Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Perseverance

Подкаст с марсохода новые записи красной планеты

26.02.2021 00:21:59 | Автор: admin

На днях замдиректора научного подразделения НАСА поделился с общественностью новостью о выходе новых записей с борта Perseverance. Он предположил, что звуки Марса заинтересуют не только ученых и широкую аудиторию, но и станут основой для творчества музыкантов.

Фотография: Tom Stanislavsk. Источник: Unsplash.comФотография: Tom Stanislavsk. Источник: Unsplash.com

На что пишут

Как рассказывали руководители миссии еще в прошлом году, марсоход оборудован двумя микрофонами. Одним для записи звуков при перемещении ровера по поверхности и в момент посадки [не удалось осуществить по техническим причинам]. Другим для вспомогательного анализа образцов почвы и мелкомасштабной минералогии, которой Perseverance будет заниматься с помощью устройства под названием SuperCam. Последнее оборудовано лазером и работает с окружением бесконтактным способом на расстоянии семи метров. Задача микрофона в этом случае предоставить ученым дополнительную информацию о том, как ведет себя тот или иной образец в момент воздействия, чтобы они могли уточнить его массу и состав.

Длительность боевой сессии микрофона, сопровождающей действие SuperCam, всего три с половиной минуты. На записях можно услышать еще и шум самого Perseverance, его могут использовать для диагностики потенциальных неполадок, плюс естественные звуки с поверхности планеты. Вес аудиоустройства всего 30 г.

Как пишет поставщик техники компания DPA Microphones здесь задействован DPA 4006, всенаправленный микрофон, уделяющий одинаковое внимание к сигналам, поступающим с разных сторон. Он закреплен на корпусе ровера вместе с усилителем и цифровым аудиоинтерфейсом. Если не учитывать специальную защиту, микрофон не дорабатывали [на сайте производителя есть комплекты для профессиональной звукозаписи]. Однако совсем не факт, что именно в этом заключается причина неисправности на этапе посадки все-таки микрофон активировали еще во время полета, и он прекрасно себя чувствовал.

Что интересно, капсюль B&K 4133, предшествовавшего тому, что использован в DPA 4006, захватил атмосферу при старте миссии Аполлон-13. Еще один DPA-микрофон задействовали в миссии STS-63 для Дискавери. Третий fun fact: в разработке проекта для Perseverance поучаствовал музыкант лос-анджелесской группы Owl, специализирующийся на профессиональных микрофонах и увлекающийся всем, что связано с освоением космоса. В Wired выпустили целый материал об этом человеке.

Представители российско-европейской миссии по изучению Марса заявили, что запись звука в данном случае производится исключительно с целью привлечения внимания широкой общественности и не служит каким-либо практическим целям. Однако со своего проекта ExoMars-2022 они не стали снимать микрофон и планируют представить аналогичные записи.

Что из этого получается

Очевидно, что на Марсе условия отличаются от привычных. За этим следуют и различия в том, что можно услышать. Если говорить простыми словами, на красной планете нужно быть намного ближе к источнику звука, чтобы получить сопоставимое впечатление. Для иллюстрации эффекта глухой стенки в НАСА подготовили специальную страничку с примерами и интерактивом.

Команда Perseverance опубликовала на SoundCloud не только короткие записи с ровера, но и полноценный выпуск подкаста в научпоп-формате. В нем участвует эксперт, представляющий проект, и свою дорожку он записал как раз на тот самый DPA 4006 оцените его звучание.


Еще стоит заметить, что записать звуки Марса пытались как с помощью Mars Polar Lander в 1999 году, так и зонда Феникс в 2008-м. Но различным обстоятельствам сделать это не удалось. Однако аппарат InSight все-таки позволил добиться цели, и НАСА опубликовали девять записей.


Дополнительное чтение у нас в Мире Hi-Fi:


Подробнее..

Штурм Марса 2020

30.07.2020 12:15:48 | Автор: admin


В 2020 году сразу три страны замахнулись на достижение Красной планеты. Три ракеты, семь космических аппаратов, множество научных приборов отправляются к Марсу чтобы лучше узнать его атмосферу, поверхность и недра. Ученые хотят лучше узнать какой была соседняя планета в прошлом и понять, что ожидает её в будущем.

С надеждой и спектрометром
Первый запуск к Марсу в этом июле совершила ракета Японии. Однако космический аппарат, отправленный ею, принадлежал Объединенным Арабским Эмиратам. Произведен же он был в США на средства и при значительном участии специалистов ОАЭ. Аппарат назвали Al Amal Надежда или Hope на английском.



Al Amal это орбитальная автоматическая межпланетная станция. Она должна достичь Марса к февралю следующего года, когда ОАЭ будут отмечать 50-летнюю годовщину своей независимости. Научная программа Al Amal предполагает наблюдение за атмосферой Красной планеты с высокоэллиптической орбиты, чтобы обозревать не только поверхность, но и окружающее пространство. Ученые ОАЭ надеются понять с какой интенсивностью и под действием каких причин Марс теряет свою газовую оболочку, и наблюдать годовые погодные изменения.

Al Amal оборудована тремя научными приборами, два из которых спектрометры: инфракрасный и ультрафиолетовый. Третий прибор фотокамера, которая должна показать нам новые панорамы Марса с разных высот от 20 тыс км до 43 тыс км. Камера оснащена набором цветных фильтров, чтобы не только увидеть планету в естественном цвете, но и получать дополнительную информацию в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазоне. Научные приборы разрабатывались в США и созданы с учетом актуальных вопросов в изучении Марса, это отличает арабскую программу исследований от, например индийской Mars Orbiter Mission, где приборы больше испытательного характера и не дотягивают до мирового уровня.



