Через 13 лет после посадки на Марс NASA продолжает улучшать производительность марсохода Curiosity. Аппарат получил новые функции: он стал более автономным и научился выполнять несколько задач одновременно. Всё это — чтобы эффективнее использовать свою энергию, которую обеспечивает многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор (MMRTG). Повышенная эффективность позволяет продолжать научные исследования марсианского климата — как из древнего мира озёр и рек Марс превратился в холодную пустыню.
Новые вызовы — новые цели
Недавно Curiosity добрался до региона, где расположены уникальные образования — «boxwork» (каменные гребни в форме сетки), которые, как считают учёные, сформировались миллиарды лет назад под действием подземных вод. Эти структуры простираются на километры вдоль горы Шарп и могут дать представление о том, могла ли в подповерхностной среде Марса существовать микробная жизнь даже тогда, когда планета начинала пересыхать.
Чтобы выполнять такие научные задачи, требуется немало энергии. Curiosity использует её не только для передвижения и работы манипулятора, но и для радиосвязи, камер и 10 научных приборов. Отопление оборудования и электроники тоже требует значительных ресурсов.
В отличие от прошлых миссий (Spirit, Opportunity, InSight), которые зависели от солнечных батарей, Curiosity работает от ядерного источника — MMRTG, где энергия вырабатывается за счёт распада плутониевых капсул. Такая система обеспечивает стабильное питание в течение многих лет (аналогично RTG-генераторам на аппаратах Voyager). Однако со временем распад замедляется, и подзарядка аккумуляторов занимает больше времени, оставляя меньше энергии для науки.
Curiosity учится экономить
Инженеры из Лаборатории реактивного движения (NASA JPL) тщательно управляют энергетическим бюджетом ровера, учитывая все потребляющие устройства. Несмотря на предварительные тесты, реальная марсианская среда (пыль, радиация, резкие перепады температур) постоянно подкидывает неожиданные задачи. «Раньше мы вели себя как очень осторожные родители», — говорит Рейдар Ларсен из JPL. — «А теперь наш марсоход словно стал подростком: он повзрослел и может взять на себя больше ответственности».
Теперь Curiosity может выполнять несколько задач одновременно. Раньше все операции — передвижение, съёмка, передача данных — выполнялись по очереди. Но с 2021 года команда начала тестировать, можно ли их объединять. Оказалось, что ровер способен, например, вести радиообмен с орбитальным спутником, одновременно фотографируя местность или управляя манипулятором. Это сокращает активное время систем и уменьшает общее энергопотребление.
Кроме того, марсоход теперь самостоятельно уходит в «сон», если завершает задачи раньше запланированного времени. Это позволяет лучше управлять подзарядкой аккумуляторов перед следующим днём.
Даже экономия 10–20 минут на одной операции в долгосрочной перспективе существенно продлевает срок службы MMRTG и даёт больше времени на научную деятельность.
И это ещё не всё
За последние годы Curiosity получил и другие обновления. Инженерам пришлось заново продумать, как использовать бур после поломки механизма подачи. Когда на одной из камер Mastcam вышло из строя цветное фильтровое колесо, специалисты нашли обходной путь, чтобы продолжать снимать панорамы.
Были также внедрены алгоритмы, снижающие износ колёс, особенно после того, как на них стали появляться повреждения от острых камней. Несмотря на проколы, после 35 км пробега команда уверена: колёса смогут служить ещё много лет. А в крайнем случае, ровер сможет даже сбросить внешнюю часть колеса и продолжить движение на внутренней.
Эти шаги позволяют Curiosity оставаться активным и полезным спустя более чем десятилетие после начала миссии.
