Словосочетание “непыльная работенка” точно незнакомо американскому стационарному зонду InSight, который вот уже более чем 2,5 года исследует красную планету. Расчетный срок работы исследовательской станции составлял 728 земных суток, но если аппарат вполне себе функционирует и еще может получить драгоценные данные о Марсе, то зачем же прерывать миссию? Поэтому ученые решили продлить ее еще на 2 года, однако появилось одно “но” в виде марсианской пыли, которая оседает на солнечных панелях и уменьшает количество вырабатываемой энергии.
Что случилось?
Причина появления пыли на панелях – ветер, который поднимает ее с поверхности планеты. Иногда его порывы могут их очистить, и тем самым прибавить мощности. Так было, например, с аппаратами Opportunity и Spirit. В принципе, тоже самое ожидалось и в случае с платформой InSight, правда что-то пошло не так.
Уже на 65 сол миссии, аппарат “разглядел” подходящий вихрь (известный также как пылевой дьявол), который должен был помочь в очистке панелей. Но пройдя мимо он сдул с них всего ничего: мощность первой увеличилась на 0,7%, второй примерно на 2,7%. Если сравнивать с теми же Spirit и Opportunity, то иногда вихри увеличивали мощность их панелей на 10%.
Но и это на тот момент не стало бедой – впереди еще было достаточно времени, чтобы новые вихри сдули пыль. В начале мая 2019 года после 5 месяцев работы, выходная мощность панелей упала на 30%. Но и при таком раскладе производилось 2700 Вт⋅ч энергии за один сол, а аппарату для нормального функционирования необходимо 1500 Вт⋅ч. Однако, такое падение производительности уже начало волновать команду InSight.
В феврале 2021 года из-за загрязнений солнечных панелей, платформа стала получать около 27% всей возможной энергии – примерно 1000 Вт⋅ч. И это уже стало проблемой, которую надо было как-то решать, учитывая двухлетнее продление миссии.
Один из предложенных вариантов очистки – использование механизмов развертывания солнечных панелей, которые использовались при посадке InSight. По задумке инженеров, это должно было бы помочь стряхнуть пыль, но и здесь что-то пошло не так. По крайней мере, на официальном сайте НАСА эта попытка названа безуспешной.
Оригинальное решение, которое принесло хоть какие-то плоды, предложил Мэтт Голомбек, член научной группы InSight которая руководит миссией. По его предположению, более крупные частицы марсианского грунта могут унести с собой более мелкие частички пыли, что позволит хоть немного увеличить мощность панелей. Опыт провели 22 мая 2021 года.
Для этого с помощью роботизированной руки InSight под названием IDA с ковшом на конце, инженеры зачерпнули грунт и развеяли его над одной из панелей в полдень, когда на планете дует самый сильный ветер. И как ни странно, это сработало! Возможно не так хорошо как хотелось, но все-таки мощность увеличилась на 30 Вт⋅ч в сол. Учитывая, что сейчас аппарат выживает на 700 Вт⋅ч, то и это неплохая прибавка.
Повторную попытку сделали 5 июня, но она лишь кратковременно увеличила мощность. Об этом на заседании комитета, который участвует в планировании миссий по исследованию Марса, рассказал 21 июня Брюс Банердт, который руководит миссией InSight. По его слова, третья очистка, проведенная накануне лишь незначительно увеличила производительность панелей.
Сейчас Марс удаляется от Солнца и приближается к своему афелию, поэтому энергии в распоряжении InSight станет еще меньше. Чтобы аппарат остался в строю на это время, команде, возможно, придется отключить все научные инструменты и лишь поддерживать электронику платформы в рабочем состоянии.
После афелия ситуация может улучшиться, но по словам Банердта, если не добиться серьезного увеличения мощности, то миссию придется завершить уже через год.
Помоги себе “лопатой”
Если речь зашла о InSight, то нельзя не вспомнить еще об одном оригинальном способе использования роботизированной руки и ее ковша, но это произошло до очистки панелей.
Один из научных инструментов платформы – набор изучения теплового потока и физических свойств или HP3. Это зонд, предназначенный для измерения теплового потока под поверхностью Марса. По задумке, он должен был пробурить 5 метровую скважину, но что-то опять пошло не так.
Больше года команда InSight не могла продвинуться на запланированную глубину. Войдя на 40 см, бур наткнулся на препятствие, и не смог зафиксироваться под поверхностью. Через некоторое время проблему решили, но в октябре 2019 года бур наполовину вышел из грунта. Предпринятая попытка в 2020 году снова заставить его уйти в недра Марса опять успехом не увенчалась.
Чтобы преодолеть силу отдачи бура, было решено использовать ковш. На протяжении 11 недель, инженеры нажимали на бур и он стал постепенно углубляться внутрь. Учитывая относительную крепость задней крышки механизма, работа все равно была очень кропотливой – высока вероятность повредить шлейф для питания и передачи данных, но все прошло успешно.
Справочно о миссии
стоимость – 480 млн долларов США (без учёта стоимости ракеты-носителя и затрат партнеров из Франции и Германии);
ракета-носитель – Атлас-5 401;
запуск – 5 мая 2018, 11:05 UTC;
приземление на Марс – 26 ноября 2018 года;
место посадки – равнина Элизий;
Технические характеристики:
масса – 358 кг;
возможность движения – не предусмотрена;
источники питания – 2 солнечные батареи, диаметром 2,15 м каждая;
общая ширина – 6 м;
длина манипулятора – 2,4 м.
Научные приборы:
SEIS – сейсмометр для изучения тектонической активности Марса;
HP3 – зонд, предназначенный для измерения теплового потока под поверхностью Марса;
RISE – прибор для проведения эксперимента по изучению внутреннего строения Марса.
Аппарат оснащен двумя камерами и манипулятором с ковшом.
P. S. Команда зонда InSight смогла найти нетривиальные решения возникающих проблем. Причем путем применения инструментов, которые, казалось бы, никак не не предназначены для этого, что очень смахивает на национальную особенность, правда, не американской нации.
P. P. S. И не пора ли задуматься об установке манипулятора с ковшом на каждый космический аппарат?
Дата-центр ITSOFT — размещение и аренда серверов и стоек в двух дата-центрах в Москве. За последние годы UPTIME 100%. Размещение GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов, лицензии связи, SSL-сертификаты, администрирование серверов и поддержка сайтов.
