Роботы-американцы на марсе. часть третья: сонная погоня за зимним солнцем
Приближающаяся марсианская зима заставляет инженеров придумывать разнообразные уловки, талантливые повысить шансы роверов на выживание. Основной проблемой будет не низкая температура сама по себе (она на данный момент уже и без того низка), а дефицит солнечного света для обычной работы батарей.
Марсоходы Spirit и Opportunity подготавливаются к самому тяжёлому опробованию в собственной «карьере» — марсианской зиме.
Но это не будет примитивная спячка, как у медведей в пещере.
Простое отключение практически всех потребителей энергии на борту ровера не может служить гарантией того, что он «проснётся» весной, которая наступит приблизительно через шесть месяцев (сезоны на Марсе продолжаются практически в два раза продолжительнее, чем на Земле).
Зима в южном полушарии Красной планеты наступит в середине сентября. Температуры ожидаются на уровне минус ста градусов по шкале Цельсия.
Это страшно только на первый взгляд. Уже на данный момент, марсианской в осеннюю пору, роверам приходится действующий при температуре всего на пара градусов выше.
Вообще-то, не это — основная неприятность. Чувствительную электронику в марсоходов защищает необычный изоляционный материал — аэрогель — о котором мы говорили, и золотое покрытие, отражающее обратно вовнутрь инфракрасное излучение аппаратуры.
Облака на одном из снимков, переданных Opportunity — зимний период их будет больше (фото с сайта marsrovers.jpl.nasa.gov).
Так что, пока в автомобилях имеется какая-то «электрическая» судьба, дающая тепло — они не замёрзнут.
Но вот вопрос: не настанет ли сутки, в то время, когда запаса энергии у автомобилей не хватит?
Spirit, например, трудится в 14 градусах к югу от экватора. С учётом наклона оси планеты направление на Солнце образовывает практически 40 градусов от вертикали.
Это кроме этого очень сильно воздействует на выработку энергии, как и неизменно сокращающийся сутки, и нарастающий слой пыли на солнечных элементах.
В случае если в начале миссии, марсианским летом, автомобили имели возможность приобретать тысячу Ватт-часов энергии в сутки, то на данный момент 350-400 Ватт-часов.
И что жалко — солнечные батареи роверов не смогут наклоняться в стороны, дабы полнее ловить не сильный лучи дневного светила.
«Но в случае если нельзя наклонить панели, может наклонить сам ровер?» — задумались инженеры миссии.
Так называемый «тёплый ящик электроники» (warm electronics box), прекрасно защищённый теплоизоляцией (иллюстрация с сайта marsrovers.jpl.nasa.gov).
И был придуман очень способный движение. Применяя стереосъёмки окрестностей, компьютерщики составили трёхмерные карты широких пространств около роверов.
Особая программа вычислила положение Солнца на небе в течение данной зимы, его путь от горизонта до горизонта и, наконец, составила цветную карту «возможностей зарядки батареи», воображающую собой угол между нормалью к поверхности в конкретной точке пейзажа и направлением на источник живительного света.
Помимо этого, машина вычислила, куда упадут тени.
Посредством этих карт инженеры будут составлять для роверов виртуозный танец. Они не будут сидеть всё время на одном месте.
Экономными шажками они будут «перепрыгивать» с одной «горячей» (самой наклонённой на север) точки к второй, так, дабы постоянно сохранялся наклон корпуса марсохода в сторону экватора.
впадины и Маленькие холмики станут союзниками автомобилей в максимально вероятном сборе света — роверы постоянно будут двигаться по северным сторонам выступов и по южным сторонам впадин.
Одна из карт территорий, самые выгодных для зарядки батарей. светло синий области — самые лучшие, зелёные — невыгодное положение автомобили, красные — через чур малая зарядка (иллюстрация с сайта marsrovers.jpl.nasa.gov).
Учёные утверждают, что кроме того один-два градуса отличия в наклоне автомобили может дать значительную прибавку энергии, либо, в случае если совершить ошибку с направлением — забрать её.
Эти правила используются уже на данный момент, и потому роверы генерируют 410 Ватт-часов энергии, вместо 350, каковые были бы дешёвы им на горизонтальных поверхностях.
Такая «неспящая спячка» будет сочетаться с экономными днями, в то время, когда в роверах фактически ничего не будет происходить, не считая зарядки батарей. Да и в активные дни работа автомобилей будет сокращена до ничтожных полутора часов.
Научные изучения нужно будет ограничить ближайшими участками к нынешним точкам нахождения автомобилей.
Ещё одна необыкновенная энергосберегающая мера — изменение в программе «защиты от неточности», так, дабы при компьютерных сбоев «инстинктивные» действия автомобилей запускали минимум требующих таковой бесценной энергии действий.
Майкл Симс (Michael Sims), один из учёных миссии, пояснил: «Потому, что мы придумали эти методы, мы взяли больше энергии, и это дало нам намного больше вариантов действий. В случае если мы непрерывно и верно будем выбирать пути для роверов, нам, быть может, кроме того не нужно будет зимовать в течение марсианской зимы.
Мы, возможно, должны будем замедлиться, но пока у нас будет возможность поддерживать уверенный комплект энергии, мы сможем иметь рабочий сутки, что кроме того будет включать применение руки ровера и её инструментов».
Так что спячка автомобилей может оказаться достаточно активной. Правильно же говорят — не дремли, замёрзнешь!
Продолжение направляться.
