?

Log in

No account? Create an account

zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Марсоход Curiosity изучает темные дюны
zelenyikot


Долгие два года Curiosity не решался подступиться к горе Шарпа, хотя был послан для ее изучения. Мешали отложения темного песка, которые перегородили путь, поэтому их приходилось обходить стороной. Марсоход двигался вдоль горы, а черные дюны постоянно маячили у подножия, иногда напоминая застывшее море, иногда - старое шоссе.

Чем дольше они проплывали вдалеке, тем сильнее хотелось подобраться к ним ближе, рассмотреть макрокамерой MAHLI, пощупать спектрометром APXS, запустить в них ковш, поджарить в микроволновке хроматографа SAM и просветить рентгеном дифрактометра CheMin.



Марсоход с лета 2013 года двигался вдоль темной дюнной косы к разрыву в песках, там где по твердому грунту можно было пробраться к горным склонам и каньону, который когда-то был прорезан в горе потоками талой воды. Пока Curiosity был далеко ученым и нам приходилось довольствоваться спутниковыми снимками высокого разрешения MRO камеры HiRise. Снимки этой камеры передают изображение в "расширенных" цветах, в которых темный песок казался синим, или зеленоватым.



Отчасти такой эффект не случаен. Спутниковый гиперспектрометр CRISM показывал высокое содержание вулканических минералов пироксена и оливина. Пироксен ответственен практически за все темные породы Марса, которые наблюдаются из космоса. Именно пироксеновые "моря" выглядят как темные пятна, если его рассматривать в телескоп.

Сине-зеленые оттенки темные дюны Марса приобретают благодаря оливину - тоже вулканической породе, получившей свое название, за зеленый цвет, как у оливок.

В первые месяцы пребывания Curiosity в кратере Гейла оставался вопрос о плотности этих песков. Являются ли они давно окаменелым монолитом, сохраняющим форму древней пустыни (или морского дна), либо являются обычным песком? Заехать и пощупать колесом марсохода инженеры поначалу не решались, чтобы не тратить время. Зато дюны стали наблюдать со спутника, и сравнивать со снимками, которые сделали за четыре года до посадки Curiosity. И ответ был получен - они "живые".



Движущиеся дюны в кратере Гейла не уникальны для Марса. Ученые уже несколько лет наблюдают за дюнами в нескольких регионах планеты.

Тут надо пояснить, что на Марсе нередки пылевые бури, но не песчаные. Разница в размерах и массе частиц. Тонкая атмосфера и слабый ветер способны высоко поднимать тонкую пыль, а песок получается перемещать только на сантиметры, в результате чего дюны ползут примерно на метр за год.

Обособленное положение этих дюн от другого песка и пыли объясняется размером, массой, а возможно и формой частичек. Несмотря на то, что кажется будто они собраны и удерживаются вместе какой-то магической силой, при взгляде сверху видно, что темные пески распространяются от дюн довольно далеко, и окрашивают в темные тона местность на подходах.

Отчасти это объясняет почему издалека дюны резко выделялись на фоне окружающей местности, а по мере приближения к ним, контраст сокращался. Возможен еще эффект “черно-синий/бело-золотой”.



Пока Curiosity шел в обход вдоль горы, его перемещение было сравнительно резвым, по марсоходным меркам - примерно 6 километров в год. Когда его курс сменился и начался постепенный подъем, то скорость продвижения резко сократилось из-за длительных остановок для детального обследования грунтов.

Гора Шарпа привлекла внимание ученых уже давно благодаря своему слоистому строению. Движение Curiosity вверх, с анализом всех геологических слоев - это его приоритетная задача, для того он сюда и летел. Поэтому оставшихся двух километров от подножия до дюнных полей пришлось ждать еще около года.

Наконец, мы здесь!


На рабочий стол.

Дюнную косу, протянувшуюся у горы, назвали Дюны Багнолда, в честь исследователя Сахары. Две ближайшие кучи песка, за изучение которых принялся Curiosity, получили название Намиб, в честь земной пустыни.

Последние полкилометра до дюн Намиб водители марсохода, кажется, сами торопились, желая быстрее рассмотреть темные отвалы. Впрочем, спешка не помешала им обнаружить по пути интересные отложения грунта с высоким содержанием кремния. Как он там отложился еще предстоит узнать, а Curiosity уже перешел к исследованию песка.

