Проблемы роверов
И Морукян, и Васавада говорили о своем огромном облегчении и удовлетворении от того, что у Curiosity в целом не было серьезных неполадок – по крайней мере до сих пор. Практически вся научная программа сейчас выполняется почти в полном объеме. Но сотрудники команды инженеров держат на контроле несколько проблем.
– Примерно в 400-й сол мы поняли, что колеса изнашиваются быстрее, чем мы ожидали, – рассказывал Васавада.
И этот износ представлял собой не просто маленькие дырочки. Команда начала замечать проколы и выглядевшие угрожающе дыры. Инженеры поняли, что они возникают из-за езды по твердым, зазубренным камням, целое поле которых ровер преодолевал в тот момент.
– Мы не могли однозначно предсказать, какие именно острые камни могут нанести роверу ущерб, – говорит Васавада. – Мы провели испытания и увидели, что одно колесо может толкать другое на камень, делая повреждения еще более значительными. Теперь мы управляем марсоходом куда более осторожно, не так, как раньше. Мы вполне способны свести вред к куда более приемлемому уровню.
Чтобы проверять состояние колес, через определенные промежутки времени команда, управляющая марсоходом Curiosity, использует камеру для микрофотосъемки (MAHLI), находящуюся на роботизированной «руке». Эта фотография левого среднего и левого заднего колес ровера была сделана в ходе проверки, проходившей 18 апреля 2016 года во время 1315-го сола от начала работы Curiosity на Марсе. На снимке можно заметить отверстия в колесах. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Malin Space Science Systems
Ранее во время миссии компьютер Curiosity несколько раз уходил в безопасный режим, что означает: если программное обеспечение ровера обнаруживает проблему, его деятельность прекращается и следует «звонок домой».
Специальное программное обеспечение, защищающее от сбоев, присутствует на всех модулях и инструментах, и, когда возникает проблема, ровер останавливается и посылает на Землю информацию о событии. Эта информация может иметь различные категории срочности. В начале 2015 года ровер прислал сообщение, в сущности, говорившее о том, что «все очень и очень плохо». В буре на роботизированной «руке» произошло нечто вроде короткого замыкания.
– Программное обеспечение Curiosity может обнаруживать короткие замыкания примерно как обычный земной прерыватель короткого замыкания, стоящий у вас в ванной комнате, – объяснил Морукян. – Только вместо того, чтобы зажечь желтую лампочку, оно сообщает вам: «Все очень и очень плохо».
Поскольку инженеры не могут отправиться на Марс и все починить, ремонт приходится производить, либо посылая на ровер обновления программного обеспечения, либо изменяя порядок выполнения процедур.
Бур Curiosity, расположенный на турели в конце роботизированной «руки» вместе с другими инструментами, пришел в соприкосновение с каменистой поверхностью. Это первое бурение в экспедиции состоялось на 170-й сол от начала работы Curiosity на Марсе (27 января 2013 года) в Йеллоунайф-бей. Фотография была сделана камерой предотвращения столкновений с препятствиями (Hazcam). Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института
– Теперь мы просто используем бур более осторожно, – говорит Васавада, – и не сверлим сразу со всей мощностью, а наращиваем ее постепенно. Произошло примерно то же самое, что и с управлением марсоходом: мы делаем все деликатнее, но тем не менее добиваемся поставленной цели. Невосполнимого вреда пока что не было.
Более осторожное обращение с буром также необходимо, когда ровер наталкивается на более мягкие сланцы или песчаники. Морукян рассказал, что инженеры беспокоились, годится ли стандартный протокол бурения для слоистых пород. Поэтому они изменили методику так, чтобы использовать самые низкие параметры, которые только позволяют буру проходить сквозь камень.
Но, когда Curiosity начал свое путешествие в гору, появилось больше возможностей воспользоваться буром. Ровер сейчас двигается по местности, которую Васавада называет «богатой целями и очень интересной территорией», а команда ученых работает, чтобы связать общим геологическим контекстом все, что они видят на фотографиях.
Найти равновесие на Марсе
Хотя крюк через Йеллоунайф-бей позволил научной команде сделать несколько важных открытий, ученым все сильнее хотелось отправиться на гору Шарпа, поэтому, как сказал Васавада, они «целый год чертовски торопились».
Теперь, когда марсоход уже находится на горе, требуется другое – выполнить основную цель экспедиции, пройти по крайней мере через четыре разных вида каменистых образований – или слоев – на горе Шарпа. Каждый из этих слоев может стать целой главой в книге по истории Марса.
– Исследовать гору Шарпа очень увлекательно, – рассказывает Васавада, – и мы пытаемся найти равновесие между по-настоящему великими открытиями, которые – хотя мне неприятно об этом говорить – замедляют нас, и продвижением выше в гору. Если вы будете внимательно разглядывать каждый камень перед вами, это может означать, что вы никогда не сможете пройти дальше и посмотреть на другие, не менее интересные камни.
И Васавада, и Морукян говорят о том, что соблюдать это равновесие в ежедневной работе – задача непростая. Нужно найти то, что обычно называют «золотой серединой», в выборе оптимального решения между продвижением ровера вперед и остановками в научных целях.
А еще требуется найти равновесие между остановками для наблюдения с использованием всех инструментов и менее полными наблюдениями по пути.
– Мы проводим все наблюдения, которые можем, и выдвигаем все гипотезы в реальном времени, – говорит Васавада. – Даже если у нас остается сто вопросов, на которые нет ответов, мы знаем, что сможем найти эти ответы позже, когда наберем достаточное количество информации.
Основной целью Curiosity является не покорение горы Шарпа, но исследование территории на высоте примерно 400 м, где геологи ожидают найти границу между камнями, которые когда-то испытывали на себе воздействие большого количества воды, и теми, что с водой не знакомы. Это разделение позволит узнать, как Марс превратился из влажной планеты в сухую, и заполнить пробелы в понимании истории планеты.
Здесь возникает такое впечатление, что своим селфи Curiosity сознательно портит фотографию горы Шарпа. Это панорама, созданная из нескольких кадров, сделанных камерой MAHLI. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института
Но на деле никто не знает, как долго продержится Curiosity и сумеет ли он удивить нас так же, как его предшественники: Spirit и Opportunity. Ровер уже отработал на Марсе срок своей основной экспедиции – один марсианский год (или два земных), и теперь, после увеличения продолжительности похода, многое стало зависеть от характеристик источника питания – радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГа). Хотя доступная мощность постепенно понижается, ни Васавада, ни Морукян не ожидают каких-либо проблем, по крайней мере, в следующие четыре земных года, а при правильном «уходе» энергии может хватить лет на двенадцать и даже на более долгий срок.
Но ученые знают, что невозможно предсказать, как долго проработает Curiosity и какая неожиданность может положить конец экспедиции.
Зверь
Есть ли у Curiosity личность, как у роверов, которые побывали на Марсе до него?
– Нет, кажется, мы не склонны придавать этому марсоходу человеческие черты, как это было со Spirit и Opportunity, – сказал Васавада. – Эмоционально мы к нему не привязаны. На самом деле, социологи уже занимались изучением этого феномена.
Он качает головой, весело улыбаясь.
Васавада намекнул, что это может быть как-то связано с размерами Curiosity.
– Я думаю об этом ровере как о гигантском звере, – говорит он с самым серьезным видом. – Но этот зверь вовсе не злой.
По словам Васавады, самой характерной чертой этой экспедиции является ее сложность во всех отношениях: к ней привлечены 500 человек, которые работают и взаимодействуют с друг другом, при этом необходимо найти оптимальное соотношение их способностей, каждый день заботиться о безопасности и «здоровье» ровера и использовать десяток инструментов, иногда для выполнения никак не связанных друг с другом научных задач.
– Каждый день мы переживаем наши собственные «семь минут ужаса», когда так много разных вещей должны слаженно работать так, как надо, – говорит Васавада. – Существует миллион потенциальных проблем и взаимосвязей, и приходится постоянно думать о том, как все может пойти не так, потому что есть миллион способов наделать ошибок. Это очень затейливый танец, но, к счастью, у нас великолепная команда.
Потом он добавляет с улыбкой:
– Эта экспедиция просто потрясающая, хотя нам и приходится иметь дело со зверем.
Глава 3Изменить все: знаменитый космический телескоп «Хаббл»
Созерцание звезд
Как ребенок, который привстает на цыпочки, чтобы видеть дальше, астрономы всегда тянулись ввысь и карабкались вверх, поднимая свои телескопы все выше и выше: на крыши домов, вершины холмов, а позднее – и на вершины гор, – чтобы лучше видеть небеса. Астрономы старались изо всех сил, но, куда бы на Земле они ни отправились, им не удавалось полностью избавиться от эффектов, которые создает великолепная, пышная атмосфера нашей планеты. Тогда как большинство из нас радуется тем ее качествам, что дают нам жизнь, для любого, кто заглядывает в окуляр телескопа, толстое одеяло, в которое укутана наша планета, оказывается проклятием.
Неоднородности воздуха могут искривлять свет звезд и направлять его случайным образом, создавая то, что называют атмосферным искажением. Именно оно заставляет звезды мерцать, что, конечно, нравится людям, но такое мерцание мешает ясно видеть звезды и другие астрономические объекты. Разработаны различные методы преодоления этих атмосферных эффектов, но тем не менее облачность и дожди самым очевидным образом препятствуют работе телескопа. Атмосфера частично блокирует или поглощает свет с определенной длиной волн, который астрономы считают чрезвычайно интересным, – например, ультрафиолетовое излучение, гамма-лучи и рентгеновские лучи. Тем не менее подобное излучение может оказаться губительным для людей, так что еще раз скажем спасибо нашей атмосфере.