![](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/647/02e/9aa/64702e9aa67bf621faaa14a635f9ad11.png)
6 августа 2012 года на поверхность Марса десантировался аппарат «Любопытство» (Curiosity). В следующие 23 месяца марсоход будет изучать поверхность планеты, её минералогический состав и спектр излучения, искать следы жизни, а также оценит возможность высадки человека.
Основная тактика исследований состоит в поиске интересных пород камерами высокого разрешения. Если таковые появляются, то марсоход издалека облучает лазером исследуемую породу. Результат спектрального анализа определяет, нужно ли доставать манипулятор с микроскопом и рентгеновским спектрометром. Далее «Кьюриосити» может извлечь и загрузить образец во одну из 74 чашечек внутренней лаборатории для дальнейшего анализа.
При всем своем большом обвесе и внешней легкости аппарат имеет массу легкового автомобиля (900 кг) и весит на поверхности Марса 340 кг. Для запитывания всего оборудоваения используется энергия распада плутония-238 от радиоизотопного термоэлектрического генератора компании «Боинг», ресурс которого составляет как минимум 14 лет. На данный момент он вырабатывает 2,5 квт·ч тепловой энергии и 125 Вт электрической, со временем выход электричества будет снижаться до 100 Вт.
На марсоходе установлено сразу несколько различных типов камер. Mast Camera — это система из двух неодинаковых камер обычной цветопередачи, которые могут делать снимки (в том числе стереоскопические) разрешением 1600×1200 пикселов и, что ново для марсоходов, записывать аппаратно сжатый 720p-видеопоток (1280×720). Для хранения полученного материала система имеет 8 гигабайт флэш-памяти для каждой из камер — этого достаточно, чтобы уместить несколько тысяч снимков и пару часов видеозаписи. Обработка фотографий и видеороликов идет без нагрузки на управляющую электронику «Кьюриосити». Несмотря на наличие у производителя конфигурации с трансфокатором, камеры не имеют зума, поскольку времени для тестирования не оставалось.
![](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/e40/6bc/69f/e406bc69fac9f885a8a805e41480b14a.jpg)
Иллюстрация изображений от MastCam. Красочные панорамы поверхности Марса получаются путем склейки уже нескольких изображений. Камеры MastCam будут использоваться не только для развлечения публики погодой красной планеты, но и в качестве помощи при извлечении образцов манипулятором и при перемещении.
![](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/c09/0bc/4eb/c090bc4eb6e27f095faf4186791f2252.jpg)
Разрешающая способность оборудования в 5-10 раз выше, чем у установленного на предыдущие марсоходы. С 7 метров ChemCam может определить тип изучаемой породы (например, вулканическая или осадочная), структуру грунта и камней, отследить преобладающие элементы, распознать лед и минералы с водными молекулами в кристаллической структуре, измерить следы эрозии на камнях и визуально помочь при исследовании пород манипулятором.
![](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/014/ab1/e66/014ab1e66523cd333d1cecc762a01942.jpg)
Стоимость ChemCam составила 10 млн. долларов (менее полупроцента всей стоимости экспедиции). Система состоит из лазера на мачте и трех спектрографов внутри корпуса, излучение к которым подводится по оптоволоконному световоду.
На манипуляторе марсохода установлена Mars Hand Lens Imager, способная получать снимки размером в 1600×1200 пикселов, на которых могут быть видны детали в 12,5 микрометров. Камера имеет белую подсветку для работы как днем, так и ночью. Ультрафиолетовая подсветка необходима для вызова излучения карбонатных и эвапоритных минералов, наличие которых позволяет говорить о том, что в формировании поверхности Марса принимала участие вода.
![](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/78f/26a/fb9/78f26afb9af931c947af649e0ca5b587.jpg)
![](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/3f3/542/f37/3f3542f37c6713092ec3f9deb2700897.jpg)
Для измерения погодных условий на марсоходе установлена станция мониторинга окружающей среды (Rover Environmental Monitoring Station), которая измеряет давление, температуры атмосферы и поверхности, скорость ветра и ультрафиолетовое излучение. REMS защищена от марсианской пыли.
CheMin (Chemistry and Mineralogy) — это прибор для исследования химического и минералогического состава с помощью рентгеновского флуоресценцного инструмента и рентгеновской дифракциии. Грубо говоря, он поможет найти минералы, которыми богат Марс, что покажет, каковы были условия на планете.
![](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/8bf/820/274/8bf820274e45b729aca12e45a70e31f2.jpg)
Основным инструментом для исследования полученных образцов является Sample Analysis at Mars, масса которого составляет половину от массы всей научной аппаратуры. В SAM включен масс-спектрометр, газовый хроматограф и настраиваемый лазерный спектрометр. Также в работе используется рентгеновский спектрометр альфа-частиц. Образцы будут облучаться альфа-частицами, и за два-три часа будет получен их полный элементный состав, а десяти минут хватит для обзора основных составляющих.
Внутри марсохода установлен детектор радиации для оценки возможности посещения Марса людьми и прибор обнаружения водорода. Интересно, что научная аппаратура была разработана не только в США, это проекты организаций из Франции, Канады, России и ряда других стран.
Всей этой аппаратурой управляет небольшой дублированный компьютер с 256 МБ ОЗУ, 2 ГБ ПЗУ в форме флэш-памяти и процессором RAD750, который способен выполнять 400 миллионов операций в секунду, что, грубо говоря, сопоставимо с обычным смартфоном. Мощности системы хватает на генерацию 15-40 тыс. 3D-точек со стереоизображения. Память «Кьюриосити» примерно в восемь раз производительней памяти марсоходов предыдущих поколений. Хотя конфигурация системы похожа на начинку дешевого одноплатного компьютера, следует учесть условия работы электроники и испытываемые ею излучения, защитой от которых клоны Raspberry Pi не обладают.
В качестве операционной системы используется VxWorks. Это проприетарная операционная система реального времени, которая управляла тремя предыдущими марсоходами — «Спирит», «Оппортьюнити» и «Марс Патфайндер», а также кораблем «Дракон» компании SpaceX. Кроме космических аппаратов VxWorks используется в авиалайнерах, робототехнике, медицинской технике и других встраиваемых высоконадежных системах (например, в роутерах Apple та же операционная система, что и в марсоходах).
Управляющие программы разделены на 150 модулей, каждый из которых отвечает за отдельную функцию. Связанные модули объединяются в компоненты, которые организуют совместную работу включенных в них модулей. Всего существует менее 10 компонентов высокого уровня. Большая часть кода сгенерирована автоматически или наследована от предыдущих марсоходов.
Но в этих 2,5 миллионах строчек кода на C реализовано автономное управление множеством систем лишь с редкими вмешательствами человека — сигнал от Земли идет несколько минут. На основе показаний нескольких камер и датчиков компьютер сам управляет вождением аппарата, фотографированием и видеосъемкой, системой охлаждения, извлечением образцов и работой научного оборудования.
Код, разумеется, недоступен публике, а данные о программном обеспечении марсохода скудны. Но кто знает, чего стоит ждать от НАСА: у них уже давно есть аккаунт на Github.