Tausend Tage auf dem Mars: Fehlfunktionen und Ausfälle des Curiosity Rovers

Tausend Mars-Soli wurden vom Curiosity Rover Chronometer aufgezogen. In irdischen Tagen wird dies noch mehr erreicht. Es schien ziemlich neu zu sein, dass er gerade in Staubkeulen auf dem Mars landete, den Mast entfaltete, den Manipulator knetete, genau hinschaute und auf den Mars schoss ... Aber fast ein halbes Marsjahr und fast drei irdische Jahre sind bereits vergangen. In dieser Zeit gelang es Curiosity, 10,6 km zurückzulegen, mehr als zwei Dutzend Brunnen zu legen, Methan in der Atmosphäre, organische Stoffe und Nitrate im Boden zu finden, Strahlung im Weltraum und an der Oberfläche zu messen und fast 250.000 Fotos vom Roten Planeten zu machen. Aber die Ressource der Technologie ist nicht ewig, und die Produkte menschlicher Hände, selbst solche perfekten, sind nicht perfekt. Daher ist die Geschichte des Rovers auch eine Chronik von Fehlfunktionen, Schäden, Verlusten und dem heldenhaften Kampf des Curiosity-Teams um Chancen und Funktionen.

Die Landung des Rovers war riskant, kurz vor dem Abenteuer. Eine weitere Herausforderung besteht darin, den Rover an Seilen mit einer Raketenplattform abzusenken, die bewegungslos über der Oberfläche der Rakete schwebt. Es war ein Wunder, dass das Landeteam ein solches Programm im Allgemeinen bei einem technischen Rat durchgesetzt hat. Sie müssen Ihren Ingenieuren vertrauen, um diese Zirkusnummer auf einem anderen Planeten zu genehmigen.

REMS Windsensor



Trotz der Länge der Kabel fand die Landung in Staub und Trümmern statt, die von Raketenjets angehoben wurden, sodass die empfindlichsten Elemente des Rovers wie Kameras durch Abdeckungen geschützt waren. Ohne Schutz ragten die Windsensoren der spanischen Klimastation Rems auf den „Hals“ -Mast. Und der erste festgestellte Verlust war einer der Sensoren. Ob es während der Landung durch Sand und Staub beschädigt wurde oder während der Landung unter dynamischen Belastungen litt, fanden sie nicht heraus. Für die Zukunft haben wir uns jedoch entschlossen, die Kappen der Sensoren nicht zu vergessen.

Müll im Manipulator



Die nächsten Monate nach der Landung bestanden Tests, alle als erfolgreich. Curiosity ging die ersten 400 Meter, entfaltete den Manipulatorarm, testete das kanadische APXS-Spektrometer und die MAHLI-Makrokamera und erreichte den Ort namens Rocknest. Hier beschlossen sie, eine neue Gruppe von Instrumenten und Werkzeugen auszuprobieren.

Erweitern des Manipulators, der zum ersten Mal darauf vorbereitet ist, den Boden aufzunehmen. Der Werkzeugkasten am Manipulator ist für diese Zwecke mit einem Eimer ausgestattet, es gibt jedoch auch einen Bohrer, der einem Haushaltsbohrer ähnelt. Zunächst schalteten wir den Vibrator im Puncher ein und ein Gegenstand sprang aus dem Manipulator. Die ersten Panikgedanken wurden durch das Schießen mit der MAHLI-Kamera zerstreut - das heruntergefallene Objekt war höchstwahrscheinlich ein Stück Wärmeisolierung, in das der Rover während des Fluges eingewickelt war.

Falsche organische Reaktion



Mit Vorsicht begann Curiosity, Marsstaub aufzunehmen, zu sieben und in Innengeräte zu laden. Innen, er hat zwei komplexe Geräte, dank derer diese Rover offiziell die Mars Scientific Laboratory genannt wird. Das Labor beherbergt ein CheMin-Röntgendiffraktometer und einen SAM-Gaschromatographen.

CheMin führte die Tests einwandfrei durch, aber SAM - gab eine Sensation - fand Chlormethane - eine organische Verbindung in einer Handvoll Staub! Zuerst machten Geologen einige voreilige Aussagen über den sensationellen Fund, und dann erkannten sie es.