Учитывая плотное сотрудничества ОАЭ с США, вероятно Al Amal также будет помогать в передаче данных на Землю с американских марсоходов.

Для Эмиратов запуск марсианской программы вопрос не только престижа. Таким образом страна богатая нефтью пытается диверсифицировать экономику, развить собственную космическую отрасль, которая могла бы вступить в конкуренцию на мировом рынке. ОАЭ уже запустили своего космонавта при помощи Роскосмоса, совместно с Южной Кореей разработали четыре околоземных спутника. На территории страны открыт Космический центр им. Мохаммеда бин Рашида, и построена станция приема и передачи космических данных. Арабские специалисты участвуют в российско-американском наземном изоляционном проекте Sirius, для исследований условий полета человека на Марс.



Марс выступает для Эмиратов ярким поводом для привлечения инженерных кадров в космонавтику страны, студентов мотивирует к получению научных специальностей, а всех арабов к научной и технической деятельности. Для государства Марс нужен чтобы подчеркнуть ориентацию ОАЭ на научно-техническое развитие, а не простое прожигание нефтяной ренты.

Я спросил у неба
Следующая после японской ракеты к Марсу стартовала также дальневосточная из Китая. Тяжелая ракета Long March 5 относится к новому поколению китайских ракет, экологически более чистая, на кислород-керосиновых и кислород-водородных двигателях.

По сути это такая китайская Ангара, которая уже активно летает. В будущем ожидается, что носители этой серии запустят космический аппарат к Луне для добычи грунта, и займутся выведением китайской многомодульной космической станции. Новые космические корабли Поднебесной должны также запускаться на Long March 5.



Марсианским запуском Китай открывает программу изучения Солнечной системы. Поэтому название Tianwen-1 (Вопросы к небу) предполагает, что следующие аппараты полетят уже к другим планетам.

Tianwen-1 это целых три космических аппарата одновременно. Два из них орбитальный аппарат и марсоход займутся выполнением научных задач, а у спускаемой платформы будет только техническая работа доставка марсохода на поверхность Красной планеты.



С орбиты Китай займется изучением атмосферы и поверхности Марса. Для этого на зонде размещены камеры, спектрометры, магнитометр, детекторы заряженных частиц, проникающий радар. Вторая, не менее важная роль, аппарата ретрансляция научных данных с марсохода на Землю. Марсоход во-многом повторяет конструкцию китайских луноходов Yutu хотя и в два раза больше размером. Он оснащен панорамными камерами и лазерным спектрометром, похожим на тот, что есть на марсоходе Curiosity, есть у него и георадар, как и у своих лунных собратьев.

Научные приборы как орбитального аппарата, так и марсохода во-многом повторяют прежние исследования, поэтому не обещают большой новизны и сенсационных открытий. С точки зрения науки, китайские исследования интересны прежде всего георадаром марсохода. Такого на Марс ещё не высаживалось. Радар должен просветить недра планеты на глубину до 100 м. Любопытна также предполагаемая область посадки Равнина Утопия. Её расположение и характер поверхности позволяет предполагать, что когда-то это было дно марсианского океана, и в грунте могут до сих пор сохраниться значительные запасы водяного льда.

В эту местность уже высаживался американский Viking 2, но до воды он не докопался, а у китайского марсохода вообще не будет средств для раскопок, зато радар должен показать эту интересную местность на глубине. Тут могут найтись не только залежи льда, но и погребенные древние кратеры и грязевые вулканы. Пожалуй этих результатов стоит ждать больше всего из всех трех экспедиций 2020 года.



Посадка марсохода произойдет не сразу, сначала вся сборка из трех аппаратов выйдет на околомарсианскую орбиту, что потребует серьезного снижения орбитальной скорости, зато облегчит спуск марсохода. Посадка планируется через 2-3 месяца после выхода на орбиту.

Настойчивость Марс берет



30 июля 2020 года ожидается третий, финальный, марсианский старт этого лета американский. NASA отправляет один исследовательский марсоход, на борту которого размещается небольшой дрон-вертолет. Мягкую посадку этой паре обеспечит система мягкой посадки SkyCrane, которая хорошо себя показала в 2012 году при доставке марсохода Curiosity.



Новый покоритель Марса получил имя Perseverance (Настойчивость) в ходе всемирного голосования. Это будет самый тяжелый и самый сложный аппарат, который когда-либо исследовал Красную планету более одной тонны. При этом масса научного оборудования у него меньше чем у Curiosity. Такая разница вызвана тем, что Curiosity это лаборатория, которая должна анализировать грунт и атмосферу на месте, т.е. на Марсе. Главная же задача Petseverance собрать образцы для доставки на Землю, а оборудование для коллекционирования занимает значительное место и добавляет массы.

Марсианский вертолет Ingenuity (Изобретательность) создан по соосной схеме и оснащается только фотокамерой, связь с Землей будет через марсоход. Задача дрона только в испытании технологии автономного полета на другой планете. Хота Марс имеет очень разреженную атмосферу, но сила притяжения ниже чем на Земле и испытания в вакуумной камере показали возможность полета Ingenuity.



За исключением сбора образцов, Perseverance это Curiosity на максималках, у него более прочные колеса, в полтора раза больше фотокамер, все они теперь цветные, лазерный спектрометр для дистанционного анализа грунта еще точнее. Глубина сбора образцов у марсоходов совпадает: около 5 см. Разница только в том, что Curiosity собирает раздробленный буром реголит, а Perseverance добывает керн, т.е. неразрушенный цилиндр породы, который и отправляется в упаковку для доставки.

У Perseverance тоже будет проникающий радар, как и у китайского марсохода, но его дальнобойность всего 10 метров, а место посадки не такое интересное для изучения недр. Зато для геологов и астробиологов место выбрано самое перспективное древняя речная дельта в кратере с сербским названием Езеро. Судя по всему там действительно было озеро, и если оно было обитаемо, признаки жизни должны быть найдены в собранных образцах в земных лабораториях.



Доставка марсианских образцов на Землю произойдет когда-нибудь потом. Это будет самая сложная автоматическая операция в космосе, где, кроме Perseverance, будут задействованы стартовая ракета, марсоход-транспортировщик и орбитальный возвращаемый аппарат. NASA планирует программу совместно с Европейским космическим агентством в ближайшие десять лет.

Нельзя не упомянуть и русский след в этом проекте изучения Марса: Perseverance стартует на ракете Atlas V, первая ступень которой оснащена двигателем РД-180 российского Энергомаша. В проекте Curiosity значение России было выше: там, помимо ракетного двигателя, был прибор DAN для поиска воды в грунте, а радиоизотопный термоэлектрический генератор заправлен плутонием-238 от Росатома.



Пуск Perseverance назначен на сегодня в 14:50. Трансляцию с русскоязычными комментариями можно посмотреть здесь, начало в 14:00 МСК:

Подробнее..

Что происходит на Марсе и при чем здесь облака

28.02.2021 20:13:53 | Автор: admin

По статистике, 100% населения Марса роботы.

В последние дни только ленивый не смотрел репортажи о марсоходе Perseverance (Персеверанс, ударение на последнюю е). В интернете можно даже послушать ветер красной планеты, он едва пробивается сквозь зуммер механических сочленений марсохода.

Сегодня мы немного сменим акценты и поговорим о вещах более приземленных. Какие технологии обеспечивают работу марсохода? Как задействованы в изучении космоса облачные компании? И в целом каковы планы человечества на марсианские земли в рамках амбициозной миссии.

Облачные вычисления помогают марсоходу не сбиваться с пути

Не так давно Amazon Web Services (AWS) рассказала, какую роль облачные вычисления играют в обработке данных, поступающих с Perseverance.

В течение всей миссии NASA собирается хранить и обрабатывать массивы информации, поступающей с Марса, в облаке AWS. На минуточку, каждый день марсоход присылает рекордное количество фотографий, аудио- и видеозаписи.

Представитель AWS Хайме Бейкер вручает царь-билет на мыс Канаверал победителю конкурса Name the Mars Rover 2020 Алексу Мэзеру и его семье. Фото: (НАСА / Обри Джеминьяни)Представитель AWS Хайме Бейкер вручает царь-билет на мыс Канаверал победителю конкурса Name the Mars Rover 2020 Алексу Мэзеру и его семье. Фото: (НАСА / Обри Джеминьяни)

Напомним, в течение 2020 года в США проводился конкурс на самое удачное имя для новой марсианской миссии.

Изучить фотографии, сделанные аппаратом, можно на официальном сайте NASA.

В частности, в облаке AWS обрабатываются данные о перемещении Perseverance и том, как он справляется с рельефом. А все фотографии, поступающие с Марса, в необработанном виде отправляются в облако AWS и становятся доступны пользователям по всему миру. Благодаря облачным технологиям NASA удалось всего за несколько часов транслировать 150 ТБ медиаданных и справиться с обработкой до 80 000 запросов в секунду. Впечатляющие цифры, которые совершенно невозможно представить в рамках классической инфраструктуры.

Но трансляцией фотографий дело не ограничивается. Облачные мощности задействованы и для продвинутой системы поиска пути. За прошедшие дни Perseverance смог передать на землю информацию более чем о 200 миллионах точек поверхности Марса. По заявлению NASA, эти данные помогут скорректировать пути перемещения будущих марсоходов и увеличат их скорость на 40%.

Кадр из сериала Теория большого взрыва. Воловиц загнал марсоход в канаву.Кадр из сериала Теория большого взрыва. Воловиц загнал марсоход в канаву.

Чтобы управлять движением марсохода, [инженерам] необходимо видеть его глазами. Соответственно, отправлять пакеты с новыми инструкциями и получать обратную связь нужно как можно быстрее. Чем больший путь сможет пройти марсоход и чем больше образцов получится добыть, тем успешнее окажется миссия говорят эксперты AWS. В некотором смысле современный марсоход походит на смартфон на колесиках.

Приблизительная программа миссии. Информация с сайта NASA.Приблизительная программа миссии. Информация с сайта NASA.

После благополучной посадки 18 февраля марсоход пробудет на планете как минимум один марсианский год (порядка 687 земных дней).

В его задачи входит:

  • обнаружить горные породы, которые сформировались под влиянием окружающей среды, способной в далеком прошлом поддерживать микробную жизнь;

  • собрать образцы грунта и камней, в которых могли сохраниться химические следы (биосигнатуры) древних живых организмов, если они вообще существовали;

  • высверлить пробы в 30 перспективных точках планеты и законсервировать их на поверхности для дальнейшего изучения;

  • протестировать гипотезу о возможности производства кислорода из углекислого газа, который содержится в атмосфере (для будущих человеческих колоний).

Здесь вы сможете посмотреть разнообразные видеоматериалы о миссии.

Микрофоны на Марсе

В задачи миссии Mars 2020 входит, среди прочего, и изучение геологических особенностей планеты. Для этого Perseverance снабжен массой щупов и датчиков, которые позволяют не только собрать образцы грунта, но и произвести их базовый анализ прямо на месте.

Но зачем на Марсоход повесили микрофон? Вряд ли ученым удастся подслушать разговоры зеленых человечков речь идет о поиске следов микроорганизмов. AWS объясняет это так:

Различные датчики марсохода собирают массу научных данных: состав атмосферы, скорость ветра и погода на Марсе. Микрофоны же записывают звуки планеты. Предполагается, что NASA обработает медиатеку, собранную Perseverance, и выложит её в открытый доступ. Это даст простым пользователям подключиться к изучению Марса наравне с учеными.

Выше местоположение марсохода на момент публикации статьи. Интерактивная карта доступна на сайте NASA.

Послушать аудиозаписи, сделанные во время миссии, можно здесь.

Для хранения полученных с Марса данных используются облачные хранилища. Но, разумеется, это не единственная технология, которая поддерживает космическую миссию.

Космические вертолеты

Чуть выше мы сравнили медиа-возможности марсохода с функционалом смартфона. Разумеется, на практике все гораздо сложнее. Perseverance это сложная научная лаборатория весом в целую тонну. Кроме того, у марсохода есть крошечный (менее 2 кг) летающий дрон-компаньон Ingenuity.

Крошка-вертолет на базе открытого ПО и компонентов, находящихся в свободной продажеКрошка-вертолет на базе открытого ПО и компонентов, находящихся в свободной продаже

Если всё пойдет по плану, Ingenuity станет первым вертолетом на Марсе. Но важно понимать: расстояние от Земли до Марса составляет 11 световых минут. Это очень много. Если марсоход еще может делать перерывы, чтобы дождаться новых управляющих команд, у летающего аппарата такой возможности нет. Добавьте сюда еще и более разреженную, чем на Земле, атмосферу, и пониженную гравитацию, и летательная миссия покажется и вовсе невыполнимой.

Строго говоря, особых надежд на Ingenuity ученые не возлагают. Это, скорее, демонстрация технологии, чем полезный инструмент. Если дрон разобьется, основная миссия продолжится в штатном режиме.

Ingenuity в реальном размереIngenuity в реальном размере

Поскольку управлять Ingenuity вручную невозможно, инженеры NASA разработали для него специальную программу на базе Linux и своего фирменного фреймворка F (F prime). Главная задача проекта доказать, что комбинация современного стокового железа и программного обеспечения с открытым кодом может поднять летательный аппарат над поверхностью Марса.

Под капотом у дрона четырехъядерный ARM-процессор Qualcomm Snapdragon 801 на частоте 2,2 ГГц. К слову, это более мощный процессор, чем тот, что установлен на самом марсоходе. NASA важна в первую очередь не производительность, а стабильность: чипы, используемые в космических миссиях, должны соответствовать стандарту High-Performance Spaceflight Computing (HPSC). Разработка таких процессоров и их доскональное тестирование занимают годы. Так как подпроект Ingenuity менее важен, чем Perseverance, ученые решились использовать в нем стандартный земной CPU.

Подробнее о вертолете на сайте NASA.

Теперь коснемся ПО: непосредственно пилотирующая программа работает на частоте 500 герц. Именно герц, а не мегагерц. По словам инженеров, такой частоты опроса датчиков будет вполне достаточно, чтобы вертолет мог стабильно держаться в назовем это воздухом.

В качестве ОС специалисты остановились на Linux. Здесь ничего удивительного: уже много лет космическое агентство использует в своих проектах модифицированные версии этой ОС. Так, на базе Linux работают компьютеры NASA на МКС.

Что касается фреймворка любой энтузиаст может бесплатно скачать и использовать его в домашнем проекте. Притом без необходимости закупать дорогое и редкое железо всё заточено под стандартные off-the-shelf компоненты.

F включает:

  • Архитектуру, разделяющую ПО для полетов на отдельные компоненты с четко определенными интерфейсами.

  • Базовый фреймворк C++ с поддержкой основных возможностей, таких как очереди сообщений и потоки.

  • Инструменты для определения компонентов и связей.

  • Постоянно развивающийся набор готовых к использованию компонентов.

  • Инструменты для тестирования летного программного обеспечения.

Взлетит или не взлетит покажет время. Важен сам факт: инженеры и программисты NASA готовы делиться частью своих наработок с любителями электроники по всему миру. Так что, если вы полны желания собрать собственный марсолет всё необходимое уже есть под рукой. Останется только построить ракету, которая отнесет его к Марсу (или договориться со спецом по полезной нагрузке). :)

В заключение приведем несколько интересных ссылок от NASA и информационных агентств

Подробнее..

Перевод От iMac до Марса. Марсоход Perseverance работает на том же процессоре, что и iMac 1998 года

03.03.2021 06:16:05 | Автор: admin
Новенький марсоход NASA под названием Perseverance самая современная машина, когда-либо совершавшая посадку на Марс. Но когда мы говорим о марсоходах, слово современный субъективное определение. Perseverance работает на базе PowerPC 750, одноядерном процессоре с тактовой частотой 233 МГц и всего с 6 млн транзисторов. PowerPC 750 известен тем, что использовался в iMac Bondi blue 1998 года. Кстати, такой же процессор NASA уже использует в марсоходе Curiosity.



На первый взгляд, не самый лучший выбор, верно? Даже несмотря на трудности с покупкой компьютерных комплектующих в наши дни, NASA наверняка могли бы выделить $500, например, для чего-то вроде процессора Intel Core i9-10900K (с 10 ядрами и максимальной тактовой частотой 5,3 ГГц). Учитывая, что Perseverance обошелся NASA в $2.7 млрд. Но, как объясняет издание New Scientist, такой прогрессивный чип, на самом деле, только навредит работе марсохода из-за особых условий на Марсе.


Изображение: Apple

Во многом это связано с тем, что атмосфера Марса намного меньше защищает от вредного излучения и заряженных частиц, чем атмосфера Земли. Сильный выброс радиации может нанести серьезный ущерб чувствительной электронике: чем сложнее микросхемы, тем больше шансов, что они выйдут из строя. На расстоянии 138 млн миль NASA не может просто взять и поменять процессор, если что-то пойдет не так. Именно поэтому марсоход Perseverance имеет два вычислительных модуля: один из них является резервным. Третья копия модуля также находится на борту для анализа изображений.

Чтобы сделать всю систему более надежной, чип PowerPC 750 в Perseverance немного отличается от чипа в старых добрых iMac. Технически это центральный процессор RAD750, особый вариант с защитой от радиации, стоящий более $200 тыс. Помимо Perseverance и Curiosity, он используется и в космическом гамма-телескопе Ферми, орбитальном аппарате Lunar Reconnaissance Orbiter, космическом аппарате для изучения комет Deep Impact, телескопе Кеплер и другие.

Хотя процессор и кажется нам слабым и устаревшим по сравнению с современными смартфонами или игровыми ПК, в спецификации NASA для Perseverance отмечается, что он намного мощнее, чем процессоры более ранних марсоходов, например, Spirit или Opportunity: его тактовая частота 200 МГц, это в 10 раз выше, чем у указанных прошлых марсоходов; с 2 ГБ флеш-памяти он увеличивает объем хранилища в восемь раз. В заключение, Perseverance также имеет 256 МB ОЗУ на тот случай, если вы собираетесь построить свой собственный марсоход.
Подробнее..

Перевод Марсианский рубеж

30.04.2021 22:19:48 | Автор: admin

Какая ежедневно используемая ИТ-система удалена от нас дальше всех? Марсоход Perseverance. Пожалуй, дальше пока что некуда. Под катом поговорим о технической начинке миссии, особенностях связи с Землей и других насущных проблемах и задачах, которые стоят перед марсоходом Perseverance и его маленьким крылатым другом Ingenuity.

Граничные вычисления приходят на помощь, если приложению требуется быстрый отклик, но оно физически расположено далеко от основных ИТ-ресурсов. На сегодняшний день самый яркий тому пример беспилотный марсоход, выполняющий научные изыскания в 62 миллионах километров от Земли, на поверхности Красной планеты.

Марсоход Perseverance взаимодействует с окружающим миром в реальном времени, но время прохождения сигнала с Марса в ЦУП NASA составляет порядка 12 минут. Но задержки это лишь полбеды. Само качество связи на таком расстоянии оставляет желать лучшего. Соответственно, единственный выход возложить принятие некоторых решений на сам Perseverance.

При этом технологически марсоход весьма скромен: его бортовые системы работают на базе процессора PowerPC 750, точно таком же, что и в компьютере Apple Bondi Blue iMac 1998 года.

Напомним, на Марсе уже имеется развернутая ранее база марсоход Curiosity. Он приземлился на поверхность планеты еще в 2012 году. К слову, работает он все на том же процессоре: в силу ряда особенностей марсианской среды это едва ли не самый подходящий вариант.

А знаменитый дрон-коптер Ingenuity, судьба которого вызывала у ученых наибольшие опасения, оснащен уже гораздо более современным железом: так, его сердцем является процессор Snapdragon 801, применявшийся в смартфонах ~2014 года, например, в Sony Xperia Z3.

Тем не менее, эта конфигурация показывает потрясающие результаты. На самом раннем этапе Perseverance смог идеально сесть на поверхность планеты (18 февраля), на лету проанализировав скорость ветра и работу собственного теплового экрана во время входа в атмосферу на сверхзвуковой скорости. С помощью ИИ марсоход также определил оптимальное место для посадки.

Все эти процедуры (вход в атмосферу, снижение и посадка) были полностью автономны. Марсоход вошел в атмосферу Марса на скорости 20112.5 километров в час, а максимальная температура на поверхности теплового экрана составила 1300C. Спуск занял меньше 7 минут, поэтому инженеры NASA никак не могли вмешаться в процесс и внести корректировки. Строго говоря, информация о начале посадки долетела до Земли уже после того, как марсоход успешно приземлился.

Вход в атмосферу

Perseverance это уже пятый марсоход NASA. Но первый, который пошел на посадку самостоятельно.

Его теплозащитный экран и задний защитный кожух оборудованы 28 датчиками. В течение первых четырех минут спуска, датчики теплового потока и датчики давления непрерывно отслеживали температуру и лобовое сопротивление.

После раскрытия парашюта экран и весь его обвес были сброшены. Все данные о спуске были сохранены и отправлены в NASA фактически, это первое подробное описание приземления на Марс.