Сбросив набранный грунт с высоким содержанием кремния, марсоход создал занимательный натюрморт из трех “сортов” Марса: серо-голубой грунт добытый буром с глубины 5 см, лег на твердые осадочные породы, покрытые слоем светлой рыжей пыли. Рядом видна осыпь темного песка, потревоженный колесами ровера.



Темный песок рассмотрели при помощи макрокамеры MAHLI.



Для сравнения можно вспомнить отложения другого песка - рыжего, который исследовался марсоходом еще в первый год своей экспедиции.



Можно увидеть, что темный песок более “гранулированный” размер частичек примерно одинаковый, с вкраплениями более крупных. Рыжий песок состоит из двух фракций - относительно крупных песчинок, перемешанных с пылью (точнее алевритом - переходной формой между пылью и песком).

Разница в физических свойствах песка и объясняет тот факт, что темные и рыжие дюны не перемешиваются. Хотя поведение песка взаимодействующего с ветром - это сейчас ведущее направление в исследованиях, и еще много неизвестных. Марсоход может простоять на одном месте несколько месяцев только для того чтобы самостоятельно, с поверхности увидеть как дюны ползут.



Поначалу Curiosity подобрался к небольшой низине, заполненной темным песком. Здесь были произведены первичные исследования, и стало ясно, что дюны тут самые обыкновенные, без признаков окаменения. Затем марсоход перешел к более внушительной дюне, высотой в несколько метров. Сначала был произведен ее внимательный осмотр, а потом Curiosity бесцеремонно потревожил спокойствие дюны и прокопал небольшую траншею своим колесом.

Это место признали достаточно перспективным, чтобы можно было приступить к углубленному изучению образцов. Марсоход воспользовался своим ковшом чтобы произвести поочередно три пробы грунта.



В процессе работы Curiosity сделал автопортрет, который можно осмотреть на впечатляющей панораме, которая была снята камерой на манипуляторе марсохода и сведена в интерактивную панораму фотохудожником Андреем Бодровым.



Первые пробы отправились в лабораторный прибор SAM для определения химического и изотопного состава минералов песка.

Но затем возникла проблема: кажется заело инструмент Chimra, который располагается в манипуляторе и используется для просеивания грунта. Просеивание грунта - это необходимая процедура перед загрузкой образцов во внутренние лабораторные приборы. Исследование приборами возможно только мелких частичек не более 0,15 мм. Чтобы отсеять лишние, более крупные песчинки, применяется Chimra - это набор нескольких полостей и решеток с различным размером ячеек, которые позволяют провести очистку грунта до необходимых показателей.



Неисправность возникла после того как Curiosity в третий раз зачерпнул ковшом темный песок и собрался подготовить его для исследований. Из-за "аномалии" Chimra марсоход прекратил исследование песка темной дюны и продолжил изучение окрестностей при помощи спектрометров APXS и ChemCam.

Пока рано говорить насколько неисправность может нанести вред научной миссии марсохода и когда удастся с ней справиться. Предыдущий опыт показывает, что инженеры творчески подходят к преодолению подобных сложностей, но пока не известна даже причина сбоя, поэтому остается только ждать, и надеяться на лучшее.

О том каковы результаты исследования темного песка, его состав и возможное происхождение мы тоже узнаем позже, когда геологи закончат обработку результатов.

Подпишитесь, чтобы не пропустить. Twitter и Facebook.

zelenyikot
Subscribe to  zelenyikot

promo zelenyikot september 5, 07:45 77
Buy for 800 tokens
Наконец-то я могу официально объявить, что в продаже появилась научно-популярная книга моего авторства об исследовании Солнечной системы автоматическими межпланетными станциями. Здесь можно найти как описание отдельных космических миссий последних лет, так и обобщенные результаты исследований…

  • 1
> сразу запустят людей, потому что от людей и как от исследователей, и как от ремонтников проку гораздо больше.

Стоимость/эффективность? Не, не слыхал.

Эффективность марсохода пренебрежимо отлична от нуля. Поэтому даже если посылка нормальной экспедиции из людей (не менее 6, а то это не нормальная экспедиция) и их возвращение с несколькими тоннами образцов будет стоить в тысячу раз дороже марсохода, по критерию стоимость/эффективность люди окажутся лучше. Причем на пару порядков.

> Эффективность марсохода пренебрежимо отлична от нуля

При стоимости как минимум в два порядка меньше даже простейшего флаговтыка? Докажите.

