- Каква е минималната информация при максимална цена?
- Това са изстрелванията на космически станции към Марс.
На 18 ноември 2013 г. беше изстреляна ракета-носител Atlas-V от нос Канаверал с автоматична междупланетна станция MAVEN, предназначена да изследва атмосферата на Марс.
Всички системи на стартовата площадка SLC-4 работеха перфектно-в 13:18 часа местно време околностите на космодрома потръпнаха от мощния рев на RD-180 (двигатели от руско производство се използват и в двата етапа на изстрелването на Atlas-V превозно средство). 300-тонен огнедишащ екип се откъсна от стартовата площадка и рязко увеличи скоростта си и се втурна нагоре, за да срещне звездите. След 27 минути след излизането на референтната нискоземна орбита бяха пуснати двигателите на горния етап „Кентавър“: MAVEN набра втората космическа скорост и навлезе в траекторията на излитане към Марс.
Първата коригираща маневра е насрочена за 3 декември. След 10 месеца, на 22 септември 2014 г., станцията, прелетяла 300 милиона километра в ледената тъмнина, трябва да влезе в орбитата на Марс. Ще започне научна мисия с прогнозна продължителност 1 земна година.
Стартът по програмата MAVEN се превърна в една от основните интриги в областта на космическите изстрелвания през 2013 г. - пълното или частично спиране на работата на правителствените агенции на САЩ от 1 октомври 2013 г. изложи планираната експедиция до Червената планета, въпреки че пълната готовност на всички технически системи на ракетно -космическата система, а също и добър "времеви прозорец" за изстрелването към Марс. Имаше реална заплаха от нарушаване на всички планирани дати и отлагане на стартирането на MAVEN за 2016 г.
И това въпреки факта, че самият космически кораб вече е бил на нос Канаверал от август, подложен на интензивна подготовка за полета, а готова ракета-носител Atlas-V чакаше вътре в монтажния цех на космодрома!
Абсурдната ситуация беше спасена от юристи на НАСА, които откриха вратичка в законите, според която стартирането на междупланетна сонда отговаря на критериите, изключващи MAVEN от списъка на принудителните съкращения на бюджета. Петгодишната работа на персонала на Университета в Колорадо и лабораторията за космически изследвания на Университета в Бъркли не беше напразна - междупланетна станция на стойност 671 милиона долара (създаването на самата сонда струва 485 милиона долара, още 187 милиона долара са били изразходвани за подготовка преди изстрелването и закупуването на ракетата-носител Atlas-V) е изпратен безопасно към предвидената цел.
MAVEN стана 45 -тата мисия до Марс и десетата орбитална разузнавателна мисия на НАСА в близост до Червената планета. Името на сондата е сложно съкращение за атмосферата на Марс и летливата еволюцияN, което отразява напълно задачите на предстоящата експедиция. MAVEN е предназначен за изследване на атмосферата на Марс - тънка газова обвивка, чието налягане в приповерхностния слой е само 0,6% от земната атмосфера, а съставът на газа е напълно неподходящ за дишане на човека (атмосферата на Марс е почти изцяло - 95% - въглероден диоксид).
Снимка на апарата на викингите, 1976 г.
Но дори тази крехка атмосфера продължава да изчезва непрекъснато - малката гравитация на Марс не е в състояние да задържи газовата обвивка около планетата. Всяка година космическият вятър „издухва“горните си слоеве в космоса, обричайки Марс да се трансформира в замръзнал камък, подобен на Луната или Меркурий.
Но кога трябва да се случи това? И какъв беше Марс в далечното минало, когато газовата му обвивка още не беше толкова силно разредена? Каква е скоростта на изчезване на марсианската атмосфера в абсолютни стойности?
Това трябва да разбере космическият кораб MAVEN: движейки се около Марс по елипсовидна орбита с перицентър от 150 км и апоцентър от 6200 км, той трябва да определи текущото състояние на горните слоеве и естеството на взаимодействието им със слънчевия вятър. Установете точната степен на загуба на атмосфера, както и факторите, влияещи върху този процес. Определете съотношението на стабилни изотопи в атмосферата, което трябва да „хвърли светлина“върху историята на климата на Марс. Косвено това ще може да отговори на въпроса: съществували ли са условия в миналото, позволяващи наличието на течна вода на повърхността на Марс?
Единственото нещо, което натъжи специалистите на НАСА, е, че новата орбитална сонда поради изключително удължената си орбита не може да се използва като повторител на сигнали от роувъри.
MAVEN преминава центрофужно изпитване
На борда на сондата има 8 най-съвременни инструмента:
- комплект за изследване на частици и полета (три анализатора на частици от "слънчевия вятър", сензор за вълни на Лангмюр (плазмени трептения) и двойка индукционни магнитометри);
- ултравиолетов спектрометър, който позволява дистанционно да се определят параметрите на атмосферата и йоносферата на далечна планета;
- неутрален и йонен масспектрометър за изследване на изотопния състав на атмосферата на Марс.
Впечатляващо научно оборудване и системи за поддържане на живота, включително система за контрол на позицията, бордови компютър, слънчеви панели и оборудване за комуникация със Земята, осигуряващи обмен на данни със скорост до 10 Mbit / s - всички се побират в корпус с размери 2, 3 x 2, 3 x 2 m (ширина на сондата с отворени слънчеви панели - 11 m). Масата на устройства, системи и научно оборудване е 809 кг.
Дали Марс е бил подобен на Земята в далечното минало? MAVEN определено ще изясни този въпрос. Основното нещо е безопасно да стигнете до вашата дестинация. А това, както показва практиката, е много трудно …
Хроника на полетите до Марс
Марс е най -посещаваното и най -изучаваното небесно тяло, надминавайки дори близката до нас Луна по тези критерии. Изследователите са привлечени от много: относително краткото време на полет (дори със съществуващите технологии - по -малко от година). Подходящи повърхностни условия: без екстремни налягания и температури, приемливо фоново излъчване, осветление и гравитация. От всички планети Марс е най -подходящ за търсене на извънземен живот (дори в далечното минало), а в бъдеще е подходящ за кацане на пилотирана експедиция на повърхността му.
Пътят към Червената планета обаче е осеян с инциденти и отломки от космически кораби: от 45 стартирани експедиции малко над половината са достигнали Червената планета. И само няколко успяха да изпълнят напълно планираната програма.
Космосът не прощава прибързаност и най -малките грешки. Много от „изследователите на Марс“се провалиха в началото на мисията си. Това се отнася главно за космическата надпревара от 60 -те години, когато по инструкции на партията и правителството се изискваше на всяка цена да се пусне апаратът и да се постигне приоритет в космоса. В резултат на това станциите „Марс 1960А“, „1960Б“, „Маринър-8“загинаха в земната атмосфера поради аварии с ракети-носители.
Още повече станции успяха да влязат в референтна орбита, но не можаха да достигнат траекторията на излитане: някой се заби в LEO, като Фобос-Грунт, и по-късно се върна на Земята под формата на ослепително ярка огнена топка; някой не е набрал необходимата скорост за полет до Марс и е изчезнал безследно в обширните хелиоцентрични орбити ("Маринър-3"). Общо от 45 изстреляни сонди само 31 (включително MAVEN) успяха да достигнат изчислената траектория до полета до Марс. За заслуга на нашата страна, първият от космическите кораби, който определи курс за Червената планета, беше съветската сонда Марс-1 (изстреляна на 1 ноември 1962 г.). За съжаление следващият параграф разказва за него.
Модел на междупланетна автоматична станция "Марс-1"
Истинският кошмар започва по време на многомесечния полет до Red Flight. Една грешна команда - и устройството, загубило ориентация, губи способността да комуникира със Земята, превръщайки се в безполезни космически отломки. Подобна неприятност се случи с станция Марс -1 - изтичане на азот от цилиндрите на системата за контрол на позицията: комуникацията с станцията беше загубена на разстояние 106 милиона км от Земята. Друго устройство - "Zond -2" - страда от непълно разкриване на слънчеви панели: произтичащите от това прекъсвания на електрозахранването причиняват неизправност на бордовото оборудване, "Zond -2" тихо угасва пред създателите си. Според балистични изчисления, на 6 август 1965 г. в околностите на Марс е трябвало да премине неуправляема сонда.
Японската сонда Nozomi загина много тежко и ужасно в необятността на космоса. Липсата на собствена ракета -носител с необходимата мощност се превърна в лоша поличба при изпращане на експедиция на далечна планета, въпреки това хитрият японец се надяваше да набере необходимата скорост чрез сложни гравитационни маневри в близост до Земята и Луната. Разбира се, всичко не вървеше по план - "Nozomi" се отклони от курса. Японците успяха да изчислят нова траектория и отново да насочат станцията към Марс, дори и да са изоставали от графика с 4 години. Сега най -важното е да издържите в космоса дълго време. Уви … Мощен слънчев светкавица повреди крехкото пълнене на сондата. По времето, когато се приближиха до Марс, хидразинът замръзна в резервоарите - не беше възможно да се издаде спирачен импулс, а Нозоми в отчаяние премина 1000 км над повърхността на Червената планета, без изобщо да влезе в околомарсианска орбита.
При много обидни обстоятелства американската сонда "Mars Observer" (1993) беше загубена - комуникацията с нея беше прекъсната само няколко дни преди пристигането на Марс. Най -вероятната причина е експлозия на двигателя поради изтичане на горивни компоненти.
Първата, която преодоля трудното разстояние и предаде снимка на Червената планета отблизо, беше американската сонда Mariner 4, която летеше в околностите на Марс през юли 1965 г.
Редица превозни средства бяха изгубени вече в орбитата на Марс.
На 27 март 1989 г. се прекъсва комуникацията със съветската станция „Фобос-2“, която по това време вече е била в орбита на Марс в продължение на 57 дни. По време на работата си "Фобос-2" предаде на Земята уникални научни резултати за топлинните характеристики на Фобос, плазмената среда на Марс и ерозията на атмосферата му под въздействието на "слънчевия вятър". Уви, основната задача на мисията - кацането на мини сонди PrOP -F и DAS на повърхността на Фобос - се провали.
През 1999 г. при любопитни обстоятелства американската станция "Mars Climate Orbiter" загива, след като изгаря на първата орбита в атмосферата на Червената планета. Вътрешно разследване на НАСА показа, че работните групи от специалисти използват различни измервателни системи - метрични и традиционни англосаксонски (фута, паунда, инчове). Оттогава НАСА забрани американските мерни единици - всички изчисления се правят изключително в килограми и метри.
Вратите на платформата за кацане се затварят около сгънатия марсоход Opportunity, 2003 г.
Много големи неприятности очакват всеки, който се осмели да кацне на повърхността на Марс - коварната атмосфера е твърде слаба, за да разчита на силата на парашутните линии, но все пак е твърде гъста, за да се доближи до повърхността с космическа скорост. Може да звучи необичайно, но Марс е едно от най -сложните небесни тела по отношение на кацането!
Кацането се осъществява на няколко етапа: спирачни двигатели, аеродинамично спиране в горните слоеве на атмосферата, забавящ се парашут, отново спирачни двигатели, двигатели с меко кацане / въздушни възглавници или уникален „въздушен клапан“. Проблемът със стабилизацията е отделен ред.
Най -тежкият създаден от човека обект, който би могъл да бъде доставен на повърхността на планетата, беше роувърът MSL, по -известен като "Curiosity" - апарат с тегло 900 кг (тегло в гравитационното поле на Марс - 340 кг). Но, нека бъдем честни, летните специалисти и външните наблюдатели бяха изумени от сложността на схемата за кацане и проблемите, възникнали по време на спускане в атмосферата на планетата.500 хиляди реда с програмен код, 76 сквиба в определена последователност, отделяне на марсохода от висящата във въздуха платформа с включени реактивни двигатели и меко спускане от височина по найлонови кабели. Фантастично!
Планета Марс: без вода, без растителност, обитавана от американски роботи.
Автопортрет на марсохода Curiosity
Много герои успяха да преживеят вибрациите и огромните претоварвания на етапите на изстрелване и ускорение към Марс, издържаха на силния студ в космоса, но умряха, докато се опитваха да кацнат на коварно небесно тяло. Така например, съветският "Марс-2" се разби, ставайки първият създаден от човека обект на повърхността на Марс (1971 г.).
Първата станция, която е извършила меко кацане на повърхността на Марс, е съветският Марс-3. Уви, поради възникналия коронен разряд, станцията излезе от строя 14 секунди след кацането.
Европейската сонда "Бийгъл-2" (модулът за кацане на орбиталната сонда "Марс-Експрес") изчезна безследно през 2003 г.-устройството смело стъпи в пурпурната атмосфера на планетата, но след това никога не влезе в контакт с Земята …
Марс пази своите тайни сигурно.
P. S. От 21 ноември 2013 г. на повърхността на Червената планета работят два марсохода - Opportunity (MER -B) и Curiosity (MSL). Първият работи при тези условия в продължение на 3586 дни - 39 пъти по -дълъг от прогнозния период и през това време пълзи по повърхността от 38 километра.
В орбитата на Марс има три космически кораба: Марс-Одисей, Марсово орбитално разузнаване (MRO) и Европейската сонда Марс-Експрес. Одисей продължи най -дълго - мисията му продължава вече тринадесета година.
Нова смяна се надпреварва в помощ на ветераните - индийската сонда Mangalyaan (стартирана на 5 ноември 2013 г.), както и гореспоменатият MAVEN. Да се надяваме, че в близко бъдеще Русия също ще вземе активно участие в „Марсианската регата“- за 2016 и 2018 година. се планират две съвместни руско-френски експедиции "Екзомари" (споразумение за сътрудничество е подписано на 14 март 2013 г.). През същата 2018 г. обновената и по-модерна станция Phobos-Grunt 2 трябва да отиде на Марс. Този път всичко ще върви добре.
Камера с висока разделителна способност HiRISE на борда на Марсианската разузнавателна орбитала (MRO)
Възможност следи от марсоход, уловени от MRO
Панорама на района на Грили Хейвън. Изглед към нос Йорк и кратера Endeavour. Панорамата е направена от марсохода Opportunity по време на зимуването през 2012 г.
