- Care este informația minimă la costul maxim?
- Acestea sunt lansările de stații spațiale către Marte.
Pe 18 noiembrie 2013, un vehicul de lansare Atlas-V a fost lansat de la Cape Canaveral cu o stație interplanetară automată MAVEN, concepută pentru a studia atmosfera de pe Marte.
Toate sistemele platformei de lansare SLC-4 au funcționat perfect - la ora locală 13:18, vecinătatea cosmodromului s-a cutremurat de la puternicul vuiet al RD-180 (motoarele fabricate în Rusia sunt utilizate în ambele etape ale lansării Atlas-V vehicul). O echipă de 300 de tone care respira focul s-a desprins de platforma de lansare și, crescând brusc viteza, s-a repezit în întâmpinarea stelelor. În 27 de minute după intrarea pe orbita de referință a pământului jos, au fost lansate motoarele etapei superioare „Centaur”: MAVEN a câștigat a doua viteză spațială și a intrat în traiectoria de plecare spre Marte.
Prima manevră corectivă este programată pentru 3 decembrie. În 10 luni, pe 22 septembrie 2014, stația, după ce a zburat 300 de milioane de kilometri în negura înghețată, ar trebui să intre pe orbita marțiană. Va începe o misiune științifică cu o durată estimată de 1 an pământesc.
Lansarea în cadrul programului MAVEN a devenit una dintre principalele intrigi în domeniul lansărilor spațiale în 2013 - suspendarea completă sau parțială a activității agențiilor guvernamentale americane de la 1 octombrie 2013 a pus în pericol expediția planificată pe Planeta Roșie, în ciuda pregătirea deplină a tuturor sistemelor tehnice ale rachetei și a sistemului spațial și, de asemenea, o „fereastră de timp” bună pentru lansarea pe Marte. A existat o amenințare reală de întrerupere a tuturor datelor planificate și amânarea lansării MAVEN până în 2016.
Și asta, în ciuda faptului că nava spațială se afla deja la Cape Canaveral din august, în curs de pregătire intensivă pentru zbor și un vehicul de lansare Atlas-V gata aștepta în atelierul de asamblare al cosmodromului!
Situația absurdă a fost salvată de avocații NASA care au găsit o lacună în legi, potrivit cărora lansarea unei sonde interplanetare îndeplinește criteriile pentru excluderea MAVEN de pe lista reducerilor bugetare forțate. Munca de cinci ani a personalului Universității din Colorado și a laboratorului de cercetare spațială a Universității din Berkeley nu a fost în zadar - o stație interplanetară în valoare de 671 milioane de dolari (crearea sondei în sine a costat 485 milioane de dolari, alte 187 de milioane au fost cheltuiți pentru pregătirea prelansării și achiziționarea vehiculului de lansare Atlas-V) a fost trimis în siguranță la ținta intenționată.
MAVEN a devenit a 45-a misiune pe Marte și a zecea misiune orbitală de recunoaștere a NASA în vecinătatea Planetei Roșii. Numele sondei este o abreviere complexă pentru Marte Atmosphere și Volatile EvolutioN, care reflectă pe deplin sarcinile viitoarei expediții. MAVEN este conceput pentru a studia atmosfera lui Marte - o coajă subțire gazoasă, a cărei presiune în stratul apropiat de suprafață este de numai 0,6% din atmosfera Pământului, iar compoziția gazelor este complet nepotrivită pentru respirația umană (atmosfera marțiană este aproape în totalitate - 95% - dioxid de carbon).
Un instantaneu al aparatului Viking, 1976
Dar chiar și această atmosferă fragilă continuă să dispară continuu - gravitația mică a lui Marte nu este capabilă să păstreze învelișul de gaz de pe planetă. În fiecare an, vântul cosmic „suflă” straturile sale superioare în spațiu, condamnându-l pe Marte să se transforme într-un bloc înghețat de piatră, similar cu Luna sau Mercur.
Dar când ar trebui să se întâmple asta? Și cum era Marte în trecutul îndepărtat, când învelișul său de gaz nu era încă descărcat atât de puternic? Care este rata de dispariție a atmosferei marțiene în termeni absoluți?
Iată ce ar trebui să-și dea seama nava spațială MAVEN: deplasarea în jurul Marte pe o orbită eliptică cu un pericentru de 150 km și un apocentru de 6200 km, ar trebui să determine starea actuală a straturilor superioare și natura interacțiunii lor cu vântul solar. Stabiliți rata exactă a pierderii atmosferei, precum și factorii care afectează acest proces. Determinați raportul izotopilor stabili din atmosferă, care ar trebui să „lumineze” istoria climatului marțian. În mod indirect, acest lucru va putea răspunde la întrebarea: au existat în trecut condiții care permiteau prezența apei lichide pe suprafața lui Marte?
Singurul lucru care i-a întristat pe specialiștii NASA este că noua sondă orbitală, datorită orbitei sale extrem de alungite, nu poate fi utilizată ca repetor de semnale de la rover-uri.
MAVEN este supus testării centrifugelor
La bordul sondei există 8 instrumente de ultimă generație:
- un set pentru studierea particulelor și câmpurilor (trei analizoare de particule ale „vântului solar”, un senzor de unde Langmuir (oscilații de plasmă) și o pereche de magnetometre de inducție);
- un spectrometru ultraviolet, care permite determinarea de la distanță a parametrilor atmosferei și ionosferei unei planete îndepărtate;
- spectrometru de masă neutru și ionic pentru studierea compoziției izotopice a atmosferei de pe Marte.
Echipamente științifice impresionante și sisteme de susținere a vieții, inclusiv un sistem de control al atitudinii, un computer de bord, panouri solare și echipamente pentru comunicarea cu Pământul, asigurând schimb de date la viteze de până la 10 Mbit / s - toate se potrivesc într-o carcasă de măsurare 2, 3 x 2, 3 x 2 m (lățimea sondei cu panouri solare deschise - 11 m). Masa dispozitivelor, sistemelor și echipamentelor științifice este de 809 kg.
Marte era similar cu Pământul în trecutul îndepărtat? MAVEN va clarifica cu siguranță această problemă. Principalul lucru este să ajungi în siguranță la destinație. Și acest lucru, după cum arată practica, este foarte dificil …
Cronica zborurilor către Marte
Marte este cel mai vizitat și cel mai studiat corp ceresc, depășind chiar și luna apropiată de noi prin aceste criterii. Cercetătorii sunt atrași de multe: timpul de zbor relativ scurt (chiar și cu tehnologiile existente - mai puțin de un an). Condiții de suprafață adecvate: fără presiuni și temperaturi extreme, radiații de fundal acceptabile, iluminare și gravitație. Dintre toate planetele, Marte este cel mai potrivit pentru căutarea vieții extraterestre (chiar și în trecutul îndepărtat), iar în viitor este potrivit pentru aterizarea unei expediții cu echipaj pe suprafața sa.
Cu toate acestea, calea către Planeta Roșie este plină de accidente și resturi de pe nava spațială: din 45 de expediții lansate, puțin peste jumătate au ajuns pe Planeta Roșie. Și doar câțiva au reușit să îndeplinească pe deplin programul planificat.
Spațiul nu iartă graba și nici cele mai mici greșeli. Mulți dintre „exploratorii Marte” și-au eșuat misiunea la început. Aceasta se referă în principal la cursa spațială din anii '60, când, la instrucțiunile partidului și guvernului, era necesar cu orice preț să lansezi aparatul și să obții prioritate în spațiu. Drept urmare, stațiile „Marte 1960A”, „1960B”, „Mariner-8” au murit în atmosfera Pământului din cauza accidentelor cu rachete purtătoare.
Chiar și mai multe stații au reușit să intre pe orbita de referință, dar nu au putut atinge traiectoria de plecare: cineva a rămas blocat pe LEO, cum ar fi Phobos-Grunt, și mai târziu s-a întors pe Pământ sub forma unei mingi de foc orbitor de strălucitoare; cineva nu a luat viteza necesară pentru un zbor spre Marte și a dispărut fără urmă în vastele orbite heliocentrice („Mariner-3”). În total, din cele 45 de sonde lansate, doar 31 (inclusiv MAVEN) au reușit să atingă traiectoria calculată până la zborul spre Marte. Pentru meritul țării noastre, prima navă spațială care a stabilit un curs pentru Planeta Roșie a fost sonda sovietică Marte-1 (lansată la 1 noiembrie 1962). Din păcate, următorul paragraf spune despre el.
Modelul stației automate interplanetare „Mars-1”
Adevăratul coșmar începe în timpul lunii de zbor către Zborul Roșu. O comandă greșită - și dispozitivul, după ce și-a pierdut orientarea, își pierde capacitatea de a comunica cu Pământul, transformându-se în resturi spațiale inutile. O neplăcere similară a avut loc cu stația Mars-1 - o scurgere de azot din cilindrii sistemului de control al atitudinii: comunicarea cu stația s-a pierdut la o distanță de 106 milioane de km de Pământ. Un alt dispozitiv - „Zond-2” - a suferit o dezvăluire incompletă a panourilor solare: întreruperile de energie rezultate au cauzat defecțiunile echipamentelor de la bord, „Zond-2” a murit în liniște în fața creatorilor săi. Conform calculelor balistice, la 6 august 1965, trebuia să treacă o sondă neîndrumată în vecinătatea lui Marte.
Sonda japoneză Nozomi a pierit foarte greu și teribil în imensitatea spațiului. Lipsa propriului vehicul de lansare a puterii necesare a devenit un semn urât rău atunci când trimitea o expediție pe o planetă îndepărtată, cu toate acestea, vicleanii japonezi sperau să câștige viteza necesară prin manevre gravitaționale complexe din vecinătatea Pământului și a Lunii. Desigur, totul nu a mers conform planului - „Nozomi” a ieșit de la curs. Japonezii au reușit să calculeze o nouă traiectorie și să direcționeze din nou stația către Marte, chiar dacă au fost cu 4 ani în urmă. Acum, principalul lucru este de a rezista în spațiul cosmic pentru o lungă perioadă de timp. Din păcate … O puternică erupție solară a deteriorat umplerea fragilă a sondei. Până la apropierea de Marte, hidrazina a înghețat în tancuri - nu a fost posibil să se emită un impuls de frânare, iar Nozomi, disperat, a trecut la 1000 km deasupra suprafeței Planetei Roșii, fără a intra vreodată pe o orbită aproape marțiană.
În circumstanțe foarte jignitoare, sonda americană „Mars Observer” (1993) s-a pierdut - comunicarea cu aceasta a fost întreruptă cu doar câteva zile înainte de a ajunge pe Marte. Cea mai probabilă cauză este o explozie a motorului din cauza scurgerii componentelor combustibilului.
Prima care a depășit distanța dificilă și a transmis o fotografie apropiată a Planetei Roșii a fost sonda americană Mariner 4, care a zburat în vecinătatea lui Marte în iulie 1965.
Un număr de vehicule s-au pierdut deja pe orbita lui Marte.
La 27 martie 1989 s-a pierdut comunicarea cu postul sovietic „Phobos-2”, care până atunci se afla deja pe orbita lui Marte de 57 de zile. În timpul activității sale, „Phobos-2” a transmis Pământului rezultate științifice unice asupra caracteristicilor termice ale Phobos, mediului plasmatic al Marte și eroziunea atmosferei sale sub influența „vântului solar”. Din păcate, sarcina principală a misiunii - aterizarea mini-sondelor PrOP-F și DAS pe suprafața Phobos - a eșuat.
În 1999, în circumstanțe curioase, stația americană „Mars Climate Orbiter” a pierit, după ce a ars pe prima orbită din atmosfera Planetei Roșii. O investigație internă a NASA a arătat că grupurile de lucru ale specialiștilor au folosit diferite sisteme de măsurare - metrice și anglo-saxone tradiționale (picioare, kilograme, țoli). De atunci, NASA a interzis unitățile americane de măsură - toate calculele se fac exclusiv în kilograme și metri.
Ușile platformei de aterizare se închid în jurul roverului Opportunity pliat, 2003
O problemă foarte mare așteaptă pe oricine îndrăznește să aterizeze pe suprafața lui Marte - atmosfera perfidă este prea slabă pentru a se baza pe puterea liniilor de parașută, dar încă prea densă pentru a se apropia de suprafață la viteza cosmică. Poate suna neobișnuit, dar Marte este unul dintre cele mai complexe corpuri cerești în ceea ce privește aterizarea!
Aterizarea are loc în mai multe etape: frânarea motoarelor, frânarea aerodinamică în atmosfera superioară, o parașută decelerantă, motoarele de frânare din nou, motoarele de aterizare moale / airbag-urile sau o „supapă de aer” unică. Problema stabilizării este o linie separată.
Cel mai greu obiect creat de om care putea fi livrat la suprafața planetei era rover-ul MSL, mai cunoscut sub numele de „Curiozitate” - un aparat cu o greutate de 900 kg (greutate în câmpul gravitațional al Marte - 340 kg). Dar, să fim sinceri, specialiștii în zbor și observatorii externi au fost uimiți de complexitatea schemei de aterizare și de problemele întâmpinate în timpul coborârii în atmosfera planetei.500 de mii de linii de cod de program, 76 de squibs într-o anumită secvență, separarea rover-ului de platforma atârnată în aer cu motoarele cu reacție pornite și o coborâre ușoară de la înălțime pe cabluri de nailon. Fantastic!
Planeta Marte: fără apă, fără vegetație, locuită de roboți americani.
Autoportret al roverului Curiosity
Mulți eroi au reușit să supraviețuiască vibrațiilor și supraîncărcărilor uriașe în etapele de lansare și accelerare pe Marte, au rezistat frigului sever al spațiului cosmic, dar au murit în timp ce încercau să aterizeze pe un corp ceresc insidios. Astfel, de exemplu, „Marte-2” sovietic s-a prăbușit, devenind primul obiect creat de om pe suprafața lui Marte (1971).
Prima stație care a aterizat ușor pe suprafața lui Marte a fost Marte-3 sovietică. Din păcate, din cauza descărcării coroanei apărute, stația a ieșit din funcțiune la 14 secunde după aterizare.
Sonda europeană „Beagle-2” (modulul de aterizare a sondei orbitale „Mars-Express”) a dispărut fără urmă în 2003 - dispozitivul a pășit cu îndrăzneală în atmosfera roșie a planetei, dar după aceea nu a luat niciodată contact cu Pământ …
Marte își păstrează secretele în siguranță.
P. S. Începând cu 21 noiembrie 2013, două rovers Marte funcționează pe suprafața Planetei Roșii - Oportunitate (MER-B) și Curiosity (MSL). Primul a lucrat în aceste condiții timp de 3586 de zile - de 39 de ori mai mult decât perioada estimată și s-a târât pe suprafața de 38 de kilometri în acest timp.
Există trei nave spațiale pe orbita lui Marte: Mars-Odysseus, Mars Orbital Reconnaissance (MRO) și sonda europeană Mars-Express. Ulise a durat cel mai mult - misiunea sa se desfășoară încă din al treisprezecelea an.
O nouă schimbare se desfășoară pentru a ajuta veteranii - sonda indiană Mangalyaan (lansată pe 5 noiembrie 2013), precum și MAVEN menționat anterior. Să sperăm că, în viitorul apropiat, Rusia va participa activ și la „regata marțiană” - pentru 2016 și 2018. sunt planificate două expediții comune ruso-franceze „Exomars” (un acord de cooperare a fost semnat la 14 martie 2013). În același 2018, stația Phobos-Grunt 2 actualizată și mai avansată ar trebui să meargă pe Marte. De data aceasta totul va merge bine.
Cameră HiRISE de înaltă rezoluție la bordul Martian Reconnaissance Orbital (MRO)
Amprente de oportunitate rover capturate de MRO
O panoramă a zonei Greeley Haven. Vedere a Capului York și a Craterului Endeavour. Panorama a fost luată de rover-ul Opportunity în timpul iernării în 2012.
