После 2020 года американским марсоходам может наконец-то составить компанию европейский аппарат. Какие трудности его ожидают?
Европейское космическое агентство приступило к испытаниям марсианского ровера ExoMars-2020, совместного российско-европейского проекта по исследованию четвертой планеты Солнечной системы. Чем отличается аппарат от американских миссий Mars-2020 или InSight, и сможет ли «Роскосмос» выполнить свою часть сделки?
За руку с Европой
Проект «ЭкзоМарс» начался с подписания соглашения о сотрудничестве между Федеральным космическим агентством России и Европейским космическом агентством в 2013 году. Согласно тексту соглашения, стороны не ограничиваются только Марсом, но и готовы взаимодействовать при исследовании Луны и Юпитера. К газовому гиганту Россия никогда не летала, даже в советские времена, если эти намерения осуществятся, то миссия станет рекордной по дальности проникновения в космос для нашей страны.
Реализация «ЭкзоМарса» первоначально подразумевала два этапа: запуск аппаратов в 2016 и 2018 годах. Первая миссия Trace Gas Orbiter (TGO) закончилась частичной неудачей: десантный модуль «Скиапарелли» разбился при посадке на поверхность планеты. Орбитальный же зонд выполняет свою работу: анализирует атмосферу и поверхность Красной планеты, присматривает наилучшее место для ровера.
Но в связи с неудачей «Скиапарелли» российско-европейское сотрудничество столкнулось со сложной задачей - провести новую марсианскую миссию безукоризненно с целью подтвердить способность совместной работы в сложных как политических, так и экономических условиях. Пока это сказалось в переносе второго этапа: запуск марсохода намечен на 2020 год.
С российской стороны над проектом работают непосредственно «Роскосмос», а также Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина и Институт космических исследований Российской академии наук. Задачей России станет вывод в 2020 году аппарата в космос при помощи носителя «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М», а также создание посадочной платформы для доставки европейского марсохода на поверхность Красной планеты - одного из самых важных этапов миссии.
Для России успех миссии принципиален: после неудачи «Фобос-грунта» в 2011 году и смешанных результатов «Скиапарелли» ей необходимо приложить все усилия, чтобы продемонстрировать способность осуществлять межпланетные миссии.
Россия выбрала путь по созданию аналогов систем OneWeb и поддержанию орбитальной группировки военных и околовоенных аппаратов, без каких-либо амбициозных задач. Работы над созданием российской сверхтяжелой ракеты или аппарата «Федерация» находятся на начальных этапах. Поэтому «ЭкзоМарс» крайне важен еще и в идеологическом плане: успех в создании группировки спутников россияне вряд ли оценят, а вот подать совместный проект как пример эффективной кооперации и достижений отечественной науки - дело совсем другое.
Пример в «медийном» освещении (и успешности) исследований Марса показывает NASA. Американцы за последние 15 лет высадили и провели многолетние работы марсоходов Opportunity, Spirit и Curiosity. А новый подход властей США подразумевает еще большую переориентацию космического агентства на масштабные научные проекты вроде поиска жизни вне пределов Земли или полета к тому же Марсу.
Глубоко копают
Марс - не просто одна из ближайших к Земле планет. Он был и остается потенциальным кандидатом для поиска внеземной жизни. Поэтому по прибытии на Красную планету ровер миссии «Экзомарс» составит компанию аппаратам NASA по исследованиям марсианской среды и поиску потенциальных признаков жизни. Кстати, российская посадочная платформа также оснащена лабораторией с несколькими приборами, которые будут работать и после схода марсохода.
Одним из основных элементов в этом - возможность изучить не только поверхность, но и недра Марса. Они могут дать ответ не только на вопросы о структуре планеты, но и пролить свет на вопрос о существовании внеземной жизни - на глубине, под защитой от прямой радиации, шанс обнаружить ее намного выше.
На сегодняшний день именно этот «глубинный» подход находится «в тренде» при конструировании марсианских аппаратов. Например, ровер NASA Curiosity оборудован «дрелью», благодаря которой он мог делать дыры глубиной в несколько сантиметров в горной породе и собирать образцы. Особо примечателен в этом смысле аппарат InSight, запущенный к Марсу в середине мая. В отличие от Curiosity этот робот не способен перемещаться по поверхности, но может стать причиной существенного прорыва в исследовании благодаря полноценному буру: аппарат способен проникать на глубину вплоть до шести метров под марсианской поверхностью. InSight измерит сейсмическую активность планеты, состав ее недр, температуру почвы, а также проведет ее химический анализ. Результаты исследований позволят специалистам на Земле сделать выводы относительно ядра и мантии Марса и на его примере больше узнать о строении нашей собственной планеты.
А что же «ЭкзоМарс»? Было бы странно, если бы миссия игнорировала важный аспект марсианских исследований. Да, новый ровер не сможет тягаться со статичным InSight, но среди марсоходов он будет уникален (если все пойдет по плану) - его встроенный бур способен пробиваться сквозь марсианскую породу на глубину до двух метров. Это важно, так как мобильность аппарата позволит менять цели миссии на ходу: если ученые с Земли обнаружат место, где потенциально могла бы сохраниться вода (в том или ином виде), или следы признаков жизни, аппарат может оперативно провести анализ породы в новом месте.
