Совместный российско-европейский проект «ЭкзоМарс» готовится к своей главной миссии – поиску следов прошлой и настоящей жизни на Красной планете. Европейское космическое агентство изготовит перелетный модуль и марсоход, а Россия – десантный модуль и посадочную платформу. Запустит все это в космос российская ракета-носитель «Протон-М».
Стартовав по плану 25 июля 2020 года, станция должна будет достичь цели 19 марта 2021 года. Одним из главных условий для мягкой посадки на поверхность Марса станет защитный экран десантного модуля из специального композита производства ОНПП «Технология», входящего в Ростех.
«ЭкзоМарс» – проект Европейского космического агентства (ESA) и Роскосмоса по исследованию Марса, его поверхности, атмосферы и климата с орбиты и на поверхности планеты.
С начала 2000-х годов «ЭкзоМарс» разрабатывался как совместный проект ESA и NASA. Предполагалось, что американцы предоставят для запуска двух миссий две ракеты Atlas, а также будут участвовать в разработке марсохода. Однако в 2013 году NASA прекратило свое участие в проекте из-за сокращений бюджета. Место NASA занял Роскосмос. В рамках проекта российской стороной будет разработан десантный модуль с посадочной платформой, а европейской стороной – перелетный модуль и марсоход.
Считается, что основной научной миссией проекта «ЭкзоМарс» является поиск признаков жизни на Марсе в прошлом и в настоящее время. Но не только эту загадку Красной планеты предстоит разгадать «ЭкзоМарсу». Целью проекта также является исследование водной/геохимической среды как на поверхности, так и в недрах планеты. Как известно, вода на Марсе – больше не миф. Впервые о ее наличии заявлено около двадцати лет назад. За все это время воду на Марсе изучили с поверхности и картографировали. А в июле прошлого года был назван первый постоянный водоем: радаром MARSIS обнаружено озеро на Марсе на глубине 1,5 км подо льдом Южной полярной шапки.
Сегодня появилась загадка не менее важная – марсианский метан. Впервые ученые сообщили о метане на Марсе в 2003 году. Обнаружен был этот газ в ничтожно малой концентрации, а общий объем выброса соответствовал 42 тыс. тонн газа. Для сравнения, это примерно треть среднего танкера-газовоза.
В 2012 году американский марсоход Curiosity провел первые исследования и установил, что метана на Марсе нет. Но примерно через год Curiosity снова зафиксировал наличие метана в кратере Гейла. Так что исследование метана, а также других газовых примесей и их источников в атмосфере Красной планеты также является одной из ключевых миссий «ЭкзоМарса».
Первый этап программы «ЭкзоМарс» начался в 2016 году именно с целью разгадки метановой головоломки. Тогда с космодрома Байконур была запущена станция «ЭкзоМарс-2016». Она состояла из научного орбитального аппарата Trace Gas Orbiter (TGO) и демонстрационного спускаемого модуля Schiaparelli. Аппарат Schiaparelli должен был отработать технологию входа в атмосферу, спуска и посадки на поверхность планеты перед запуском второго этапа миссии, но не сумел успешно совершить мягкую посадку и разбился.
TGO в апреле 2018 года начал выполнение своей научной программы, успешно передает снимки Красной планеты и сейчас ждет своей основной миссии – начала функционирования в качестве станции-ретранслятора для марсохода и автоматической научной станции в рамках второго этапа «ЭкзоМарса».
Старт второго этапа «ЭкзоМарса» первоначально планировался на 2018 год, однако затем запуск отложили на два года. Именно данный этап считается основным в проекте и призван помочь найти ответ на вопрос, есть ли жизнь на Марсе.
В рамках второй миссии планируется на перелетном модуле, разработанном ESA, доставить на Марс российскую посадочную платформу и европейский марсоход. Перелетный модуль обеспечивает перелет по маршруту Земля – Марс и вход десантного модуля в атмосферу планеты со скоростью примерно 5800 м/с. Десантный модуль осуществляет торможение в атмосфере и спуск на поверхность Марса посадочного модуля в составе посадочной платформы и марсохода.
Защитит российский десантный модуль при вхождении в марсианскую атмосферу специальный экран из «космического» композита – легкого и прочного материала, который называется стеклосотопласт. Такой материал выдерживает сильную вибрацию, экстремальные температуры и при этом мало весит. Производят защитный экран на предприятии Ростеха – ОНПП «Технология». «Защитный экран имеет достаточно сложную конструкцию, это своего рода многослойный пирог, который чередуется слоями углепластика и сотового заполнителя, и в дальнейшем он еще покрывается теплозащитой», – рассказывает Анатолий Свиридов, директор НПК «Композит» ОНПП «Технология».
На предприятии заявляют, что работы по проекту «ЭкзоМарс-2020» идут по плану. Разработаны крупногабаритные конструкции из полимерных композиционных материалов для десантного модуля и посадочной платформы. Всего программой предусмотрено создание четырех комплектов – трех для испытаний и «летный» экземпляр.
Кроме того, уже изготовлены 62 панели терморегулирования и каркасы солнечных батарей, в том числе 12 каркасов и шесть панелей терморегулирования, которые необходимы для функционирования посадочной платформы на поверхности Марса после съезда марсохода.
Шестиколесный европейский ровер массой около 350 кг рассчитан на работу на Марсе в течение семи земных месяцев. Он может проходить до 100 м в сутки и должен проехать за это время несколько километров. Этот марсоход впервые будет искать молекулярно-биологические признаки в подповерхностном слое Красной планеты.
После съезда марсохода российская посадочная платформа массой 828 кг начнет работать как долгоживущая автономная научная станция. Планируется, что она проработает на Марсе около года. На ее борту будет установлен комплекс научной аппаратуры для изучения состава и свойств поверхности планеты. Всего будут установлены 13 научных приборов , в том числе два европейских – LARA (радиоэксперимент для исследований внутреннего строения Марса) и HABIT (эксперимент по поиску потенциально обитаемых зон, жидкой воды, исследований УФ-излучения и температуры).
В первые месяцы 2019 года начнется окончательная сборка автоматической межпланетной станции «ЭкзоМарс-2020». Запуск состоится в период с 25 июля по 13 августа 2020 года с космодрома Байконур на ракете «Протон-М». Прибытие на Марс произойдет 19 марта 2021 года, заявил глава госкорпорации Роскосмос Дмитрий Рогозин в сентябре прошлого года.
С 2014 года обсуждаются предложения по месту посадки. Изначально было четыре района-кандидата: равнина Оксия, долина Маврта, гряда Арама и равнина Гипанис. Наконец в ноябре 2018 года Международная рабочая группа по выбору места посадки (Landing Site Selection Working Group, или LSSWG) рекомендовала равнину Оксия для посадки аппаратов миссии «ЭкзоМарс-2020».
Равнина Оксия расположена вблизи экватора в северном полушарии Марса около границы высокогорных регионов и низменностей. По имеющимся данным, здесь не очень много крупных ударных кратеров, но достаточно много сухих русел. Таким образом, должны быть заметны следы действия воды в геологическом прошлом.
Район посадки – эллипс 120х19 км внутри неглубокого кратера. Здесь на поверхность выходят породы, обогащенные железом и магнием. Над ними лежит слой темного вещества, возможно, вулканического происхождения. То есть ландшафт достаточно разнообразный, и марсоход сможет исследовать различные образования вблизи места посадки. Кроме того, соблюдены все требования к безопасности посадки. Внутри эллипса посадки нет существенных возвышенностей, и район достаточно низкий и ровный.
6 августа 2012 года марсоход Curiosity после восьмимесячного перелета в районе кратера Гейла на Марсе, сообщает НАСА.
10 октября 1960 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая должна была вывести на траекторию полета к Марсу советскую автоматическую межпланетную станцию (АМС) "Марс" (1960А). Это была первая в истории человечества попытка достичь поверхности Марса. Из‑за аварии ракеты‑носителя (РН) пуск закончился неудачей.
14 октября 1960 года
в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая должна была вывести на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс" (1960В). Программа полета предусматривала достижение станцией поверхности Марса. Из‑за аварии РН пуск закончился неудачей .
24 октября 1962 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая вывела на околоземную орбиту советскую АМС "Марс‑1С" ("Спутник‑22").
Старт станции в сторону Марса не состоялся из‑за взрыва последней ступени ракеты‑носителя.
1 ноября 1962 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑1". Первый успешный пуск в сторону Марса. Сближение АМС "Марс‑1" с Марсом наступило 19 июня 1963 года (от Марса около 197 тысяч километров, по баллистическим расчетам), после чего станция вышла на траекторию движения вокруг Солнца. Связь с АМС была потеряна.
4 ноября 1962 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая вывела на околоземную орбиту советскую АМС "Марс‑2А" ("Спутник‑24"). Старт станции в сторону Марса не состоялся.
5 ноября 1962 года спутник "Марс‑2А" прекратил существование, войдя в плотные слои атмосферы.
5 ноября 1964 года
в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas Agena‑D, которая вывела на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mariner‑3. Станция была выведена на нерасчетную траекторию и в район Марса не попала . Mariner‑3 находится на солнечной орбите.
28 ноября 1964 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas Agena‑D, которая вывела на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mariner‑4. Станция была предназначена для исследования Марса с пролетной траектории.
14 июля 1965 года станция Mariner‑4 совершила пролет около Марса, пройдя на расстоянии 9920 километров от его поверхности. Аппарат передал 22 крупных плана поверхности Марса, а так же подтвердил предположение о том, что тонкая атмосфера Марса состоит из углекислого газа, давлением 5‑10 миллибар. Было зафиксировано наличие у планеты слабого магнитного поля. Станция продолжала функционировать до конца 1967 года. Сейчас Mariner 4 находится на солнечной орбите.
30 ноября 1964 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Зонд‑2". Контакт со станцией был потерян 4‑5 мая 1965 года.
27 марта 1969 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя (РН) "Протон‑К / Д", которая должна была вывести на траекторию полета к Марсу АМС "Марс". Из‑за аварии РН пуск закончился неудачей.
24 февраля 1969 года
в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas SLV‑3C Centaur‑D, которая вывела на траекторию полета к Марсу автоматическую межпланетную станцию Mariner‑6. 31 июля 1969 года
станция Mariner‑6 пролетела на высоте 3437 километров над экваториальной областью Марса . Сейчас Mariner‑6 находится на солнечной орбите.
27 марта 1969 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas SLV‑3C Centaur‑D, которая вывела на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mariner‑7. 5 августа 1969 года станция Mariner‑7 пролетела на высоте 3551 километров над южным полюсом Марса.
Mariner-6 и Mariner-7 произвели измерения температуры поверхности и атмосферы, анализ молекулярного состава поверхности и давления атмосферы. Кроме этого, было получено около 200 изображений. Была измерена температура южной полярной шапки, которая оказалась очень низкой ‑125° С. Сейчас Mariner‑7 находится на солнечной орбите.
27 марта 1969 года при запуске советской АМС "Марс 1969А" произошла авария на участке выведения на околоземную орбиту.
2 апреля 1969 года при запуске советской АМС "Марс 1969В" произошла авария на участке выведения на околоземную орбиту.
8 мая 1971 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas SLC‑3C Centaur‑D, которая должна была вывести на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mariner‑ 8. Космический аппарат не смог покинуть земной орбиты. Из‑за сбоя в работе второй ступени ракетоносителя аппарат упал в Атлантический океан примерно в 900 милях от мыса Канаверал.
10 мая 1971 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на околоземную орбиту спутник "Космос‑419", однако на траекторию полета к Марсу космический аппарат не перешел. 12 мая 1971 года аппарат вошел в плотные слои земной атмосферы и сгорел.
19 мая 1971 года
в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑2". Однако, на заключительном этапе полета из‑за программной ошибки бортовая ЭВМ спускаемого аппарата дала сбой, в результате чего угол его входа в марсианскую атмосферу оказался больше расчетного, и 27 ноября 1971 года
он разбился о поверхность Марса . На борту аппарата был закреплен вымпел СССР.
28 мая 1971 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑3". 2 декабря 1971 года спускаемый аппарат АМС "Марс‑ 3" совершил мягкую посадку на поверхность Марса. После посадки станция была приведена в рабочее состояние и начала передавать на Землю видеосигнал. Передача продолжалась 20 секунд и резко прекратилась. Орбитальный космический аппарат передавал данные на Землю до августа 1972 года.
30 мая 1971 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas SLV‑3C Centaur‑D, которая вывела на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mariner‑9. Космический аппарат (КА) прибыл к Марсу 3 ноября 1971 года и вышел на орбиту 24 ноября 1971 года. КА были сделаны первые снимки спутников Марса Фобоса и Деймоса в высоком разрешении. На поверхности планеты были обнаружены рельефные образования, напоминающие реки и каналы. Mariner‑9 все еще находится на орбите Марса. с 13 ноября 1971 года по 27 октября 1972 года передал 7329 снимков.
21 июля 1973 года в СССР с космодрома Байконур, был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑4" . 10 февраля 1974 года станция подошла к Марсу, однако корректирующая двигательная установка не включилась. Поэтому аппарат пролетел на высоте 1844 километров над средним радиусом Марса (5238 километров от центра). Единственное, что он успел сделать, это по команде с Земли включить свою фототелевизионную установку с короткофокусным объективом "Вега‑3МСА". Был проведен один 12‑кадровый цикл съемки Марса на дальностях 1900‑2100 километров. Однострочные оптико‑механические сканеры передали также две панорамы планеты (в оранжевом и красно‑инфракрасном диапазонах). Станция, пройдя мимо планеты, вышла на гелиоцентрическую орбиту.
25 июля 1973 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑5". 12 февраля 1974 года АМС "Марс‑5" была выведена на орбиту вокруг Марса. Со станции были переданы фототелевизионные изображения Марса с разрешением до 100 метров, проведены серии исследований поверхности и атмосферы планеты. Всего со станции "Марс‑5" было получено 15 нормальных снимков с помощью фототелевизионного устройства (ФТУ) с короткофокусным объективом "Вега‑3МСА" и 28 снимков с помощью ФТУ с длиннофокусным объективом "Зуфар‑2СА". Удалось получить 5 телепанорам. Последний сеанс связи с АМС, в котором была передана телепанорама Марса, состоялся 28 февраля 1974 года.
5 августа 1973 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу АМС "Марс‑6" . |
12 марта 1974 года станция "Марс‑6" совершила пролет мимо планеты Марс, пройдя на расстоянии 1600 километров от поверхности планеты. Непосредственно перед пролетом от станции был отделен спускаемый аппарат, который вошел в атмосферу планеты и на высоте порядка 20 километров в действие была введена парашютная система. В непосредственной близости от поверхности планеты Марс радиосвязь со спускаемым аппаратом прекратилась. Спускаемый аппарат достиг поверхности планеты в точке с координатами 24 градусов южной широты и 25 градусов западной долготы.
Информация со спускаемого аппарата во время его снижения принималась космическим аппаратом "Марс‑6", продолжавшим движение по гелиоцентрической орбите с минимальным расстоянием от поверхности Марса ‑ 1600 километров, и ретранслировалась на Землю.
