Три страны в 2020 году отправляют миссии на Марс


Учёные основательно взялись за исследование Марса.
Прошло лишь 8 дней со дня запуска Объединёнными Арабскими Эмиратами собственного зонда, что случилось 20 июля 2020 года, а спустя 5 дней, поступило сообщение о запуске 23 июля 2020 года китайского зонда "Тяньвэнь-1", и вот получено новое известие от Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) о запланированном на 30 июля 2020 года запуске космического корабля с марсоходом "Perseverancе" (Настойчивость).
image.png
Марс - это вам не Луна!
В течение 11 дней почти одновременно 3 страны (ОАЭ, Китай и США) направляют свои космические миссии к Марсу, что является беспрецедентным случаем в истории космонавтики, когда один и тот же объект, в одно и тоже время будут исследовать разными методами физические характеристики ближайшей к нам планеты Солнечной системы.

Марс занимает четвёртое место по удалению от Солнца планета, которая вращается по вытянутой (эллиптической) орбите, названа в честь древнеримского бога войны за свой кровавый цвет поверхности вследствие высокого содержания оксида железа.
Среднее расстояние Марса от Солнца составляет 227,9 млн км, период обращения вокруг него - 687 суток (вдвое больше земного). Средний радиус планеты - 3389,5 км (в 1,88 раз меньше земного, составляющего - 6371 км), масса - 0,108 от земной. Сила гравитации на Марсе почти в три раза слабее земной. Период вращения вокруг своей оси равен примерно 24,5 земных суток. На Марсе, как и на Земле, происходит смена дня и ночи, а также сезонов.
image.png

image.png
Атмосфера разряжённая, состоит из углекислого газа (порядка 95,3%), в малых количествах присутствуют азот (2,7%), аргон (1,6%) и кислород (0,13%). Температура на поверхности планеты колеблется от минус 153 (зимой) до +20 (летом) градусов Цельсия. Характерны резкие перепады температуры в течение суток: днем +20, ночью минус 90 градусов.
У Марса два естественных спутника - Фобос и Деймос.

Интерес к Марсу объясняется тем, что он имеет много общего с Землей. В его атмосфере, пусть и в малом количестве, содержится кислород, есть вода - в полярных шапках в виде льда (слишком низкое атмосферное давление не позволяет существовать воде на поверхности в жидком виде).
На Марсе есть вулканы, долины и углубления, похожие на русла рек, что может означать наличие в прошлом на территории планеты водной и ледниковой эрозии и более плотной атмосферы и гидросферы, поэтому Марс является вполне подходящим местом для поиска следов жизни и колонизации Марса в будущем.

Миссии на Марс космических аппаратов возможны, однако препятствием служит большое расстояние расстояние между Землёй и Марсом (от 55 млн километров, когда обе планеты находятся по одну сторону от Солнца до 400 млн километров, когда Солнце находится между ними.
image.png
Наиболее удобным временем для запуска космических аппаратов является сближение планет, которое бывает примерно раз в два года и длятся около 3-х месяцев. В предыдущий раз планеты сближались весной 2016 года, когда расстояние между планетами составило 75,3 млн километров.
В июле 2020 года расстояние является минимальным и расходы на запуск и доставку аппаратов на Марс минимальны, чем и объясняется запуск аппаратов ОАЭ, Китая и США почти одновременно.

История запусков космических аппаратов на Марс началась в 1960 году, когда СССР разработал программу "Марсник" (от "Марс" и "Спутник") исследования планеты двумя зондами во время её облета, однако запуск аппаратов "Марс 1969А" и "Марс 1969Б", который был произведён с Байконура 10 и 14 октября 1960 года, окончился тем, что они были потеряны вследствие аварий ракеты-носителя "Молния".

Первым аппаратом, пролетевшим рядом с планетой, стала советская автоматическая межпланетная станция "Марс-1" (запущена в 1962 году). По расчетам, 19 июня 1963 года она прошла на расстоянии 193 тыс. км от планеты. Однако миссия потерпела неудачу, так как связь с АМС прервалась еще до подлета к Красной планете.
Впервые фотографии марсианской поверхности были получены в 1965 году с американского зонда Mariner 4 (1964). 15 июля, облетая Марс, он подошёл к планете на расстояние 9846 километров.
Первым искусственным спутником Марса стал американский Mariner 9 (1971), который достиг планеты 14 ноября 1971 года и почти год проводил исследования с её орбиты. Mariner 9 впервые с близкого расстояния сфотографировал спутники Марса.
Первым аппаратом, достигшим поверхности планеты, стал 27 ноября 1971 года посадочный модуль советской АМС "Марс-2" (1971). На Марс планировалось спустить самоходный аппарат, который назывался "Прибор оценки проходимости - Марс" (ПрОП-М), но онразбился при посадке.
Впервые мягкую посадку удалось осуществить советскому "Марсу-3" (1971) 2 декабря 1971 года, но и второй советский марсоход был потерян, связь с ним прервалась из-за пылевой бури через 14,5 секунд после начала работы.
image.png
Первыми аппаратами, предназначенными для исследования одного из спутников Марса, были советские "Фобос-1" и "Фобос-2" - запущены 7 и 12 июля 1988 года. В проекте участвовали также учёные ряда европейских стран. С первым аппаратом была потеряна связь на пути к Марсу, а второй запечатлел 37 изображений Фобоса.

