Обяснено: С Perseverance на НАСА и Tianwen-1 на Китай, вълна от мисии до Марс

Рано в петък, индийско време, роувърът на НАСА Perseverance трябва да кацне на Марс. Миналата седмица мисията Hope на ОАЕ влезе в орбита на Марс и беше последвана отблизо от китайска мисия. Флотилията от мисии представлява разпространението на планетарното изследване като цяло и изследването на Марс в частност.

Илюстрация на марсохода Perseverance на НАСА, който каца на Марс. Стотици събития трябва да се изпълнят перфектно, за да може роувърът да кацне безопасно на 18 февруари. (Източник: NASA/JPL-Caltech)

Отиването на Марс е нетривиално, тъй като и двете планети се въртят около Слънцето и следователно са в постоянно движение една спрямо друга. Земята и Марс са на най-близкото си разстояние един спрямо друг на всеки 26 месеца - и това е, когато земляните се опитват да изпратят мисии до Марс.

На всеки две години от 60-те години на миналия век различни космически агенции изпращат мисии до Марс. Между 1976 и 1992 г. много прозорци за стартиране остават неизползвани. Понякога имаше множество мисии в прозорец за стартиране.

Но никога в историята три космически агенции не са се отправяли към Марс в един прозорец за изстрелване. И никога в историята толкова много космически агенции не са изпълнявали едновременно мисия до Марс или орбитата на Марс. В момента има 10 космически кораба от пет различни космически агенции - Съединените щати, Европейския съюз, Индия, Китай и Обединените арабски емирства - или в орбита, или на земята на Марс. Още два ровера - Упоритостта на НАСА и на Китай Tianwen-1 — ще кацнат на Марс съответно на 18 февруари и май 2021 г.

НАСА има спускаем апарат (Mars Insight), роувър (Curiosity) и три орбитални апарата (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey, MAVEN); Индия има орбитален апарат (Mangalyaan-1); ЕС има 2 орбитални апарата (Mars Express и ExoMars Trace Gas Orbiter); и Китай и ОАЕ ще имат по една орбитална машина (съответно Hope и Tianwen-1).

Флотилията от мисии представлява разпространението на планетарното изследване като цяло и изследването на Марс в частност. Това се дължи на намаляването на разходите за изстрелване и по-евтината наличност на технологията, необходима за изследване на космоса.

Д-р Амитабха Гош е планетарен учен от НАСА, базиран във Вашингтон. Работил е за множество мисии на Марс на НАСА, започвайки с мисията на Марс Pathfinder през 1997 г. Той е служил като председател на работната група за научни операции за мисията на марсохода за изследване на Марс и е бил натоварен да ръководи тактическите операции на марсохода на Марс в продължение на повече от 10 години. Той помогна да се анализира първата скала на Марс, която случайно се оказа първата скала, анализирана от друга планета.

Мисията на ОАЕ на надеждата

Две от трите мисии, стартирани за Марс миналия юли, вече работят. ОАЕ, малка, но богата страна<10 million people, bedazzled the world by becoming the fifth national space agency (after the US, EU, Russia, and India) to reach Mars when the Орбитален апарат на надеждата претърпя орбитално въвеждане на 9 февруари. ОАЕ победиха Китай в надпреварата за Марс, макар и с един ден.

Мисията на ОАЕ ще проучи атмосферата на Марс и ще се стреми да отговори на въпроса за милиарди долари как и защо Марс е загубил атмосферата си. Загубата на атмосферата доведе до загуба на повърхностни води и вероятно среда, гостоприемна за живот.

Китайският експеримент

Китайската национална космическа агенция пристигна на Марс с поуки, извлечени от успешна поредица от мисии Chang’e до Луната. По-специално, роувърът Chang'e 4 успя да оцелее повече от 25 лунни нощи (всяка нощ се простира до 14 земни дни) - това е забележителен инженерен подвиг, тъй като температурите могат да паднат до –170 градуса C. Chang'e 5 мисията успя успешно да върне скални проби на Земята през декември 2020 г.

Tianwen-1, първата мисия до Марс от Китай, успешно премина в орбитално въвеждане на 10 февруари. Tianwen-1 носи орбитален апарат, спускаем апарат и роувър. Подходът на Китай за кацане на роувър е малко по-различен. За разлика от роувърите на НАСА, Tianwen-1 ще обикаля около Марс за няколко месеца, преди да се опита да кацне през май тази година.

Космическият кораб разполага с набор от инструменти за справяне с редица научни въпроси. Интересното е, че има земно-проникващ радарен инструмент за търсене на вода под марсианската повърхност. Планирано е роувърът да кацне в Utopia Planitia, място с възможни древни отлагания на подземни води.

Тази седмица, Постоянство

Най-сложната мисия от инженерна гледна точка, Perseverance Rover на НАСА, е на път за Марс и трябва да кацне в четвъртък в кратера Jezero, който вероятно е бил пълен с вода в миналото. Приземяването е насрочено за приблизително 15.55 ч. EST (2.25 ч. в петък, индийско време).

Perseverance е 4-то поколение на марсохода на НАСА – като се започне от Sojourner от мисията Mars Pathfinder през 1997 г., последвано от Spirit and Opportunity от мисията Mars Exploration Rover през 2004 г. и Curiosity от Научната лаборатория на Марс през 2012 г.

Целта е да се търсят биосигнатури в пресъхналото езерно корито в кратера Jezero. Мисълта е, че ранният живот на Марс може да е наподобявал ранния океански живот на Земята, като строматолитите. Ако това наистина беше така, Perseverance щеше да открие вкаменелости или някои биосигнатури - намеци за живот - или в химическите измервания, или в морфологичните наблюдения.

Освен това Perseverance ще произвежда кислород на марсианската повърхност за първи път, използвайки атмосферен CO2 от атмосферата на Марс. Perseverance ще кешира скални проби, които ще бъдат върнати на Земята от последваща мисия на Европейската космическа агенция/НАСА.

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)

Предприятието на Мъск със звезден кораб

Най-зрелищната подготовка за революционно изследване на Марс се случва далеч от светлината на прожекторите, в сънлив крайбрежен град в Източен Тексас. Това е единственото усилие в микса, което не е обезпечено финансово с държавни пари. SpaceX, частна базирана в САЩ компания, популяризирана от Илон Мъск и подкрепена от избрани инвеститори, има дългосрочна цел да стартира търговска услуга за транспортиране на пътници до Марс. Бока Чика, име, което очевидно никой не беше чувал преди няколко години, сега е мястото на разработката на Starship, който е може би най-добрият изстрел за кацане на хора на Марс.

Човешка мисия до Марс е свещеният граал на изследването на космоса. Откакто Нийл Армстронг кацна на Луната преди 50 години, човекът не е в състояние да продължи към следващата логична дестинация: Марс. Основната причина е огромната цена на човешката мисия на Марс. В сравнение с Луната, която е само на около три дни, Марс е на седем месеца. Пренасянето на хора, в инженерни термини, означава поддържане на модул под налягане с контролирана температура. Това също така включва носене на запаси, необходими на астронавтите, включително вода и кислород, за приблизително 18-месечно пътуване.

Освен това човешките мисии, за разлика от мисиите на роботизирани космически кораби, трябва да бъдат върнати на Земята, което от инженерни термини означава пренасяне на огромно количество гориво от Земята, за да могат да се изстрелят от Марс за обратното пътуване. Инженерната сложност и повишеното изискване за маса на човешка мисия до Марс, в сравнение с Луната, повишава разходите до между 250 милиарда и 1 трилион долара. Starship обещава да намали разходите за мисия с >95% до цели 99% чрез използване на множество иновации като зареждане на космическия кораб в орбита и производство на ракетно гориво на Марс с помощта на материали, които се намират на Марс (и следователно гориво за обратното пътуване не би трябвало да се носи от Земята).

Десетилетие мисии на Марс

С началото на десетилетието множество мисии са на чертожната дъска: на видно място, мисията на ESA ExoMars за връщане на скални проби от Марс, плановете на ISRO за Mangalyaan-2 и плановете на Китайската космическа агенция за Tianwen-2, които ще връщат скални проби от Марс.

Освен това вероятно ще има множество полети на Starship на SpaceX, първо с товари и накрая с астронавти. В историята на човечеството 2020 г. ще бъде запомнена с пандемията Covid-19, но 2020-те може да са десетилетието на вълна от мисии на космически кораби до Марс, завършващи с първите човешки стъпки на марсианска земя.

Споделете С Приятелите Си: