Как беше завладяна Червената планета и какво успяхме да научим за нея. Трафикът по Марсианската пътека се увеличава

Марс завладява хората още откакто за първи път го видяхме като обект на небето, който първоначално ни се стори звезда, при това красива звезда, защото е червен. През 1-ви век телескопите приближиха погледа ни за първи път до повърхността му, пълна с интригуващи модели и форми на релефа (XNUMX). Първоначално учените свързват това с кипящата марсианска цивилизация...

1. Карта на повърхността на Марс през XNUMX век.

Сега знаем, че на Марс няма канали или изкуствени структури. Въпреки това, наскоро беше предложено, че преди 3,5 милиарда години тази вече суха, токсична планета е могла да бъде обитаема като Земята (2).

Март това е четвъртата планета от Слънцето, точно след Земята. Тя е само малко повече от половината от Земятаа плътността му е само 38 процента. наземен. Отнема повече време, за да се направи пълен оборот около Слънцето, отколкото Земята, но то се върти около оста си с приблизително същата скорост. Ето защо Една година на Марс е 687 земни дни.а един ден на Марс е само с 40 минути по-дълъг от този на Земята.

Въпреки по-малкия си размер, земната площ на планетата е приблизително равна на площта на земните континенти, което означава, поне теоретично. За съжаление в момента планетата е заобиколена от тънка атмосфера, съставена предимно от въглероден диоксид и е малко вероятно да поддържа живота на земята.

Метанът също периодично се появява в атмосферата на този изсъхнал свят, а почвата съдържа химикали, които са токсични за живота, какъвто го познаваме. все пак има вода на марс, той е заседнал в полярните ледени шапки на планетата и е скрит, може би в големи количества, под повърхността на Марс.

2. Хипотетичен вид на Марс преди милиарди години

Днес, докато учените изследват повърхност на марс (3), те виждат структури, които несъмнено са дело на дълготрайни течности - разклонени потоци, речни долини, басейни и делти. Наблюденията показват, че планетата някога е можела да има такъв огромен океан, покриващ северното му полукълбо.

Другаде пейзаж от мечки следи от древни душове, резервоари, реки, пресичащи речни корита на земята. Вероятно планетата също е била обвита в плътна атмосфера, което позволява на водата да остане в течно състояние при марсиански температури и налягания. Някъде в миналото се предполага, че планетата е претърпяла драматична трансформация и един свят, който някога може да е бил доста подобен на Земята, се е превърнал в изсъхналата пустош, която изследваме днес. Учените се чудят какво се е случило? Къде са отишли ​​тези потоци и какво се е случило с марсианската атмосфера?

За сега. Може би това ще се промени през следващите няколко години. НАСА се надява първите хора да кацнат на Марс през 30-те години на миналия век. От около десет години говорим за такъв график. Китайците спекулират за подобни планове, но по-малко конкретни. Преди да се заемем с тези амбициозни програми, нека се опитаме да направим равносметка на половин век от човешко изследване на Марс.

Повече от половината мисия се провали

Изпращане на космически кораб до Марс трудно, а кацането на тази планета е още по-трудно. Разредената марсианска атмосфера прави излизането на повърхността огромно предизвикателство. Около 60 процента. Опитите за кацане през десетилетията на историята на планетарното изследване са били неуспешни.

До момента шест космически агенции са достигнали успешно Марс - НАСА, руският Роскосмос и съветските предшественици, Европейската космическа агенция (ESA), Индийската организация за космически изследвания (ISRO), китайската агенция, която не само е домакин на орбиталния апарат, но и успешно кацна и изстреля марсохода, изследвайки повърхността на кораба на Zhurong, и накрая, космическата агенция на Обединените арабски емирства със сондата "Amal" ("Hope").

От 60-те години на миналия век десетки космически кораби са изпратени на Марс. Първо брой на сонда на марс бомбардира СССР. Мисията включваше първите умишлени пасове и твърдо (ударно) кацане (Марс, 1962 г.).

Първият успешен круиз около Марс се случи през юли 1965 г. с помощта на сондата Mariner 4 на НАСА. март 2 г i Март 3 обаче през 1971 г. първият с роувър на борда се разби и контакт с Март 3 той се счупи веднага щом излезе на повърхността.

Изстреляни от НАСА през 1975 г., сондите Viking се състоят от два орбитални апарата, всеки със спускащ апарат, който успешно извърши меко кацане през 1976 г. Те също проведоха биологични експерименти на марсианска почва, за да търсят признаци на живот, но резултатите бяха неубедителни.

Продължение на НАСА Програма Mariner с още един чифт сонди Mariner 6 и 7. Те бяха поставени в следващия прозорец за зареждане и стигнаха до планетата през 1969 г. По време на следващия прозорец за зареждане, Mariner отново претърпя загуба на една от своите двойки сонди.

Маринър 9 успешно влезе в орбита около Марс като първият космически кораб в историята. Освен всичко друго, той открил, че по цялата планета бушува прашна буря. Неговите снимки са първите, които предоставят по-подробно доказателство, че течната вода някога е съществувала на повърхността на планетата. Въз основа на тези проучвания беше установено също, че районът с име Нищо олимпийско е най-високата планина (по-точно вулкан), което доведе до прекласифицирането му като Olympus Mons.

Имаше още много провали. Например съветските сонди Фобос 1 и Фобос 2 бяха изпратени на Марс през 1988 г., за да изследват Марс и неговите две луни, със специален фокус върху Фобос. Фобос 1 загубен контакт по пътя към Марс. Фобос 2въпреки че успешно снима Марс и Фобос, той се разби преди двата спускателни апарата да ударят повърхността на Фобос.

Също неуспешно Американска орбитална мисия Mars Observer през 1993г. Малко след това, през 1997 г., друга сонда за наблюдение на НАСА, Mars Global Surveyor, съобщава, че влиза в орбитата на Марс. Тази мисия беше пълен успех и до 2001 г. цялата планета беше картографирана.

4. Реконструкции в реален размер на марсоходите Sojourner, Spirit, Opportunity и Curiosity с участието на инженери на НАСА.

През 1997 г. се наблюдава и голям пробив под формата на успешно кацане в района на долината Арес и изследване на повърхността с помощта на Lazika НАСА Sojourner като част от мисията Mars Pathfinder. В допълнение към научните цели, Мисия на Марс Pathfinder това беше и доказателство за концепция за различни решения, като например системата за кацане на въздушната възглавница и автоматичното избягване на препятствия, които по-късно бяха използвани в следващите мисии на роувър (4). Въпреки това, преди да пристигнат, имаше друга вълна от марсиански провали през 1998 и 1999 г., малко след успеха на Global Surveyor и Pathfinder.

Беше жалко Японска орбитална мисия Nozomiкакто и орбиталните апарати на НАСА Климатичен орбитален апарат на Марс, Полярен спускателен апарат на Марс аз пенетратори Дълбоко пространство 2с различни неуспехи.

Мисия на Европейската космическа агенция Марс Експрес (ESA) достигна Марс през 2003 г. На борда имаше спускаем апарат Beagle 2, който беше загубен при опит за кацане и изчезна през февруари 2004 г. Бигъл 2 беше открит през януари 2015 г. от камерата HiRise на орбиталния апарат за разузнаване на Марс (MRO) на НАСА. Оказа се, че е кацнал благополучно, но той не успя да разгърне напълно слънчевите панели и антената. Орбитален Марс Експрес той обаче направи важни открития. През 2004 г. той открива метан в атмосферата на планетата и го наблюдава две години по-късно. полярни звезди.

През януари 2004 г. бяха наречени два марсохода на НАСА Духът на Сърбия (MER-A) И Възможност (MER-B) кацна на повърхността на Марс. И двете далеч надхвърлят изчислените марсиански карти. Сред най-значимите научни резултати от тази програма бяха убедителни доказателства, че течна вода е съществувала и на двете места за кацане в миналото. Rover Spirit (MER-A) беше активен до 2010 г., когато спря да изпраща данни, защото се заби в дюна и не можеше да се преориентира, за да презареди батериите си.

След това Финикс кацна на Северния полюс на Марс през май 2008 г. и беше потвърдено, че има воден лед. Три години по-късно Марсианската научна лаборатория беше пусната на борда на марсохода Curiosity, който достигна повърхността на Марс през август 2012 г. За най-важните научни резултати от неговата мисия пишем в друга статия от този брой на МТ.

Друг неуспешен опит за кацане на Марс от европейската ЕКА и руския Роскосмос беше Лендауник Скиапареликойто е изключен от орбиталния апарат ExoMars Trace Gas. Мисията пристигна на Марс през 2016 г. Въпреки това, Скиапарели, докато се спускаше, преждевременно отвори парашута си и се разби на повърхността. Той обаче предостави ключови данни по време на спускане с парашут, така че тестът се счита за частичен успешен.

Две години по-късно друга сонда кацна на планетата, този път неподвижна. Прозрениекойто е извършил проучване, което определи диаметъра на ядрото на Марс. Измерванията на InSight показват, че диаметърът на ядрото на Марс е между 1810 и 1850 километра. Това е почти половината от диаметъра на земното ядро, което е приблизително 3483 км. В същото време обаче, повече, отколкото показват някои оценки, което означава, че ядрото на Марс е по-рядко, отколкото се смяташе досега.

Сондата InSight неуспешно се опита да влезе дълбоко в марсианската почва. Още през януари беше изоставено използването на полско-германското „къртица“, т.е. термична сонда, която е трябвало да влезе дълбоко в земята, за да измерва потока на топлинна енергия. Къртицата се сблъска с много триене и не потъна достатъчно дълбоко в земята. Сондата също слуша сеизмични вълни от вътрешността на планетата. За съжаление, мисията InSight може да няма достатъчно време, за да направи още открития. Прахът се събира върху слънчевите панели на устройството, което означава, че InSight получава по-малко енергия.

През последните десетилетия движението в орбитата на планетата също систематично се увеличава. Собственост на НАСА Марс Одисей влезе в орбита на Марс през 2001 г. Неговата мисия е да използва спектрометри и устройства за изображения за търсене на минали или настоящи доказателства за водна и вулканична активност на Марс.

През 2006 г. сонда на НАСА пристигна в орбита. Марс разузнавателен орбитален апарат (MRO), която трябваше да проведе двегодишно научно проучване. Орбиталният апарат започна да картографира марсианския пейзаж и времето, за да намери подходящи места за кацане за предстоящи мисии на кацане. MRO направи първото изображение на серия от активни лавини близо до северния полюс на планетата през 2008 г. Орбиталният апарат MAVEN пристигна в орбита около Червената планета през 2014 г. Целите на мисията са главно да се определи как атмосферата и водата на планетата са били загубени през това време. на годината.

Приблизително по същото време първата му марсианска орбитална сонда, Орбитална мисия на Марс (МАМА), наричан още Мангалян, стартиране на Индийската организация за космически изследвания (ISRO). Той излезе в орбита през септември 2014 г. Индийската ISRO стана четвъртата космическа агенция, достигнала до Марс, след съветската космическа програма, НАСА и ЕКА.

5. Китайски високопроходим автомобил Zhuzhong

Друга страна в марсианския клуб са Обединените арабски емирства. Принадлежност към тях Орбитален апарат Амал се присъедини на 9 февруари 2021 г. Ден по-късно китайската сонда направи същото. Tianwen-1, носещ 240-килограмовия спускателен апарат и роувър Zhurong (5), който успешно кацна меко през май 2021 г.

Китайски изследовател на повърхността се присъедини към три американски космически кораба, които в момента са активни и активни на повърхността на планетата. Лазиков Любопитство i постоянствокойто също се приземи успешно този февруари, и Insight. И ако се брои Гениален летящ дрон пуснати от последната мисия на САЩ, отделно, тоест човешки машини, работещи на повърхността на Марс в момента пет.

Планетата се изследва и от осем орбитални апарата: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), орбитален апарат Tianwen-1 и Amal. Досега от Марс не е изпратена нито една проба, а подходът за кацане към луната на Фобос (Фобос-Грънт) по време на излитане през 2011 г. беше неуспешен.

Фиг. 6. Изображения на повърхността на Марс от инструмента CaSSIS на орбиталния апарат Exo Mars.

Цялата тази марсианска изследователска „инфраструктура“ продължава да предоставя нови интересни данни по този въпрос. Червена планета. Наскоро ExoMars Trace Gas Orbiter откри хлороводород в атмосферата на Марс. Резултатите са публикувани в списанието Science Advances. „Необходима е пара за освобождаване на хлор, а водородът е необходим от страничния продукт на водата, за да се образува хлороводород. Най-важното нещо в тези химични процеси е водата“, обясни той. Кевин Олсън от Оксфордския университет, в прессъобщение. Според учените съществуването на водна пара подкрепя теорията, че Марс губи големи количества вода с течение на времето.