Первую успешную миссию марсохода удалось осуществить США. Sojourner (1996) был спущен на поверхность Марса 4 июля 1997 года.
image.png
Он проработал около трех месяцев и преодолел расстояние почти 100 м, передал 550 фотографий и проанализировал 15 химических проб с поверхности. Всего на Марсе работали 4 марсохода - все американские. В 2010 году завершил свою миссию Spirit. До сих пор функционируют Opportunity (с января 2004 года) и Curiosity (с августа 2012 года).

Сейчас на орбите планеты находится 6 земных космических аппаратов, из них половина (3) американских (Mars Odyssey с октября 2001 года; Mars Reconnaissance Orbiter (MRO с марта 2006 года; MAVEN с сентября 2014 года) один европейский Mars Express с декабря 2003 года, один индийский "Мангальян-1" с сентября 2014 года) и один орбитальный модуль TGO российско-европейской миссии ExoMars-2016, который после завершения серии сложных манёвров наконец занял в начале апреля 2018 года свою рабочую орбиту.
За всю историю освоения космического пространства к 5 мая 2018 года с Земли к Марсу было отправлено 44 миссии автоматических космических аппаратов разных стран. Из них 16 миссий - успешные, сем7 - частично успешные, 21 миссия потерпела неудачу. Из 20 миссий на счету США (15 успешных и 5 неудачных) и СССР/России (6 частично успешных, включая совместный с Европейским космическим агентством (ЕКА) проект ExoMars-2016, и 14 неудачных).
У ЕКА - 2 частично успешных миссии, в том числе ExoMars-2016 (совместно с Россией). По одной миссии у Индии (успешная), Китая (неудачная) и Японии (неудачная).
Таким образом, за всю историю исследования Марса почти половина миссий потерпели неудачу.
Первый китайский марсианский зонд "Инхо-1" был запущен вместе с российским зондом "Фобос-Грунт" 9 ноября 2011 года, однако 15 января 2012 года "Фобос-Грунт" сгорел в атмосфере вместе с китайским аппаратом. Однако Китай уже имеет успешный опыт освоения лунной поверхности. В декабре 2013 года космический аппарат "Чанъэ-3" совершил первую в истории китайской космонавтики мягкую посадку на Луну, а в январе 2019 года китайская станция "Чанъэ-4" впервые в истории совершила мягкую посадку на обратной стороне Луны.

И вот Китай 23 июля 2020 года с космодрома "Вэньчан" на острове Хайнань отправил на Марс свой первый автоматический зонд "Тяньвэнь-1" ("Вопросы к небу")
Аппарат будет исследовать поверхность Марса в течение 90 дней. Согласно плану в течение 3-х месяцев "Тяньвэнь-1" пробудет на орбите Марса для фотографирования его поверхности и замеров параметров атмосферы, а затем сделает мягкую посадку на его поверхность.
image.png
Основная цель миссии - найти возможные признаки жизни, и определить, можно ли в будущем сделать Марс пригодной планетой для жизни людей.
.
Зонд "Tianwen-1" ("Вопросы к небесам") носит название поэмы поэта Цюй Юаня, жившего в 340-278 годах до нашей эры, которого считают одним из величайших поэтов древнего Китая.
По случаю названия зонда был объявлпен конкурс в конце августа 2016 года и победитель определился из почти 36 тысяч заявок специальным жюри, определившего победителя с помощью онлайн-голосования и результат был объявлен 24 апреля 2020 года, когда в Китае отмечается День космонавтики.
Китайское национальное космическое управление (CNSA) заявило, что все предстоящие миссии по исследованию других планет также будут называться "Tianwen".

Зонд "Тяньвэнь-1" состоит из орбитального аппарата и посадочной платформы с марсоходом. Планируется, что космическая миссия совершит посадку на поверхность Марса в начале февраля 2021 года.
Представитель марсианской программы Лю Тонцзе отметил, что для корректного совершения миссии необходимо, чтобы аппарат вовремя снизил скорость при приближении к Марсу. "Вхождение, сброс скорости и посадка - это очень сложный процесс. Мы надеемся, что успешно выполним этот маневр, и аппарат благополучно доберется до поверхности”.
Космический зонд должен начать работу в районе марсианской равнины Утопия в северном полушарии планеты и с помощью марсохода планируется исследовать геологию этого района.
Внешне "Тяньвэнь-1" напоминает американские марсоходы "Спирит" и "Оппортьюнити", которые были доставлены на поверхность Марса в 2004 году. Его вес составляет около 240 кг, а энергия вырабатывается солнечными батарями. Аппарат оборудован специальными мачтами с камерами для фотосъёмки и навигации, а также инструментами для анализа проб грунта и поиска воды и льда.
Глава НАСА (США) Джеймс Брайденстайн приветствовал успешный старт тяжелой китайской ракеты-носителя CZ-5 ("Чанчжэн-5"), которая вывела зонд на орбиту. "После сегодняшнего запуска Китай приближается к тому, чтобы войти в сообщество международных научных исследователей Марса", - говорится в его заявлении.

Задача китайской миссии заключается в обнаружении следов жизни на Марсе и понять, может ли его атмосфера в будущем стать пригодной для колонизации, но гораздо важнее для Китая возможность утвердиться в статусе новой космической сверхдержавы и, по возможности, перегнать своего основного конкурента Соединённые Штаты Америки.

Миссия "Tianwen-1" выглядит гораздо амбициознее американской, она должна доставить к Марсу не только ровер, но и орбитальный аппарат для исследования планеты с помощью камер и радаров, двигаясь вокруг неё по орбите. Посадочный модуль, в котором находится ровер, должен обеспечить его мягкую посадку на поверхность Марса с использованием парашютов и двигателей, замедляющих падение, а также надувных подушек.

Китайский марсоход вчетверо легче американского, его масса около 200 килограммов он оснащён радиолокационной станцией подповерхностного зондирования, которая позволяет проникнуть на глубину до 100 метров под поверхностью Марса и исследовать его геологическое строение, а также проводить химический анализ состава почвы и вести поиск биомолекул и биосигнатур.

Ровер также снабжён навигационной и топографическими камерами, прибором для метеорологических изменений и двумя детекторами: -магнитного поля на поверхности и поверхностных соединений Марса. Радиолокационная станция является одним из основных отличий китайской экспедиции от американской.

США определили в качестве ближайшей возиожности запуска своей миссс на Марс 30 июля в 7:50 утра по восточноамериканскому времени, как указывается в информации космического агентства США - NASA.
Путь с Земли на Марс следует начать именно в июле, что позволит сократить не только время полёта с девяти до семи месяцев, но и сэкономить ракетное топливо.
Точная дата запуска может измениться в зависимости от результатов тестирования всех систем корабля, метеоусловий, а также других факторов. В целом запуск предполагается осуществить не позднее 15 августа.
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства традиционно пользуется этой возможностью - предыдущие американские миссии стартовали в 6 из последних 8 подобных "окон", когда расстояние до Марса было минимальным.

Корабль "Mars 2020" с марсоходом "Perseverance", а также другим оборудованием и техникой, планируется вывести в космос ракетоносителем Atlas V-541 со стартового комплекса на мысе Канаверал во Флориде.

Ракета Atlas V является одним из мощнейших носителей для межпланетных перелетов. Эта ракета вывела на Марс проекты InSight и Curiosity.
image.png
Марсоход миссии "Марс-2020" американского аэрокосмического агенства получил имя "Perseverance" ("Настойчивость"). Имя марсоходабыло выбрано из 28 тысяч заявок американских школьников после конкурса "Придумай имя роверу", объявленного NASA в 2019 году и судьи-добровольцы отобрали 5 вариантов для финала, и после этого за них можно было голосовать онлайн в течение 5 дней на сайте NASA. Название предложил семиклассник Александр Мазер. Имена 155 полуфиналистов нанесут на кремниевую микросхему, которая отправится на Марс на борту ровера.
Марсоход предназначен для поиска признаков жизни на планете, а также сбора образцов камней и почвы, которые возможно доставят на Землю.
Все образцы горных пород и грунта, которые соберёт марсоход с помощью бура и роботизированной руки, будут помещены в стерильные металлические контейнеры и оставлены на поверхности планеты. Для их доставки на землю NASA планирует ещё одну миссию в 2026 году.

По расчётным данным, модуль с марсоходом должен войти в атмосферу Марса 18 февраля 2021 года и "сбросить" исследовательский аппарат в кратере Джезеро. «Perseverance» будет проводить работы как минимум один марсианский год, что равняется 687 земным дням.
Кратер Джезеро имеет ширину 45 километров и расположен на западном краю Равнины Исиды - гигантского бассейна к северу от марсианского экватора, образованного в момент, когда астероид врезался в поверхность Марса.
Кроме научных систем, на борту марсохода также размещен небольшой вертолёт, который сможет летать над марсианским ландшафтом.

