Kaip buvo užkariauta Raudonoji planeta ir ką mums pavyko apie ją sužinoti. Eismas Marso taku didėja

Marsas žavėjo žmones nuo tada, kai pirmą kartą pamatėme jį kaip objektą danguje, kuris iš pradžių mums atrodė kaip žvaigždė, ir gražią žvaigždę, nes ji raudona. 1 amžiuje teleskopai pirmą kartą priartino mūsų žvilgsnį prie jo paviršiaus, kupino intriguojančių raštų ir reljefo formų (XNUMX). Iš pradžių mokslininkai tai siejo su karšta Marso civilizacija...

1. Marso paviršiaus žemėlapis XIX a.

Dabar žinome, kad Marse nėra kanalų ar jokių dirbtinių struktūrų. Tačiau neseniai buvo pasiūlyta, kad prieš 3,5 milijardo metų ši dabar sausa, toksiška planeta galėjo būti tokia pat tinkama gyventi kaip Žemė (2).

Kovas tai ketvirta planeta nuo Saulės, iškart po Žemės. Tai tik šiek tiek daugiau nei pusė Žemėso jo tankis – tik 38 proc. antžeminis. Visiškai apsisukti aplink Saulę reikia daugiau laiko nei Žemei, tačiau ji sukasi aplink savo ašį maždaug tokiu pat greičiu. Štai kodėl Metai Marse yra 687 Žemės dienos.o para Marse yra tik 40 minučių ilgesnė nei Žemėje.

Nepaisant mažesnio dydžio, planetos sausumos plotas yra maždaug lygus Žemės žemynų plotui, o tai reiškia, bent jau teoriškai. Deja, planetą šiuo metu supa plona atmosfera, sudaryta daugiausia iš anglies dioksido, ir mažai tikėtina, kad ji palaikys gyvybę žemėje.

Metanas taip pat periodiškai atsiranda šio išdžiūvusio pasaulio atmosferoje, o dirvožemyje yra cheminių medžiagų, kurios yra toksiškos mūsų pažįstamam gyvybei. nors marse yra vandens, jis yra įstrigęs planetos poliariniuose ledynuose ir paslėptas, galbūt dideliais kiekiais, po Marso paviršiumi.

2. Hipotetinis Marso pasirodymas prieš milijardus metų

Šiandien, kol mokslininkai tiria marso paviršius (3), jie mato struktūras, kurios neabejotinai yra ilgai tekančių skysčių darbas – besišakojantys upeliai, upių slėniai, baseinai ir deltos. Stebėjimai rodo, kad planeta kažkada tokį galėjo turėti didžiulis vandenynas, dengiantis jo šiaurinį pusrutulį.

Kitur meškų peizažas senovinių liūčių pėdsakai, rezervuarai, upės, kertančios upių vagas ant žemės. Tikriausiai planetą gaubė ir tanki atmosfera, kuri leido vandeniui išlikti skystoje būsenoje esant Marso temperatūrai ir slėgiui. Kadaise praeityje planeta dabar turėjo dramatiškai keistis, o pasaulis, kuris kažkada buvo panašus į Žemę, tapo išdžiūvusia dykyne, kurią tyrinėjame šiandien. Mokslininkai domisi, kas atsitiko? Kur dingo šie upeliai ir kas nutiko Marso atmosferai?

Dabar. Galbūt per ateinančius kelerius metus tai pasikeis. NASA tikisi, kad pirmieji žmonės Marse nusileis 30-aisiais. Apie tokį tvarkaraštį kalbame apie dešimt metų. Kinai spėlioja apie panašius planus, tik ne taip konkrečiai. Prieš imdamiesi šių ambicingų programų, pabandykime apžvelgti pusę amžiaus trukusius Marso tyrinėjimus.

Daugiau nei pusė misijos nepavyko

Erdvėlaivio siuntimas į Marsą sunku, o nusileisti šioje planetoje dar sunkiau. Dėl išretėjusios Marso atmosferos patekti į paviršių yra didžiulis iššūkis. Apie 60 proc. Bandymai nusileisti per planetų tyrinėjimų istorijos dešimtmečius buvo nesėkmingi.

Iki šiol Marsą sėkmingai pasiekė šešios kosmoso agentūros – NASA, Rusijos „Roscosmos“ ir sovietų pirmtakai, Europos kosmoso agentūra (ESA), Indijos kosmoso tyrimų organizacija (ISRO), Kinijos agentūra, kuri ne tik priglobė orbitą, bet ir sėkmingai nusileido ir paleido marsaeigį, tyrinėdamas Zhurong navos paviršių ir, galiausiai, Jungtinių Arabų Emyratų kosmoso agentūrą su zondu „Amal“ („Viltis“).

Nuo septintojo dešimtmečio į Marsą buvo išsiųsta dešimtys erdvėlaivių. Pirmas skaičius zondas Marse bombardavo SSRS. Misija apėmė pirmuosius tyčinius leidimus ir sunkų (smūginį) nusileidimą (Marsas, 1962).

Pirmasis sėkmingas kruizas aplink Marsą įvyko 1965 m. liepos mėn. naudojant NASA zondą Mariner 4. 2 metų kovo mėn i Kovo 3 tačiau 1971 m. pirmasis su roveriu sudužo ir susisiekė su Kovo 3 jis nulūžo vos pasiekęs paviršių.

1975 m. NASA paleisti Viking zondai susideda iš dvi orbitos, kiekvienas su nusileidimo aparatu, kuris sėkmingai atliko švelnų nusileidimą 1976 m. Jie taip pat atliko biologinius eksperimentus Marso dirvožemyje, ieškodami gyvybės ženklų, tačiau rezultatai buvo neįtikinami.

NASA tęsė Mariner programa su kita Mariner 6 ir 7 zondų pora. Jie buvo patalpinti kitame pakrovimo lange ir pasiekė planetą 1969 m. Per kitą pakrovimo langą Mariner vėl prarado vieną iš savo zondų porų.

Jūrininkas 9 sėkmingai įskrido į orbitą aplink Marsą kaip pirmasis erdvėlaivis istorijoje. Be kita ko, jis atrado, kad visoje planetoje siaučia dulkių audra. Jo nuotraukos buvo pirmosios, kurios pateikė išsamesnių įrodymų, kad skystas vanduo kadaise galėjo egzistuoti planetos paviršiuje. Remiantis šiais tyrimais taip pat buvo nustatyta, kad vietovė pavadinta Nieko olimpinio yra aukščiausias kalnas (tiksliau vulkanas), dėl kurio jis buvo perkvalifikuotas į Olympus Mons.

Buvo daug daugiau nesėkmių. Pavyzdžiui, sovietiniai zondai „Phobos 1“ ir „Phobos 2“ buvo išsiųsti į Marsą 1988 m., kad tyrinėtų Marsą ir du jo palydovus, ypatingą dėmesį skiriant Fobosui. Fobas 1 nutrūko ryšys pakeliui į Marsą. Fobas 2nors jis sėkmingai nufotografavo Marsą ir Fobą, jis sudužo prieš dviem nusileidimams atsitrenkiant į Fobo paviršių.

Taip pat nesėkmingai JAV orbitinė Marso stebėjimo misija 1993 metais. Netrukus po to, 1997 m., kitas NASA stebėjimo zondas „Mars Global Surveyor“ pranešė apie patekimą į Marso orbitą. Ši misija buvo visiškai sėkminga, o iki 2001 m. buvo sudaryta visa planeta.

4. Natūralaus dydžio marsaeigių Sojourner, Spirit, Opportunity ir Curiosity rekonstrukcijos, dalyvaujant NASA inžinieriams.

1997 m. taip pat įvyko didelis proveržis – sėkmingas nusileidimas Areso slėnio regione ir paviršiaus tyrimas naudojant Lazika NASA svečias kaip „Mars Pathfinder“ misijos dalis. Be mokslinių tikslų, „Mars Pathfinder“ misija tai taip pat buvo įvairių sprendimų, tokių kaip oro pagalvių nusileidimo sistema ir automatinis kliūčių išvengimas, koncepcijos įrodymas, kurie vėliau buvo panaudoti vėlesnėse rover misijose (4). Tačiau prieš jiems atvykstant, 1998 ir 1999 m., netrukus po „Global Surveyor“ ir „Pathfinder“ sėkmės, kilo dar viena Marso nesėkmių banga.

