Марсоход NASA Perseverance официально установил новый рекорд пробега на другой планете: он проехал по внеземной поверхности дальше, чем любой аппарат до него. 11 октября его одометр показал 28,10 мили (45,22 км), что превысило прежний рекорд в 28,06 мили (45,16 км), принадлежавший марсоходу NASA Opportunity, который исследовал Марс с 2004 по 2018 год.
Ещё впечатляет то, как быстро Perseverance этого добился. Opportunity потребовалось почти 15 лет, чтобы пройти рекордное расстояние, а Perseverance справился всего за пять с половиной лет. Веха была достигнута на 2006-е марсианские сутки миссии, или сол.
Рекорд был установлен, когда Perseverance двигался к месту под названием «Идуби» (Idubi) через район за западным краем кратера Езеро, известный как «Лак-де-Шарм» (Lac de Charmes). Здесь находится, возможно, один из древнейших участков местности, когда-либо изученных в Солнечной системе.
Этот ландшафт хранит уникальную память о далёком прошлом. Подобные породы на Земле по большей части исчезли из-за эрозии и постоянного движения земной коры в ходе тектоники плит (на Марсе тектонических плит нет). В Идуби учёные надеются найти свидетельства древних гидротермальных систем, в которых нагретая вода когда-то циркулировала в породах и могла создавать условия, пригодные для жизни.
Как самоуправляемый марсоход NASA установил рекорд
Одна из главных причин, по которым Perseverance смог проехать так далеко, — его сложная система автономного вождения.
Эта технология, известная как AutoNav, позволяет марсоходу преодолевать значительную часть марсианского ландшафта, не дожидаясь подробных указаний с Земли. Пока Perseverance движется, он непрерывно снимает окружающую местность, строит трёхмерную карту возможных препятствий и выбирает безопасный маршрут между пунктами, которые задают специалисты управления миссией.
Инженеры NASA называют этот процесс «мышлением на ходу».
Система работает, пока Perseverance едет с максимальной или близкой к ней скоростью, благодаря чему марсоход может проходить до 1351 фута (412 метров) за одни марсианские сутки.
Более чем на 90% пройденного Perseverance пути местность оценивала система AutoNav. Для сравнения: самые первые версии автономной навигации на марсоходе Opportunity и его близнеце Spirit отвечали за оценку лишь около 5% их маршрутов.
Технологический прогресс виден ещё отчётливее, если сравнить Perseverance с первым марсоходом NASA — Sojourner. Этот ранний робот оценивал всего 20 точек измерения, чтобы определить самый безопасный путь впереди. Perseverance же при каждом анализе окружающей местности обрабатывает примерно 600 000 точек.
«Для меня честь работать с Perseverance в тот момент, когда технология достигла уровня, при котором такие поездки стали рутиной, — сказал Стивен Ли, руководитель проекта марсоходов Curiosity и Perseverance в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. — Первоначальная миссия предполагала не более 12,4 мили пробега. Мы ушли далеко за эти пределы, и, поскольку все системы передвижения полностью работоспособны, а результаты наземных испытаний на продление ресурса благоприятны, мы ожидаем, что Perseverance будет увеличивать этот рекорд ещё много лет».
NASA уже одобрило первое продление миссии Perseverance. Расширенная миссия начнётся в октябре и позволит марсоходу продолжить исследование края кратера Езеро примерно до конца 2028 года.
Почти 30 лет исследования Марса марсоходами
Достижение Perseverance опирается на почти три десятилетия роботизированных исследований Марса. С каждым новым поколением марсоходы NASA становились способнее: они могли преодолевать большие расстояния, проходить сложный рельеф и изучать места, недоступные предыдущим аппаратам.
Путь начался в 1997 году с Sojourner — небольшого марсохода размером примерно с микроволновую печь. За время своей миссии продолжительностью 83 сола он проехал около 330 футов (100 метров).
Важный шаг вперёд NASA сделало в 2004 году, когда на Марсе появились Spirit и Opportunity. Эти марсоходы размером с гольф-кар изначально были рассчитаны на работу всего 90 марсианских суток, но оба многократно превзошли ожидания.
Spirit проехал 4,8 мили (7,7 км), и его миссия завершилась в 2010 году: аппарат не пережил суровую марсианскую зиму.
Opportunity проработал гораздо дольше — поразительные 5111 солов. В 2015 году он стал первым аппаратом, преодолевшим марафонскую дистанцию на другом небесном теле. Его общий пробег в итоге и составил рекорд, который теперь побил Perseverance.
Тем временем марсоход NASA Curiosity, севший в кратере Гейла в 2012 году и работающий до сих пор, проехал более 23,65 мили (38,07 км).
Perseverance становится ещё более умелым водителем
Хотя Perseverance уже превзошёл все прежние внеземные рекорды пробега, инженеры NASA продолжают совершенствовать его навигацию.
«Марсоход, побивший этот рекорд, сделал это, самостоятельно принимая решения о пути. Получив автономию просто ехать, Perseverance водит лучше, чем тот аппарат, что прилетел на Марс, и это ещё не предел, — сказал Марк Маймоне, заместитель руководителя группы роботизированных операций Perseverance. — Наше новое программное обеспечение учит Perseverance меньше рулить и больше ехать, а также сверять собственное положение с орбитальными картами прямо во время движения. Следующий рубеж — сам солнечный свет. Из-за бликов в навигационных камерах мы останавливаемся к середине дня, если едем в сторону Солнца, и если мы научим марсоход видеть сквозь такие артефакты, у всех последующих марсоходов рабочий день станет длиннее».
Одна из проблем в том, что яркий солнечный свет может мешать навигационным камерам марсохода и затруднять интерпретацию местности программным обеспечением. Когда Perseverance движется в сторону Солнца, планировщики миссии сейчас прекращают вождение к середине дня, чтобы избежать этих трудностей.
Если удастся преодолеть это ограничение, Perseverance и будущие марсоходы смогут проводить за исследованиями больше времени каждый день.
Рекорд марсохода выходит и за пределы Марса. Ранее в ходе своего путешествия Perseverance превзошёл две исторические дистанции, пройденные на Луне.
В 1972 году астронавты «Аполлона-17» Юджин Сернан и Харрисон Шмитт проехали по лунной поверхности 22,2 мили (35,7 км). Годом позже советский автоматический аппарат «Луноход-2» преодолел 24,2 мили (39 км). Perseverance теперь превзошёл оба этих результата.
Изучение пород возрастом 4 миллиарда лет в поисках признаков древней жизни
Впрочем, для NASA главная цель — не рекорды пробега. Способность марсохода ехать дальше и быстрее позволяет учёным исследовать больше геологических образований, изучать более разнообразные породы и восстанавливать историю окружающей среды Марса.
Perseverance уже исследовал несколько совершенно непохожих друг на друга ландшафтов. Его путь начался на древнем озёрном дне внутри кратера Езеро и продолжился по остаткам речной системы, которая когда-то приносила в бассейн воду и осадки.
Двигаясь по этому маршруту, марсоход обнаружил камень под названием «Чейява-Фоллс» (Cheyava Falls), где учёные выявили потенциальную биосигнатуру. Биосигнатура — это признак или химическая закономерность, которая может свидетельствовать о прошлой жизни, хотя похожие следы иногда способны оставлять и небиологические процессы.
С тех пор марсоход поднялся к краю кратера, где учёные изучают иной тип древней среды. Вместо озёрных и речных местообитаний, исследованных в начале миссии, исследователей теперь интересует возможность того, что в этом регионе когда-то существовала гидротермальная активность.
Такие системы возникают при взаимодействии воды с горячими породами, что потенциально создаёт химические условия, способные поддерживать микробную жизнь.
К настоящему времени Perseverance собрал 29 образцов горных пород и реголита — рыхлого материала, покрывающего поверхность Марса. Эти образцы взяты в нескольких разных средах, включая дно кратера, веерообразное отложение, оставленное древней рекой, и край кратера.
Некоторые породы в области края кратера образовались при крупных ударах примерно 4 миллиарда лет назад. Они сохранили свидетельства чрезвычайно раннего периода истории планеты, значительная часть которых на Земле утрачена из-за геологической активности.
Ожидается, что после завершения исследования Лак-де-Шарм Perseverance продолжит движение вдоль края кратера, а затем в ходе расширенной миссии направится на юг.
Один из будущих пунктов назначения — Рейнбоу-Фоллс (Rainbow Falls), огромный фрагмент древней марсианской коры шириной 328 футов (100 метров). Это образование было вытолкнуто вверх мощным ударом, создавшим кратер Езеро.
Пока Perseverance продолжает свой путь, каждая новая миля может приближать учёных к пониманию древних сред Марса и ответу на вопрос, были ли на Красной планете когда-то условия, необходимые для жизни.