их с теми, что собраны в «Пограничном блоке».

В настоящее время ровер несёт шесть неиспользованных контейнеров для образцов, и как минимум два контейнера содержат собранные, но ещё не запечатанные образцы, что означает возможность их замены при появлении более интересных целей, пояснил Ли.

Эта гибкость может оказаться важной по мере продвижения ровера по новой местности. На этой неделе ровер должен достигнуть участка под прозвищем Lac de Charmes (Озеро Шарм), сразу за краем кратера Езеро. Как сообщила журналистам в среду Брайони Хорган из Университета Пердью в Индиане, соавтор новой статьи в Science, древние породы там выглядят более сохранными — и потенциально более информативными в отношении ранних геологических процессов Марса, — чем те, что ближе к кратеру.

Планы на будущее и вызовы

Учёные стремятся доставить «улов» «Персеверанса» — 10 контейнеров с образцами, сброшенных на дно кратера в 2023 году — в земные лаборатории, но их возвращение остаётся под вопросом, поскольку проблемная программа NASA по возврату образцов с Марса (Mars Sample Return) находится в неопределённом состоянии.

Эта неопределённость не изменила ближайших научных планов для «Персеверанса», заявил Ли. Команда миссии работает со штаб-квартирой NASA над утверждением плана исследований ровера на следующие 2,5 года, вплоть до конца 2028 года. В настоящее время нет планов по размещению дополнительных контейнеров с образцами помимо тех, что уже ожидают потенциальной отправки.

Команда также начинает изучать, как искусственный интеллект может помочь в операциях миссии и анализе данных. Ли охарактеризовал ИИ как «захватывающую новую возможность», особенно для выявления долгосрочных тенденций в растущем архиве данных ровера и потенциально для помощи в разработке краткосрочных планов деятельности. «Мы всё ещё находимся на той стадии, где хотим делать это очень осторожно», — подчеркнул он.

Любые планы, созданные с помощью ИИ, будут проходить те же rigorous симуляции и контроль со стороны человека, что и традиционные последовательности команд, «чтобы убедиться, что разработанные планы будут осмысленными и безопасными».

На вопрос о том, как долго «Персеверанс» может проработать на Марсе, Ли ответил, что на борту ровера нет расходуемых материалов, таких как топливо, которые могли бы жёстко ограничить срок миссии. Оценка NASA подсистем ровера прогнозирует, что «Персеверанс» сможет продолжать работу как минимум до 2031 года.

Основным фактором, ограничивающим жизнь ровера, является его радиоизотопный термоэлектрический генератор, который вырабатывает электричество за счёт тепла от радиоактивного распада плутония-238 и со временем постепенно производит меньше энергии. Это потребует более консервативного планирования операций, сравнимого с медленной зарядкой телефона от слабого источника питания. «Мы начнём это замечать и нам придётся корректировать наши аппетиты в операциях», — сказал Ли. Тем временем, «у нас много работы, которая не даст нам скучать».