> их возвращение с несколькими тоннами образцов будет стоить в тысячу раз дороже марсохода

Нафига нужны люди чтобы вернуть тонны образцов?

Уже неоднократно об этом писали и люди из NASA, и кто угодно.

Простейший пример - астронавты Аполлона-17 за 1 день проехали по Луне такое же расстояние, которое марсоход Opportunity проехал по Марсу за 10 лет.

Т.е. за один рабочий день маршрутная пара людей совершает примерно такой же объем работы, который марсоход - за 3000 дней.

Кроме того, вспомните сколько времени потребовалось операторам Curiosity чтобы подъехать к дюнам через полосу пыли.

Очевидно, что человек решит задачу оценки безопасности этого участка пути быстрее, чем радиосигнал долетит от Марса до Земли и обратно. А если даже и ошибется, рядом с ним будет второй человек, чтобы помочь ему выбраться.

Далее, современные марсоходы просто неспособны обследовать наиболее интересные в геологическом отношении места - крутые горные склоны. По тем же самым соображениям - принимать решения при движении по горам надо быстрее, чем радиосигналы преодолевают межпланетные расстояния.

Что касается образцов, то люди нужны, чтобы отобрать такую тонну образцов, которая охарактеризует исследуемый регион лучше, чем десять тысяч тонн, отобранных по регулярной сетке.

> Простейший пример - астронавты Аполлона-17 за 1 день проехали по Луне такое же расстояние, которое марсоход Opportunity проехал по Марсу за 10 лет.

Не за день, а за всю миссию. И не такое же, а на 10% меньше.

Ну и простейший вопрос -- а зачем роверу куда-то топить с дикой скоростью? У него, в отличии от астронавтов, воздух и жратва не лимитирована. Впрочем если очень надо -- можно сделать БПЛА, пусть летает туды-сюды: https://en.wikipedia.org/wiki/Mars_aircraft

> Т.е. за один рабочий день маршрутная пара людей совершает примерно такой же объем работы, который марсоход - за 3000 дней.

Ага, и стоит тот ровер на пару порядков меньше. Вот вы и подтвердили мой тезис про эффективность :-P

> человек решит задачу оценки безопасности этого участка пути быстрее, чем радиосигнал долетит от Марса до Земли и обратно

Опять же -- а роверу и не надо в темпе вальса решать безопасность участка. Он там хоть десять лет может колесить, и стоить это будет вполне разумных денег. А вот стоимость флаговтыка весьма сильно увеличивается в зависимости от времени миссии -- ибо надо закидывать куда больше массы, N банок консервов каждую неделю вынь да положь.

> современные марсоходы просто неспособны обследовать наиболее интересные в геологическом отношении места - крутые горные склоны

Я крайне сомневаюсь, что астронавты радостно побегут заниматься марсианским альпенизмом. ЕМНИП в Аполло-15 Скотт и Ирвин очень боялись что на краю Борозды Хэдли поползет грунт, и они не смогут выбраться -- а там был "всего-то" относительно пологий каньон глубиной метров триста.

> Что касается образцов, то люди нужны, чтобы отобрать такую тонну образцов, которая охарактеризует исследуемый регион лучше, чем десять тысяч тонн, отобранных по регулярной сетке.

Естественно. Потому роверами и управляют люди, вместо того чтобы дать им ползать "по сетке".

Пара порядков это в сто раз. Ровер стоит в сто раз дешевле, а работу делает в 3000 раз хуже\
И вы считаете что у него выше отношение эффективность./ стоимость?

То есть если вам нужен флаговтык, то, конечно ровер годится.

А если вам нужно работать, то вам придется отправить туда сотню роверов и ремонтную мастерскую для них.

Несколько человек с разумным количеством оборудования окажутся дешевле этой толпы железа.

Вы не сомневайтесь, что люди займутся марсианским альпинизмом, вы на Земле отберите таких кандидатов, которые точно займутся. И снабдите их необходимым снаряжением. Это в условиях лунной гонки не было возможности нормально испытать скафандры для работы в таких условиях. Можно еще до старта полазить в скафандрах, наддув их до двух атмосфер, по Земле, и быть уверенным, что если здесь получается, то и на Марсе тоже получится - там в два с половиной раза легче.

Люди которые управяют нынешними якобы роботами делают это с расстояния от 10 до 40 световых минут.
Если ваша задача - воткнуть флаг, вас это устраивает. Если у вас план в квадратных километрах территории, на которой нужно провести съемку, то нет.

