Обяснено: Какво прави трудно кацането на марсохода Perseverance на Марс?

Обикновено пътуването до Марс, който е на около 300 милиона мили, отнема около седем-осем месеца. Perseverance стартира на 30 юли 2020 г. по време на прозореца, когато Марс и Земята бяха най-близо един до друг.

Роувърът Perseverance използва своята бормашина, за да събере скална проба на Марс в този недатиран художествен концептуален илюстрационен материал. (НАСА/JPL-Caltech/Раздаване чрез Reuters)

В четвъртък се очаква роувърът на НАСА Perseverance да кацне в кратера Jezero на Червената планета, след което ще поднови работата си, за да търси признаци на минал живот.

Кацането е най-краткият, но един от най-значимите, а също и трудни фази на мисията. НАСА казва, че тъй като е трудно, само 40 процента от мисиите, изпращани някога на Марс от космическите агенции по света, са били успешни, защото стотици неща трябва да отида точно за ноктите.

За да се даде някакъв контекст на трудността при стартиране на мисии като тази, има примерът на математика Катрин Джонсън. Във филма от 2016 г Скрити фигури , Тараджи П. Хенсън играе Джонсън, който работи, за да измисли точни изчисления, които определят траекторията на капсулата, която ще изстреля Джон Глен в космоса през 1962 г.

Други мисии до Марс

Друга мисия на Марс, Al Amal (Надежда) на ОАЕ – първата подобна мисия в арабския свят – влезе в орбитата на Марс миналата седмица . Това обаче е орбитална мисия и не включва кацане на повърхността на планетата. Освен ОАЕ, Китай също стартира мисия на Марс през прозореца юли-август.

В светлината на такива амбициозни космически мисии някои астробиолози изразиха опасения относно възможното „междупланетно замърсяване“. Това означава транспортиране на земни микроби до други небесни тела и връщане на извънземни микроби обратно на Земята. Комитетът по космически изследвания (COSPAR) определя „политика за планетарна защита“, която има за цел да ограничи броя на микробите, изпращани на други планети, както и да гарантира, че извънземният живот не причинява хаос на Земята.

Как космически кораб достига до Марс?

Обикновено пътуването до Марс, който е на около 300 милиона мили, отнема около седем-осем месеца. Perseverance стартира на 30 юли 2020 г. по време на прозореца, когато Марс и Земята бяха най-близо един до друг. Този прозорец е важен, тъй като двете планети обикалят около Слънцето с различна скорост и на всеки две години планетите са в позиция, в която са най-близо една до друга. Космическите агенции гледат да изстрелят своите космически кораби през този прозорец, тъй като по-близкото разстояние означава използване на по-малко ракетно гориво.

Според ан анализ, направен от университета Пърдю , цената на твърдото ракетно гориво се оценява на за кг. Въпреки това, роувърът Perseverance с размер на автомобил използва система с ядрен двигател. След близо 30 години той ще стане първият роувър, който използва вътрешно произведен плутоний, създаден от национални лаборатории в САЩ. Роувърът ще се захранва от генератор, който ще преобразува топлината, генерирана от естествения разпад на плутоний-238, в електричество, което ще поддържа работата на роувъра и неговите инструменти, след като кацне на Марс.

Каква е цената на мисията Perseverance?

Смята се, че НАСА ще похарчи 2,7 милиарда долара за мисията, която включва разработването на космически кораби, операциите по изстрелване и разходите за поддържане на операциите, след като кацне на Марс.

Според Планетарното общество , използването на плутоний-238 като гориво е повишило цената на мисията, тъй като ядреният материал е свързан с повишени разпоредби за околната среда и безопасността. Общата цена на мисията е еквивалентна на сумата, която Google прави за шест дни, или на сумата пари, която американците харчат за своите домашни любимци на всеки 10 дни или еквивалентна на 33 часа управление на Министерството на отбраната на САЩ, казват от обществото.

ПРИСЪЕДИНИ СЕ СЕГА :Телеграмният канал Express Explained

Защо кацането на Марс е трудно?

Влизане, спускане и кацане (EDL) се нарича най-интензивната фаза на мисията Марс 2020. За да може роувърът Perseverance да кацне успешно на Марс, трябва да се случат редица неща. Фазата EDL започва, когато роувърът ще достигне върха на марсианската атмосфера, пътувайки със скорост от 20 000 км в час. Предизвикателството тук за роувъра е да намали скоростта си от приблизително 20 000 км в час до нула и в същото време да кацне на тясна повърхност на кратера.

