Cum a fost cucerită Planeta Roșie și ce am reușit să învățăm despre ea. Traficul pe traseul marțian este în creștere

Marte i-a captivat pe oameni de când l-am văzut prima dată ca pe un obiect pe cer, care ni s-a părut inițial o stea, și o stea frumoasă, pentru că este roșie. În secolul I, telescoapele ne-au adus privirea mai aproape pentru prima dată de suprafața sa, pline de modele și forme de relief interesante (1). Oamenii de știință au asociat inițial acest lucru cu civilizația marțiană în clocot...

1. Harta suprafeței lui Marte în secolul al XIX-lea.

Acum știm că nu există canale sau structuri artificiale pe Marte. Cu toate acestea, recent s-a sugerat că acum 3,5 miliarde de ani această planetă acum uscată și toxică ar fi putut fi la fel de locuibilă ca Pământul (2).

Martie este a patra planetă de la Soare, imediat după Pământ. Este doar puțin mai mult de jumătate de Pământiar densitatea sa este de numai 38 la sută. terestru. Este nevoie de mai mult timp pentru a-și finaliza revoluția în jurul Soarelui decât Pământul, dar se rotește în jurul axei sale cu aproximativ aceeași viteză. De aceea Un an pe Marte are 687 de zile pământești.iar o zi pe Marte este cu doar 40 de minute mai lungă decât pe Pământ.

În ciuda dimensiunilor sale mai mici, suprafața terestră a planetei este aproximativ egală cu suprafața continentelor Pământului, ceea ce înseamnă, cel puțin teoretic. Din păcate, planeta este în prezent înconjurată de o atmosferă rarefiată, compusă în principal din dioxid de carbon, și este puțin probabil să susțină viața terestră.

Metanul apare periodic și în atmosfera acestei lumi uscate, iar solul conține substanțe chimice toxice pentru viață așa cum o cunoaștem noi. Deşi este apă pe Marte, este blocat în calotele polare ale planetei și ascuns, poate în cantități mari, sub suprafața lui Marte.

2. Apariția ipotetică a lui Marte cu miliarde de ani în urmă

Astăzi, în timp ce oamenii de știință explorează suprafata lui Marte (3), ei văd structuri care sunt, fără îndoială, opera fluidelor de lungă durată - ramificații pâraie, văi râurilor, bazine și delte. Observațiile arată că planeta ar fi putut avea vreodată unul ocean vast care acoperă emisfera sa nordică.

În altă parte peisaj de urși urme de averse antice, lacuri de acumulare, râuri tăind albiile de pe pământ. Probabil, planeta a fost, de asemenea, învăluită într-o atmosferă densă, ceea ce a permis apei să rămână în stare lichidă la temperaturile și presiunile marțiane. Cândva în trecut, se presupune că planeta a suferit o transformare dramatică, iar o lume care ar fi fost odată destul de asemănătoare Pământului a devenit pustiul uscat pe care îl explorăm astăzi. Oamenii de știință se întreabă ce s-a întâmplat? Unde s-au dus aceste fluxuri și ce s-a întâmplat cu atmosfera marțiană?

Deocamdata. Poate că acest lucru se va schimba în următorii câțiva ani. NASA speră că primii oameni vor ateriza pe Marte în anii 30. Despre un astfel de program vorbim de vreo zece ani. Chinezii speculează cu privire la planuri similare, dar mai puțin concret. Înainte de a ne lansa în aceste programe ambițioase, să încercăm să facem un bilanț al unei jumătăți de secol de explorare umană a Marte.

Mai mult de jumătate din misiune a eșuat

Trimiterea unei nave spațiale pe Marte dificil, iar aterizarea pe această planetă este și mai dificilă. Atmosfera marțiană rarefiată face ca ajungerea la suprafață să fie o provocare uriașă. Aproximativ 60 la sută. Încercările de aterizare de-a lungul deceniilor de istorie a explorării planetare au fost fără succes.

Până acum, șase agenții spațiale au ajuns cu succes pe Marte - NASA, Roscosmos rus și predecesorii sovietici, Agenția Spațială Europeană (ESA), Organizația Indiană de Cercetare Spațială (ISRO), agenția chineză, care nu numai că a găzduit orbiterul, ci și a aterizat cu succes și a lansat roverul , explorând suprafața naosului Zhurong și, în cele din urmă, agenția spațială a Emiratelor Arabe Unite cu sonda „Amal” („Speranța”).

Din anii 60, zeci de nave spațiale au fost trimise pe Marte. Primul Ryad sonda pe Marte a bombardat URSS. Misiunea a inclus primele treceri intenționate și o aterizare dură (de impact) (Marte, 1962).

Prima croazieră de succes în jurul lui Marte a avut loc în iulie 1965 folosind sonda Mariner 4 a NASA. martie 2 i Martie 3 cu toate acestea, în 1971, primul cu roverul la bord sa prăbușit și contactul cu Martie 3 s-a rupt imediat ce a ajuns la suprafata.

Lansate de NASA în 1975, sondele Viking constau în doi orbitatori, fiecare cu un lander care a făcut cu succes o aterizare uşoară în 1976. Ei au efectuat și experimente biologice pe solul marțian pentru a căuta semne de viață, dar rezultatele au fost neconcludente.

a continuat NASA Program Mariner cu o altă pereche de sonde Mariner 6 și 7. Au fost plasați în următoarea fereastră de încărcare și au ajuns pe planetă în 1969. În timpul următoarei ferestre de încărcare, Mariner a suferit din nou pierderea uneia dintre perechile sale de sonde.

Marinează 9 a intrat cu succes pe orbita lui Marte ca prima navă spațială din istorie. Printre altele, a descoperit că o furtună de praf năvăli pe planetă. Fotografiile sale au fost primele care au furnizat dovezi mai detaliate că apa lichidă ar fi putut exista cândva pe suprafața planetei. Pe baza acestor studii s-a mai constatat că zona numită Nimic olimpic este cel mai înalt munte (mai precis, un vulcan), ceea ce a dus la reclasificarea lui ca Olympus Mons.

Au fost mult mai multe eșecuri. De exemplu, sondele sovietice Phobos 1 și Phobos 2 au fost trimise pe Marte în 1988 pentru a studia Marte și cele două luni ale sale, cu un accent special pe Phobos. Phobos 1 a pierdut contactul în drum spre Marte. Phobos 2deși a fotografiat cu succes Marte și Phobos, s-a prăbușit înainte ca cele două aterizare să atingă suprafața lui Phobos.

De asemenea, fără succes Misiunea americană Mars Observer în 1993. La scurt timp după aceea, în 1997, o altă sondă de observare a NASA, Mars Global Surveyor, a raportat intrarea pe orbita lui Marte. Această misiune a fost un succes complet, iar până în 2001 întreaga planetă fusese cartografiată.

4. Reconstrucții în mărime naturală ale roverelor Sojourner, Spirit, Opportunity și Curiosity cu participarea inginerilor NASA.

1997 a cunoscut, de asemenea, o descoperire majoră sub forma unei aterizări cu succes în regiunea Văii Ares și a unui studiu de suprafață folosind Lazika NASA Sojourner ca parte a misiunii Mars Pathfinder. Pe lângă scopurile științifice, Misiunea Mars Pathfinder a fost, de asemenea, o dovadă de concept pentru diverse soluții, precum sistemul de aterizare cu airbag și evitarea automată a obstacolelor, care au fost utilizate ulterior în misiunile ulterioare rover (4). Cu toate acestea, înainte de a sosi, a existat un alt val de eșecuri marțiane în 1998 și 1999, la scurt timp după succesul Global Surveyor și Pathfinder.

A fost nefericit Misiunea japoneză Nozomi orbiterprecum și orbitatorii NASA Mars Climate Orbiter, Mars Polar Lander i penetratori Spațiu 2 adânccu diverse eșecuri.

Misiunea Agenției Spațiale Europene Mars Express (ESA) a ajuns pe Marte în 2003. La bord se afla un lander Beagle 2 care a fost pierdut în timpul unei încercări de aterizare și a dispărut în februarie 2004. Beagle 2 a fost descoperit în ianuarie 2015 de camera HiRise de pe Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) al NASA. S-a dovedit că a aterizat în siguranță, dar nu a reușit să desfășoare complet panourile solare și antena. Orbital Mars Express cu toate acestea, a făcut descoperiri importante. În 2004, a descoperit metanul în atmosfera planetei și l-a observat doi ani mai târziu. stele polare.

În ianuarie 2004, două rovere NASA au fost numite Spiritul Serbiei (MER-A) I Oportunitate (MER-B) a aterizat pe suprafața lui Marte. Ambele au depășit cu mult orarele estimate pentru Marte. Printre cele mai semnificative rezultate științifice ale acestui program au fost dovezi puternice că apă lichidă a existat la ambele locuri de aterizare în trecut. Rover Spirit (MER-A) a fost activ până în 2010 când a încetat să mai trimită date pentru că a rămas blocat într-o dună și nu s-a putut reorienta pentru a-și reîncărca bateriile.

Apoi Phoenix a aterizat la Polul Nord al lui Marte în mai 2008 și s-a confirmat că are apă gheață. Trei ani mai târziu, Mars Science Laboratory a fost lansat la bordul roverului Curiosity, care a ajuns la suprafața lui Marte în august 2012. Despre cele mai importante rezultate științifice ale misiunii sale scriem într-un alt articol din acest număr al MT.

O altă încercare nereușită de aterizare pe Marte a ESA europeană și a Rusiei Roscosmos a fost Lendaunik Schiaparellicare s-a deconectat de la ExoMars Trace Gas Orbiter. Misiunea a ajuns pe Marte în 2016. Cu toate acestea, Schiaparelli, în timp ce cobora, și-a deschis prematur parașuta și s-a prăbușit la suprafață. Cu toate acestea, el a furnizat date cheie în timpul unei coborâri cu parașuta, așa că testul a fost considerat un succes parțial.

Doi ani mai târziu, o altă sondă a aterizat pe planetă, de data aceasta staționară. Înțelegerecare a realizat un studiu care a determinat diametrul nucleului lui Marte. Măsurătorile InSight arată că diametrul nucleului lui Marte este între 1810 și 1850 de kilometri. Acesta este aproape jumătate din diametrul nucleului Pământului, care este de aproximativ 3483 km. În același timp, însă, mai mult decât au arătat unele estimări, ceea ce înseamnă că nucleul marțian este mai rar decât se credea anterior.

Sonda InSight a încercat fără succes să pătrundă adânc în solul marțian. Deja în ianuarie s-a renunțat la folosirea „cârtiței” polono-germane, adică. sonda termică, care trebuia să intre adânc în pământ pentru a măsura fluxul de energie termică. Cârtița a întâmpinat multe frecări și nu s-a afundat suficient de adânc în pământ. Sonda ascultă și ea unde seismice din interiorul planetei. Din păcate, misiunea InSight poate să nu aibă suficient timp pentru a face mai multe descoperiri. Praful se adună pe panourile solare ale dispozitivului, ceea ce înseamnă că InSight primește mai puțină energie.

În ultimele decenii mișcarea pe orbita planetei a crescut, de asemenea, sistematic. Deținut de NASA Odiseea Marte a intrat pe orbita lui Marte în 2001. Misiunea sa este de a folosi spectrometre și dispozitive de imagistică pentru a căuta dovezi trecute sau prezente ale apei și activității vulcanice pe Marte.

În 2006, o sondă NASA a ajuns pe orbită. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), care urma să efectueze un studiu științific de doi ani. Orbiterul a început să cartografieze peisajul marțian și vremea pentru a găsi locuri de aterizare potrivite pentru viitoarele misiuni de aterizare. MRO a realizat prima imagine a unei serii de avalanșe active în apropierea polului nord al planetei în 2008. Orbiterul MAVEN a ajuns pe orbită în jurul Planetei Roșii în 2014. Obiectivele misiunii sunt în principal de a determina modul în care atmosfera planetei și apa s-au pierdut în acest timp. al anului.

Cam în același timp, prima sa sondă orbitală marțiană, Misiunea pe orbita lui Marte (MAMA), numită și Mangalyaan, lansarea Organizației Indiane de Cercetare Spațială (ISRO). A intrat pe orbită în septembrie 2014. ISRO din India a devenit a patra agenție spațială care a ajuns pe Marte, după programul spațial sovietic, NASA și ESA.

5. Vehicul chinezesc pentru toate terenurile Zhuzhong

O altă țară din clubul marțian este Emiratele Arabe Unite. Aparținând lor aparatul orbital Amal s-a alăturat la 9 februarie 2021. O zi mai târziu, sonda chineză a făcut același lucru. Tianwen-1, care transporta landerul și roverul Zhurong de 240 kg (5), care a aterizat cu succes în mai 2021.

Un explorator chinez de suprafață s-a alăturat trei nave spațiale americane active și active în prezent pe suprafața planetei. Lazikov Curiozitate i perseverențăcare a aterizat cu succes și în luna februarie și Insight. Și dacă numărați Dronă zburătoare ingenioasă lansat de ultima misiune americană, separat, adică mașini umane care lucrează pe suprafața lui Marte în momentul de față cinci.

Planeta este, de asemenea, explorată de opt orbitatori: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 orbiter și Amal. Până acum, nu a fost trimisă nicio probă de pe Marte, iar apropierea de aterizare a lunii Phobos (Phobos-Grunt) în timpul decolării în 2011 a fost nereușită.

Fig. 6. Imagini ale suprafeței lui Marte de la instrumentul CaSSIS al orbiterului Exo Mars.

Toată această „infrastructură” de cercetare marțiană continuă să ofere noi date interesante despre această problemă. planeta Rosie. Recent, ExoMars Trace Gas Orbiter a detectat clorură de hidrogen în atmosfera marțiană. Rezultatele sunt publicate în revista Science Advances. „Aburul este necesar pentru a elibera clorul, iar hidrogenul este necesar ca produs secundar al apei pentru a forma acid clorhidric. Cel mai important lucru în aceste procese chimice este apa”, a explicat el. Kevin Olsen de la Universitatea Oxford, într-un comunicat de presă. Potrivit oamenilor de știință, existența vaporilor de apă susține teoria conform căreia Marte pierde cantități mari de apă în timp.

Deținut de NASA Mars Reconnaissance Orbiter el a observat recent și ceva ciudat pe suprafața lui Marte. Se face check-in cu o carte de îmbarcare. Cameră HiRise o groapă adâncă (7), care arată ca o pată neagră întunecată cu un diametru de aproximativ 180 de metri. Cercetările ulterioare s-au dovedit a fi și mai surprinzătoare. S-a dovedit că nisipul afânat se află în partea de jos a cavității și cade într-o direcție. Oamenii de știință încearcă acum să determine ar putea groapa adâncă să fie conectată la o rețea de tuneluri subterane lăsate de lava care curge rapid.

Oamenii de știință au bănuit de mult că vulcanii dispăruți ar putea fi lăsați în urmă tuburi mari de lavă peșteră de pe Marte. Aceste sisteme se pot dovedi a fi un loc foarte promițător pentru viitoarea desfășurare a bazelor marțiane.

Ce așteaptă Planeta Roșie în viitor?

În cadrul programului exomars, ESA și Roscosmos plănuiesc să trimită roverul Rosalind Franklin în 2022 pentru a căuta dovezi ale existenței microorganismelor pe Marte, trecute sau prezente. Se numește landerul pe care rover-ul ar trebui să îl livreze Kazachok. Aceeași fereastră în 2022 orbita lui Marte EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Researchers) de la Universitatea din California din Berkeley urmează să zboare cu două nave spațiale într-o misiune care vizează studiul structurii, compoziție, volatilitate i dinamica magnetosferei lui Marte Oraz procesele de ieșire.

Agenția indiană ISRO intenționează să își continue misiunea în 2024 cu o misiune denumită Mars Orbiter Misiunea 2 (MAMA-2). Este posibil ca, pe lângă orbiter, India să dorească să trimită și un rover să aterizeze și să exploreze planeta.

Sugestii de călătorie puțin mai puțin specifice includ conceptul finlandez-rus Martie MetNetcare implică utilizarea multor stații meteorologice mici de pe Marte pentru a crea o rețea extinsă de observații pentru a studia structura atmosferei planetei, fizica și meteorologia.

Mars-Grunt acesta, la rândul său, este conceptul rusesc de misiune vizată livra o mostră de sol marțian pe Pământ. Echipa ESA-NASA a dezvoltat conceptul unei arhitecturi de decolare și întoarcere pe Marte, care utilizează un rover pentru a stoca mostre mici, o treaptă de urcare a lui Marte pentru a le trimite pe orbită și un orbiter pentru a comunica cu ele prin aer. Marte și întoarce-i pe Pământ.

Acționare electrică solară poate permite unei decolare să returneze mostre în loc de trei. Agenția japoneză JAXA lucrează și la un concept de misiune numit rover MELOS. caută biosemnături viața existentă pe Marte.

Bineînțeles că sunt mai multe proiecte de misiune cu echipaj. Explorarea spațială a SUA a fost stabilită ca un obiectiv pe termen lung în viziunea de explorare a spațiului anunțată în 2004 de președintele american de atunci George W. Bush.

28 septembrie 2007 Administrator NASA Michael D. Grifon a declarat că NASA își propune să trimită un om pe Marte până în 2037. În octombrie 2015, NASA a lansat planul oficial pentru explorarea umană și colonizarea lui Marte. Se numea Journey to Mars și a fost detaliat de MT la acea vreme. Probabil că nu mai este relevant, deoarece prevedea utilizarea Stației Spațiale Internaționale pe orbita Pământului, și nu a Lunii, și a stației lunare ca etapă intermediară. Astăzi, se vorbește mai mult despre întoarcerea pe Lună ca o modalitate de a ajunge pe Marte.

A apărut și el pe drum Elon Musk și SpaceX cu planurile sale ambițioase și uneori considerate nerealiste pentru misiuni convenționale pe Marte pentru colonizare. În 2017, SpaceX a anunțat planuri până în 2022, urmate de alte două zboruri fără pilot și două zboruri cu echipaj în 2024. Starship trebuie să aibă o capacitate de încărcare de cel puțin 100 de tone. Mai multe prototipuri Starship au fost testate cu succes ca parte a programului de dezvoltare Starship, inclusiv o aterizare complet reușită.

Marte este de departe cel mai studiat și cunoscut corp cosmic după sau egal cu Lună. Planurile ambițioase, până la colonizare, sunt o perspectivă, destul de vagă, în acest moment. Cert este însă că mișcarea înainte și înapoi suprafața planetei roșii va crește în următorii ani.