Hier machen wir einen kleinen Exkurs. Um die Essenz des Vorfalls zu verstehen, müssen Sie ein wenig über die Struktur des SAM-Geräts wissen. Dieses Gerät kann den Boden nicht direkt analysieren, sondern nur die Gase untersuchen, die aus diesem Boden freigesetzt werden. Damit der Mars Gas abgeben kann, ist SAM mit einem Mikrowellenherd ausgestattet, mit dem Bodenproben auf 1100 Grad Celsius erhitzt werden können. Einige Substanzen aus einer solchen Studie können jedoch in einfachere Verbindungen zerfallen und den Detektor nicht erreichen. In diesem Fall ist SAM mit mehreren Zellen mit einem flüssigen organischen Lösungsmittel (MTBSTFA) ausgestattet, in dem Bodenproben gesenkt und bestimmt werden sollten, welche Gase aus ihrer Wechselwirkung freigesetzt werden.



Wie sich herausstellte, war einer der Container wahrscheinlich während der Landung drucklos. Der erste Rover der NASA griff mit seinem ersten Atemzug nach den mit Marsgasen vermischten organischen Stoffen terrestrischen Ursprungs. In der Summe eine Sensation.

Nach dieser Verlegenheit pumpten Wissenschaftler wiederholt die Marsatmosphäre durch den Gasanalysator, legten verstärkte Teile des Bodens und rösteten alles, was daraus möglich war. Infolgedessen haben wir überschüssigen Schadstoff entfernt und gelernt, wie man seine Rückstände in den untersuchten Proben isoliert. Danach sprachen sie nur zwei Jahre später über organische Stoffe, als sie in wiederholten Experimenten die Reinheit der Beweise bestätigen konnten.



Das Protonenereignis und der Computerwechsel

Bevor Curiosity sich noch nicht mit dem Schadstoff befasst hatte, überlebte er das solare Protonenereignisso hart schlug sein Computer aus. Die Ingenieure haben mehrere Wochen damit verbracht, das Auto wiederzubeleben , den Rover auf den zweiten Satz Bordcomputer umgestellt und arbeiten immer noch daran.

Schäden an den Rädern



Nachdem Curiosity den Boden und eine Systemstörung behoben hatte, machte er sich auf den Weg. Die ersten zurückgelegten Kilometer haben wahrscheinlich den gefährlichsten Fehler aufgedeckt - den unzureichenden Sicherheitsspielraum des Radblechs. Löcher wurden auf Rädern sichtbar und jeder neue Kilometer fügte neue Löcher hinzu und erweiterte die alten.

Trotz der schrecklichen Dynamik ist es noch zu früh, um über die Gefahr einer Beendigung der Mission zu sprechen. Das Wichtigste ist der Rahmen. Die Dicke des Radblechs beträgt nur 0,75 mm, und der Rahmen ist bereits 3 mm groß und hält. Die Räder sind aus einer Aluminiumlegierung gefertigt und auf gebogenen Stoßdämpfungsspeichen aus Titan montiert. Jedes Rad hat zusätzlich zum Rahmenschutz drei Felgen, zwei dünne an den Kanten und eine dicke, an der die Speichen befestigt sind.



Als die Projektingenieure die ersten Löcher sahen, waren sie sehr überrascht. Nach ihren Berechnungen sollte ein solcher Schaden nicht sein. Sie nahmen die Vogelscheuche - ein Bodenmodell zum Testen des Bewegungssystems des Rovers - und fuhren sie mit einem gehämmerten Nagel auf ein Brett. Das Rad kletterte auf einen Nagel und erstarrte. Löcher funktionierten nicht. Die Mathematik hat also nicht getäuscht. Aber wie, Holmes?



Weitere Tests ergaben eine Schwachstelle - die Anordnung des Radwagens führte dazu, dass die Vorder- und Mittelräder unter dem Einfluss der Motoren des Rovers eine erhöhte Last hatten. Jene. Die Räder sind nicht gerissen, weil die Steine ​​härter als Nägel sind und der Rover zu schwer, sondern weil der Rover selbst sich auf die Steine ​​stützt, um die Schwerkraft des Mars mit seinen Motoren zu unterstützen. Dies erklärte auch die Tatsache, dass die Hinterräder des Rovers praktisch keine Beschädigungen und Durchgangslöcher aufweisen, obwohl die Masse gleichmäßig verteilt ist.



Ein paar hundert Meter fuhr Curiosity rückwärts, und selbst dies führte nicht zu nennenswerten Schäden an den Hinterrädern. Im normalen Fahrmodus versuchen die Ingenieure, eine Route sorgfältig auszuwählen und die Räder regelmäßig mit dem Manipulator zu überprüfen. Dies wiederum erhöht den Verschleiß der Gelenke des "Arms". Wir können nur hoffen, dass die Entwickler die Probleme der vorherigen Rover-Generation berücksichtigt und einen übermäßigen Sicherheitsspielraum hinzugefügt haben. ( Eine ausführliche Diskussion des Themas ).

Verschlechterung der Aufnahmequalität



Vor etwa einem Jahr machte sich ein Rückgang der Aufnahmequalität der linken Mastkamera bemerkbar. In regelmäßigen Abständen nimmt ihre Qualität ab, wenn der Rover an einer Stelle längere Zeit verzögert ist und sich Staub auf den Fenstern ansammelt. Durch Schütteln während der Bewegung oder Vibration des Bohrers können Sie die Linsen reinigen. Aber derzeit nicht. Die Matrix der linken Kamera fügte Rauschen hinzu und ein helles Band erstreckte sich über die gesamte Vertikale des Bildes. Während es nicht viel stört und beim Kleben von Panoramen normalerweise von benachbarten Frames blockiert wird, ist noch keine Verbesserung zu erwarten.

ChemCam-Autofokusfehler



Vor sechs Monaten begannen sich NASA-Geologen über den Autofokus der ChemCam-Kamera zu beschweren. Diese Kamera ist auch ein entferntes Laserspektrometer. Der Laserstrahl des Spektrometers erwärmte die Testproben auf einen Plasmazustand, die Kamera konzentrierte sich auf den Blitz und das Plasmalicht wurde auf das Spektrometer gerichtet.

Nachdem der Hilfs-AF-Laser ausgefallen war, mussten die Analysen fast manuell durchgeführt werden: Basierend auf einer vorläufigen Berechnung der Reichweite wurden die Kameraeinstellungen vorgenommen und anschließend eine Reihe von Schalen mit schrittweisen Messungen durchgeführt.



Somit wurde die Ferngeologie fortgesetzt, aber ChemCam benötigte mehr Zeit, um Energie aus den Batterien zu ziehen. Aber im Mai kam das nächste Software-Update für den Mars Rover und die Kamera funktionierte wieder wie es sollte! Einige Community-Abonnenten"Curiosity Mars Rover" war ratlos und erfreut über die Fähigkeiten der NASA: "Wie kann ein Software-Hardwarefehler behoben werden?".



Es stellte sich heraus, dass der fehlerhafte "Ziel" -Laser nie repariert wurde, aber wie so oft bei der NASA wurde die Fehlfunktion eines Geräts durch die Erweiterung der Funktionen eines anderen Geräts kompensiert. Jetzt wird das Schießen sowie nach dem Ausfall gemäß dem ungefähren Ziel ausgeführt. Dann macht die Kamera eine Reihe von Aufnahmen mit unterschiedlicher Schärfentiefe, und das neue Programm wählt die schärfste aus dieser Reihe aus. Die Kamera kehrt zu den Einstellungen zurück, mit denen die schärfste Aufnahme erzielt wurde, und danach wird bereits ein Laser abgefeuert.

Kurzschluss des Bohrgeräts



Ein weiteres schlechtes Symptom trat während der letzten Bohrungen vor einigen Monaten auf. In dem Moment, in dem der Vibrator eingeschaltet war, rutschte ein Kurzschluss durch und der Rover ging in den abgesicherten Modus. Die potenzielle Gefahr, die mit der Konstruktion der Bohrvorrichtung verbunden ist, ist seit langem bekannt. Da jedoch keine Zeit für Nacharbeiten blieb, verlegten die Ingenieure nur eine alternative Schaltung, die das Gerät in Zukunft schützen sollte. Die Gründe für den ersten Kurzschluss sind jedoch offenbar nicht geklärt. Zumindest nach einigen Tagen Ausfallzeit arbeitete der Rover weiter, als wäre nichts passiert.

Wenn Sie nichts vergessen haben, finden Sie heute eine vollständige Liste der Fehlfunktionen und Ausfälle des Curiosity Rovers. Nicht so sehr für tausend Tage auf dem Mars, wir müssen seinen Designern Tribut zollen. Sie studierten jedoch fast zwanzig Jahre lang und starteten drei kleinere Rover sowie zwei Abstiegsstationen, von denen eine mit einer dünnen Schicht auf dem Südpol des Mars verschmiert war, aber sie lernten dasselbe.

Trotz des dem Rover innewohnenden Sicherheitsspielraums besteht seine weitere Geschichte nicht nur aus neuen Entdeckungen und Beobachtungen, sondern auch aus einer wachsenden Liste von Fehlern, Ausfällen und Fehlern. Der bittere Preis für die Freude an einer aufregenden Reise auf dem Roten Planeten, die er uns gibt.

Informationen zu jedem Schritt auf dem Curiosity-Pfad erhalten Sie in der Curiosity Mars Rover- Community oder auf Twitter .