Прошло уже более двух месяцев с тех пор, как ветеран исследований , шестиколесный покоритель красных пустынь, один из самых успешных роботов NASA – марсоход «Opportunity» последний раз связывался с Землей.

Марсоход, выключив все энергоемкие устройства, застыл на краю обрыва – кратера Индевор , посреди пыльной бури, обдуваемый сухим ветром, несущим по мертвой поверхности красную пыль. Находясь в этом неуютном и холодном мире уже более 14 лет, «Opportunity» всегда поддерживал связь с Центром управления миссией. Однако нынешняя пыльная буря оказалась настолько мощной, что марсоходу пришлось перейти в режим экономии энергии и остаться в полном одиночестве на холодном ветру. «Opportunity» находится в спящем режиме с 10 июня, когда концентрация пыли в воздухе Красной планеты стала настолько плотной, что солнечный генератор перестал обеспечивать заряд его батарей. Команда «Opportunity» надеется, что шестиколесный робот действительно погрузился всего лишь в своего рода спячку, и рассчитывает получить от него сигнал как только пыльная буря рассеется.
И для такого оптимизма есть причины, заявили представители НАСА.

«Батареи «Opportunity» находились в работоспособном состоянии до начала пыльной бури, и их деградация не должна быть катастрофической», – заявили исследователи из НАСА. «Известно, что пыльные бури способствуют нагреванию атмосферы Марса и его поверхности. К тому же нынешняя буря случилась в тот период, когда в том месте, где работает «Opportunity» наступило лето. Поэтому марсоход не должен сильно замерзнуть».

10 лет назад, 25 января 2004 года, марсоход «Оппортьюнити» успешно опустился на поверхность Красной планеты. К настоящему моменту время его работы превысило изначально запланированное в 40 раз. А поскольку аппарат до сих пор находится в очень хорошем состоянии, по-видимому, и это не предел. Еще более необычен тот факт, что после стольких лет на Марсе «Оппортьюнити» по-прежнему способен удивлять ученых. Примером тому - на этой неделе статья в Science , а также недавняя история с камнем, происхождение которого до сих пор не установлено.

За 10 лет работы «Оппортьюнити» преодолел 38,7 километра пути, видел 3556 марсианских рассветов, сделал несколько тысяч фотографий, тонул в песке, покрывался пылью, потерял родного брата «Спирит», обследовал почти с десяток кратеров, впервые обнаружил метеорит на поверхности другой планеты и получил неопровержимые доказательства существования на поверхности Марса воды. Планировалось, что миссия марсохода продлится около трех месяцев - никто не мог и подумать, что она так затянется. Не исключено, что после довольно успешной многолетней работы «Викинга» некоторые инженеры NASA на это надеялись, но вслух такие прогнозы они никогда не произносили.

Ограничение, которое специалисты считали ключевым при расчете гарантированного времени миссии, было связано с работой солнечных батарей - единственного источника питания «Спирита» и «Оппортьюнити». На «Оппортьюнити» были установлены батареи лучшего в свое время типа, на основе арсенида галлия. Но даже самые совершенные солнечные панели на Марсе постепенно покрываются пылью, и со временем их эффективность должна была упасть настолько, что аппарат уже не смог бы обеспечивать свои потребности в электричестве. А энергия нужна ему не только для движения или связи с Землей, но и для собственного обогрева: во время марсианской ночи температура падает до минус 90 градусов и ниже, поэтому чувствительная электроника ровера спрятана в специальном теплоизолированном отсеке, который необходимо подогревать.

Чтобы избежать возможных сложностей с солнечными батареями, в конструкции наследника «Оппортьюнити» - «Кьюриосити» - их заменили на радиоизотопный термоэлектрический генератор. Он не только вырабатывает энергию независимо от Солнца, но и нагревает аппарат изнутри. Таким образом, даже при небольшой эффективности теплоэлемента эта якобы «выброшенная» энергия идет в дело.