Фазата EDL, казва НАСА, ще приключи след седем минути, когато роувърът ще бъде неподвижен на повърхността на планетата. След това спирачките трябва да се прилагат много внимателно, креативно и предизвикателно.

Десет минути преди да влезе в атмосферата, роувърът ще изхвърли своята круизна сцена, която се състои от слънчеви панели, радиостанции и резервоари за гориво, които се използват по време на полета. Само защитната аерочерупка, която се състои от марсохода и етапа на спускане, ще направи пътуването до повърхността на планетата. Сега, като космическия кораб навлиза в марсианската повърхност , той ще бъде забавен от съпротивление, което е когато триенето на атмосферата на планетата действа срещу повърхността на космически кораб, като по този начин го забавя и намалява орбиталната му височина.

Докато съпротивлението забавя космическия кораб, то също го загрява и пиковото нагряване настъпва около 80 секунди след навлизането на роувъра в атмосферата. Но това не засяга роувъра, който е вътре в аерочерупката при стайна температура.

Докато се спуска през атмосферата, космическият кораб ще трябва да изстреля малки тласкащи устройства, за да остане на курса, тъй като може да бъде изтласкан от курса поради малки въздушни джобове с различна плътност. Впоследствие топлинният щит ще забави космическия кораб до около 1600 км в час, в който момент (около 240 секунди след влизането) ще бъде разгърнат свръхзвуковият парашут.

Двадесет секунди след разгръщането на парашута, топлинният щит се отделя и роувърът е изложен за първи път на атмосферата на планетата. В този момент парашутът работи за допълнително забавяне на превозното средство. Но тъй като атмосферата на Марс е тънка, превозното средство все още се движи към повърхността със скорост от 320 км в час. Следователно, за безопасно кацане, роувърът трябва да изостави парашута и да направи останалата част от пътуването с ракети, част от етапа на спускане, чиито двигатели ще бъдат задействани, когато роувърът е на около 2100 метра над повърхността.

Крайната скорост на спускане на роувъра е около 2,7 км в час, което е по-бавно от това, което средният човек може да измине пеша за час – около 5 км. На този етап, като остават около 12 секунди за приземяване на повърхността на около 66 фута над повърхността, роувърът се спуска надолу върху комплект кабели. Тъй като роувърът усеща, че колелата му са докоснали земята, той срязва кабелите, които след това извършват независимото си неконтролирано кацане на повърхността, някъде далеч от роувъра.

Ракета на United Launch Alliance Atlas V, носеща превозното средство на НАСА Mars 2020 Perseverance Rover, излита от военновъздушната станция Кейп Канаверал в Кейп Канаверал, Флорида, САЩ, 30 юли 2020 г. (NASA/Joel Kowsky/Handout чрез Reuters)

Какво ще прави марсоходът Perseverance на Марс?

Perseverance ще прекара една година на Марс (две години на Земята) на планетата, през която ще изследва района на мястото на кацане. Кратерът Jezero, където ще кацне, някога е бил мястото на древна речна делта (учените знаят това поради доказателства, събрани по време на предишни кацани и орбитални мисии, които сочат влажни условия на планетата преди милиарди години).

Ако някога Марс е приютявал по-топла атмосфера, позволяваща на водата да тече в древното си минало (преди 3,5-3,8 милиарда години) и ако на него е съществувал микробен живот, възможно е той да съществува в специални региони дори днес.

Роувърът носи със себе си седем инструмента, които включват усъвършенствана система от камери с възможност за увеличение, SuperCam, който е инструмент, който ще осигури анализ на изображения и химичен състав и спектрометър. Един от най-интересните инструменти на борда на роувъра обаче се нарича MOXIE, който ще произвежда кислород от марсиански атмосферен въглероден диоксид. Ако този инструмент е успешен, тогава бъдещите астронавти (засега никой човек не е стъпвал на Марс) могат да го използват за изгаряне на ракетно гориво за връщане на Земята.

Роувърът ще носи и Ingenuity, първият хеликоптер, който лети на Марс. Това ще помогне за събирането на проби от повърхността от места, където роувърът не може да достигне. Като цяло, роувърът е проектиран да изучава признаци на древен живот, да събира проби, които могат да бъдат изпратени обратно на Земята по време на бъдещи мисии и да тества нова технология, която може да бъде от полза за бъдещи роботизирани и човешки мисии до планетата.

Споделете С Приятелите Си: