Після майже семи місяців польоту американський марсохід Perseverance та безпілотник Ingenuity приземлилися на Марсі. Чим цікавим вони займатимуться на поверхні Червоної планети?
Перші емоції, пов’язані з висадкою марсоходу Perseverance, вже вщухли, пора ознайомитися з планом його перебування на найближчі місяці, а в довгостроковій перспективі, можливо, і на кілька років. Тож давайте більш детально розглянемо місце посадки та маршрут, яким марсохід пересуватиметься у пошуках слідів життя марсіян, та з’ясуємо, які завдання він виконуватиме.
Читайте також: Що може завадити нам колонізувати Марс?
Марсохід Perseverance
Хоча може здатися, що марсоходи не є чимось новим, насправді Perseverance (“Наполегливість”) є лише п’ятим марсоходом в історії Червоної планети. Раніше там приземлялись Sojourner, Opportunity, Spirit та Curiosity. Це все.
Наразі єдиною країною, якій вдалося доставити функціональний марсохід на Марс, були США. Однак це може швидко змінитися, адже 10 лютого перший китайський марсіанський зонд Тяньвен-1 вийшов на орбіту навколо Червоної планети. На борту знаходиться (звичайно) перший китайський марсохід, який приблизно через три місяці відстикується від нього і спробує приземлитися на поверхню планети. Якщо йому це вдасться, Китай стане лише другою країною в історії, яка доставила робота на поверхню Марса.
Але сьогодні наша розповідь про марсохід Perseverance, який є найбільшим (3×3×2 м) і найдосконалішим апаратом, що коли-небудь досягав поверхні Марса. Пристрій багато в чому нагадує свого попередника – Curiosity. Однак він більш масивний і набагато краще оснащений. На борту є місце аж для 23 камер, двох мікрофонів, спеціалізованої роботизованої руки-маніпулятора довжиною два метри та семи наукових приладів. Весь апарат важить близько 1 тонни. Марсохід буде живитись від генератора MMRTG, джерелом енергії для якого є 5 кг плутонію-238.
Апарат зможе їздити зі швидкістю до 152 метрів на годину. Хоча такі темпи на Землі не вражають, на Марсі це зробить його найшвидшим транспортним засобом в історії. Завдяки цьому в найближчі кілька років марсохід зможе дослідити колишню дельту річки, потім дно кратера, а з часом і його край. Про це нижче більш детально.
На борту Perseverance також є вдосконалений бур, який не тільки свердлить різноманітні гірські породи, але й зможе брати з них зразки, упаковувати їх у спеціальні титанові флакони, щільно закривати та залишати на поверхні планети. На борту є 43 такі флакони.
В рамках наступної місії, яку планується запустити у 2026 році, інший марсохід збиратиме всі зразки загальною масою близько 0,5 кг, що залишаться від Perseverance, доставлятиме їх у контейнер малої ракети, а та, в свою чергу, доставлятиме їх на орбіту навколо Марса. Там європейський космічний зонд буде чекати на контейнер і доставить його на Землю після того, як забере пакет зразків. Це буде перша місія з доставки зразків ґрунту з іншої планети на Землю. Однак нам доведеться почекати цієї події досить довго. Вчені припускають, що зразки можуть бути повернуті на Землю приблизно до 2031 року.
Через можливість виявлення слідів минулого життя, флакони для зразків є повністю стерильними та виготовлені з чистих компонентів. Тільки так вчені будуть впевнені, що потенційні сліди життя у флаконі насправді походять з Марса, а марсохід не захопив їх із Землі. Perseverance – це автоматизований астробіолог, відправлений із Землі на Марс, стверджують інженери команди місії.
Читайте також: Чим загрожує Землі зміна магнітного поля?
Детальніше про місце посадки Perseverance
Тут вже з самого початку багато цікавого. До свого глибокого сну марсохід Opportunity подолав марсіанську долину під назвою… Perseverance. Подібність назв, однак, не означає, що марсохід Perseverance буде досліджувати саме цю місцевість. На практиці марсоходи на Марсі приземлялися в дуже різних місцях. Perseverance найближче до місця посадки європейського модуля Beagle 2, який дістався поверхні Марса у 2003 році, але вийшов з ладу и так і не вийшов на зв’язок. Але сумнівно, що в найближчому майбутньому новий марсохід зможе дістатись і вивчити залишки європейського десанту. Адже це кілька сотень кілометрів.
На карті нижче, яку ви, можливо, вже добре знаєте, показано місця посадки всіх місій на Марсі. Ви можете бачити, що це місця вздовж екватора планети трохи північніше або південніше. Місце посадки, обране для місії “Наполегливість”, вважається одним з найцікавіших на планеті.
Марсохід приземлився в доісторичній дельті (їй майже 3-4 мільйони років) річки, яка впадала в озеро, заповнюючи кратер Єзеро. Саме цей “лиман”, а насправді його залишки, буде досліджувати Perseverance, який, певним чином, вирушить у подорож “за течією”.
Давайте розглянемо місце посадки з більш широкої точки зору. Кратер Єзеро знаходиться на стику кількох регіонів. Великий ударний басейн, гірська зона та місце, яке колись було вулканічно активним. Масштаб та підписи показані на фотографії, зробленій з європейського космічного корабля Mars Express. На врізці показано крупний план кратера та приблизне місце посадки марсохода.
Друга фотографія кратера повернута на 90 градусів до інших фотографій, які ми вам показуємо, але це анагліф у форматі 3D, тож якщо у вас є окуляри такого типу, ви можете відчути, принаймні трохи, третього виміру на Марсі.
На основі фотографій NASA та ESA, у співпраці з JPL та DLR була створена інтерактивна карта, яка показує нам кратер Єзеро (Jezero), його околиці та найцікавіші місця у вигляді тривимірних зображень.
Карта має кілька інформаційних шарів. Наприклад, ви можете переглянути рівень озера в той час, коли воно могло бути глибиною до 250 метрів. Ізолінії полегшують орієнтацію по висоті, але ви можете відключити їх, якщо вони вас турбують. Зображення можна збільшувати та зменшувати.
“Повітряні кулі” показують найцікавіші місця з точки зору досліджень, але не всі з них відвідає Perseverance. На карті зображена як дельта, через яку вода стікала в озеро, так і дренажний канал (праворуч). Висновок полягає в тому, що це не було резервуаром застою води, тому місцевість є гарним місцем для пошуку слідів минулого життя.
Запланований маршрут Perseverance
Маршрут самого марсоходу може змінюватися залежно від результатів попередніх досліджень. Якщо виявиться, що аналіз відкладень у самому кратері є особливо цікавим, марсохід залишиться там довше. Тим не менш, запланований маршрут подорожі, обраний на основі ретельного аналізу фотографій, зроблених з орбіти, такий, як показано на малюнку нижче.
Фотомозаїка зроблена за допомогою зондових камер MRO. Кратер Белва, помітний поблизу центру, має діаметр 1 кілометр. Вже відомо, що марсохід досліджуватиме дельту доісторичної річки Неретва, однієї з двох, що, ймовірно, впадала в озеро кратера. Як ви могли помітити, назви місць у цьому районі Марса пов’язані з місцями на Землі, які знаходяться в Європі, в Боснії і Герцеговині (місцевість Єзеро, однойменна річка).
Запланований маршрут Perseverance (позначений зеленим кольором) спрямований на вивчення найрізноманітніших залишків стародавнього озера, а також слідів минулого життя, принаймні одного, що має мікробну форму. Ці мікроби можуть вижити у дуже ворожому середовищі, тому навіть якби Марс колись і не був раєм, принаймні ця форма життя могла б населяти його.
Як ми вже знаємо, Perseverance буде більш незалежним від наземного контролю, ніж Opportunity. Марсохід також може подолати більші відстані протягом дня. Висота схилу кратера, який позначає берег колишнього озера, становить близько 610 метрів. Однак ця висота, яку ви можете порівняти з висотою гори Шарп, на яку піднімався Opportunity, не повинна водити вас в оману – область, куди будуть кататися колеса Perseverance, буде ще складнішою, ніж у випадку зі старшим братом.
Читайте також: Пошуки життя за межами Землі. Чому саме Марс?
Чому саме вгору, а не навпаки?
На перший погляд може здивувати, чому марсохід приземлився нижче, а тепер він підніметься вгору, як Opportunity. Чому не можна було здійснити посадку навпаки, нагорі? Причин такого рішення було декілька. З одного боку, приземлення на пагорбах було б значно небезпечнішим, ніж у долині, а подорож вниз була б ризикованою.
Крім того, рухаючись вгору, марсохід має можливість швидше зустріти цікаві місця для досліджень, як правило, старші, ніж якщо б рухався зверху вниз. В NASA кажуть, що подорож Perseverance по Марсу та його сходження буде подорожжю у часі. Тобто, нас чекає багато відкриттів та знахідок.
Безпілотник над поверхнею Марса
Цього разу разом з марсоходом на Марс прилетів ще один прилад – гелікоптер Ingenuity. Його єдине завдання – з’ясувати, чи можна взагалі літати в надзвичайно розрідженій атмосфері Марса. Тіло дрона має форму паралелепіпеда, за розмірами не більше волейбольного м’яча, закінчується двома роторами, а спирається ця конструкція на чотири тонкі ніжки. Весь пристрій важить трохи більше 2 кг. Ротори обертаються в протилежних напрямках з приголомшливою швидкістю 2400 об/хв, що дасть змогу піднятися над поверхнею Марса в дуже тонкій атмосфері.
Після того, як його розмістять на поверхні Марса і марсохід переміститься на безпечну відстань, інженери планують здійснити п’ять коротких польотів. Найдовший із запланованих польотів займе близько 90 секунд. Максимальна висота польоту складе приблизно 5 метрів, а максимальна відстань, яку подолає дрон, – приблизно 50 метрів. Всі тести будуть записані та сфотографовані з безпечної відстані за допомогою камер Perseverance.
Хоча, як визнають інженери, існує дуже висока ймовірність того, що місія Ingenuity закінчиться дуже швидко. Ще ніхто не намагався пролетіти будь-яким пристроєм над поверхнею іншої планети. Більше того, складність полягає в тому, що через відстань та пов’язані із цим затримки сигналу, що досягає Землі, всі польоти будуть виконуватися повністю автономно. Це означає, що безпілотнику доведеться самостійно злітати, летіти, обирати місце посадки і безпечно приземлятися. Тому все може піти не так, як заплановано.
Якщо перший рейс не вдасться – дуже погано. Хоча, відмова вертолітної місії не може негативно позначитися на основній місії марсохода. Однак, якщо вдасться здійснити один, два чи три польоти над поверхнею Марса, потенційні вигоди для майбутніх місій можуть бути величезними. Підтвердження можливості польоту над поверхнею Марса може означати, що в майбутніх місіях на Марсі будуть літати більш вдосконалені безпілотники, які зможуть досягти місць, куди не дістанеться жоден марсохід. Такі пристрої можна використовувати, наприклад, для орієнтації та підбору місць, куди найкраще відправити марсохід. Погляд з висоти за край скелі або інший бік пагорба можуть дозволити вченим перевірити, чи повинен насправді туди рухатися марсохід або інше дослідницьке обладнання, чи вибрати інше місце.
Читайте також: Місяць кличе! Чому ми так багато говоримо про політ на Місяць? Поточний стан та перспективи місій
План дій для марсохода та безпілотника
Протягом наступних 30 днів (приблизно в середині березня), Perseverance пройде ретельні випробування та перевірку свого стану для підготовки до пересування по поверхні. Після розблокування всіх камер ми з часом отримаємо перші реальні фотографії кратера Єзеро.
У північній півкулі Марса почалася весна, але це не означає, що температура буде комфортною. Вночі вона може опускатися до -90 градусів Цельсія. Інженерам NASA треба це враховувати і координувати свої дії в залежності від ситуації.
Першим етапом місії стане випуск безпілотника Ingenuity, про який ми розказували вище. Вже відомо, що його батареї та електроніка працюють в штатному режимі після приземлення на поверхню.
Це відбудеться в перші кілька десятків днів після висадки марсохода на Марс (березень-квітень). Можливо, чим раніше, тим краще, оскільки вертоліт підвішений до дна марсоходу. Однак це не буде швидкою операцією, а щось більше схоже на створення фільму зі сповільненою зйомкою з ретельною підготовкою кожного знімка. Отже, після досягнення призначеного місця польоту може знадобитися кілька днів, поки дрон буде готовий.
Місія Ingenuity триватиме 31 день. Протягом цього часу вона має на меті показати можливість роботи літальних апаратів на Марсі, що дуже важливо як для наукових місій, так і для майбутнього перебування людей на Червоній планеті. Також будуть зроблені перші в історії фотографії Марса з низької висоти, тобто приблизно з 3-5 метрів над поверхнею та на відстані 50 метрів від визначеного місця посадки. Кожен політ повинен тривати не більше 90 секунд.
Потім Perseverance зосередиться на основному етапі своєї місії, який триватиме щонайменше марсіанський рік, або приблизно два земні роки (687 днів). Протягом цього часу марсохід буде досліджувати гирло річки та поверхню всередині кратера. Після цього почнеться тривалий етап сходження. Тривалість цієї частини місії повністю залежить від витривалості та працездатності марсохода, а також від наявності відповідних коштів, які НАСА отримає на Землі для продовження місії.
Виробництво кисню на Марсі
В рамках експерименту MOXIE вчені хочуть випробувати технологію отримання кисню з вуглекислого газу в процесі електролізу. Припускають, що прилад MOXIE повинен мати можливість виробляти 10 грамів кисню на годину.
Результати цього експерименту зможуть багато сказати нам про можливість виконання пілотованих місій на Марс в майбутньому. MOXIE буде включатися тричі протягом перших тридцяти днів. Протягом всієї місії заплановано десять різних випробувань з виробництва кисню в різний час доби та пори року.
Збір зразків – частина програми Mars Sample Return
Але все ж основним завданням експедиції на Марс залишається збір зразків з поверхні планети. Як і попередник Curiosity, наш марсіанський дослідник шукатиме різноманітні гірські породи, з яких братиме зразки. У якийсь момент зразки, зібрані марсоходом, будуть відкладені для зберігання на поверхні. Це нагадує одне із завдань, яке повинно виконуватись під час ERC (European Rover Challenge) – підбирання контейнерних трубок, що перевозяться Perseverance, закладених у декількох місцях на трасі, а потім переміщення їх до вихідної точки.
Місцезнаходження цих зразків будуть відстежувати з марсіанської орбіти з точністю до одного метра. Зразки будуть містити приблизно 15 г матеріалу, вирізаного з гірських порід, або взятого з поверхні. У майбутньому, в рамках все ще концептуальної програми повернення зразків, транспортні засоби прибудуть на Червону планету, щоб знайти їх та відправити на Землю.
Як бачите, плани у інженерів NASA грандіозні. Крок у вигляді успішної посадки марсоходу зроблено, тепер з нетерпінням чекаємо на подальші результати. Все буде залежати від успіхів команди розробників Perseverance. А в подальшому про все детально ми обов’язково розкажемо на нашому сайті.
Також цікаво:
Ось воно як … А я думав, вони чисто для того, щоб фоточки і відео постити в соцмережі туди прилетіли :)