> Ровер стоит в сто раз дешевле, а работу делает в 3000 раз хуже

Где же хуже, если вы только что признали, что один ровер по эффективности работы сравним с лунным флаговтыком: "Т.е. за один рабочий день маршрутная пара людей совершает примерно такой же объем работы, который марсоход - за 3000 дней."

Кого волнует, что ровер работает медленней?

> вы считаете что у него выше отношение эффективность./ стоимость?

Если обьем работы в течении обеих экспедиций сравним (как вы пишите выше), но ровер при том дешевле минимум на два порядка -- то конечно выше.

> То есть если вам нужен флаговтык, то, конечно ровер годится.

Как раз для флаговтыка нужны люди. Флаг красивый звездно-полосатый поставить, рядом сфоткаться, и все такое.

> Несколько человек с разумным количеством оборудования окажутся дешевле этой толпы железа.

С чего им быть дешевле-то? И опять же, а дистанционно чинить заратустра не велит? Еще раз -- даже если потратить на робота(ов) 1/10 стоимости флаговтыка, возможности будут кардинально выше чем даже у нынешнего кьюриосити.

> Вы не сомневайтесь, что люди займутся марсианским альпинизмом

Пока что практика космических экспедиций (уж какая есть) поддерживает мое мнение, а не ваше.

> Люди которые управяют нынешними якобы роботами делают это с расстояния от 10 до 40 световых минут.

От 3 вообще-то. И что в этом такого? И что мешает запилить полуавтономный "узкий" ИИ?

Флаговтык это не работа. Совсем. Это 0 работы и сравнивать что-то по эффективносит с ней - деление на 0 получается.

Астронавты на Луне, особенно если идет речь не о первой высадке, а о 5-6 КРОМЕ флаговтыка еще и немножко поработали. Поэтому их работу имеет смысл с чем-то сравнивать.

Если работа робота выполняется в сто раз медленнее, то результатов, которые были бы получены за одну экспедицию (2 земных года) придется ждать 200 лет. Вы не доживете.

Поэтому говорить о том что робот вообще может выполнить эту работу может только тот, кому вообще не нужен результат. А нужно чтобы люди сидели на земле и не высовывались.

> Флаговтык это не работа

Ну да. Статусная штука -- вот мол, пришел человек и поставил там НАШ флаг. Уря. Науке толку от этого ноль, но налогоплательщикам приятно.

> Астронавты на Луне, особенно если идет речь не о первой высадке, а о 5-6 КРОМЕ флаговтыка еще и немножко поработали.

Я, как бы, слегка в курсе.

> Если работа робота выполняется в сто раз медленнее, то результатов, которые были бы получены за одну экспедицию (2 земных года) придется ждать 200 лет.

Если работа робота в сто раз дешевле, то можно отправить десять разных роботов, и получить те же результаты за двадцать лет при 1/10 стоимости. И повторюсь, вы попадаете в ловушку что раз -де сейчас оппортьюнити или кьюриосити такой-то, то и будущие роботы будут такими же. А это не так. Гляньте на разницу между Pathfinder и Curiosity, или посмотрите на прогресс в робототехнике и ПО -- DARPA Robotics Challenge в помощь, к примеру. Например подобная этой машина лет через десять-пятнадцать вполне себе автономно накопает грунт, или там залезет на нужную скалу: https://www.youtube.com/watch?v=diaZFIUBMBQ Причем СЖО ей не надо, возвращать на Землю её не надо -- красота.

> нужно чтобы люди сидели на земле и не высовывались.

Да пусть высовываются, если за свои. Я очень даже поддерживаю космический туризм, и все такое прочее.

А вот когда начитавшиеся НФ энтузиасты хотят неэффективно растратить взятые у меня, налогоплательщика, деньги на флаговтык -- от винта.

Скорее бы зарезали SLS (ибо скрипач не нужен), и утопили МКС -- дабы деньги могли пойти на реальную космическую науку, вместо этого голимого попила.

Edited at 2016-02-12 04:32 pm (UTC)

Работа робота в 100 раз дешевле, но в 3000 раз медленнее. Поэтому для того, получить результат за 20 лет, нужно послать 300 роботов. Таким образом получить результаты за 20 лет с помощью роботов - втрое дороже, чем за 2 года с помощью людей.

Это пусть роботов посылают за свои. Благо это реально, вон хозяин журнала уже начал работу по такому направлению.

Хотя что касается высадочных роботов, то я бы ввел правило, что прежде чем отправлять робота на Марс или Луну, его нужно отправить в геологоразведочную партию куда-нибудь в Восточную Сибирь или Центральную Сахару.
Вот если геологи по результатам полевого сезона скажут "хороший робот, продайте нам десяток таких", можно посылать на Луну или на Марс .

> Работа робота в 100 раз дешевле, но в 3000 раз медленнее

Глупость о "3000 медленней" я уже прокомментировал, повторять не буду.

> Это пусть роботов посылают за свои

Могут и за свои, не проблема. А вот науку пусть делают на роботах, ибо люди неэффективны.

Люди - эффективнее. Если бы люди были неэффективны, роботы бы давно заменили людей в Антарктиде и на геологоразведочных работах в тропических и приполярных регионах, как заменили беспилотники людей на войне.
Хороший геолог стоит не меньше летчика-истребителя. а рискует жизнью вполне сравнимо

А если мы ведем речь не о космосе, а о Земле, то нет никаких проблем с дистанционным управлением даже боевым летательным аппаратом - задержки сигнала пренебрежимо малы.

Тем не менее на Земле наука делается людьми. И эти люди регулярно гибнут. Просто, в отличие от космонавтов об их гибели не говорят по телевизору.

Вообще, надо сказать, что преподаватель, которые в бытность мою на первом курсе вел семинары по геодезии, говорил что автоматизация процесса познания невозможна принципиальна. Я не то чтобы был с этой точкой зрения согласен, но признаю что этот человек тогда в изучении Земли разбирался куда лучше чем я.

Поэтому я считаю что тот, кто агитирует за отправку в космос роботов ВМЕСТО людей, на самом деле агитирует против изучения космоса, передоверение этого изучения далеким гипотетическим потомкам.

Хотя, на самом деле время уже упущено. Еще лет десять, и уйдут на пенсию последние ученики тех, кто открывал хребет Черского и ходил через Антарктиду на санно-гусеничных поездах. Цепочка преемственности первооткрывателей, тянущаяся со времен палеолита, прервется.

> Люди - эффективнее. Если бы люди были неэффективны, роботы бы давно заменили людей в Антарктиде

В контексте явно подразумевалось эффективность при научных исследованиях в космосе. Зачем столь явно передергивать? Может вы еще расскажете, что люди эффективнее роботов при продаже бигмаков, и потому -де нужен флаговтык на Марсе?

> нет никаких проблем с дистанционным управлением даже боевым летательным аппаратом - задержки сигнала пренебрежимо малы

Как минимум забываете о помехах со стороны противника.

> преподаватель, которые в бытность мою на первом курсе вел семинары по геодезии, говорил что автоматизация процесса познания невозможна принципиальна

Где вы увидели полную автоматизацию? Информация идет людям на Земле, Кьюриосити не для себя камни бурит.

> я считаю что тот, кто агитирует за отправку в космос роботов ВМЕСТО людей, на самом деле агитирует против изучения космоса,

А я считаю, что те кто уперто настаивают на неэффективных космических исследованиях на самом деле агитирует против науки.

Эффективнее при научных исследованиях. Точка.А в космосе или на земле - пофиг. Вернее, в космосе разница эффективности заметно больше в пользу людей. Чем сложнее коммуникация с оставшимися дома, тем сильнее повышает эффективность принятие решений на месте. Чем менее предсказуемы условия, тем большие бонусы дают отточенные эволюцией адаптивные способности человека, чем дороже доставка запчастей, тем ценнее умение починить все на месте при помощи скотча, лома и какой-то матери.

> Точка.А в космосе или на земле - пофиг

Да-да. Именно потому в Хаббле летает астронавт, который им рулит. Или не летает? Ну надо же! А в JWST тоже астронавта собрались запускать? Нет? Ну надо же. А я думал -- пофиг.

В целом -- если подать заявку на грант, честно указав что есть куда более дешевый путь провести тот же эксперимент -- пошлют вас далеко-далеко. Хотя дайте догадаюсь, заявок на научные гранты вы никогда не подавали.

> в космосе разница эффективности заметно больше в пользу людей.

Да-да, потому что на земле люди лучше продают бигмаки, а стало быть в космосе они тоже лучше. Вашу логику я уже понял.

  • 1