- Марс-1 и Марс-2: первые, но неудачные
- Современные миссии
- Первые успехи, миссия Viking
- Sojourner: первый ездок
- Будущие проекты
- Первая частная марсианская миссия
- Заверните с собой
- Пальма первенства
- Принцип работы ядерного двигателя
- Настойчивость и изобретательность
- Места посадок марсоходов на Марсе
- Первые неудачи NASA: Mars Surveyor 98
- Неудача «Бигля»
- Какие марсоходы были отправлены на поверхность планеты
- Неудачные миссии
- Завершенные миссии на поверхности.
- Текущие миссии на поверхности Марса
Марс-1 и Марс-2: первые, но неудачные
Первыми были Советы. В 1971 году на поверхность Красной планеты поднялись две автоматические межпланетные станции (АМС) «Марс-2» и «Марс-3». Каждый нес небольшой марсианский марсоход ProP-M, ящик на салазках, соединенный с фиксированным модулем с помощью 15-метрового кабеля: ProP должны были предоставить первые изображения поверхности далекой планеты, сделанные на месте.
Обоим не повезло: они приземлились посреди этой ужасной глобальной пыльной бури в ноябре и декабре 1971 года. Марс-2 разбился при посадке, Марс-3 остался неповрежденным и стал победой — первой успешной мягкой посадкой на поверхность Марса в истории. Станция также начала транслировать телесигнал на Землю, но через 14,5 секунд остановилась и больше не выходила на связь, что произошло, до сих пор неясно. Однако миссия не была полностью провалена: сначала ученые получили первое изображение марсианской поверхности, подобное этому:
А во-вторых, помимо спускаемого аппарата там была орбитальная станция, и она честно работала с декабря по август, передавая на Землю результаты измерений магнитного поля, состава атмосферы, фото- и ИК-радиометрии.
Советским марсоходам не удалось оставить след на Марсе. Казалось бы, необычно: если бы Реквизит ушел, то остался бы не склон, а горнолыжный спуск. В начале 1970-х годов совершенно не знали, как выглядит поверхность Марса, и советские инженеры предложили вариант с «лыжами» — на случай, если Марс будет снежными полями или бескрайними песками.
Современные миссии
На сегодняшний день на орбите Марса работают несколько орбитальных аппаратов, изучающих атмосферу и геологическое строение планеты.
Между ними:
- Марс Одиссей (США);
- Trace Gas Orbiter (Европейское космическое агентство, совместно с Россией);
- Mars Orbiter Mission (Индия);
- MAVEN-1 (США);
- ТОиР (США);
- Марс Экспресс (Европейское космическое агентство).
Летом 2020 года на Марс отправились одновременно несколько миссий из разных стран: США, Китая и Объединенных Арабских Эмиратов.
10 февраля 2021 года космический корабль Объединенных Арабских Эмиратов «Аль-Амаль», что в переводе означает «Надежда», вышел на орбиту Марса. Зонд будет изучать атмосферу, изменения погоды в течение дня и года в разных регионах планеты, метеорологию в нижних частях атмосферы, пыльные бури и попытается найти связь между нынешним и древним климатом Марса.
Через несколько часов после Аль-Амаль, 10 февраля, на орбиту вышла станция другой страны: Китай. Спускаемый аппарат межпланетной станции Tianwen-1 совершит посадку на Марс в период с мая по июнь 2021 года. Марсоход будет изучать планету одновременно в нескольких направлениях. Благодаря специальному устройству, способному проникать на глубину до 100 метров, вездеход будет изучать геологическое строение и химический состав почвы. Он также будет исследовать климат, электромагнитные и гравитационные поля Марса.
марсоход НАСА Perseverance совершил посадку на Марс 19 февраля. Он будет искать признаки жизни, изучать почву, изучать климатические условия и пытаться получить кислород. Вместе с марсоходом на «красную планету» прибыл беспилотный вертолет Ingenuity. Он проверит возможность запуска подобных устройств на Марс и, в случае успеха, изучит местность.
Другой марсоход Curiosity проводит исследования на Марсе с 2012 года. Он уже обнаружил серу, азот, водород, кислород, фосфор и углерод, определил приблизительный состав почвы в районе залива Йеллоунайф, в конце древней реки система или дно озера. В этом регионе устройство проанализировало состав найденного глинистого материала и обнаружило, что он является результатом реакции пресной воды и магматических материалов. Короче говоря, Curiosity показал, что на Марсе может быть жизнь.
Первые успехи, миссия Viking
Первой полностью успешной миссией на Марс стала пара орбитальная станция-спускаемый аппарат американской миссии «Викинг». Первый «Викинг» успешно приземлился и проработал более шести лет. Компания Viking пошла бы еще дальше, если бы не ошибка оператора при обновлении программы: в 1982 году устройство оставалось безмолвным. Второй Viking проработал четыре года, пока работали батареи. Викинги сделали и отправили на Землю первые фотографии Марса, в том числе панорамные и цветные.
Черно-белая панорама Марса со станции Viking II
Sojourner: первый ездок
С тех пор Марс не посещали до 1996 года, когда взлетела ракета Delta II с миссиями Mars Pathfinder: посадочный модуль, позже названный в честь Карла Сагана, и марсоход Sojourner.
Соджорнер проделал огромную работу: он был рассчитан на 7 зол (марсианских дней) и проработал более 80, прошел 100 метров по поверхности, отправил на Землю множество фотографий поверхности Марса и результатов спектрометрии.
Будущие проекты
НАСА планирует в будущем отправить на Марс новый марсоход. Под. Ожидается, что он будет называться Mars 2020, а за основу будет взята платформа Curiosity. Этот шаг позволит значительно сэкономить на разработке новых решений. Шасси и дизайн в целом будут доработаны с учетом новых данных о положении марсохода на красной планете.
Остальное оборудование будет другим, более современным и ориентированным на другой подход к работе. На этот раз основное внимание будет уделено визуальному наблюдению. Для этого на Марсе 2020 будут установлены 23 камеры, в том числе с функцией записи звука.
Также ожидается, что в 2020 году на Марс отправится китайский марсоход. У устройства пока нет названия. Цель полета — собрать информацию о земле и атмосфере.
Совместный проект Европейского космического агентства и Роскосмоса — ExoMars — предусматривает отправку марсохода на Красную планету в 2020 году. В 2016 году первая часть миссии прошла не по плану, когда спускаемый аппарат Schiaparelli потерпел крушение поверхность Марса.
Марсоходы — перспективное направление в изучении Красной планеты. Уровень технического оснащения таких машин с каждым разом становится все более совершенным, что позволяет делать удивительные открытия. Доказательством тому служат марсоходы Opportunity и Curiosity на Марсе. Возможно, марсоходы будущего смогут узнать, что они искали на Марсе много лет.
Первая частная марсианская миссия
В 2016 году на Международном космическом форуме в Мексике основатель SpaceX Илон Маск представил межпланетную транспортную систему, в которой люди могут путешествовать на Марс.
Система состоит из восстанавливаемой ракеты-носителя, самого космического корабля и резервуара снабжения на околоземной орбите. После запуска многоразовой ракеты с космическим кораблем с людьми и товарами на орбите, ракета вернется на Землю за топливом, которое затем будет возвращено на корабль. Эта процедура будет повторяться несколько раз, пока на корабле не будет достаточно топлива.
По словам Маска, для колонизации нужен 1 миллион добровольцев. Изначально предполагалось, что ракета доставит необходимое количество людей на Марс за несколько десятилетий. Но в 2020 году планы изменились: теперь Маск планирует построить 1000 ракет. По замыслу предпринимателя, они займутся доставкой колонизаторов и груза.
Одна ракета может разместить 100 человек и 100 тонн груза. Маск планирует реализовать план по заселению Марса к 2050 году. Волонтеры, по словам главы SpaceX, должны быть готовы к смерти, поскольку эта миссия чрезвычайно опасна.
Стоимость отправки человека составляет 10 миллиардов долларов, Маск понимает, что это очень дорого, поэтому стоимость билета составит 200 тысяч долларов, а в феврале 2021 года SpaceX привлекла 850 миллионов долларов благодаря долевому финансированию. Месяцем ранее, ненадолго став самым богатым человеком на планете, бизнесмен заявил, что продает всю свою недвижимость, чтобы получить больше денег для проекта.
Планируется запускать ракеты Starship, двигатель которых успешно прошел испытания в июле 2019 года. Впоследствии начались испытания самого аппарата. Все попытки были безуспешными. Ракеты взорвались или разбились. Последующие испытания прошли 4 марта 2021 года. Аппарат смог подняться на высоту 10 км и вернуться на посадочную площадку. Через несколько минут он взорвался.
Заверните с собой
Еще одна задача миссии, о которой нельзя не упомянуть, — подготовка образцов почвы для отправки на Землю.
Ученые-планетологи мечтают о марсианской почве. В конце концов, ни один марсоход не может содержать столько инструментов, сколько существует в лабораториях Земли. И этот арсенал постоянно растет. Достаточно сказать, что специалисты все еще изучают лунный грунт, принесенный Аполлоном.
Однако Марс — это не Луна. Его гравитация всего в 2,7 раза слабее земной. Начать с маленькой, но реальной планеты без огромной ракеты-носителя, а затем доставить груз на Землю — задача не из легких. Для ее решения американские и европейские космические агентства запланировали три миссии, и Mars 2020 — только первая из них.
Роль настойчивости в этой эпопее весьма скромна. Он просверлит небольшие отверстия, извлечет из них тонкие каменные стержни (стержни) и упакует их в специальные емкости. Они будут лежать на поверхности Марса, пока не придут за ними (к счастью, на спокойной и скучной планете контейнеры можно только слегка припудрить пылью).
Миссия по отбору образцов с Марса начнется в 2026 году. Она называется Sample Retrieval Lander. Прибывший с ней марсоход заберет контейнеры, оставленные ему Настойчивостью. Их загрузят в взлетный модуль, и он выйдет на орбиту (кстати, это будет первый взлет с Марса). В общем, на это одного топлива хватит.
Что ж, в космосе драгоценный груз будет собирать другое устройство: орбитальный аппарат возврата на Землю, то есть «орбитальный модуль для возвращения на Землю». Образцы будут загружены на борт, а зонд будет отправлен домой. В 2031 году марсианский грунт должен наконец оказаться в лабораториях Земли.
Пальма первенства
Напомним, что США по-прежнему остаются единственной страной, аппараты которой успешно работают на поверхности Марса. Советские и европейские зонды разбились при посадке или вскоре вышли из строя.
Однако американская сверхдержава уже топчет азиатскую. 10 февраля 2021 года первый в Китае марсианский зонд Tianwen-1 вышел на орбиту Красной планеты. Взять на борт марсоход, который, как ожидается, приземлится в мае 2021 года. А за день до «Тианвен-1» первая арабская межпланетная станция «Аль-Амаль» вышла на орбиту Марса. Правда, посадочного модуля у него нет, но в клубе марсианских сил так или иначе есть еще один участник.
Принцип работы ядерного двигателя
Название ракеты «Васимр» связано с аббревиатурой, которую можно перевести как «Электромагнитный ускоритель с изменяемым удельным импульсом». Короче говоря, используемый в нем двигатель использует ядерные реакторы для нагрева плазмы (получаемой из газа под воздействием радиоволновых антенн) до двух миллионов градусов. Затем реактивный самолет выходит из задней части двигателя, разгоняя ракету со скоростью до 197 950 километров в час (54 километра в секунду).
Настойчивость и изобретательность
Но у вертолета Ingenuity нет инструментов для исследования Марса. Задача этого 1,8-килограммового дрона другая: научиться летать в атмосфере планеты. До него единственными самолетами, покорившими внеземное небо, были воздушные шары над Венерой.
Кстати, пролететь над Марсом будет совсем непросто. Плотность атмосферы прямо на поверхности примерно такая же, как на высоте 30 километров над Землей. Между тем наземные вертолеты никогда не превышали 12 и более километров.
Поэтому при небольшом весе дрон может похвастаться пропеллером с раскрытием лопастей 1,2 метра. И будет вращаться с немыслимой для наземных машин скоростью 3000 оборотов в минуту.
Если изобретательность окажется успешной, следующие марсианские зонды принесут с собой вертолеты, оснащенные научными приборами. Легкие и быстрые миссии воздушной разведки отлично дополняют тяжелые и медленные вездеходы.
Места посадок марсоходов на Марсе
Марсоход Curiosity приземлился в кратере Гейла. Место выбрано не случайно. В этом кратере марсоход сможет подробно изучить геологическую историю Марса, ведь здесь хорошо видны слои марсианского грунта. Еще одна цель Curiosity — изучить гору Шарп и влияние воды на склоны этой горы.
Марсоход Opportunity совершил посадку в кратере Игл на плато Меридиан. Согласно исследованиям, это плато в древности было дном марсианского океана.
Марсианский марсоход Spirit совершил посадку и изучил кратер Гусева. По мнению ученых, этот кратер когда-то был озером, поэтому к нему доставили космический корабль. Ученые надеялись исследовать глубокие слои почвы в ударных кратерах. Но надежды не оправдались.
Последней из космических станций, доставленных на Марс, является спускаемый аппарат Скиапарелли. Это результат работы европейских и российских ученых, запущенной в 2016 году с космодрома Байконур. Основной целью запуска была отработка методов входа в атмосферу и приземления на поверхность Марса. К сожалению, устройство упало на поверхность планеты из-за неисправности оборудования.
Первые неудачи NASA: Mars Surveyor 98
На эту программу возлагались большие надежды: два АМС: Mars Climate Orbiter для изучения Марса с орбиты и Mars Polar Lander. Впоследствии было решено, что отказ обоих устройств произошел не из-за атмосферных возмущений или ошибок оператора, а из-за отсутствия денег и спешки. Зонды Deep Space 2 пролетели над спускаемым аппаратом на Марс, который должен был набрать скорость, выйти на поверхность планеты и передать на Землю данные о составе почвы.
Неудача «Бигля»
В 2003 году устройство было отправлено на Марс британцами: спускаемый аппарат Beagle 2, названный в память о корабле Чарльза Дарвина, должен был искать следы жизни на Марсе. Миссия закончилась неудачей, при посадке была потеряна связь с аппаратом. Только в 2015 году «Бигль» был обнаружен на фотографиях и выяснена причина аварии: на устройстве не открылись солнечные батареи.
Какие марсоходы были отправлены на поверхность планеты
На поверхность Марса отправлено множество станций и марсоходов. Не все из них успешно приземлились и заработали. Первыми удачными исследовательскими модулями стали космические корабли «Викинг-1» и «Викинг-2». Первый марсоход, способный перемещаться по поверхности Марса, — это Соджорнер. Затем были Дух, Возможности и Любопытство.
Неудачные миссии
Неудачи с отправкой марсоходов преследовали, как и СССР, США и даже Британию. Первые марсоходы отправились на Марс с территории СССР. Это были «Марс-1» и «Марс-2». Если «Марс-2» мог работать чуть более 14 секунд, то «Марс-1» разбился при приземлении.
Первый USA — Mars Surveyor 98. Несколько станций были собраны за одну миссию, но все разбились из-за аварии.
В 2003 году вышел из строя запущенный в Великобритании аппарат «Бигль». Судя по фотографиям, сделанным с орбиты, его солнечные батареи не открылись.
Завершенные миссии на поверхности.
Помимо орбитальных станций и зондов, на Марс были отправлены устройства для работы на поверхности планеты:
Mars Pathfinder — это аппарат, который поднял на поверхность первый марсоход Sojourner. Этот прибор изучал химический состав почвы, атмосферу и метеорологические характеристики Марса. Он был оснащен камерой и передавал панорамные изображения поверхности.
Spirit (WED-A) — марсоход на Марсе. Почва и атмосфера изучены. Фотографии Spirit предполагают наличие пресной воды на Марсе в древние времена.
Феникс — это станция, предназначенная для изучения геологии Марса, а также поиска признаков существования жизни.
Текущие миссии на поверхности Марса
На поверхности Марса устройства все еще работают, предоставляя ценную информацию о Красной планете на Земле. Один из них — марсоход Opportunity, запущенный НАСА в 2004 году. Основное назначение аппарата — изучение осадочных пород в местах, где, по мнению ученых, когда-то было море или озеро. В процессе Opportunity пришлось искать и классифицировать горные породы и минералы, регистрировать их распределение и состав. Марсоход также провел химический анализ почвы. Это было сделано для поиска элементов, которые могли образоваться с участием воды.
Первоначально Opportunity был рассчитан на 90 марсианских дней эксплуатации. Но некоторые из них успешно работают 13 лет с момента посадки. За это время на Землю было передано огромное количество информации, а сам марсоход преодолел более 45 километров по поверхности Марса.
На сегодняшний день связь с марсоходом потеряна. Причина тому — самая мощная пыльная буря на планете. Ученые ждут окончания шторма и надеются, что марсоход возобновит работу и продолжит миссию.
Марсоход Curiosity — второй и четвертый успешный марсоход. Это последний на сегодняшний день. Это самый современный и самый большой космический корабль, когда-либо отправленный на Марс. Его масса на Земле составляет 900 кг. Такой вес является следствием наличия на борту огромного количества различного исследовательского оборудования. Фактически, Curiosity имеет целую химическую лабораторию.
Этот марсианский марсоход успешно приземлился на поверхность Марса 6 августа 2012 года. Мягкая посадка была достигнута с помощью новой техники под названием «небесный кран». Этот метод значительно сложнее, чем использование подушек безопасности, как в предыдущих миссиях. Но с другой стороны, посадочная скорость была настолько низкой, что удар поглощал шасси марсохода, не имевшее дополнительных средств амортизации.
Основная цель космической миссии Curiosity — сбор информации о климате и геологии Марса. Ищите признаки, указывающие на благоприятные условия жизни на Марсе в прошлом, и подготовьтесь к высадке человека.
Одно из самых важных открытий на Марсе, сделанных с помощью Curiosity, — это открытие на Марсе гальки, образованной потоками в жидком состоянии. Во время проведения исследований марсоход Curiosity обнаружил под слоем почвы водяной лед.