Основная задача экспедиции заключается в выяснении, есть ли жизнь на Марсе и сможет ли атмосфера на планете в будущем измениться так, что она была пригодной для жизни людей. Эта миссия также должна помочь в подготовке старта человека на Марс.

По замыслу специалистов NASA марсоход "Perseverance" будет "следовать за водой", предполагая, что в месте его посадки - районе кратера Джезеро находится высохшая речная дельта и дно озера. Оборудованный современными техническими приборами, в том числе 23 камерами, ровер весом в 1043 килограмма будет собирать образцы горных пород и почвы, которые могли образоваться в то время, когда на Марсе была вода, и содержать признаки древней жизни.

"Perseverance" имнеет усовершенствованную навигационную систему с панорамными и стереоскопическими камерами и экспериментальной установкой MOXIE, с помощью которой попытаются извлечь кислород из марсианской атмосферы, состоящей в основном из углекислого газа. Аппарат также может запускать беспилотник Mars Helicopter для детального обследования местности. Аппарат снабжен и двумя микрофонами. В NASA надеются, что все это позволит "Perseverance" "потрогать, попробовать и, наконец, услышать звуки Марса".

Объединённые Арабские Эмираты удивили мир тем, что они намерены стать первой арабской страной, осуществившей межпланетный полёт, хотя никто и не ожидал от них такой прыти. Однако оказалось, что они первыми отправились на Марс и ракета вывела их зонд в космическое пространство 20 июля 2020 года.
Программа ОАЭ по изучению Марса называется по - английски "Hope" ("Надежда"), её второе название - "Марсианская миссия Эмиратов" (ММЭ).
image.png
Орбитальный аппарат запущен с японского космодрома Танэгасима, разработали в Космическом центре Мухаммеда бин Рашида в Дубае в партнерстве с лабораторией атмосферной и космической физики университета Колорадо.

В отличие от американской и китайской космических программ по освоению Марса, цель миссии ОАЭ более скромная - "Hope" будет наблюдать за атмосферой с орбиты для создания первой полной картины марсианского климата во всех регионах Марса в течение года.

Космический зонд впервые проведёт изучение нижних слоев атмосферы, где формируется марсианская погода, в том числе пылевые бури. Аппарат оснащён 3-мя камерами, позволяющими вести наблюдение за атмосферой Марса в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах.
image.png
Для ОАЭ чрезвычайно важно достичь орбиты Марса до 50-летия со дня основания страны, которое будет отмечаться 2 декабря 2021 года. Чтобы застраховаться от непредвиденных обстоятельств, вызванных пандемией коронавируса, космический аппарат и часть участников программы были доставлены в Японию уже в апреле 2020 года - гораздо раньше намеченного срока.
Разработка и строительство зонда "Hope" длились шесть лет.

Основная научная задача состоит в изучении климата Марса и его влияния на атмосферу, однако одна из основных целей миссии не столько освоение космоса, сколько придания нового импульса для развития экономики страны.
"Правительство ОАЭ с первого дня ясно давало понять, что космос - это инструмент для достижения гораздо более масштабных целей. Речь идет о необходимости коренным образом изменить систему, интегрировав науку и технологии в экономику ОАЭ", - заявил в интервью журналу Forbes руководитель программы Омран Шараф.
Еще одна цель программы - вдохновить молодежь в регионе и повысить её интерес к науке и исследованиям. По словам научного руководителя проекта Сары Амири, они получают огромное количество писем от студентов, в которых те интересуются научными аспектами миссии и спрашивают, могут ли они участвовать в ней. "Нам пришлось пересмотреть наше отношение к собраниям во время запуска, и мы ищем возможность сделать что-то онлайн", - отметила Амири.

Если NASA уже неоднократно отправляло миссии на Марс, то Китай и ОАЭ - новички в освоении этой планеты, но, несмотря на отсутствие многолетнего опыта, их программы также довольно успешны. .

Япония пока что присоединилась к лунной программе NASA "Артемида", которая предусматривает высадку в 2024 году на поверхность Луны первой женщины-космонавта. Ожидается, что такая миссия будет способствовать отправлению человека на Марс.

Очевидно, настало время масштабных проектов освоения Марса, и следует ожидать, что к этим немногим странам присоединятся другие, не только ради научных исследований, но и для практической колонизации соседней планеты. Опоздавшие на праздник открытия планеты для проживания, будут каяться, но поздно - территорию между собой поделят первопроходцы.


Comments 0