Таким образом, все будущие миссии на Марс будут комплектоваться щитами и иным оборудованием, построенным на основе данных о реальной посадке, а не моделируемой. Специалисты NASA предполагают, что в ближайшем будущем им удастся создать более эффективные и более легкие (на 35%) тепловые экраны.

Информация с датчиков давления позволяет судить о реальных особенностях марсианской атмосферы, в том числе о скорости ветра на малых высотах. Будущие миссии смогут составлять прогноз погоды и приземляться более точно и компактно.

Что касается компактности приземления Perseverance был нацелен на область 7,72 х 6,6 км. Это на порядок меньше, чем посадочная цель Curiosity (24,94 x 19,96 км). Благодаря данным, полученным в феврале, следующему зонду достаточно будет еще более скромного участка поверхности для приземления.

Контролируемый спуск

Когда парашют раскрылся, радар Perseverance измерил текущую высоту. Без теплозащитного экрана камеры марсохода смогли просканировать землю на предмет ровной площадки для приземления.

Когда скорость падения упала до ~320 км/ч, парашют отстегнулся и включились посадочные двигатели. На этом этапе в дело вступила система обзора (LVS) и при помощи подсистемы относительной навигации по местности (TRN), сопоставившей изображение с камер и карту Марса, направила Perseverance на плавную посадку в кратер Езеро.

К слову, перед боевым запуском систему многократно тестировали на земле с помощью вертолетов и суборбитальных ракет, но, разумеется, на результаты этих тестов нельзя было полагаться на 100%.

Незадолго до посадки руководитель разработки системы TRN Свати Мохан говорила: Без системы относительной навигации вероятность благополучной посадки в кратере Езеро составляла от 80 до 85 процентов. Но теперь мы можем довести вероятность успешной посадки в кратере Езеро до 99 процентов в каждой последующей миссии.

Позднее, когда посадка уже состоялась, Мохан выступала с публичным заявлением перед общественностью. Вот, что она говорит об этом дне: Только после того, как пришло сообщение Посадка совершена и люди начали аплодировать, до меня дошло: господи, мы и правда смогли. Мы на Марсе. Это не очередной тестовый прогон всё случилось на самом деле!.

Научная миссия

Езеро самая сложная посадочная площадка из всех, которые NASA выбирали для марсоходов. Тем не менее, этот выбор продиктован задачами, которые поставлены перед проектом. Предположительно, ранее на месте посадки находилась дельта древней реки, питавшей огромное озеро, наполнявшее кратер три миллиарда лет назад.

Если на Марсе когда-либо существовала жизнь, это лучшее место для поиска ее следов. Perseverance укомплектован массой научных инструментов для поиска признаков древней жизни в дельтовых отложениях.

Кроме того, марсоход будет извлекать и консервировать интересные образцы породы их заберет на Землю следующая миссия. Новый проект потребует гораздо больше технической экспертизы и запланирован на 2026 год.

Perseverance также проведет ряд ключевых испытаний для будущих пилотируемых миссий на Марс. В том числе опыт по выделению кислорода из марсианской атмосферы.

Вся эта работа будет выполняться более или менее автономно. Инструкции высокого уровня будут высылаться с Земли, а взамен марсоход будет снабжать NASA ценными научными данными.

Это самый экстремальный проект с применением граничных вычислений: данные передаются крайне медленно, соединение ненадежное, а в случае поломки у марсохода нет ни единого шанса на техобслуживание.

В то время как NASA открывает мировому научному сообществу Марс, создатели цифровой инфраструктуры смогут многое узнать об ограничениях пограничных вычислений.

Звонок из космоса

Perseverance возвращается на Землю, передавая сигналы через различные марсианские орбитальные аппараты, включая Марсианский разведывательный спутник, который вращается вокруг Марса с 2006 года.

На пути от орбиты Марса к Земле используется сеть с промежуточным хранением данных, предназначенная для нивелирования последствий ошибок и разрывов соединения.

Учитывая малый вес межпланетных кораблей и ряд ограничений по питанию, системы связи довольно асимметричны. На Земле установлены большие и мощные антенны именно они ловят шепот с Марса. Антенны предварительно настраиваются на получение сигнала с заранее заданных направлений.

Данные передаются в пакетах, определенных стандартом телеметрии Международного Консультативного Комитета по космическим системам передачи данных (CCSDS). Каждый пакет содержит переменный объем данных от 7 до 65 542 байта, включая заголовок. Исправление ошибок также в наличии.

Мозг марсохода

Марсоход управляется чипом, разменявшим третий десяток лет: Power PC 750.

Это не самый современный процессор: в нем содержится 10.4 млн транзисторов, что примерно в тысячу раз меньше, чем у чипов современных смартфонов. При этом, несмотря на то что CPU может работать 233 МГц, в Perseverance частота понижена до 133 МГц.

У инженеров есть основания использовать такие старые технологии. Во-первых, на борту марсохода стоит не стоковый CPU, а особая его версия стоимостью $20000. Процессор встроен в одноплатный компьютер RAD750 по лицензии BAE Systems, оснащенный резервирующими модулями и логикой устранения ошибок в памяти, а также средствами защиты от радиации: всего одного луча достаточно, чтобы вся начинка выгорела в одночасье.

Джеймс ЛаРоса, BAE Systems: Итак, у вас есть космический корабль ценой в несколько миллиардов. И если что-то в нем икнется, то миссия будет провалена. Всего одна частица, бороздящая галактики, может пролететь через устройство и нанести ему вред.

Еще один примечательный нюанс марсоход работает под управлением ОС реального времени VxWorks, оригинальная версия которой была выпущена еще в 1987 году.

Всего в Perseverance встроено три компьютера, каждый с двумя гигабайтами флэш-памяти и 256 мегабайтами RAM. Один отвечает за основные функции марсохода, второй анализирует навигационные изображения, а третий находится в резерве.

Ящик с инструментами

Марсоход несет на борту следующее оборудование:

  • Mastcam-Z панорамная стереоскопическая камера с функцией масштабирования, которая может помочь в навигации и изучении минералов.

  • SuperCam прибор для химического анализа и анализа минералов на расстоянии.

  • PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) рентгеновский флуоресцентный спектрометр, который распознает элементный состав марсианской почвы.

  • SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals) первый рамановский спектрометр на Марсе, использует ультрафиолетовый лазер для анализа минералогических и органических соединений.

  • MOXIE (Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment) комплект для проведения эксперимента по получению кислорода из углекислого газа в атмосфере Марса. Кислород понадобится будущим космонавтам для дыхания и сжигания ракетного топлива, которое доставит их домой.

  • MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) датчики, измеряющие температуру, скорость и направление ветра, давление, относительную влажность, а также размер и форму частиц пыли.

  • RIMFAX (Радиолокационный формирователь изображения недр Марса) георадар для изучения местной геологии.

  • Рука-манипулятор длиной 2м с насадкой для забора образцов, которые предполагается хранить в стерильных контейнерах.

  • Три антенны, работающие в UHF (до 2 Мбит/с) и X-диапазоне.

  • Блок питания мощностью 110 Вт в виде MMRTG (многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор).

Марсианская миссия 2020, без сомнения, является беспрецедентным прорывом в области изучения Марса. К счастью, пока что нет повода беспокоиться о судьбе марсохода: свои текущие задачи он выполняет и перевыполняет. Даже экспериментальный дрон Ingenuity, построенный на базе магазинных компонентов и открытого ПО, ведет себя в точности так, как было запланировано на Земле. Периодически мы будем держать вас в курсе событий миссии Perseverance, а пока что, если вам интересна эта тема, предлагаем вам ознакомиться с предыдущим, более детализированным материалом по этой теме.

Подробнее..

Разбираем английскую лексику из посадки марсохода Perseverance

02.03.2021 20:22:33 | Автор: admin

Две недели назад весь мир наблюдал за успешной посадкой робота Perseverance на поверхность Марса и разговоров о космосе сразу стало на порядки больше. Инфоповод всколыхнул обсуждения в соцсетях и блогах все больше людей хотят говорить о покорении космоса, возможностях и опасностях.

Поэтому мы решили разобрать лексику и особенности из видео приземления марсохода. И неожиданно сковырнули несколько интересных нюансов языка. Поехали!

Посадка марсохода и английская лексика

Для начала посмотрите видео с финальным этапом полета марсохода и его приземления на поверхность Марса.

Мы не будем разбирать всю двухчасовую прямую трансляцию, а возьмем только трехминутное видео:

Авиационная лексика и интересные фразеологизмы

We are starting the straighten up and fly right maneuver where the spacecraft will jettison the entry balance masses in preparation for parachute deploy and to roll over to give the radar a better look at the ground.

Мы начинаем серьезный маневр, в котором летательный аппарат сбросит балласт для подготовки к раскрытию парашюта и развернется, чтобы обеспечить радару лучший обзор поверхности.

Сразу стоит обратить внимание на стиль речи. Она довольно тяжеловесная и больше походит на формат разговора военно-воздушных сил. Лексика на это также намекает.

Jettison сбросить что-то с летательного средства.

Слово специфическое и используется преимущественно в авиации. В обычной лексике встречается довольно редко и в абсолютном большинстве с переносным значением избавиться от каких-нибудь серьезных обязательств.

Если вы закрыли ипотеку то слово jettison будет очень к месту.

Плюс, уже в первом предложении мы получили интересный фразеологизм:

Straighten up and fly right собраться, быть серьезным, действовать по плану.

Фраза очень образная, поэтому объясним ее логику. Во время полета птица двигается по кратчайшей траектории к цели. Чтобы долететь побыстрее, ей не стоит закладывать виражи и отвлекаться. Только прямой полет.

Интересно, что фраза стала идиомой благодаря джазовому исполнителю Нэту Кингу Коулу, первому популярному чернокожему артисту эстрады в США. В 1944 году он выпустил сингл Straighten up and fly right, который получил колоссальную популярность.

В контексте видео фразу Straighten up and fly right можно воспринимать двояко. Это и серьезный, опасный маневр, и запланированный маневр без риска.

Разница между speed и velocity

we are seeing significant deceleration in the velocity

мы наблюдаем значительное снижение скорости

Здесь очень интересная разница обычной бытовой лексики и научной. И speed, и velocity это скорость. Но разница в их использовании принципиальна.

Speed это скалярная величина, а velocity векторная. То есть, у скалярной скорости нет конкретного направления движения, а у векторной есть.

Собственно, именно поэтому для космического аппарата использовали velocity имеется в виду скорость по направлению к поверхности. А для словосочетания скорость света используют speed of light, потому что здесь векторности нет.