9 августа 1973 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑7".
9 марта 1974 года (раньше, чем "Марс‑6") станция "Марс‑7" совершила пролет мимо планеты Марс, пройдя на расстоянии 1300 километров от его поверхности. При приближении к планете от станции отделился спускаемый аппарат. Программа полета предусматривала совершение посадки на поверхность Марса. Из‑за нарушения в работе одной из бортовых систем, спускаемый аппарат прошел мимо планеты и вышел на гелиоцентрическую орбиту. Целевая задача станцией не была выполнена.
Проект Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (НACA, США) 1975 года - "Викинг‑1" (Viking‑1) и " Викинг‑2" (Viking‑2) ‑ включал в себя запуск с разницей в несколько недель двух летательных аппаратов, состоящих из орбитального и посадочного модулей. Впервые в истории американской космонавтики они, достигнув Марса, совершили посадку на его поверхность.
20 августа 1975 года с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Titan‑3E", которая вывела на орбиту американский КА Viking‑1. Космический аппарат вышел на орбиту Марса 19 июня 1976 года . Спускаемый аппарат осуществил посадку на Марс 20 июля 1976 года . Был отключен 25 июля 1978 года, когда иссякло топливо для коррекции высоты полета орбитального модуля.
9 сентября 1975 года с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Титан‑3E‑Центавр", которая вывела на орбиту американский КА Viking‑2. Космический аппарат вышел на орбиту Марса 24 июля 1976 года. Спускаемый аппарат осуществил посадку 7 августа 1976 года на Равнине Утопия.
7 июля 1988 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон 8К82К" с разгонным блоком "Д2", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Фобос‑1" для исследования спутника Марса Фобоса. 2 сентября 1988 года "Фобос‑1" был утерян на пути к Марсу в результате ошибочной команды.
12 июля 1988 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон 8К82К" с разгонным блоком "Д2", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Фобос‑2". Основная задача ‑ доставка на поверхность Фобоса спускаемых аппаратов (СКА) для изучения спутника Марса.
"Фобос‑2" вышел на орбиту Марса 30 января 1989 года. Было получено 38 изображений Фобоса с разрешением до 40 метров, измерена температура поверхности Фобоса. Связь с аппаратом была потеряна 27 марта 1989 года. СКА доставить не удалось.
25 сентября 1992 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Titan‑3, которая вывела на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mars Observer с модулем USS Thomas O.Paine, предназначенную для проведения научных наблюдений в течение четырехлетнего нахождения на орбите Марса. Контакт с Mars Observer был потерян 21 августа 1993 года, когда ему оставалось всего три дня до выхода на орбиту. Точная причина не известна, предположительно КА взорвался во время повышения давления в топливных баках при подготовке к выходу на орбиту.
7 ноября 1996 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Delta‑2‑7925A / Star‑48B, которая вывела на околомарсианскую орбиту американскую исследовательскую станцию Mars Global Surveyor. КА был предназначен для сбора информации о характере поверхности Марса, ее геометрии, составе, гравитации, динамики атмосферы и магнитном поле.
4 декабря 1996 года в США по программе НАСА по изучению Марса с помощью ракеты‑носителя "Дельта‑2" был запущен аппарат Mars Pathfinder. Помимо научного оборудования и систем связи на борту спускаемого модуля находился небольшой марсоход Sojourner.
8 ноября 2011 года с помощью ракеты‑носителя "Зенит‑2 SБ" стартовала российская АМС "Фобос‑Грунт", предназначенная для доставки образцов грунта с естественного спутника Марса, Фобоса, на Землю. В результате нештатной ситуации не смогла покинуть окрестности Земли, оставшись на низкой околоземной орбите. 15 января 2012 года сгорела в плотных слоях земной атмосферы.
26 ноября 2011 года с помощью ракеты‑носителя Atlas V стартовал исследовательский марсоход Curiosity (США) - ключевое звено "Марсианской научной лаборатории" (Mars Science Laboratory). Аппарат должен будет за несколько месяцев пройти от 5 до 20 километров и провести полноценный анализ марсианских почв и компонентов атмосферы.
Планируется, что марсоход Curiosity проживет на поверхности планеты один марсианский год ‑ 687 земных дней или 669 марсианских.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Начиная с середины ХХ века, исследование космоса человеком вышло на новый уровень. Стремительное технологическое развитие позволило запускать исследовательские аппараты в космос. Один из типов таких аппаратов – планетоходы, которые в свою очередь разделяются на несколько подвидов: луноходы и марсоходы. Марсоходы – это аппараты, предназначенные для исследования планеты Марс. Они умеют передвигаться по поверхности, собирать анализы почвы и камней, а также делать фотографии. Один таких аппаратов получивший наибольшую известность – марсоход Curiosity.
За всю историю изучения Марса, успешно приземлились четыре исследовательских аппарата. В настоящее время только двое из них продолжают работу.
Первый полноценный марсоход сконструировали в СССР в 1971 году. Назывался он «прибором оценки проходимости – Марс», сокращенно – ПрОП-М. Первая попытка запуска состоялась в ноябре 1971 года. Межпланетная станция Марс-2 должна была спустить марсоход на поверхность планеты. Из-за ошибки в работе аппаратуры плавной посадки не получилось. Угол спуска марсохода оказался слишком резким, парашютная система не выдержала. Аппарат разбился о поверхность планеты.
Параллельно с Марсом-2 была запущена межпланетная система Марс-3, сблизившаяся с красной планетой несколькими неделями позже. Марс-3 также должен был доставить марсоход ПрОП-М. В этот раз посадка вышла более удачной. Аппарат успешно приземлился на поверхность и успел передать на Землю нечеткое изображение местности. Однако через 14 секунд связь с марсоходом была прервана навсегда. До сих пор нет единого мнения насчет того, что с ним случилось. Наиболее популярные гипотезы говорят о попадании в пылевую бурю, повредившую систему аппарата.
ПрОП-М с Марса-3 стал первым в истории искусственным аппаратом, удачно спустившимся на поверхность Марса. Этот марсоход также отличился наличием уникальной системы передвижения – лыж. Такой необычный выбор был сделан из-за слабо изученной поверхности Марса.
Первая полностью успешная марсоходная миссия состоялась только в 1997 году. Это была часть американской программы «Марс Патфайндер». Целью программы стала доставка и спуск марсохода «Соджорнер» на поверхность красной планеты. Посадка вышла не слишком мягкой – после сильного столкновения с поверхностью, марсоход несколько раз отскакивал от нее, прежде чем остановиться. Несмотря на все опасения, аппарат не получил серьезных повреждений и был полностью готов к работе. Однако появилась проблема со связью Патфайндера с космической сетью NASA. Но и тут все обошлось – связь была налажена уже через сутки, и марсоход приступил к выполнению своих целей.
Соджорнер должен был выполнить следующие задачи:
Провести анализ пород
Сделать фотоснимки по указанным координатам
Исследовать состав атмосферы
Компьютер аппарата работал без операционной системы и имел весьма скромные характеристики:
Процессор Intel 80C85
Оперативная память 512 кБайт
Перезаписываемая память 186 кБайт
Этого хватало для выполнения всех поставленных задач. Связь с Землей марсоходу обеспечивала антенна, транслирующая сигнал к орбитальной станцией, имевший прямую связь с научным центром NASA.
Энергию для работы марсоход черпал из солнечных батарей, установленных на его поверхности. Вместительность батарей позволяла ему работать в течение нескольких часов даже ночью.
Марсоход Соджорнер имел 3 камеры. Две из них использовались для создания широких панорамных снимков. Всего аппарат сделал более 500 фотографий поверхности.
Анализ почвы проведенный Соджорнером показал, что Марс содержит химический состав близкий к земному. Исследование камней подтвердило теорию ученых о высокой вулканической активности в далеком прошлом.
Миссия Соджорнера была рассчитана на 7 дней, с возможным продлением до 30 в случае успеха. Однако марсоход превзошел все ожидания, оставаясь в рабочем состоянии 83 дня. До выхода из строя Соджорнера, расстояние, пройденное марсоходом составило 100 метров.
Любопытный факт – на программу Mars Pathfinder были выделены сравнительно невысокие средства, но она стала успешной. При этом ранние и более высокобюджетные проекты потерпели сокрушительный провал.
После успеха Патфайндера, НАСА принялись за подготовку новой и более масштабной миссии на Марсе. Новая космическая программа получила название MER, что расшифровывается как Mars Exploration Rover. 2 новых марсохода получили названия «Спирит» и «Оппортьюнити». В январе 2004 года оба марсохода были успешно доставлены на планету. Это стало первым случаем, когда удалось мягко приземлить планетоходы. Мягкая посадка была обеспечена новыми инженерными решениями:
Увеличенный парашют
Подушки безопасности из прочного синтетического материала
Вспомогательные ракетные двигатели для замедления скорости приземления
Аппараты были доставлены в разные районы Марса. Их главной задачей стало изучение осадочных пород в кратерах. Марсоходы должны были проводить анализ и классификацию минералов. На основании полученных результатов, ученые смогли оценить вероятность существования жизни на Марсе, которая оказалась неоднозначной. Каналы на поверхности планеты указывают на наличие в них воды в прошлом, а анализ почвы имеет близкий химический состав к земному. Химический анализ одного из камней стал первым полноценным доказательством существования воды на Марсе. Отталкиваясь от этих открытий, самой популярной гипотезой стала теория о существовании жизни на Марсе миллионы лет назад, которая была уничтожена в результате высокой тектонической активности на планете.
Аппараты полностью идентичные по конструкции друг с другом.
Как и Солджорнер, питание марсоходам обеспечивают солнечные батареи. В этот раз их конструкция была усовершенствована и выполнена в ячеистом стиле. Такой подход повышает отказоустойчивость системы. Если из строя выйдет одна или несколько ячеек, то остальные будут продолжать свою работу. Емкость самих батарей была также увеличена. Теперь марсоходы могли выполнять продолжительную работу в пасмурную погоду и ночью.
Камеры марсоходов программы MER способны делать самые качественные снимки Марса. По качеству их не превзошел даже более поздний аппарат Curiosity. Камеры способны делать стереоснимки с углом зрения в 360 градусов. Эта особенность позволила марсоходам автоматически создавать карты поверхности планеты.
Еще одной инновацией стали камеры избегания опасности, получившие название Hazcam. Компьютер с их помощью может автоматически избегать потенциально опасных зон на планете.
Предполагаемая продолжительность работы обоих аппаратов составляла 90 суток. Но марсоходы превысили все ожидания в десятки раз. «Spirit» проработал 6 лет. В 2009 году он застрял в песчаной дюне и через год уже не смог выходить на связь. Его близнец марсоход «Opportunity» вовсе побил все рекорды. В 2007 году попав в пылевой шторм, он потерял связь с Землей. Но «Оппортьюнити» вышел на связь уже через сутки. По состоянию на 2018 он все еще продолжает функционировать.
В 2011 году NASA осуществили запуск марсохода Curiosity. Спустя девять месяцев аппарат совершил успешную посадку на поверхность красной планеты.
Перед марсоходом Кьюриосити стоял ряд задач:
Подробное исследование климата Марса
Детальный анализ поверхности
Поиск следов возможного существования жизни на планете в прошлом
Выполнение подготовки высадки человека на Марс
Curiosity оборудован двумя компьютерами с одинаковыми характеристиками:
256 кБ ПЗУ
256 МБ DRAM
2 ГБ перезаписываемой памяти
Процессор RAD750
Операционная система VxWorks
Особенность установленного процессора – высокая устойчивость к радиации.
Установка двух компьютеров обусловлена возможным выходом из строя одного из них.
Компьютер автоматически следит за состоянием марсохода. Например, регулирует температуру аппарата, в зависимости от времени суток. Ночью температура Марса значительно падает и Curiosity включает самообогревание. Также, компьютер регулярно отправляет на Землю отчет о своем техническом состоянии. Более сложные функции, вроде взятия проб марсианских почв или фотографирования поверхности, задают операторы NASA.
Марсоход Curiosity оснащен большим количеством камер. Каждая камера предназначена для проведения разных исследований.
MastCam. Оптическая система состоит из двух камер. Из возможностей – съемка фотографий в разрешении 1600 х 1200 и съемка видео с разрешением 720р. Все красивые пейзажи Марса сделаны именно с нее.
MAHLI. Эта система расположена на так называемой руке-роботе Курьесити. Используется для получения микроскопических фотографий грунта.
MARDI. Эта камера снимала поверхность Марса во время спуска аппарата на поверхность. В дальнейшем не использовалась.
ChemCam. Инфракрасная камера. С помощью излучаемого лазера анализирует свет, исходящий с горных пород.
APXS. Система, создающая рентгеновские снимки. Они необходимы для более детального исследования состава пород.
Уже через месяц после посадки на Марс, марсоход Кьюриосити сделал значительное открытие. Были найдены следы древнего ручья. Анализ дна показал, что вода в нем текла примерно со скоростью 1 метр в час. Давно существовали гипотезы о наличии запасов льда под поверхностью Марса. Но открытие Curiosity окончательно доказывает, что раньше здесь была и жидкая вода на поверхности.
Кроме множества камер, марсоход Curiosity оснащен буром. После бурения поверхности планеты, частицы почвы попадают в специальный ковш, где подвергаются анализу. Подробное исследование образцов почвы позволило начать активную подготовку к отправке человека на Марс. Необходимость такого исследования заключается в замере радиации и возможном нахождении вредных испарений.
Советский Союз принимал несколько попыток запуска своего марсохода на красную планету в начале семидесятых. В 1970 году были разработаны два проекта под кодовыми названиями «Марс-4НМ» и «Марс-5НМ». Это были тяжелые советские марсоходы, которые должны были быть доставлены на Марс ракетой H-1. Проекты были закрыты, так как ракета не прошла тестовые запуски. Всего было произведено 4 пуска, каждый из которых закончился пожаром и разрушением обшивки.
В 1998 NASA начали очередную разработку программы по исследованию Марса под названием «Mars Surveyor 98». В 1999 году состоялся запуск межпланетной станции и марсохода «Mars Climate Orbiter». Оба аппарата развалились войдя в атмосферу красной планеты. В неудаче проекта винят слабое финансирование и маленькие сроки.
Еще одной неудачей в исследовании Марса стал российский проект «Фобос-Грунт». Аппарат должен был собрать образцы грунта с Марса и его спутника Фобоса. Запуск состоялся в ноябре 2011 года. Из-за неполадок в двигательной системе, аппарату не хватило мощности покинуть земную орбиту, где он и остался. Через несколько месяцев «Фобос-Грунт» сгорел в плотных слоях атмосферы.
В мае 2018 года к Марсу был запущен новый аппарат – InSight. Он стал частью программы Discovery. Цель миссии – изучение внутреннего строения Марса. За разработку программы отвечали те же люди, которые подготавливали операции Спирита, Оппортьюнити и Кьюриосити. В ноябре аппарат удачно сел на планируемое место посадки и приступил к выполнению задач.
Летом 2020 года Роскосмос планирует запуск аппарата «Экзомарс». Ракетный модуль должен доставить новый марсоход к 2021 году. Цель проекта – поиск следов существования жизни на Марсе.
В 2020 году НАСА планируют запустить очередной планетоход на Марс. Проект носит название «Марс-2020» и включает несколько революционных решений. К марсоходу будет прикреплен небольшой дрон, который сможет передвигаться по воздуху и получать доступ в места недоступные марсоходу. Также на устройство будут установлены микрофоны, что позволит впервые записать звук на Марсе.
Это чтобы было понятно, что мы зря на погоду жалуемся. Слева Марс ещё в сравнительно спокойном состоянии, а справа - ветерок метров до ста в секунду. На таких скоростях по поверхности носятся тучи пыли и песка, частицы размером примерно в полтора миллиметра. Марсианское лето.
Вот, к примеру, смерч, заснятый ровером Spirit в 2005-м. Такие называют пылевыми дьяволами. Если налетит - во-первых, ничего не видно, во-вторых, от такого трения корпус марсохода заискрит. А в-третьих, вихрь может просто снести всю исследовательскую миссию.
С прогнозами погоды, как известно, у нас, землян, всегда было не очень. Пожалуйста: , что к концу ноября Московский регион накроет снегом. Что уж говорить о марсианской метеорологии 1970-х годов.
В свете всего этого представьте себе, что на дворе 1971 год и к Красной планете летит сразу две межпланетные станции - и у каждой при себе спускаемый аппарат. Это были советские "Марс-2" и "Марс-3". "Марс-1" тоже был, ещё в 1960-е, но тогда не было задачи высадить аппарат, надо было лишь пролететь мимо планеты. Так вот, в мае 1971-го с интервалом в десять дней одну за другой запустили две разработки НПО имени Семёна Алексеевича Лавочкина. Обе многотонные, а точнее, четыре тонны 625 килограммов каждая. Кстати говоря, до них такие тяжёлые штуки к Марсу ещё не летали.
Проходит пять месяцев, полёт нормальный, траекторию по плану скорректировали, остаются какие-то четыре-пять недель до прибытия на Марс - и вдруг учёные узнают, что там начинается пылевая буря. Она разыгралась в области Noachis Terra (Земля Ноя по-латыни), а через неделю охватила всю южную полярную шапку. Вот смотрите: справа внизу, собственно, Noachis Terra, то есть эпицентр стихии, а выше и левее - Xanthe Terra, Земля Ксанфа. Там 27 ноября пытается приземлиться "Марс-2". Происходит неполадка, аппарат снижается под слишком большим углом - и тормоза просто не могут с этим справиться. Марсоход разбивается. Он стал первым, в принципе оказавшимся на Марсе.
А теперь смотрим налево. Там написано Terra Sirenum, Земля сирен. Тоже, знаете ли, не самое безопасное расстояние от охваченного штормом "Ноева ковчега". Там находится кратер Птолемей - место приземления аппарата "Марс-3" 2 декабря. На этот раз система не подвела: и радиодатчик определения высоты, и тормозной двигатель, и парашют сработали. Удалось совершить мягкую посадку, за полторы минуты развернуть нужную аппаратуру и даже начать трансляцию. Но она, к сожалению, продлилась всего 14,5 секунды и больше не возобновилась. Вот что он успел передать.
На первый взгляд, помехи, в которых ничего не разберёшь. Но эксперты понимают, что это была попытка прислать на Землю примерно следующую картинку. Это пейзаж Луны, если что - изображение с аппарата "Луна-9". Просто для наглядного примера.
Ну что ж, самое время окинуть взглядом пройденный с тех пор путь, то есть карту Марса с отмеченными на ней местами посадки роверов. Отрадно, что про советский аппарат не забыли. Только, кажется, локацию "Марса-2" неправильно указали, Земля Ксанфа не там.
Фото © NASA
И, конечно, нельзя не упомянуть, что до недавнего времени ни в одном космическом агентстве не могли точно сказать, где именно покоится "Марс-3". Но нашёлся искренний поклонник космонавтики по имени Виталий Егоров, который целыми днями рассматривал максимально увеличенные изображения с марсианских карт, а заодно и "трудоустроил" своих подписчиков в соцсетях. В итоге они выбрали самые похожие объекты, связались с учёными и даже добились того, чтобы орбитальный аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter ещё раз поснимал нужную область поверхности. И в итоге сказали: мол, да, действительно, похоже на "Марс-3".
А скоро - как обещают, летом 2020 года - на картах Марса появится ещё одна точка: место посадки аппарата "
Марсоход Curiosity - это самый крайний аппарат на сегодняшний день, из когда либо запущенных нашей цивилизацией на Марс.
Но ведь были и более ранние модели, некоторые из них по сегодняшний день исследуют просторы красной планеты!
История знакомства человечества с Марсом, при помощи рукотворных аппаратов, началась в 1960-е годы. Первые аппараты, запускаемые к Марсу, двумя сверхдержавами - США и СССР, были далеки от совершенства, как и опыт специалистов создававших их. По этой причине, первым удачным аппаратом примарсившимся на поверхность планеты - является «Викинг-1 ». Состоявший из искусственного спутника и «примарсившегося аппарата».
Цивилизация ещё только в начале пути изучения объектов вселенной. Всё ещё мало изучены даже планеты солнечной системы, не говоря о более удалённых. Но зато удалось достигнуть очень и очень много по сравнению с теми знаниями о космосе, которые были всего каких-нибудь 50-100 лет назад.
Марсоходы.
Викинг1 - был запущен НАСА 20 августа 1975 года. А 20 июля 1976 года, аппарат успешно примарсился на красной планете и передал на Землю первые снимки его поверхности.
Как можно видеть аппарат частично заснял и самого себя.
А вот и панорама Марса сделанная тем же Викингом1.
Искусственный спутник Викинга1 прослужил до 7 августа 1980 года. А приземлившийся на поверхность аппарат проработал до 11 ноября 1982 года. Когда вследствие ошибки оператора, делающего перезагрузку системы, аппарат перестал отвечать на сигналы с Земли. С тех пор, как видно он остаётся на поверхности планеты. Хорошо что по крайней мере у аппарата есть неплохая компания из других марсоходов, действующих, или же нет.
Например: двух советских спускаемых аппаратов: Марс 2 и Марс 3.
Первый из которых повредился при примарсении (27 ноября 1971 года). А второй совершил удачную посадку, но утратил сигнал через 14 секунд после этого события (2 декабря 1971 года).
Советский проект, по мимо этих двух аппаратов, содержал ещё и искусственный спутник - Марс.
Кроме того, едва не забыли упомянуть про Викинг2! Этот аппарат совершил примарсение на планету, почти в то же время что и Викинг1. Только в на другой стороне планеты. Будем надеется что они могут общаться друг с другом.
Если же, из за довольно приличного удаления друг от друга, неподвижным аппаратам это делать затруднительно, то функции посыльного между ними мог вы исполнять американский марсоход Соджёрнер
.
Он приземлился на красную планету 4 июля 1997 года и уже 27 сентября, того же года потерял связь с Землёй. Всё дело было в том что: марсоход общался посредством дополнительного модуля и в результате выходя из строя которого - совершенно исправный и абсолютна новый аппарат не смог передавать и получать команды с Земли…
Следующий за ним Марсоход Спирит - совершил успешную посадку 4 января 2004 года. Этот Марсоход проработал эффективно и долго. Гораздо дольше чем это было запланировано первоначально. Из-за постоянной, естественной очистки его солнечных батарей марсианским ветром. Но в марте 2009 года - он наглухо забуксовал в песчаной долине, а 22 марта 2010 года произошёл последний сеанс связи с Землёй.
Почти в то же самое время что и Спирит, на Марсе примарсился другой аппарат, Марсоход Оппортьюнити
. Это произошло 25 января 2004 года. К слову название аппарату дала 9 летняя девочка Софи Коллиз, которая родилась в России и была удочерена американской семьёй.
Наверное у неё лёгкая рука, поскольку аппарат работает по сей день (5 марта 2014 года). Вот, только бы не сглазить…
Этот марсоход является единственным, полностью функционирующим собратом самого крайнего на сегодня марсохода - Куриосити.
Марсоход Curiosity соврешил посадку на Марс в августе 2012 года. И с этих пор продолжает бороздить просторы красной планеты совместно с Оппортьюнити.
Куриосити - оправдал затраты американских налогоплательщиков на себя, пожалуй более чем это сделали все прочие аппараты. Ему удалось узнать что: В древности на Марсе была вода, найти русла рек, обнаружить углеводород, выяснить что атмосфера планеты когда-то была почти идентична земной и в конце концов навести некоторых учёных на мысль о том что жизнь на нашу планету частично, или полностью могла прийти с Марса, который из-за своих малых размеров растерял всю атмосферу и магнитное поле, вследствие чего жизнь подобная земной, стала невозможна на нём. Если конечно она действительно, когда-то существовала. Этот вопрос пока остаётся открытым.
Сегодня, НАСА заинтересовано возможностью пилотируемого полёта на Марс, в довольно близком будущем. Но сделать это не так то просто, ведь современный, марсианский климат совершенно противопоказан землянам. Но несмотря на это, также разрабатывается проект постройки научных станций на Марсе! Возможно и то и другое события произойдут в первой половине XXI века.
Главной задачей разрабатываемого в настоящее время, абсолютна нового марсохода, под рабочим названием MSL-2020, может стать именно подготовка к этому событию. Страт MSL-2020 запланирован на 2020-й год.
А другой марсаход НАСА - Mars Sample Return Mission, может быть отправлен к красной планете в 2022-м году. В его основных задачах, значится по сути то же самое, что и для MSL-2020.
Итак, кто хотел бы отправиться в ближайшем будущем на Марс, чтобы весело и с пользой провести там свободное время?
Интересно что: В настоящий момент времени создаётся российский марсоход Марс-Астер
- запуск которого запланирован на 2018-й год. Интересно, сможет ли он превзойти в чём-либо американские аппараты? Время покажет.