Buvo gaila Japonijos Nozomi orbitinė misijataip pat NASA orbitos Marso klimato orbita, Marso poliarinis landeris i skverbtuvai Gilioji erdvė 2su įvairiais gedimais.

Europos kosmoso agentūros „Mars Express“ misija (ESA) Marsą pasiekė 2003 m. Laive buvo „Beagle 2“ nusileidimo aparatas, kuris buvo pamestas per bandymą nusileisti ir dingo 2004 m. vasarį. Biglis 2 2015 m. sausį atrado NASA „Mars Reconnaissance Orbiter“ (MRO) „HiRise“ kamera. Paaiškėjo, kad jis nusileido saugiai, bet jam nepavyko visiškai išskleisti saulės baterijų ir antenos. „Orbital Mars Express“. tačiau jis padarė svarbių atradimų. 2004 metais jis atrado metaną planetos atmosferoje ir pastebėjo jį po dvejų metų. poliarinės žvaigždės.

2004 m. sausį buvo pavadinti du NASA marsaeigiai Serbijos dvasia (MER-A) I Galimybė (MER-B) nusileido ant Marso paviršiaus. Abu gerokai viršijo apskaičiuotus Marso žemėlapius. Tarp reikšmingiausių šios programos mokslinių rezultatų buvo tvirti įrodymai, kad praeityje abiejose iškrovimo vietose egzistavo skystas vanduo. „Rover Spirit“ (MER-A) veikė iki 2010 m., kai nustojo siųsti duomenis, nes įstrigo kopoje ir negalėjo persiorientuoti, kad galėtų įkrauti akumuliatorių.

Tada Feniksas 2008 m. gegužę nusileido Marso Šiaurės ašigalyje ir buvo patvirtinta, kad turi vandens ledą. Po trejų metų Marso mokslo laboratorija buvo paleista marsaeigyje „Curiosity“, kuris Marso paviršių pasiekė 2012 m. rugpjūtį. Apie svarbiausius jo misijos mokslinius rezultatus rašome kitame šio MT numerio straipsnyje.

Kitas nesėkmingas Europos ESA ir Rusijos „Roscosmos“ bandymas nusileisti Marse Lendaunik Schiaparellikuris atsijungė nuo „ExoMars Trace Gas Orbiter“. Misija į Marsą atvyko 2016 m. Tačiau Schiaparelli, leisdamasis žemyn, per anksti atidarė parašiutą ir trenkėsi į paviršių. Tačiau jis pateikė pagrindinius duomenis nusileidimo parašiutu metu, todėl bandymas buvo laikomas iš dalies sėkmingu.

Po dvejų metų planetoje nusileido kitas zondas, šį kartą nejudantis. Įžvalgakurie atliko tyrimą, kad nustatė Marso šerdies skersmenį. „InSight“ matavimai rodo, kad Marso šerdies skersmuo yra nuo 1810 iki 1850 kilometrų. Tai yra beveik pusė Žemės šerdies skersmens, kuris yra maždaug 3483 km. Tačiau tuo pat metu daugiau, nei parodė kai kurie skaičiavimai, o tai reiškia, kad Marso branduolys yra retesnis, nei manyta anksčiau.

„InSight“ zondas nesėkmingai bandė patekti į Marso dirvožemį. Jau sausio mėnesį buvo atsisakyta naudoti lenkišką-vokišką „kurmią“, t.y. terminis zondas, kuris turėjo įlįsti giliai į žemę matuoti šiluminės energijos srautą. Kurmis patyrė daug trinties ir nepakankamai giliai nugrimzdo į žemę. Zondas taip pat klausosi seisminės bangos iš planetos vidaus. Deja, „InSight“ misijai gali neužtekti laiko daugiau atradimų. Dulkės kaupiasi ant įrenginio saulės baterijų, o tai reiškia, kad „InSight“ gauna mažiau energijos.

Pastaraisiais dešimtmečiais judėjimas planetos orbitoje taip pat sistemingai didėjo. Priklauso NASA Marso odisėja į Marso orbitą įskrido 2001 m. Jo misija yra naudoti spektrometrus ir vaizdo gavimo prietaisus, ieškant praeities ar esamų vandens ir ugnikalnio aktyvumo Marse įrodymų.

2006 metais NASA zondas atvyko į orbitą. „Mars Reconnaissance Orbiter“. (MRO), kuri turėjo atlikti dvejus metus trukusią mokslinę apklausą. Orbiteris pradėjo kartoti Marso kraštovaizdį ir orus, kad surastų tinkamas nusileidimo vietas būsimoms nusileidimo misijoms. Pirmąjį aktyvių lavinų vaizdą netoli planetos šiaurinio ašigalio MRO padarė 2008 m. Orbitinis orbiteris MAVEN į orbitą aplink Raudonąją planetą atvyko 2014 m. Misijos tikslai daugiausia yra nustatyti, kaip per šį laiką buvo prarasta planetos atmosfera ir vanduo. metų.

Maždaug tuo pačiu metu jo pirmasis Marso orbitinis zondas, Marso orbitos misija (MAMA), taip pat vadinamas Mangalyaan, Indijos kosmoso tyrimų organizacijos (ISRO) startas. Į orbitą jis išskrido 2014 metų rugsėjį. Indijos ISRO tapo ketvirtąja Marsą pasiekusia kosmoso agentūra po sovietinės kosmoso programos, NASA ir ESA.

5. Kinijos visureigis Zhuzhong

Dar viena Marso klubo šalis – Jungtiniai Arabų Emyratai. Jiems priklausantis orbitinis aparatas Amal įstojo 9 m. vasario 2021 d. Po dienos Kinijos zondas padarė tą patį. Tianwen-1, gabenęs 240 kg sveriantį Zhurong nusileidimo aparatą ir roverį (5), kuris sėkmingai nusileido minkštai 2021 m. gegužės mėn.

Kinijos paviršiaus tyrinėtojas prisijungė prie trijų JAV erdvėlaivių, šiuo metu aktyvių ir aktyvių planetos paviršiuje. Lazikovas Smalsumas i Nuolatumaskuris taip pat sėkmingai nusileido šį vasarį, ir Įžvalga. O jei skaičiuosi Išradingas skraidantis dronas išleista paskutinės JAV misijos, atskirai, tai yra žmonių mašinos, dirbančios Marso paviršiuje šiuo metu penkios.

Planetą taip pat tyrinėja aštuonios orbitos: „Mars Odyssey“, „Mars Express“, „Mars Reconnaissance Orbiter“, „Mars Orbiter Mission“, „MAVEN“, „ExoMars Trace Gas Orbiter“ (6), „Tianwen-1“ ir „Amal“. Iki šiol iš Marso nebuvo atsiųstas nei vienas mėginys, o nusileidimas prie Fobo (Phobos-Grunt) mėnulio pakilimo metu 2011 metais buvo nesėkmingas.

6 pav. Marso paviršiaus vaizdai iš Exo Mars orbiterio CaSSIS instrumento.

Visa ši Marso tyrimų „infrastruktūra“ ir toliau teikia naujų įdomių duomenų šia tema. Raudonoji planeta. Neseniai „ExoMars Trace Gas Orbiter“ Marso atmosferoje aptiko vandenilio chlorido. Rezultatai paskelbti žurnale Science Advances. „Clorui išleisti reikia garų, o vandenilio reikia kaip šalutinis vandens produktas, kad susidarytų vandenilio chloridas. Šiuose cheminiuose procesuose svarbiausias dalykas yra vanduo“, – aiškino jis. Kevinas Olsenas iš Oksfordo universiteto, pranešime spaudai. Mokslininkų teigimu, vandens garų egzistavimas patvirtina teoriją, kad Marsas laikui bėgant praranda didelius vandens kiekius.

Priklauso NASA „Mars Reconnaissance Orbiter“. jis taip pat neseniai pastebėjo kažką keisto Marso paviršiuje. Jis registruojasi turėdamas įlaipinimo kortelę. HiRise kamera gilią duobę (7), kuri atrodo kaip juoda tamsi dėmė, kurios skersmuo apie 180 metrų. Tolesni tyrimai pasirodė dar labiau stebinantys. Paaiškėjo, kad ertmės apačioje guli purus smėlis, kuris krenta viena kryptimi. Dabar mokslininkai bando nustatyti ar gilią duobę būtų galima sujungti su požeminių tunelių tinklu, kurį paliko greitai tekanti lava.

Mokslininkai jau seniai įtarė, kad užgesę ugnikalniai gali būti palikti dideli urviniai lavos vamzdeliai Marse. Šios sistemos gali pasirodyti labai perspektyvi vieta būsimam Marso bazių dislokavimui.

Kas Raudonosios planetos laukia ateityje?

Programos rėmuose exomars, ESA ir „Roscosmos“ planuoja 2022 m. nusiųsti marsaeigį „Rosalind Franklin“, kuris ieškos įrodymų apie mikroorganizmų egzistavimą Marse, praeityje ar dabar. Nusileidimas, kurį turėtų pristatyti roveris, vadinamas Kazachokas. Tas pats langas 2022 m Marso orbita EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Researchers) iš Kalifornijos universiteto Berklyje turi skristi su dviem erdvėlaiviais per vieną misiją, kurios tikslas struktūros tyrimas, kompozicija, nepastovumas i Marso magnetosferos dinamika Orazas išėjimo procesai.

Indijos agentūra ISRO planuoja tęsti savo misiją 2024 m. su misija, pavadinta Marso orbitos misija 2 (MOM-2). Gali būti, kad be orbiterio Indija taip pat norės nusiųsti marsaeigį nusileisti ir tyrinėti planetą.

Šiek tiek mažiau konkretūs kelionių pasiūlymai apima suomių ir rusų koncepciją kovo MetNetkuri apima daugelio mažų Marso meteorologinių stočių naudojimą siekiant sukurti platų stebėjimų tinklą planetos atmosferos struktūrai, fizikai ir meteorologijai tirti.

Marsas-Gruntas tai, savo ruožtu, yra rusiška misijos, kuria siekiama pristatyti į Žemę Marso dirvožemio pavyzdį. ESA-NASA komanda sukūrė trijų Marsų kilimo ir grįžimo architektūros koncepciją, kuri naudoja marsaeigį mažiems pavyzdžiams saugoti, Marso kopimo laiptelį, kad juos nusiųstų į orbitą, ir orbitinį ryšį su jais orbitu palaikyti. Marsą ir grąžinti juos į Žemę.

Saulės elektrinė pavara gali leisti grąžinti mėginius vieną kartą, o ne tris. Japonijos agentūra JAXA taip pat kuria misijos koncepciją, vadinamą MELOS rover. ieškoti biologinių parašų Marse egzistuojanti gyvybė.

Žinoma, yra ir daugiau pilotuojamų misijų projektai. JAV kosmoso tyrinėjimai buvo nustatyti kaip ilgalaikis tikslas kosmoso tyrimų vizijoje, kurią 2004 metais paskelbė tuometinis JAV prezidentas George'as W. Bushas.

28 m. rugsėjo 2007 d. NASA administratorius Michaelas D. Grifas pareiškė, kad NASA siekia nusiųsti žmogų į Marsą iki 2037 m. 2015 m. spalį NASA paskelbė oficialų Marso tyrinėjimo ir kolonizacijos planą. Jis vadinosi Kelionė į Marsą ir tuo metu buvo detalizuotas MT. Greičiausiai tai nebeaktualu, nes numatė Tarptautinę kosminę stotį Žemės orbitoje naudoti, o ne Mėnulį, o Mėnulio stotį kaip tarpinį etapą. Šiandien daugiau kalbama apie grįžimą į Mėnulį kaip būdą patekti į Marsą.

Jis taip pat pasirodė kelyje Elonas Muskas ir SpaceX su savo ambicingais ir kartais nerealiais laikomais įprastinių kolonizacijos misijų į Marsą planais. 2017 m. „SpaceX“ paskelbė apie planus iki 2022 m., po to – dar du nepilotuojami skrydžiai ir du pilotuojami skrydžiai 2024 m. Erdvėlaivis turi būti ne mažesnė kaip 100 tonų keliamoji galia. Keletas „Starship“ prototipų buvo sėkmingai išbandyti kaip „Starship“ kūrimo programos dalis, įskaitant vieną visiškai sėkmingą nusileidimą.

Marsas yra labiausiai ištirtas ir žinomas kosminis kūnas po Mėnulio arba jam lygus. Ambicingi planai iki kolonizacijos šiuo metu yra viena, gana miglota, perspektyva. Tačiau aišku, kad judėjimas pirmyn ir atgal raudonosios planetos paviršius augs ateinančiais metais.