Стартиране на постоянство днес: Поглед към мисията на НАСА до Марс

Стартирането на марсохода Mars 2020 Perseverance на НАСА: Поглед към опита на НАСА с предишни роувъри, какво ще бъде новото с роувъра от четвърто поколение и защо има толкова голям интерес към Марс напоследък.

Илюстрация на марсохода Perseverance на НАСА, работещ на повърхността на Марс. (NASA/JPL-Caltech лаборатория)

Представете си, че шофирате по най-самотния път в света. За пътника това е катарсично преживяване. Човек може да кара часове наред, без да види друга кола или човешко същество. Има пустинята, пейзажът на планини и долини, откритото небе отгоре и невероятната нощ, украсена със звезди. Шофирането на Марс е донякъде подобно преживяване. Само дето няма път. Роувърът може да шофира навсякъде, където пожелае, и е в състояние. Само дето никой човек или машина не е карал по пътя преди. Това е бързината от експлоатацията на роувър на Марс.

Какъв е опитът на НАСА с множество поколения марсоходи?

Невероятното пътуване на НАСА за шофиране на Марс започна преди около 23 години, през 1997 г.: когато мисията Mars Pathfinder с марсохода Sojourner излезе на марсианската почва. Беше незабравимо преживяване да бъда част от оперативния екип на Mars Pathfinder: мисия, събрана с много малък бюджет, която мнозина смятаха, че ще се провали. Въпреки това, Mars Pathfinder ще успее и в процеса ще промени последващата история на изследването на Марс. Така НАСА ще продължи да изпрати роувърите близнаци, Spirit и Opportunity, на Марс през 2003 г., последвано от Curiosity през 2012 г., последвано от Perseverance, което е планирано да стартира по-късно днес.

Марсоходът Sojourner, технологична демонстрационна мисия, продължи 83 дни. Spirit и Opportunity задават нова парадигма на дългосрочно роботизирано присъствие на Марс, което продължава съответно около 6 и 15 години. Curiosity кацна през 2012 г.: и продължава да работи днес. С всяко поколение роувър броят и сложността на научните инструменти се увеличават. Sojourner беше малък роувър, почти като играчка, с няколко фута дължина и ширина. Spirit и Opportunity бяха много по-големи: с размерите на количка за голф. Любопитството и постоянството са с размерите на малка кола.

Възвръщаемостта на науката от изследването на Марс с роувър е много важна. Роувърите предоставят начин за изследване на местната област в много по-висока разделителна способност, отколкото е възможно от орбитален космически кораб. В допълнение, роувърите разполагат с набор от инструменти от бормашини до спектрометри до микроскопични устройства за изображения: тези инструменти помагат да се разбере местната геология, подобно на полевия геолог, който би изучавал скалите на Земята. Освен това, като се започне със Spirit и Opportunity, роувърите са действали като мобилни метеорологични станции на Марс, които наблюдават промените в марсианската атмосфера непрекъснато в продължение на няколко години.

С всяко ново поколение роувъри НАСА добавя нови възможности и малко по-различен набор от инструменти, за да отговори на важни научни въпроси. Примери биха били добавянето на бормашина за Spirit и Opportunity и мас спектрометър, инструмент за измерване на изотопи на различни елементи, за Curiosity. С пускането на Mars Perseverance, четвъртото поколение марсоходи, НАСА ще продължи тази традиция.

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.

Какво е новото в Perseverance?

първо, Постоянство ще носи уникален инструмент, MOXIE или Mars Oxygen ISRU Experiment: който за първи път ще произвежда молекулен кислород на Марс, използвайки въглероден диоксид от богатата на въглероден диоксид атмосфера. Има новия тласък за ISRU в НАСА: на жаргон на НАСА ISRU означава използване на ресурси на място: или използване на местни ресурси за задоволяване на човешките нужди или изисквания на космическия кораб. Без ISRU изследването на Марс през следващите десетилетия ще бъде невероятно скъпо и следователно невъзможно. Ако астронавтите трябва да носят кислород или вода или ракетно гориво за пътуването си за двугодишно пътуване до Марс и обратно, цената ще бъде разбираемо прекомерна. В известен смисъл това е подобно на пътник от Ню Делхи, който трябва да носи собствен кислород, хранителни запаси и гориво за самолет за двугодишен престой в Ню Йорк: цената на пътник ще бъде невероятно висока. Ако кислородът може да бъде успешно извлечен на Марс в някакъв значителен мащаб, това може да има две преки предимства: първо, кислородът може да се използва за хора, посетители на Марс, и второ, кислородът може да се използва за производство на ракетно гориво за обратното пътуване. По този начин, ако демонстрацията на технологията е успешна, НАСА може лесно да увеличи скоростта на генериране на кислород на ден за MOXIE сто пъти: това би било от голяма полза за бъдеща човешка мисия до Марс.

Второ, Perseverance ще носи Ingenuity, първият хеликоптер, който лети на Марс. Това е първият път, когато НАСА ще лети с хеликоптер на друга планета или спътник. Изобретателността е технологична демонстрация: предизвикателството, разбира се, е да управляваш хеликоптера в тънката атмосфера на Марс. Подобно на дрон на Земята, хеликоптерът на Марс може да помогне при планирането на задвижването на роувър и при извличането на проби от места, до които роувърът не може безопасно да шофира. Ако тази технологична демонстрация е успешна, ще видим по-голяма роля на такива хеликоптери в бъдещи мисии.

Трето, Perseverance е планираната първа стъпка за връщане на скални проби от Марс за анализ в сложни лаборатории на Земята: с цел търсене на биосигнатури: или подписи от настоящ или минал живот. Perseverance ще събира проби и втора мисия на роувър ще лети в рамките на десетилетие, за да помогне за транспортирането на скалните проби обратно на Земята.

Анализът на марсианските скали на Земята вероятно ще даде надеждна индикация за това дали животът на Марс е осъществим в миналото или в момента.

Експресно обясненосега е включентелеграма. Щракнете върху тук, за да се присъедините към нашия канал (@ieexplained) и бъдете в течение с най-новото

Каква е причината за краткосрочния интерес към Марс?

Марс е очарователна планета за човечеството. Разположен в много близкия заден двор (на около 200 милиона км), Марс е планета, която хората могат да се стремят да посетят или да останат за по-дълго време. Марс е имал течаща вода и атмосфера в далечното минало: и може би условия за поддържане на живота.

Но в краткосрочен план нарастването на интереса, свързано с Марс, се дължи на плановете на Илон Мъск за търговски пътувания. Човешка мисия до Марс винаги е била стремеж за различни космически агенции, включително НАСА. Макар и технологично възможни, цената беше известна като непосилна: може би от порядъка на 500 милиарда долара или 20 пъти повече от бюджета на НАСА. Следователно плановете на НАСА да изпрати астронавти на Марс са до голяма степен амбициозни: с други думи, без адекватно финансиране.

Мъск представи нова архитектура, за да стигне до Марс. Визията на Мъск е да използва комбинация от мерки за спестяване на разходи, като ракети-носители за многократна употреба, презареждане в орбита и производство на ракетно гориво на Марс, за да намали разходите за пътуване до Марс с 1/1000. По този начин цената на пътник за отиване до Марс с неговия космически кораб ще бъде от порядъка на 200 000 долара или 1,5 рупии. Ракетата-носител в центъра на плановете на Илон Мъск е Starship Spacecraft: най-мощната ракета-носител, създавана някога, с възможност да транспортира 100 метрични тона до околоземната орбита. Планирано е SpaceX да лети около Луната с първия си частен пътник през 2023 г.: и има за цел мисия с екипаж до Марс още през 2024 г. Докато говорим, Starship се изгражда и тества в сънлив град в Южен Тексас, наречен Бока Чика. След десетилетие SpaceX със своя космически кораб Starship може да трансформира космическите пътувания и да реализира мечтата на Мъск да превърне човечеството в мултипланетен вид.

Прочетете също | За какво е китайската мисия на Марс и как тя сигнализира за космическа надпревара със САЩ

Тази статия се появи за първи път в печатното издание на 30 юли 2020 г. под заглавието „Дестинация Марс“.

Споделете С Приятелите Си: