Как была покорена Красная планета и что нам удалось об этом узнать. Трафик на марсианской тропе увеличивается

Марс покорил людей с тех пор, как мы впервые увидели его как объект на небе, который изначально казался нам звездой, причем красивой звездой, потому что она красного цвета. В 1 веке телескопы впервые приблизили наш взор к его поверхности, полной интригующих узоров и форм рельефа (XNUMX). Ученые изначально связывали это с бурлящей марсианской цивилизацией…

1. Карта поверхности Марса XIX века.

Теперь мы знаем, что на Марсе нет каналов или каких-либо искусственных сооружений. Однако недавно возникло мнение, что 3,5 миллиарда лет назад эта ныне сухая, токсичная планета могла быть столь же пригодной для жизни, как и Земля (2).

март это четвертая планета от Солнца, сразу после Земли. Он лишь немного больше половины Землии его плотность составляет всего 38 процентов. земной. Чтобы совершить его полный оборот вокруг Солнца, требуется больше времени, чем у Земли, но она вращается вокруг своей оси примерно с той же скоростью. Вот почему год на Марсе длится 687 земных сутока день на Марсе всего на 40 минут длиннее, чем на Земле.

Несмотря на свои меньшие размеры, площадь суши планеты примерно равна площади континентов Земли, а значит, по крайней мере теоретически. К сожалению, в настоящее время планета окружена разреженной атмосферой, состоящей в основном из углекислого газа, и вряд ли может поддерживать земную жизнь.

Метан также периодически появляется в атмосфере этого высохшего мира, а почва содержит химические вещества, токсичные для жизни, какой мы ее знаем. Хоть на Марсе есть вода, он застрял в полярных ледяных шапках планеты и спрятан, возможно, в больших количествах, под поверхностью Марса.

2. Гипотетический вид Марса миллиарды лет назад

Сегодня, пока ученые исследуют поверхность Марса (3), они видят структуры, которые, несомненно, являются работой давным-давно текущих флюидов — разветвления ручьев, речных долин, бассейнов и дельт. Наблюдения показывают, что на планете когда-то мог быть один обширный океан, покрывающий его северное полушарие.

В других местах пейзаж медведей следы древних ливней, водохранилища, реки, прорезающие русла рек на местности. Вероятно, планета также была окутана плотной атмосферой, которая позволяла сохранять воду в жидком состоянии при марсианских температурах и давлениях. Когда-то в прошлом планета, как теперь предполагается, претерпела драматические преобразования, и мир, который когда-то мог быть вполне похожим на Землю, превратился в иссохшую пустыню, которую мы исследуем сегодня. Ученые задаются вопросом — что случилось? Куда делись эти водотоки и что случилось с марсианской атмосферой?

Пока что. Возможно, в ближайшие несколько лет это изменится. НАСА надеется, что первые люди высадятся на Марсе в 30-х годах. О таком графике мы говорим уже около десяти лет. Китайцы размышляют о подобных планах, но менее конкретно. Прежде чем начать эти амбициозные программы, давайте попробуем подвести итоги полувекового исследования Марса человеком.

Больше половины миссии — безуспешно

Отправка космического корабля на Марс сложно, а приземлиться на эту планету еще труднее. Разреженная марсианская атмосфера делает выход на поверхность огромной проблемой. Около 60 процентов. Попытки приземления на протяжении всех десятилетий истории исследования планет не увенчались успехом.

К настоящему времени Марса успешно достигли шесть космических агентств — НАСА, российский Роскосмос и советские предшественники, Европейское космическое агентство (ЕКА), Индийская организация космических исследований (ИСРО), китайское агентство, которое не только разместило орбитальный аппарат, но и успешно приземлился и запустил марсоход, исследующий поверхность нефа Чжуронг, и, наконец, космическое агентство Объединенных Арабских Эмиратов с зондом «Амаль» («Надежда»).

С 60-х годов к Марсу были отправлены десятки космических аппаратов. Первый ряд зонд на Марсе обстрелял СССР. В составе миссии были, в том числе первые преднамеренные проходы и жесткая (ударная) посадка (Марс, 1962 г.).

Первый успешный крейсерский полет вокруг Марса произошло в июле 1965 года с помощью зонда НАСА «Маринер-4». Март 2 г. i Март 3 однако в 1971 году первый с марсоходом на борту разбился, и контакт с Март 3 он оборвался, как только достиг поверхности.

Запущенные НАСА в 1975 году зонды программы «Викинг» состояли из два орбитальных аппарата, каждый с посадочным модулем, который успешно совершил мягкую посадку в 1976 году. Они также провели биологические эксперименты на марсианском грунте, чтобы обнаружить признаки жизни, но результаты были неубедительными.

НАСА продолжение Программа Mariner с еще одной парой зондов Mariner 6 и 7. Они были размещены в следующем загрузочном окне и достигли планеты в 1969 году. Во время следующего окна загрузки Маринер снова пострадал от потери одной из пар зондов.

Mariner 9 успешно вышел на орбиту вокруг Марса как первый космический корабль в истории. Среди прочего он обнаружил, что по всей планете бушует пыльная буря. Его фотографии были первыми, которые предоставили более подробные доказательства того, что жидкая вода могла когда-то существовать на поверхности планеты. На основании этих исследований также было установлено, что район, названный Ничего Олимпика является высочайшей горой (точнее, вулканом), что привело к ее переклассификации в Олимп Монс.

Было еще много неудач. Например, советские зонды «Фобос-1» и «Фобос-2» были отправлены на Марс в 1988 году для изучения Марса и двух его спутников, уделяя особое внимание Фобосу. Фобос 1 потерял связь по пути на Марс. Фобос 2хотя он успешно сфотографировал Марс и Фобос, он разбился, прежде чем два посадочных модуля упали на поверхность Фобоса.

Тоже безуспешно миссия американского орбитального аппарата Mars Observer в 1993 году. Вскоре после этого, в 1997 году, другой наблюдательный зонд НАСА, Mars Global Surveyor, сообщил о выходе на орбиту Марса. Эта миссия увенчалась полным успехом, и к 2001 году была нанесена на карту вся планета.

4. Реконструкции марсоходов Sojourner, Spirit, Opportunity и Curiosity в натуральную величину с участием инженеров НАСА.

В 1997 году также произошел большой прорыв в виде успешной высадки в районе долины Арес и исследования поверхности с помощью Лазика NASA Sojourner в рамках миссии Mars Pathfinder. Помимо научных целей, Миссия Марсианского следопыта это также была проверка концепции различных решений, таких как система посадки с подушкой безопасности и автоматическое избегание препятствий, которые позже использовались в последующих миссиях вездехода (4). Однако до того, как они появились, была еще одна волна марсианских неудач в 1998 и 1999 годах, вскоре после успеха Global Surveyor и Pathfinder.

Это было неудачно миссия японского орбитального аппарата Nozomiа также орбитальные аппараты НАСА Марс Климат Орбитер, Марс Полярный Ландер я пенетраторов Deep Space 2с различными сбоями.

Миссия Mars Express Европейского космического агентства (ЕКА) достиг Марса в 2003 году. На борту находился посадочный модуль Beagle 2, который был потерян во время попытки приземления и пропал без вести в феврале 2004 года. Бигль 2 был обнаружен в январе 2015 года камерой HiRise на Марсианском разведывательном орбитальном аппарате НАСА (MRO). Оказалось, что он благополучно приземлился, но ему не удалось полностью развернуть солнечные панели и антенну. Орбитальный Марс Экспресс однако он сделал важные открытия. В 2004 году он обнаружил метан в атмосфере планеты и наблюдал его два года спустя. полярные звезды.

В январе 2004 года два марсохода НАСА назвали Дух Сербии (МЕР-А) я Возможность (MER-B) приземлились на поверхность Марса. Оба значительно превысили предполагаемые марсианские графики. Среди наиболее значимых научных результатов этой программы были убедительные доказательства того, что в прошлом на обоих посадочных площадках существовала жидкая вода. Ровер Spirit (MER-A) был активен до 2010 года, когда он перестал отправлять данные, потому что застрял в дюне и не смог переориентироваться, чтобы перезарядить свои батареи.

Сонда Феникс приземлилась на Северном полюсе Марса в мае 2008 г., и наличие на ней водяного льда было подтверждено. Через три года на борту марсохода Curiosity, достигшего поверхности Марса в августе 2012 года, была запущена Марсианская научная лаборатория. О наиболее важных научных результатах его миссии мы пишем в другой статье этого номера МТ.

Очередная неудачная попытка посадки на Марс европейского ЕКА и российского «Роскосмоса» была Лендауник Скиапарелликоторый отключился от ExoMars Trace Gas Orbiter. Миссия прибыла на Марс в 2016 году. Однако Скиапарелли при снижении преждевременно раскрыл парашют и рухнул на поверхность. Тем не менее, он предоставил ключевые данные во время спуска с парашютом, поэтому испытание было признано частичным успехом.

Через два года на планету приземлился еще один зонд, на этот раз стационарный. Insightкоторая провела исследование, благодаря которому определен диаметр ядра Марса. Измерения InSight показывают, что диаметр ядра Марса составляет от 1810 до 1850 километров. Это почти в два раза меньше диаметра ядра Земли, который составляет примерно 3483 км. В то же время, однако, больше, чем показали некоторые оценки, а это означает, что марсианское ядро ​​встречается реже, чем считалось ранее.

Зонд InSight безуспешно пытался углубиться в марсианский грунт. Уже в январе отказались от использования польско-немецкого «крота», т.е. теплового зонда, который должен был заглубляться в землю для измерения потока тепловой энергии. «Крот» столкнулся с большим трением и недостаточно глубоко погрузился в землю. Зонд тоже слушает сейсмические волны изнутри планеты. К сожалению, у миссии InSight может не хватить времени, чтобы сделать больше открытий. Пыль собирается на солнечных панелях устройства, а это значит, что InSight получает меньше энергии.

В последние десятилетия движение по орбите планеты также планомерно увеличивалось. Принадлежит НАСА Mars Odyssey вышел на орбиту Марса в 2001 году. Его миссия состоит в том, чтобы использовать спектрометры и устройства обработки изображений для поиска прошлых или настоящих свидетельств воды и вулканической активности на Марсе.

В 2006 году на орбиту прибыл зонд, принадлежащий НАСА. Марс разведывательный орбитальный аппарат (MRO), который должен был провести двухлетнее научное обследование. Орбитальный аппарат начал картографировать марсианский ландшафт и погоду, чтобы найти подходящие места для посадки для предстоящих миссий спускаемого аппарата. MRO сделал первое изображение серии активных лавин у северного полюса планеты в 2008 году. Орбитальный аппарат MAVEN прибыл на орбиту Красной планеты в 2014 году. Цели миссии в основном заключаются в том, чтобы определить, как атмосфера и вода планеты были потеряны за это время. года.

Примерно в то же время его первый марсианский орбитальный зонд, Миссия Орбита Марса (МАМА), также называемая Mangalyaan, запуск Индийской организации космических исследований (ISRO). Он вышел на орбиту в сентябре 2014 года. ISRO Индии стало четвертым космическим агентством, достигшим Марса, после советской космической программы, НАСА и ЕКА.

5. Китайский вездеход Чжужун

Еще одна страна в марсианском клубе – Объединенные Арабские Эмираты. Принадлежность к ним орбитальный аппарат Амаль вступил в него 9 февраля 2021 года. Через день китайский зонд сделал то же самое. Тяньвэнь-1, несущий посадочный модуль и марсоход Zhurong весом 240 кг (5), который успешно совершил мягкую посадку в мае 2021 года.

Китайский исследователь поверхности присоединился к трем американским аппаратам, которые в настоящее время активны и активно работают на поверхности планеты. Лазиков Любопытство i Настойчивостькоторый также успешно приземлился в феврале этого года, и Insight. А если посчитать Гениальный летающий дрон выпущены последней американской миссией, отдельно, то есть люди-машины, работающие на поверхности Марса в данный момент пять.

Планету также исследуют восемь орбитальных аппаратов: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), орбитальный аппарат Tianwen-1 и Amal. До сих пор с Марса не было отправлено ни одного образца, а заход на посадку на Луну Фобоса (Фобос-Грунт) во время взлета в 2011 году оказался неудачным.

6. Изображения поверхности Марса с прибора CaSSIS орбитального аппарата Exo Mars.

Вся эта марсианская исследовательская «инфраструктура» продолжает давать новые интересные данные по этому вопросу. Красная планета. Недавно орбитальный аппарат ExoMars Trace Gas Orbiter обнаружил хлористый водород в марсианской атмосфере. Результаты опубликованы в журнале Science Advances. «Пар необходим для выделения хлора, а водород нужен побочному продукту воды для образования хлороводорода. Самое главное в этих химических процессах — вода», — пояснил он. Кевин Олсен из Оксфордского университета, в пресс-релизе. По мнению ученых, существование водяного пара поддерживает теорию о том, что Марс со временем теряет большое количество воды.

Принадлежит НАСА Марс разведывательный орбитальный аппарат он также недавно заметил что-то странное на поверхности Марса. Он регистрируется посадочным талоном HiRise камера глубокая яма (7), имеющая вид черного темного пятна диаметром около 180 метров. Дальнейшие исследования оказались еще более удивительными. Оказалось, что на дне полости лежит рыхлый песок, и он падает в одну сторону. Сейчас ученые пытаются определить может ли глубокая яма быть связана с сетью подземных туннелей, оставленных быстро текущей лавой.

Ученые давно подозревали, что потухшие вулканы могли остаться позади большие пещерные лавовые трубы на Марсе. Эти системы могут оказаться весьма перспективным местом для будущего размещения марсианских баз.

Что ждет Красную планету в будущем?

В рамках программы ExoMars, ЕКА и Роскосмос планируют отправить марсоход Розалинд Франклин в 2022 году для поиска доказательств существования микроорганизмов на Марсе в прошлом или настоящем. Посадочный модуль, который должен доставить марсоход, называется Казачок. В том же окне в 2022 г. орбита Марса EscaPADE (Исследователи побега и плазменного ускорения и динамики) Калифорнийского университета в Беркли должны полететь с двумя космическими кораблями в одной миссии, направленной на изучение структуры, сочинение, волатильность i динамика магнитосферы Марса Ораз процессы выхода из атмосферы.

Индийское агентство ISRO планирует в 2024 году направить вслед за своей миссией миссию под названием Миссия орбитального аппарата Марса 2 (МОМ-2). Не исключено, что в дополнение к орбитальному аппарату Индия также захочет отправить на посадку и исследовать планету марсоход.

Чуть менее конкретные предложения для поездок включают Финско-русская концепция Март МетНеткоторый предполагает использование множества небольших метеорологических станций на Марсе для создания разветвленной сети наблюдений для изучения структуры атмосферы планеты, физики и метеорологии.

Марс-Грунт это, в свою очередь, российская концепция миссии, направленной на доставить на Землю образец марсианского грунта. Команда ESA-NASA разработала концепцию архитектуры с тремя взлетами и возвращениями с Марса, в которой используется марсоход для хранения небольших образцов, ступенька, поднимающаяся на Марс, для отправки их на орбиту, и орбитальный аппарат для связи с ними по воздуху. Марс и вернуть их на Землю.

Солнечно-электрический привод может позволить один взлет для возврата образцов вместо трех. Японское агентство JAXA также работает над концепцией миссии под названием марсоход MELOS. искать биосигнатуры существующей жизни на Марсе.

Конечно есть еще проекты пилотируемых миссий. Исследование космоса США было поставлено в качестве долгосрочной цели в концепции освоения космоса, объявленной в 2004 году тогдашним президентом США Джорджем Бушем-младшим.

28 сентября 2007 г., администратор НАСА. Майкл Д. Гриффин заявил, что НАСА стремится отправить человека на Марс к 2037 году. В октябре 2015 года НАСА опубликовало официальный план исследования и колонизации Марса человеком. Она называлась «Путешествие на Марс» и была подробно описана МТ в то время. Вероятно, он уже не актуален, поскольку предусматривал использование Международной космической станции на околоземной орбите, а не Луны, и лунной станции в качестве промежуточной ступени. Сегодня больше говорят о возвращении на Луну как о способе добраться до Марса.

Он тоже появился на пути Элон Маск и его SpaceX с его амбициозными и иногда считающимися нереалистичными планами обычных полетов на Марс для колонизации. В 2017 году SpaceX объявила о планах до 2022 года, после чего в 2024 году состоятся еще два беспилотных полета и два пилотируемых полета. Starship должен иметь грузоподъемность не менее 100 тонн. Несколько прототипов Starship были успешно протестированы в рамках программы разработки Starship, в том числе одна полностью успешная посадка.

Марс на сегодняшний день является наиболее изученным и известным космическим телом после Луны или равным ей. Амбициозные планы, вплоть до колонизации, — одна, довольно туманная, перспектива на данный момент. Несомненно, однако, то, что движение туда-сюда поверхность красной планеты в ближайшие годы будет расти.