Собственост на НАСА Марс разузнавателен орбитален апарат той също наскоро забеляза нещо странно на повърхността на Марс. Чекира се с бордна карта. Камера HiRise дълбока яма (7), която прилича на черно тъмно петно ​​с диаметър около 180 метра. По-нататъшните изследвания се оказаха още по-изненадващи. Оказа се, че на дъното на кухината лежи насипен пясък и той пада в една посока. Сега учените се опитват да установят може ли дълбоката яма да бъде свързана с мрежа от подземни тунели, оставени от бързо течаща лава.

Учените отдавна подозират, че изчезналите вулкани могат да бъдат оставени големи пещерни тръби от лава на Марс. Тези системи може да се окажат много обещаващо място за бъдещо разполагане на марсиански бази.

Какво очаква Червената планета в бъдеще?

В рамките на програмата ExoMars, ЕКА и Роскосмос планират да изпратят роувъра Розалинд Франклин през 2022 г., за да търси доказателства за съществуването на микроорганизми на Марс, минало или настояще. Кацащият апарат, който роувърът трябва да достави, се нарича Kazachok. Същият прозорец през 2022 г орбита на Марс EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Researchers) от Калифорнийския университет в Бъркли трябва да летят с два космически кораба в една мисия, насочена към проучване на структурата, композиция, летливост i динамиката на магнитосферата на Марс Сега изходни процеси.

Индийската агенция ISRO планира да продължи своята мисия през 2024 г. с мисия, наречена Марс орбитална мисия 2 (МАМА-2). Възможно е в допълнение към орбиталния апарат, Индия също да иска да изпрати роувър да кацне и да изследва планетата.

Малко по-малко конкретни предложения за пътуване включват финландско-руската концепция Март MetNetкоето включва използването на много малки метеорологични станции на Марс за създаване на обширна мрежа от наблюдения за изследване на структурата на атмосферата на планетата, физика и метеорология.

Марс-Грънт това от своя страна е руската концепция за мисия, към която е насочена достави проба от марсианска почва на Земята. Екипът на ESA-NASA разработи концепцията за три архитектура за излитане и връщане на Марс, която използва роувър за съхраняване на малки проби, стъпка за изкачване на Марс, за да ги изпрати в орбита, и орбитален апарат за комуникация с тях по въздуха. Марс и да ги върне на Земята.

Слънчево електрическо задвижване може да позволи едно излитане за връщане на проби вместо три. Японската агенция JAXA също работи върху концепция за мисия, наречена роувър MELOS. потърсете биосигнатури съществуващ живот на Марс.

Разбира се има още проекти с пилотирани мисии. Изследването на космоса на САЩ беше поставено като дългосрочна цел във визията за изследване на космоса, обявена през 2004 г. от тогавашния президент на САЩ Джордж У. Буш.

28 септември 2007 г. Администратор на НАСА Майкъл Д. Грифин заяви, че НАСА има за цел да изпрати човек на Марс до 2037 г. През октомври 2015 г. НАСА публикува официалния план за човешко изследване и колонизация на Марс. Наричаше се Пътуване до Марс и беше подробно описано от МТ по това време. Вероятно вече не е от значение, тъй като предвиждаше използването на Международната космическа станция в околоземна орбита, а не на Луната, и на лунната станция като междинен етап. Днес все повече се говори за завръщането на Луната като начин да стигнете до Марс.

Той също се появи по пътя Илон Мъск и SpaceX с неговите амбициозни и понякога смятани за нереалистични планове за конвенционални мисии до Марс за колонизация. През 2017 г. SpaceX обяви планове до 2022 г., последвани от още два безпилотни полета и два пилотирани полета през 2024 г. Starship трябва да има товароносимост най-малко 100 тона. Няколко прототипа на Starship са били успешно тествани като част от програмата за развитие на Starship, включително едно напълно успешно кацане.

Марс е най-изучаваното и известно космическо тяло след или равно на Луната. Амбициозните планове, до колонизацията, са една, доста неясна перспектива в момента. Това, което е сигурно обаче е, че движението напред-назад повърхността на червената планета ще расте през следващите години.