Кстати, само словосочетание deceleration in the velocity немного избыточно. Ведь deceleration это уже снижение скорости, замедление. Да, так тоже можно говорить, но большинство студентов знает только его антоним acceleration (ускорение). Ученые просто дополнительно подчеркнули, что речь идет о скорости приземления, а не о какой-нибудь абстрактной величине.

Абсолютная и относительная высота

Our current velocity is 450 meters per second and an altitude of about 12 kilometers from the surface of Mars.

Текущая скорость 450 метров в секунду и высота около 12 километров от поверхности Марса.

Со скоростью разобрались, но тут теперь появился интересный нюанс с высотой. Разница между использованным altitude и бытовым height тоже существенная и принципиальная.

Altitude абсолютная высота, а height относительная.

Абсолютная высота это высота над уровнем моря. Высота горы это как раз altitude, хоть и в разговорной речи без научного подтекста допустимо использовать height. А вот высота шкафа в комнате это только height, ведь она не зависит от того, на какой высоте над уровнем моря этот шкаф расположен.

В авиации понятия altitude и height кардинально отличаются. Словом Altitude обозначают барометрическую высоту она же показывает высоту над уровнем моря. А height означает фактическое расстояние к земле.

То есть, если самолет пролетает над горой высотой 2061 м, а его абсолютная высота равна в этот момент 2100 м, то Рычаг на себя, придурок!

На Марсе уровня моря как такового нет, но для определения высоты использовались показания барометра. Поэтому высота все же абсолютная.

Особенности свободного падения

Perseverance has now slowed to subsonic speed and the heat shield has been separated.

Персеверанс замедлился до дозвуковой скорости и тепловой экран отсоединился.

Тут несколько особенностей. Во-первых, грамматика. В одном предложении использовали два времени Present Perfect и Present Perfect Passive. В переводе на русский разница между ними практически отсутствует, но на английском есть стойкая причинно-следственная связь.

Персеверанс замедлился до дозвуковой скорости и [из-за этого] тепловой экран отсоединился.

Present Perfect указывает на факт марсоход замедлился. А пассив во второй части здесь следствие этого факта.

Правда, подобные конструкции довольно сложные к восприятию и нормально воспринимаются только в формальной речи к примеру, диалоге ученых. Чтобы не запутаться во временах, в быту лучше говорить проще.

Инсайт. А вы задумывались, почему ежика Соника из серии одноименных игр для приставок и PC зовут именно так? А все потому что он умеет бегать со скоростью звука.

Sonic speed это скорость звука. Или скорость Соника в контексте игры.

Во сколько лет вы это узнали?

В сейчас лет.

Есть контакт!

Во время посадки и касания ровера с поверхностью Марса оператор произносит словосочетание: Tango Delta. Его же чуть позже запостили в официальном Твиттере NASA.

При чем тут танго? Дело в том, что это фонетический алфавит. Так в авиации и военном деле произносят отдельные буквенные и цифровые сочетания, чтобы гарантировать их правильное понимание собеседником.

К примеру, чтобы сказать CGP-1, нужно произнести Charlie, Golf, Papa, Unaone.

Tango Delta это буквы TD. А здесь, в свою очередь, зашифровано слово touchdown. В авиации и космонавтике это слово означает контакт, приземление, посадка.

Сразу же после Tango Delta оператор озвучил и само слово touchdown.

Tango Delta, Touchdown confirmed. Perseverance safely on the surface of Mars ready to begin seeking the signs of past life.

Танго Дельта. Посадка подтверждена. Персеверанс безопасно [приземлился] на поверхность Марса и готов начать поиск признаков былой жизни.

Под спойлером картинка с обозначением всех букв фонетического латинского алфавита.

Подробнее мы писали о фонетическом алфавите в статье Фонетический алфавит: как решение для авиации поможет передать логин по телефону.

Если вам интересна космическая тема, то мы подготовим еще материалов про английский и космос. Не только по текущим инфоповодам, но и на более серьезные темы. А если хотите прокачать английский комплексно, записывайтесь на пробный урок уже сейчас. И пишите в комменты, какие материалы о космическом английском вы бы хотели прочитать.

Онлайн-школа EnglishDom.com вдохновляем выучить английский через технологии и человеческую заботу

Только для читателей Хабра первый урок с преподавателем в интерактивном цифровом учебнике бесплатно! А при покупке занятий получите до 3 уроков в подарок!

Получи целый месяц премиум-подписки на приложение ED Words в подарок. Введи промокод march2021 на этой странице или прямо в приложении ED Words. Промокод действителен до 01.05.2021.

Наши продукты:

Подробнее..

Категории

Последние комментарии

  • Имя: Макс
    24.08.2022 | 11:28
    Я разраб в IT компании, работаю на арбитражную команду. Мы работаем с приламы и сайтами, при работе замечаются постоянные баны и лаги. Пацаны посоветовали сервис по анализу исходного кода,https://app Подробнее..
  • Имя: 9055410337
    20.08.2022 | 17:41
    поможем пишите в телеграм Подробнее..
  • Имя: sabbat
    17.08.2022 | 20:42
    Охренеть.. это просто шикарная статья, феноменально круто. Большое спасибо за разбор! Надеюсь как-нибудь с тобой связаться для обсуждений чего-либо) Подробнее..
  • Имя: Мария
    09.08.2022 | 14:44
    Добрый день. Если обладаете такой информацией, то подскажите, пожалуйста, где можно найти много-много материала по Yggdrasil и его уязвимостях для написания диплома? Благодарю. Подробнее..
© 2006-2024, personeltest.ru