Mil días en Marte: mal funcionamiento y fallas del rover Curiosity

Mil solos marcianos fueron arrollados por el cronómetro móvil Curiosity. En los días terrenales, esto se obtiene aún más. Parecía que recientemente estaba aterrizando en Marte en clubes de polvo, desplegando el mástil, amasando el manipulador, mirando de cerca y disparando a Marte ... Pero casi la mitad de los años marcianos y casi tres años terrenales ya han pasado. Durante este tiempo, Curiosity logró cubrir 10.6 km, colocar más de dos docenas de pozos, encontrar metano en la atmósfera, materia orgánica y nitratos en el suelo, medir la radiación en el espacio y en la superficie, tomar casi 250 mil fotografías del Planeta Rojo. Pero el recurso de la tecnología no es eterno, y los productos de las manos humanas, incluso los perfectos, no lo son. Por lo tanto, la historia del rover también es una crónica de mal funcionamiento, daños, pérdidas y la heroica lucha del equipo Curiosity por oportunidades y funcionalidad.

Aterrizar el rover fue arriesgado, al borde del aventurerismo. Bajar el vehículo sobre cuerdas con una plataforma de cohete flotando inmóvil sobre la superficie del cohete es otro problema. Fue un milagro que el equipo de aterrizaje generalmente impulsara tal esquema en un consejo técnico. Tienes que confiar en tus ingenieros para aprobar este número de circo en otro planeta.

Sensor de viento REMS



A pesar de la longitud de los cables, el aterrizaje tuvo lugar en el polvo y los escombros levantados por los cohetes, por lo que los elementos más sensibles del rover, como las cámaras, estaban protegidos por cubiertas. Los sensores de viento de la estación climática española Rems, que sobresalían del mástil del "cuello", resultaron estar sin protección. Y la primera pérdida detectada fue uno de los sensores. Si se dañó por arena y polvo durante el aterrizaje, o si sufrió cargas dinámicas durante el aterrizaje, no lo descubrieron. Pero para el futuro decidimos no olvidarnos de las tapas de los sensores.

Basura en el manipulador



Los siguientes meses después del aterrizaje pasaron las pruebas, todo como uno exitoso. Curiosity caminó los primeros 400 metros, desplegó el brazo manipulador, probó el espectrómetro canadiense APXS y la cámara macro MAHLI, y llegó al lugar llamado Rocknest. Aquí decidieron revisar un nuevo grupo de instrumentos y herramientas.

Expandiendo el manipulador, preparado por primera vez para recoger el suelo. La caja de herramientas del manipulador está equipada con un cucharón para estos fines, pero también hay un taladro que se parece a un taladro doméstico. Para empezar, encendimos el vibrador en el puncher, y algún objeto saltó del manipulador. Los primeros pensamientos de pánico se disiparon al disparar con la cámara MAHLI: el objeto que se dejó caer probablemente era una pieza de aislamiento térmico en el que se envolvió el rover durante el vuelo.

Falsa respuesta orgánica



Con precaución, Curiosity comenzó a recoger el polvo marciano, tamizándolo y cargándolo en electrodomésticos de interior. En el interior, tiene dos dispositivos complejos, gracias a los cuales este rover se llama oficialmente Laboratorio Científico Marciano. El laboratorio alberga un difractómetro de rayos X CheMin y un cromatógrafo de gases SAM.

CheMin realizó las pruebas sin problemas, pero SAM dio una sensación y encontró clorometanos, ¡un compuesto orgánico en un puñado de polvo! Al principio, los geólogos hicieron varias declaraciones precipitadas sobre el hallazgo sensacional, y luego se dieron cuenta.

Aquí hacemos una pequeña digresión. Para comprender la esencia del incidente, debe comprender un poco sobre la estructura del dispositivo SAM. Este dispositivo no puede analizar directamente el suelo, solo puede estudiar los gases que se liberan de este suelo. Para que Marte proporcione gas, SAM está equipado con un horno de microondas, que puede calentar muestras de suelo a 1100 grados Celsius. Pero algunas sustancias de dicho estudio pueden descomponerse en compuestos más simples y no llegar al detector. En este caso, SAM está equipado con varias celdas con un solvente orgánico líquido (MTBSTFA), en el cual se suponía que bajaba las muestras de suelo y determinaba qué gases se liberarían de su interacción.



Al final resultó que, uno de los contenedores fue despresurizado, probablemente durante el aterrizaje. El primer rover de la NASA, con su primer aliento, agarró los orgánicos de origen terrestre mezclados con gases marcianos. En suma, una sensación.

Después de tanta vergüenza, los científicos bombearon repetidamente la atmósfera marciana a través del analizador de gases, colocaron porciones reforzadas de tierra y tostaron todo lo que era posible. Como resultado, eliminamos el exceso de contaminantes y aprendimos a aislar sus residuos en las muestras estudiadas. Después de eso, hablaron de productos orgánicos solo dos años después, cuando pudieron confirmar la pureza de la evidencia en experimentos repetidos.



El evento de protones y la computadora cambian

Antes de tener que lidiar con el contaminante, Curiosity sobrevivió al evento de protones solaresese duro noqueó su computadora. Los ingenieros pasaron varias semanas resucitando el automóvil, cambiaron el rover al segundo conjunto de computadoras a bordo y aún trabajan en él.

Daño a las ruedas



Después de lidiar con el suelo y un mal funcionamiento del sistema, Curiosity salió a la carretera. Los primeros kilómetros recorridos probablemente han revelado la falla más peligrosa: el margen insuficiente de seguridad de la hoja de la rueda. Los agujeros se hicieron visibles sobre ruedas y cada nuevo kilómetro agregó nuevos agujeros, expandiendo los viejos.

A pesar de la dinámica aterradora, es demasiado pronto para hablar sobre la amenaza de terminar la misión. Lo más importante es el marco. El grosor de la hoja de la rueda es de solo 0,75 mm, y el marco ya es de 3 mm, y se mantiene. Las ruedas están mecanizadas en aleación de aluminio y montadas en radios de titanio curvados que absorben los golpes. Cada rueda, además del protector del cuadro, tiene tres llantas, dos delgadas en los bordes y una gruesa a la que se unen los radios.



Al ver los primeros agujeros, los ingenieros del proyecto quedaron muy sorprendidos. Según sus cálculos, ese daño no debería ser. Tomaron el Espantapájaros, un modelo de tierra para probar el sistema de movimiento del rover, y lo condujeron a un tablero con un clavo martillado. La rueda se subió a un clavo y se congeló. Los agujeros no funcionaron. Entonces las matemáticas no engañaron. ¿Pero cómo, Holmes?



Las pruebas posteriores revelaron un punto débil: el diseño del carro con ruedas condujo al hecho de que las ruedas delanteras y medias tenían una carga mayor bajo la influencia de los motores del rover. Aquellos. las ruedas están rotas no porque las piedras sean más duras que los clavos y el rover sea demasiado pesado, sino porque el rover mismo se apoya en las piedras ayudando a la gravedad marciana con sus motores. Esto también explica el hecho de que las ruedas traseras del rover prácticamente no tienen daños ni agujeros pasantes, aunque la masa se distribuye de manera uniforme.



Unos pocos cientos de metros Curiosity condujeron hacia atrás, e incluso esto no provocó daños significativos en las ruedas traseras. Y en el modo de conducción normal, los ingenieros intentan elegir cuidadosamente una ruta e inspeccionan regularmente las ruedas con el manipulador. Esto, a su vez, aumenta el desgaste de las articulaciones del "brazo", solo podemos esperar que los desarrolladores tomaron en cuenta los problemas de la generación anterior de rovers y agregaron un margen de seguridad excesivo. ( Una discusión detallada del tema ).

Deterioro en la calidad de disparo



Hace aproximadamente un año, se notó una caída en la calidad de disparo de la cámara del mástil izquierdo. Periódicamente, su calidad disminuye cuando el rover se retrasa por un largo tiempo en un lugar y el polvo se acumula en las ventanas. Sacudir mientras se mueve o vibrar del taladro le permite limpiar las lentes. Pero no en este momento. La matriz de la cámara izquierda agregó ruido y una banda brillante se extendió por toda la vertical de la imagen. Si bien no interfiere mucho, y al pegar panoramas, generalmente está bloqueado por marcos vecinos, pero aún no se espera ninguna mejora.

Falla de autoenfoque ChemCam



Hace seis meses, los geólogos de la NASA comenzaron a quejarse del enfoque automático de la cámara ChemCam. Esta cámara también es un espectrómetro láser remoto. El rayo láser del espectrómetro calentó las muestras de prueba a un estado de plasma, la cámara enfocó el flash y la luz de plasma se dirigió al espectrómetro.

Después de que fallara el láser auxiliar AF, los análisis tuvieron que llevarse a cabo casi manualmente: en base a un cálculo preliminar del rango, se configuraron los ajustes de la cámara y luego se realizó una serie de bombardeos con mediciones paso a paso.



Por lo tanto, la geología remota continuó, pero a ChemCam le tomó más tiempo extraer energía de las baterías. Pero en mayo, la próxima actualización de software llegó al rover de Marte, ¡y la cámara volvió a funcionar como debería! Algunos suscriptores de la comunidad.El "Curiosity Mars rover" estaba perplejo y encantado con las capacidades de la NASA: "¿Cómo solucionar el fallo del hardware del software?".



Resultó que el láser defectuoso de "puntería" nunca fue reparado, pero, como suele ser el caso con la NASA, el mal funcionamiento de un dispositivo fue compensado por la expansión de las capacidades de otro dispositivo. Ahora, los disparos, así como después de la falla, se llevan a cabo de acuerdo con el objetivo aproximado. Luego, la cámara toma una serie de disparos con diferente profundidad de campo, y el nuevo programa selecciona el más nítido de esta serie. La cámara vuelve a la configuración que logró obtener la toma más nítida, y después de eso ya hay disparo láser.

Dispositivo de perforación cortocircuito



Otro síntoma malo apareció durante la última perforación, hace unos meses. En el momento en que se encendió el vibrador, un corto circuito se deslizó a través de él, y el rover entró en modo seguro. El peligro potencial inherente al diseño del dispositivo de perforación se conoce desde hace mucho tiempo. Pero no hubo tiempo para volver a trabajar, por lo que los ingenieros colocaron solo un circuito alternativo que, en el futuro, debería proteger el dispositivo. Pero las razones del primer cortocircuito, al parecer, no se han aclarado. Al menos después de unos días de inactividad, el rover continuó trabajando como si nada hubiera pasado.

Si no ha olvidado nada, hoy hay una lista completa de fallas y fallas del rover Curiosity. No tanto por mil días en Marte, debemos rendir homenaje a sus diseñadores. Sin embargo, estudiaron durante casi veinte años, lanzaron tres rovers más pequeños, más dos estaciones de descenso, una de las cuales estaba manchada con una capa delgada en el Polo Sur de Marte, pero aprendieron lo mismo.

A pesar del margen de seguridad inherente al vehículo explorador, su historia posterior no es solo nuevos descubrimientos y observaciones, sino también una creciente lista de fallas, fallas y errores. El precio amargo por la alegría de un emocionante viaje en el planeta rojo que nos ofrece.

Puede aprender acerca de cada paso en el camino Curiosity de la comunidad Curiosity Mars Rover , o Twitter .