18 февраля 2021 года космический модуль «Настойчивость» успешно совершил посадку на Марс
Космический корабль «Настойчивость», также сокращенно называемый как «Перси», представляет собой марсоход, предназначенный для исследования кратера «Озеро» на Марсе в рамках миссии НАСА «Марс 2020». Он был запущен 30 июля 2020 года.
Перси носит семь новых научных инструментов, в общей сложности 19 камер и два микрофона.
Успешная посадка марсохода Перси помогла обеспечить ИТ адаптировано путем адаптации метода Mars Pathfinder: система Aeroshell и парашют замедлили посадку в марсианской атмосфере. Перед столкновением с поверхностью были запущены ракеты, чтобы замедлить скорость снижения зонда, а надувные подушки безопасности смягчили посадку зонда на поверхность. Затем подушки безопасности были убраны, а крылья зонда открылись. Открыв их, марсоход развернул свои солнечные батареи и привел систему в безопасное состояние. Связь во время входа в атмосферу Марса, спуска и посадки осуществлялась через пару антенн, одна из которых была установлена на задней крышке, а другая - на самом марсоходе. Кроме того, есть уникальный мини-вертолет «Изобретательность», небольшой экспериментальный самолет, который будет первым, который совершит полет на другой планете.
Rover Perseverance преследует пять основных научных целей, основанных на поддержке долгосрочных исследований Марса:
- Поиск жизни: определение среды, способной поддерживать жизнь человека.
- Поиск биологических признаков: поиск признаков возможной прошлой микробной жизни в этих обитаемых средах, особенно в скалах.
- Отбор проб: сбор образцов горных пород и «почвы» и их размещение на поверхности Марса.
- Подготовка условий для существования человека: тестирование производства кислорода из марсианской атмосферы.
- Исследование артефактов и сооружений, предположительно оставленных другими цивилизациями.
Технический проект марсохода Perseverance разработан на базе его предшественницы — модели Curiosity. Оба марсохода имеют схожую конструкцию кузова, систему посадки, круиз-контроль и систему питания. Однако, колеса Perseverance уже более надежны, чем колеса Curiosity, потому что колеса Curiosity были повреждены. Rover Percy имеет более толстые и прочные алюминиевые диски с меньшей шириной и большим диаметром (52,5 см), чем у 50-сантиметровых дисков Curiosity. Алюминиевые колеса покрыты ограничителями тяги и изогнутыми титановыми спицами для гибкой поддержки. Перси, как и Curiosity, имеет роботизированную руку, но новая рука Perseverance длиннее и сильнее, ее длина составляет 2,1 метра. Она (рука) снабжена сложным механизмом для отбора горных пород и хранения геологических образцов с поверхности Марса в специальных тубах для временного хранения. Комбинация более крупных инструментов, новой системы отбора и отбора проб, а также модифицированных колес сделали марсоход Percy на 14% тяжелее своего предшественника (1025 кг против 899 кг).
А это требует энергии...
И это обеспечивает ядерный генератор. Электрогенератор марсохода Percy (MMRTG) весит 45 кг и использует 4,8 кг оксида плутония-238 в качестве основного источника энергии. Естественный распад плутония-238 вызывает тепловое излучение, которое преобразуется в электричество — мощность генератора при запуске составляла примерно 110 Вт. Это, конечно, будет медленно уменьшаться с течением времени по мере того, как его источник энергии распадается. MMRTG заряжает две литий-ионные аккумуляторные батареи, которые обеспечивают необходимую мощность для всех операций марсохода Percy и должны регулярно заряжаться. Ядерный генератор является большим преимуществом перед солнечными батареями, поскольку MMRTG обеспечивает значительную гибкость в эксплуатации марсохода Percy даже ночью, во время пыльных бурь и зимой.
Что такое MMRTG?
MMRTG — это аббревиатура от Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator, то есть термоэлектрический радиоизотопный генератор с множеством функций.
Для миссий по исследованию космоса требуются безопасные, надежные и долговечные энергетические системы для обеспечения электричеством и теплом космических аппаратов и их научных приборов.
Уникальным источником энергии является радиоизотопный термоэлектрический генератор — в основном ядерная батарея, которая надежно преобразует тепло в электричество. Радиоизотопная энергия уже использовалась в восьми миссиях на орбите Земли, восьми миссиях к внешним планетам и миссиях Аполлона после Аполлона-11 на Луну. Внешние миссии Солнечной системы: «Пионер 10» и «Вояджер 1» и «Вояджер 2», «Улисс», «Галилео», «Кассини» и «Новые горизонты». Генераторы на "Вояджере-1" и "Вояджере-2" работают с 1977 года (!). Всего за последние четыре десятилетия Соединенные Штаты отправили в космос 26 миссий.
Россия в этом плане безнадежно отстает и не способна создавать подобные источники энергии.
Основное преимущество использования таких установок заключается в том, что здесь используются твердотельные термоэлектрические пары, которые передают тепло от естественного распада радиоизотопа диоксида плутония-238. В отличие от солнечных батарей (которые используются, например, на станции МИР), эти установки вообще не зависят от Солнца, поэтому их можно очень эффективно использовать для миссий в дальний космос.
MMRTG питается от восьми модулей источника тепла (GPHS) на основе Pu-238, предоставленных НАСА Министерством энергетики США. Эти восемь модулей GPHS первоначально вырабатывают тепловую мощность около 2 кВт.
Проект MMRTG содержит термоэлектрические пары PbTe / TAGS (от Teledyne Energy Systems), где TAGS — это материал, содержащий теллур (Te), серебро (Ag), германий (Ge) и сурьму (Sb). Мощность MMRTG рассчитана на выработку 125 Вт электроэнергии в начале миссии, которая через 14 лет снижается до примерно 100 Вт. При весе 45 кг MMRTG обеспечивает примерно 2,8 Вт/кг электроэнергии в начале. Конструкция MMRTG может работать как в космическом вакууме, так и в планетных атмосферах, например, на поверхности Марса. Цели конструкции MMRTG включали обеспечение высокого уровня безопасности, оптимизацию уровней производительности с минимальным сроком службы не менее 14 лет и минимизацию веса. Но MMRTG — это не дешевый фонарик! Производство MMRTG обошлось примерно в 109 миллионов долларов, а еще 83 миллиона долларов были потрачены на его исследования и разработки.
Конечно, Rover Percy также оснащен компьютером BAE RAD750. Он имеет 128 МБ энергонезависимой памяти DRAM и работает на частоте 133 МГц. Программное обеспечение для полета может получить доступ к 4 гигабайтам энергонезависимой памяти NAND на отдельной карте.
Марсоходу Перси также помогает уникальный вертолет Ingenuity. Этот беспилотный вертолет имеет защищенное питание от солнечной батареи и весит 1,8 кг. В ходе запланированной тридцатидневной миссии он проверит стабильность условий полета на Марсе, а также позволит найти подходящие маршруты для марсохода. Однако у дрона нет никаких научных инструментов, кроме камеры.
Как видно, ядерная энергия жизненно важна во многих сферах человеческой деятельности. К сожалению, Россия ничем не может похвастаться в этом плане, в погоне за созданием нового оружия мы упускаем возможность контакта с инопланетными цивилизациями, которые и будут определять развитие государств на Земле.
США считают, что приоритет вступления первыми в контакт с инопланетными цивилизациями дает автоматически право управлять от их имени на Земле, если конечно считать, что они и есть те, кого земляне называют Богами.
Радиоизотопные источники энергии были важным источником энергии в космосе с 1961 года. Реакторы ядерного деления в космосе использовались в основном в России, но новые и более мощные конструкции сейчас разрабатываются в США .
Без подобных источников невозможно никакое исследование космоса дальше орбиты Земли.
В прошлом другие радиоизотопы изучались и использовались в радиоизотопных энергетических системах, но плутоний Pu-238 показал лучшие свойства преобразования тепла в электричество для космических полетов и безопасно использовался с 1960-х годов. Pu-238 выделяет большое количество тепла из-за радиоактивного распада в течение своего периода полураспада 87,7 года и оказался жизненно важным источником энергии для миссий в дальний космос, сейчас это не доступно для России, которая некогда вывела первый спутник Земли в космос.