क्यूरियोसिटी रोवर के अंदर क्या है

6 अगस्त 2012 को क्यूरियोसिटी तंत्र मंगल की सतह पर उतरा। अगले 23 महीनों में, रोवर ग्रह की सतह का अध्ययन करेगा, इसकी खनिज संरचना और विकिरण स्पेक्ट्रम, जीवन के निशान की तलाश करेगा, और एक व्यक्ति के उतरने की संभावना का मूल्यांकन भी करेगा।

मुख्य अनुसंधान रणनीति उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरों के साथ दिलचस्प चट्टानों की खोज करना है। यदि ऐसा दिखाई देता है, तो दूर से रोवर एक लेजर के साथ अध्ययन के तहत चट्टान को विकिरणित करता है। वर्णक्रमीय विश्लेषण का परिणाम निर्धारित करता है कि क्या एक माइक्रोस्कोप और एक एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर के साथ एक जोड़तोड़ किया जाना चाहिए। इसके अलावा, जिज्ञासु आगे के विश्लेषण के लिए आंतरिक प्रयोगशाला में 74 कप में से एक में नमूना निकाल और लोड कर सकता है।

अपने सभी महान शरीर किट और बाहरी हल्कापन के लिए, डिवाइस में एक कार (900 किग्रा) का द्रव्यमान होता है और मंगल की सतह पर 340 किग्रा वजन होता है। सभी उपकरणों को बिजली देने के लिए, बोइंग रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर, जिसका संसाधन कम से कम 14 साल है, से प्लूटोनियम -238 की क्षय ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। फिलहाल, यह थर्मल ऊर्जा के 2.5 kWh और 125 वाट की विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करता है, समय के साथ, बिजली का उत्पादन घटकर 100 वाट हो जाएगा।

रोवर में कई अलग-अलग प्रकार के कैमरे लगाए गए । मस्त कैमरा नियमित रंग प्रतिपादन के दो असमान कैमरों की एक प्रणाली है, जो 1600 × 1200 पिक्सेल के संकल्प के साथ चित्र (स्टीरियोस्कोपिक सहित) ले सकता है और जो रोवर्स के लिए नया है, एक हार्डवेयर-संकुचित 720p वीडियो स्ट्रीम (1280 × 720) रिकॉर्ड करता है। परिणामी सामग्री को संग्रहीत करने के लिए, सिस्टम में प्रत्येक कैमरे के लिए 8 गीगाबाइट फ्लैश मेमोरी है - यह कई हजार चित्रों और कुछ घंटों के वीडियो रिकॉर्डिंग के लिए पर्याप्त है। फ़ोटो और वीडियो को संसाधित करना नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स "क्यूरियोसिटी" पर लोड के बिना जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि निर्माता में ज़ूम कॉन्फ़िगरेशन है, कैमरों में ज़ूम नहीं है, क्योंकि परीक्षण के लिए समय नहीं था।


MastCam से छवियों का चित्रण। मंगल ग्रह की सतह के रंगीन चित्रमाला कई चित्रों को एक साथ जोड़कर प्राप्त किए जाते हैं। मास्टकैम कैमरों का उपयोग न केवल लाल ग्रह के मौसम के साथ जनता का मनोरंजन करने के लिए किया जाएगा, बल्कि मैनिपुलेटर द्वारा नमूने के निष्कर्षण में और सहायता के रूप में भी किया जाएगा।

ChemCam प्रणाली का एक हिस्सा भी मस्तूल से जुड़ा हुआ है। यह एक लेजर-स्पार्क उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमीटर और एक इमेजिंग यूनिट है जो जोड़े में काम करता है: 5-नैनोसेकंड लेजर पल्स के साथ परीक्षण चट्टान की एक छोटी मात्रा के वाष्पीकरण के बाद, प्राप्त प्लाज्मा विकिरण के स्पेक्ट्रम का विश्लेषण किया जाता है, जो नमूना के मौलिक संरचना का निर्धारण करेगा। मैनिपुलेटर को विस्तारित करने की आवश्यकता नहीं है।

उपकरणों का रिज़ॉल्यूशन पिछले मंगल रोवर्स पर स्थापित 5-10 गुना अधिक है। 7 मीटर से, चेम्केम का अध्ययन किया जा रहा चट्टान का प्रकार निर्धारित कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, ज्वालामुखी या तलछटी), मिट्टी और पत्थरों की संरचना, प्रमुख तत्वों को ट्रैक करते हैं, क्रिस्टल संरचना में पानी के अणुओं के साथ बर्फ और खनिजों को पहचानते हैं, पत्थरों पर कटाव के निशान को मापते हैं और एक जोड़तोड़ के साथ चट्टानों के अध्ययन में नेत्रहीन मदद करते हैं।



ChemCam की लागत $ 10 मिलियन (अभियान की कुल लागत का आधा प्रतिशत से भी कम) है। प्रणाली में मस्तूल पर एक लेजर और आवास के अंदर तीन स्पेक्ट्रोग्राफ शामिल हैं, जिसमें विकिरण एक ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से खिलाया जाता है।

मार्स हैंड लेंस इमेजर रोवर मैनिपुलेटर पर स्थापित किया गया है, जो आकार में 1600 × 1200 पिक्सल की छवियां लेने में सक्षम है, जिस पर 12.5 माइक्रोमीटर के विवरण देखे जा सकते हैं। दिन और रात दोनों काम करने के लिए कैमरे में एक सफेद बैकलाइट है। पराबैंगनी रोशनी कार्बोनेट और वाष्पीकृत खनिजों के उत्सर्जन का कारण बनने के लिए आवश्यक है, जिसकी उपस्थिति से पता चलता है कि मंगल की सतह के निर्माण में पानी ने भाग लिया था।

मानचित्रण प्रयोजनों के लिए, हमने मार्स डिसेंट इमेजर (MARDI) कैमरे का उपयोग किया, जो कि डिवाइस के वंशज के दौरान 1600 × 1200 पिक्सल प्रति 8 गीगाबाइट फ्लैश मेमोरी की छवियों को दर्ज करता है। जैसे ही कई किलोमीटर सतह पर छोड़ा गया, कैमरा प्रति सेकंड पांच रंगीन तस्वीरें लेना शुरू कर दिया। प्राप्त आंकड़ों से क्यूरियोसिटी के निवास स्थान को मैप करना संभव हो जाएगा।

रोवर के किनारों पर 120 डिग्री के देखने के कोण के साथ काले और सफेद कैमरों के दो जोड़े स्थापित किए गए हैं। युद्धाभ्यास प्रणाली का उपयोग युद्धाभ्यास करने और हाथ बढ़ाने के लिए किया जाता है। मस्तूल पर नेवॉइक्स सिस्टम है, जो कि दो रंगों वाला कैमरा है, जिसमें 45 डिग्री का व्यूइंग एंगल है। मंगल रोवर कार्यक्रम लगातार इन कैमरों के डेटा के आधार पर एक पच्चर के आकार का 3 डी मानचित्र बना रहे हैं, जो अप्रत्याशित बाधाओं से टकराव से बचाता है। क्यूरियोसिटी के पहले शॉट्स में से एक हज़मैम कैमरे से एक तस्वीर है।

मौसम की स्थिति को मापने के लिए रोवर पर्यावरण निगरानी स्टेशन , जो दबाव, वायुमंडलीय और सतह के तापमान, हवा की गति और पराबैंगनी विकिरण को मापता है, रोवर पर स्थापित होता है। REMS मार्टियन डस्ट से सुरक्षित है।

चेमिन ( रसायन विज्ञान और खनिज ) एक्स-रे प्रतिदीप्ति साधन और एक्स-रे विवर्तन का उपयोग करके रासायनिक और खनिज संरचना का अध्ययन करने के लिए एक उपकरण है। मोटे तौर पर, यह उन खनिजों को खोजने में मदद करेगा जो मंगल में समृद्ध हैं, जो दिखाएगा कि ग्रह पर क्या स्थितियां थीं।



प्राप्त नमूनों पर शोध करने का मुख्य उपकरण मंगल पर नमूना विश्लेषण है , जिसका द्रव्यमान सभी वैज्ञानिक उपकरणों का आधा द्रव्यमान है। एसएएम में एक मास स्पेक्ट्रोमीटर, गैस क्रोमैटोग्राफ और एक कस्टम लेजर स्पेक्ट्रोमीटर शामिल हैं। काम भी एक अल्फा-कण एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करता है। नमूनों को अल्फा कणों के साथ विकिरणित किया जाएगा, और उनकी पूरी मौलिक रचना दो से तीन घंटों में प्राप्त की जाएगी, और मुख्य घटकों की समीक्षा करने के लिए दस मिनट पर्याप्त होंगे।

मंगल ग्रह पर जाने वाले लोगों और हाइड्रोजन का पता लगाने वाले उपकरण की संभावना का आकलन करने के लिए रोवर के अंदर एक विकिरण डिटेक्टर स्थापित किया गया है । यह दिलचस्प है कि वैज्ञानिक उपकरण न केवल संयुक्त राज्य अमेरिका में विकसित किए गए थे, ये फ्रांस, कनाडा, रूस और कई अन्य देशों के संगठनों की परियोजनाएं हैं।

यह सभी उपकरण 256 एमबी रैम, फ्लैश मेमोरी के रूप में 2 जीबी रोम के साथ एक छोटे डुप्लिकेट कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित होते हैं और एक आरएड 750 प्रोसेसर, जो प्रति सेकंड 400 मिलियन ऑपरेशन करने में सक्षम है, जो कि मोटे तौर पर बोल रहा है, एक नियमित स्मार्टफोन के साथ तुलनीय है। सिस्टम की शक्ति स्टीरियो छवियों से 15-40 हजार 3D-अंक उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है। पिछली पीढ़ियों के मंगल रोवर्स की स्मृति की तुलना में क्यूरियोसिटी की स्मृति लगभग आठ गुना अधिक उत्पादक है। यद्यपि सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन एक सस्ते सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर के स्टफिंग के समान है, किसी को इलेक्ट्रॉनिक्स की परिचालन स्थितियों और इसके द्वारा परीक्षण किए गए विकिरण को ध्यान में रखना चाहिए, जिसमें रास्पबेरी पाई क्लोन के खिलाफ सुरक्षा नहीं है।

ऑपरेटिंग सिस्टम का उपयोग VxWorks है। यह एक मालिकाना वास्तविक समय ऑपरेटिंग सिस्टम है जो पिछले तीन मार्स रोवर्स - स्पिरिट, ऑपर्चुनिटी और मार्स पाथफाइंडर के साथ-साथ स्पेसएक्स ड्रैगन शिप को प्रबंधित करता है। अंतरिक्ष यान के अलावा, VxWorks का उपयोग विमान, रोबोटिक्स, चिकित्सा उपकरण और अन्य अत्यधिक विश्वसनीय एम्बेडेड सिस्टम में भी किया जाता है (उदाहरण के लिए, Apple राउटर एक ही ऑपरेटिंग सिस्टम का उपयोग रोवर्स के रूप में करते हैं)।

नियंत्रण कार्यक्रमों को 150 मॉड्यूल में विभाजित किया गया है, जिनमें से प्रत्येक एक अलग फ़ंक्शन के लिए जिम्मेदार है। कनेक्टेड मॉड्यूल उन घटकों में संयुक्त होते हैं जो उनमें शामिल मॉड्यूल के सहयोग को व्यवस्थित करते हैं। कुल में 10 से अधिक उच्च-स्तरीय घटक हैं। अधिकांश कोड स्वचालित रूप से उत्पन्न होते हैं या पिछले रोवर्स से विरासत में मिले हैं।

लेकिन सी कोड की इन 2.5 मिलियन लाइनों में , कई प्रणालियों के स्वायत्त नियंत्रण को केवल दुर्लभ मानव हस्तक्षेपों के साथ महसूस किया जाता है - पृथ्वी से एक सिग्नल में कई मिनट लगते हैं। कई कैमरों और सेंसरों की गवाही के आधार पर, कंप्यूटर स्वयं डिवाइस की ड्राइविंग, फोटोग्राफिंग और फिल्मांकन, शीतलन प्रणाली, नमूना निष्कर्षण और वैज्ञानिक उपकरणों के संचालन को नियंत्रित करता है।

कोड, ज़ाहिर है, जनता के लिए उपलब्ध नहीं है, और रोवर के सॉफ़्टवेयर पर डेटा दुर्लभ है। लेकिन कौन जानता है कि नासा से क्या उम्मीद की जाए: उनके पास लंबे समय तक जीथब पर एक खाता था।