Инженеры «Оппортьюнити» полагали, что скопление пыли на солнечных панелях в конечном итоге приведет к тому, что марсоход сначала перестанет двигаться, а затем и вовсе замерзнет. Однако этого не случилось. Как выяснилось, марсианская пыль не так уж страшна - она не притягивается электростатически к солнечным панелям и довольно легко сдувается ветром. Особенно во время марсианской зимы. К примеру, в прошлом году эффективность батарей составляла примерно 47 процентов, а после недавнего «обдува» она выросла до 60 процентов.

На юбилейной пресс-конференции на вопрос журналиста о секрете долголетия марсохода замглавы научной программы Рей Ардвинсон ответил в том духе, что «это просто очень хорошая американская машина». Возможно, так оно и есть, но стоит помнить, что у этой надежности есть свои тонкости.

Аппараты-близнецы «Спирит» и «Оппортьюнити» не зря были запущены к Марсу вместе - это позволило радикально снизить вероятность провала общей миссии. «Спирит» до десятилетия трудовой деятельности так и - в марте 2009 года он попал в песчаную ловушку. После длительных попыток вызволить его NASA решило превратить аппарат в стационарную станцию. Но и в таком виде брат-близнец долго не протянул - в последний раз он вышел на связь 22 марта 2010 года. Судя по всему, сказались неполадки с памятью и электроникой, которые, к слову, наблюдались ранее и у «Оппортьюнити».

Примечательно, что и сам «Оппортьюнити» в 2005 году едва не стал стационарным объектом. Марсоход завяз в дюне «Чистилище» четырьмя из шести своих колес и выбрался только чудом. Тогда ситуацию спасло проведенное на Земле тщательное моделирование местности, по результатам которого инженеры разработали стратегию освобождения ровера из песчаного плена, передвигая его по несколько сантиметров в день. И, конечно, «Оппортьюнити» сильно повезло в том отношении, что он не «сел» на камень, как это произошло позднее с его менее удачливым братом.

Что же касается научной части миссии, то с ней произошла довольно забавная ситуация. Свою главную задачу - поиск следов существования в прошлом на поверхности планеты воды - оба марсохода выполнили очень быстро, еще в рамках «обязательной программы». Эта задача была сформулирована в максиме «следуй за водой», которую аппараты на протяжении первых лет тщательно выполняли.

Изображение: NASA

2 марта 2004 года, еще до запланированной пресс-конференции NASA, СМИ сообщили: роверам удалось доказать, что «Марс в прошлом был теплой и влажной планетой, на которой могли жить микроорганизмы». Открытие было основано на исследовании обнаженных твердых пород, точнее одного выступа, получившего название Эль Капитан. Просверлив этот неприметный камень, «Оппортьюнити» обнаружил, что он имеет слоистую структуру и содержит сульфаты магния и железа (в том числе ярозит), которые могли образоваться только в присутствии воды.

С этого момента никто из ученых в наличии воды на древнем Марсе уже не сомневался. Однако открытие продолжали подтверждать. Сначала это сделал «Спирит», спустя четыре года воду из марсианского грунта напрямую получил аппарат «Феникс», а в прошлом году «Кьюриосити» нашел наполненное галькой русло высохшего ручья. И даже для неспециалиста остатки этого ручья выглядят настолько убедительно, что сомнений в существовании марсианских водоемов уже ни у кого не остается.

После того как вода была обнаружена, оставалось узнать, что это за вода. Точнее говоря, насколько она похожа на нашу, земную воду и способна ли поддерживать существование микроорганизмов. И хотя выяснение этого вопроса не входило в основные задачи «Оппортьюнити», благодаря его удивительному долгожительству эта цель тоже была выполнена.

В ходе первой части своей экспедиции «Оппортьюнити» изучал преимущественно песчаники. Эти породы формировались в условиях высокой кислотности и большого количества кислорода - в не слишком благоприятной для жизни среде. Найти более интересные минералы удалось при участии «поддержки с воздуха».

Фото: NASA/JPL-Caltech/USGS/Cornell University

Камера CRISM, установленная на Mars Reconnaissance Orbiter, на одном из отрогов кратера Индевор обнаружила потенциально похожие на глину породы, которые формируются как раз в более мягких условиях. Но с орбиты их очень сложно разглядеть и идентифицировать. Доказать, что это именно они, сумел «Оппортьюнити» - результаты исследований в нынешней юбилейной статье в Science .

Марсоходу удалось найти существенно более древние, чем силикатные песчаники, минералы - глины, которые сформировались около 3,7 миллиарда лет назад. Их структура такова, что появиться в очень кислой среде они не могли. Подобные филлосиликаты образуются на дне водоемов с практически нейтральным, в худшем случае - слабокислым pH. Аналогичные результаты были также недавно «Кьюриосити», что, впрочем, нисколько не умаляет их важности, ведь минералы были найдены в совершенно разных частях планеты.

В роли «вишенки на торте» к юбилейной статье выступила история с «блуждающим камнем». Его энтузиасты, изучавшие снимки, которые аппарат получил на 3536-й и 3537 марсианский день. На одном из них камня (необычного темно-красного цвета с белой каймой) нет, а на другом он появляется. Откуда этот камень взялся, ученые NASA не знают и уже назвали его появление « », требующим объяснения. Версий пока две: либо «блуждающий камень» был выброшен из-под колеса марсохода во время поворота, либо, что менее вероятно, его выбросил некий небольшой метеорит, упавший поблизости от «Оппортьюнити». Что произошло на самом деле, позволит установить анализ, который команда собирается провести в ближайшее время - до того, как марсоход отправится в дальнейшее путешествие, к холму Соландер. Путь этот может занять год или два - в зависимости от того, какие интересные объекты попадутся ему на пути.

Оба марсохода изначально должны были проработать всего 90 дней, разыскивая на красной планете признаки наличия воды.
Оба марсохода перевыполнили свою задачу. Поиск признаков воды оказался более чем успешным, а сами аппараты заметно превысили свой срок службы. Spirit был потерян в прошлом году, а Opportunity все еще работает и сейчас пережидает марсианскую зиму, развернув панели на Солнце.

За время работы марсоходы прошли 42.08 километра, львиная доля из которых приходится на счет Opportunity. Он проехал по поверхности Марса 34.36 километра.
«Я правда считал, что и Opportunity, и Spirit не переживут лето 2004 года, - говорит Рей Арвидсон и Вашингтонского университета в Сент-Луисе , заместитель руководителя проекта. - Для меня сейчас, как и тогда, удивительна мысль, что до сих пор планируем новые задачи и команды для Opportunity, а Spirit был потерян из-за невезения, так как он имел малую маневренность и попал на зыбкую почву, из песков которой он не смог выбраться».
Поиск воды
Spirit и Opportunity примарсились на расстоянии 9656 километров друг от друга, на противоположных сторонах Марса. Оба аппарата выполнили свои задачи: нашли доказательства существования воды на красной планете. Хотя сейчас поверхность Марса сухая и безжизненная, когда-то климат там был влажным и теплым. Этот фундаментальный результат был получен благодаря работе двух марсоходов.
В этих открытиях помогли даже неудачи Spirit. Правое переднее колесо ровера перестало работать в 2006 году, что вынудило инженеров миссии перейти на задний ход. Заклинившее колесо мешало движению, цепляясь за поверхность планеты. Однако в результате колесо открыло под верхним слоем пыли залежи чистого кремния, минерала, который в чистом виде может образовываться только при взаимодействии горячей воды с камнем.
Таким образом Spirit стал первым аппаратом, позволившим предположить то, что сейчас известно всем, но на момент открытия было лишь сомнительной гипотезой. В месте, изученном аппаратом, когда-то существовала крупная гидротермальная система древнего марса, чьи гейзеры и потоки горячей грязи получали энергию от подземных источников.
Это вызвало фурор в среде астробиологов. Оказалось, что хотя бы на части планеты когда-то существовали два ингредиента, необходимых и практически достаточных для жизни : жидкая вода и источник энергии.

Opportunity не остался в долгу. Недавно ему удалось найти на склонах кратера Индевор следы глины, которая также могла образоваться только при наличии жидкой воды. Руководитель проекта, Стив Сквирс из Университета Корнелла , видит пользу открытий, совершенных при помощи марсоходов, не только в научном результате.
«Безусловно, научные достижения и все, что мы узнали о возможной обитаемости Марса, станут важной частью достояний этой важной миссии, - говорит он. - Но я считаю, что не менее важно то, что успехи роверов и их открытия послужили источников вдохновения для молодежи, призывая к карьере в науке или наукоемких технологиях».
Прощание с марсоходом Spirit
Заклинившее колесо марсохода все же привело к его потере. Из-за потери мобильности ровер не смог выбраться из зыбучего песка в мае 2009 года. Тем не менее, он продолжил работу, изучая окрестности. Марсоход был потерян только в марте 2010 года, после того как не сумел выйти на позицию, удобную для зарядки солнечных батарей во время марсианской зимы 2009-2010 года.
В мае 2011 года Spirit был официально объявлении потерянным. Скорее всего, из-за потери питания отключилась система обогрева, и его электроника была повреждена во время зимних холодов.
«Spirit, тем не менее, сделал немало. Его работа позволила нам понять, что ранний Марс был влажным и с большой вулканической и магматической активностью», - говорит Арвидсон.
Opportunity продолжает движение
После трехлетнего путешествия Opportunity добрался до крупного кратера Индевор, имеющего диаметр около 22 километров. Последние несколько месяцев марсоход слонялся у кромки кратера. Здесь он и обнаружил лучшее на данный момент доказательство того, что когда-то на Марсе была вода.

Здесь же ему предстоит и зазимовать. Для этого инженеры миссии нашли хорошее место на краю кратера. Наклон породы, на которой остановился ровер, позволит ему собирать максимум солнечной энергии. В ходе зимы марсоход не будет переведен в спящий режим. Он продолжит обычную работу, изучая близлежащие породы. Возможно, он даже будет передвигаться на небольшие расстояния.
Стоянка позволит уточнить скорость вращения Марса. Постоянно принимая сигнал от марсохода, стоящего на одном месте, можно будет определить скорость движения точки его стоянки. Точные измерения скорости вращения планеты, которые будут при этом проведены, позволят больше понять о внутреннем строении планеты. Таким образом, марсоход позволяет изучать не только ее поверхность.
Opportunity сможет возобновить движение в июне или в июле. Хотя ровер стареет, нет причин опасаться, что он не сумеет сдвинуться с места. Пока что заметные признаки возраста показывает только роботизированная рука ровера, сочленение которой начало барахлить.
«Ровер в отличной форме, - говорит Брюс Банердт, участник программы из Лбаоратории реактивного движения. - Он далек от списания».
Скоро у Opportunity появится компания на поверхности Марса. Марсоход Curiosity должен примарситься в августе этого года.

Оппортьюнити (англ. Opportunity, благоприятная возможность) – это один из марсоходов, запущенных НАСА в рамках программы Mars Exploration Rover. Марсоход был запущен с помощью ракеты Дельта-2 8 июля 2003 года; аппарат благополучно приземлился на поверхность Красной планеты 25 января 2004 года (за неделю до этого на другой стороне Марса опустился марсоход Спирит). Марсоход функционирует до сегодняшнего дня, тем самым превысив по продолжительности свою миссию более чем в 20 раз. Это самая длительная на сегодняшний момент миссия на поверхности планеты (Оппортьюнити сумел побить рекорд, установленный в 1982 году аппаратом Викинг-1).

Марсоход оборудован 6 колесами, а также сложной системой независимых электродвигателей, которые служат для совершения поворотов, а также для блокировки случайных поворотов, что позволяет марсоходу двигаться, не сбиваясь с курса. Электроэнергию аппарат получает от солнечных батарей. Кроме того марсоход оснащен буром для взятия проб марсианского грунта, несколькими камерами, микроскопом, а также спектрометрами.

Оппортьюнити приземлился на плато Меридиана, которое расположено на экваторе. За год марсоходу удалось преодолеть расстояние в 2,5 км. Аппарат совершил посадку в кратере Орел, проехал вблизи кратера Фрам, а также тщательно исследовал кратер Эндьюранс (а точнее химический состав его многочисленных слоев). Во время исследования было зафиксировано повышенное содержание хлора в глубоких слоях, что дало ученым возможность предположить, что ранее в кратере находилось соленое озеро.

После исследования кратера Эндьюранс Оппортьюнити направился к месту своей собственной посадки – к защитному кожуху, который предохранял посадочную платформу с марсоходом от сильного нагрева и тормозил аппарат на начальном этапе посадки. В результате исследования места падения кожуха ученые получили полезные сведения для будущего конструирования марсианских станций.

Во время изучения обломков марсоход также обнаружил необычный камень, покрытый множеством ямок - ХитШилд-Рок (Камень «Тепловой Экран»), - который при детальном изучении химического состава оказался типичным железным метеоритом. Это был первый метеорит, найденный на поверхности другой планеты, а также самый крупный метеорит, найденный по поверхности Марса: его размер составляет 60 сантиметров в поперечнике, а его высота равна 30 см. Всего марсоходом было обнаружено шесть метеоритов. Все метеориты состоят в основном из никеля и железа.

В 2010 году специалисты НАСА установили на марсоход Оппортьюнити новое программное обеспечение, которое дало возможность аппарату самостоятельно выбирать объекты для тщательного исследования. Теперь выбор объектов для изучения проходит следующим образом: при анализе изображения, поступающего в компьютер с широкоугольной камеры, марсоход выбирает на нем камни, которые соответствуют определенным критериям (форма или цвет); после этого другая фотокамера делает большое количество снимков выбранного объекта с использованием различных светофильтров.

Среди других «обновлений» во время работы марсохода стоит отдельно отметить возможность аппарата определять маршрут с учетом препятствий, а также способность определять на снимках неба облака и пылевые вихри.

Эти две фотографии, сделанные Curiosity 21 мая (слева) и 17 июня (справа) показывают, насколько отличается текущий уровень освещенности Марса, в атмосфере которого бушует пылевая буря, от нормальной ситуации.

На Марсе вот уже много недель бушует , которая покрыла практически всю планету. Из-за нее марсоход Opportunity не получает необходимого количества солнечного света, который преобразуется фотоэлементами в электричество. Ровер ушел в спящий режим и не сможет выйти из него до тех пор, пока атмосфера не очистится от пыли и солнечные лучи не достигнут поверхности Марса.

Когда это случится - пока неясно, поскольку масштаб бури лишь увеличивается, по всей видимости, в ближайшее время она не ослабнет. «Мы не можем связаться с ровером уже пару недель», - говорит Рей Арвидсон из Вашингтонского университета. Он - один из руководителей миссии Mars Exploration Rover , которая изначально включала и брата-близнеца Opportunity - марсоход Spirit. Оба ровера прибыли на Марс в январе 2004 года и дружно приступили к изучению поверхности соседа Земли.

Opportunity работает уже много лет, и работал бы и дальше, если бы не сильное запыление разреженной атмосферы Марса. На графике ниже можно видеть, как запыленность воздуха влияет на количество энергии, получаемой ровером. Энергии система вырабатывает настолько мало, что не может сделать и отправить на Землю фотографию того, что происходит вокруг нее. Последний снимок был получен учеными 10 июня этого года. Марсоход изредка «просыпается» для того, чтобы проверить запасы энергии. Если они слишком малы, ровер снова уходит в сон.

Что касается Spirit, то этот марсоход, к сожалению, перестал подавать признаки жизни 22 марта 2010 года.

Через какое-то время после того, как шторм ослабнет, Opportunity должен проснуться, и если энергии будет достаточно, то Земля получит его сигнал. Затем, когда режим получения энергии станет оптимальным, марсоход снова вернется к работе, и кто знает, сколько месяцев или лет он сможет еще проработать.

Его «старший брат» Curiosity работает в нормальном режиме, поскольку имеет на борту автономный источник питания. Он регулярно присылает снимки Марса. На фотографиях, сделанных этим аппаратом после начала пылевой бури видно , что объекты на поверхности не отбрасывают теней. Это потому, что рептилоиды пакостничают атмосфера Марса запылена настолько, что свет Солнца очень слаб. Эффект примерно такой же, как в очень облачный день на Земле, может быть, на Марсе он даже более сильный.

Ученые считают, что марсоход Opportunity переживет непогоду и уже через несколько недель будет радовать новыми данными о Красной планете.