На будущее
В случае успешного завершения российско-европейской миссии мировая наука не только получит сведения, изучение которых поможет понять устройство планеты и на основе этого обеспечить целеполагание будущих миссий, но и поднимет престиж инопланетных исследований в России и ЕС, что позволит получить финансирование следующих миссий. Причем на совместные исследования санкции не распространяются, в частности Европа сняла ограничения на поставки топлива для «Экзомарс-2020».
В свете утраты у российского руководства интереса к масштабным космическим проектам и переориентации на орбитальные проекты, «ЭкзоМарс» может доказать важность и нужность исследований за пределами Земли. Но это вызывает и опасения: если что-то «пойдет не так», в Роскосмосе и Европейском космическом агентстве могут разувериться в плодотворности сотрудничества, а в одиночку Россия уже вряд ли сможет реализовать подобные проекты.
Экспедиция на Марс не раз захватывала внимание человечества, еще со времен космической гонки в 1960-х годах. Сейчас это уже не фантазии, а вопрос времени и ресурсов. В 2020 году стартуют миссии нескольких организаций, которые продолжают подготовку к освоению новой планеты и приближают реализацию главной цели – колонизации Марса.
Миссия NASA «Марс-2020»
Проект «Марс-2020» (Mars 2020 rover mission) является частью продолжительной программы NASA по изучению «Красной планеты». Основной целью проекта является разведывательная миссия поверхности планеты, что позволит ответить на множество фундаментальных вопросов. Например, была ли жизнь на Марсе, остались ли на его поверхности следы обитаемых условий в прошлом, или признаки существования бактерий и других микроорганизмов.
Кроме того, в задачи Марс-2020 входит сбор информации и апробация технологий, которые в будущем будут использоваться колонизаторами. В рамках программы будет выполнено тестирование получения кислорода из местной атмосферы, поиск полезных ископаемых и ресурсов (например, подземных вод), урегулирование процессов посадки, определение погоды, концентрации пыли и пр.
Проект Марс-2020 представляет собой марсоход, который будет отправлен с Земли в июле/августе 2020 (о чем сообщалось на официальном сайте проекта). Марсоход будет передвигаться по поверхности необычным способом: с помощью встроенных вертолетных лопастей. Таки образом, он будет как бы «прыгать», поднимаясь вверх, пролитая определенное расстояние и приземляясь на грунт. Однако, вертолет может летать только 3-4 раза в сутки, поскольку марсоход оборудован небольшой солнечной батареей. Такое решение было принято для сохранения минимального веса устройства. В противном случае он не смог бы летать в условиях местной плотности воздуха.
Экспедиция на поверхности планеты будет длиться не менее одного марсианского года (687 дней). В этот период будет проводиться сбор необходимой информации, включая образцы грунта, которые в последующем планируется переправить на Землю для дальнейшего изучения в специализированной лаборатории.
ЭкзоМарс
Еще одной программой по изучению Красной планеты является EXOMARS 2016-2020. Она разрабатывается и контролируется Европейским космическим агентством и Российской государственной организацией Роскосмос. В рамках программы предусмотрены две миссии:
- Запуск орбитального аппарата Trace Gas Orbiter (TGO) в 2016 году.
- Полет на Марс марсохода в 2020 году.
Программа ExoMars направлена на разведку поверхности и демонстрацию новых технологий, которые будут использованы будущей экспедицией. Ее задачи включают:
- вход в атмосферу, спуск и посадка полезной нагрузки;
- тестирование мобильности на поверхности Марса;
- доступ к недрам и получение образцов.
Интересно: Одной из приоритетных целей ExoMars является участие в международной миссии по возвращению образцов обратно на Землю.
Орбитальный аппарат TGO был отправлен на еще в 2016 году. Он успешно прибыл на орбиту Марса и сейчас уже выполняет требуемые исследования. В задачи TGO входит изучение составляющих атмосферы: в частности, метана и других газов, водяного пара. Кроме того, он будет работать в качестве спутника-ретранслятора для осуществления связи с марсоходом, который будет запущен в 2020.
На марсоходе установлено оборудование для сбора грунта и других образцов планеты. В его задачи входит исследование экзобиологии и геохимии. Роскосмос предоставляет пусковую установку «Протон» для обеих миссий.
SpaceX
«Человеческую» экспедицию на Марс в 2024 году планирует Илон Маск. В данный момент ведется постройка космического корабля и ракеты, которая доставит корабль до орбиты. Эта задача будет возложена на ракету Falcon 9. Она представляет собой двухступенчатый ракетоноситель, который предназначен для многоразового использования.
Возможность возвращать первую ступень обратно и использовать ее повторно значительно сократило расходы космических полетов. Например, запуск Falcon Heavy обошелся SpaceX примерно в 90 млн долларов, а запуск подобной ракеты от компании ULA (предприятие Boeing) стоил бы не менее 400 млн долларов. Если ученым удастся возвращать и вторую ступень, то это еще больше сэкономит средств для освоения космических просторов.
В мае 2018 года Илон Маск презентовал дизайн пилотированного космического корабля Crew Dragon, который и доставит людей на Марс. В начале он пройдет тестовые полеты, среди которых перевозка полезной нагрузки на МКС. А в дальнейшем его испытают пилоты, которые также отправятся на МКС.
Inspiration Mars Foundation
О своем намерении организовать полет на Марс в 2018 году заявляла некоммерческая организация Inspiration Mars Foundation (фонд), основанная Деннисом Тито в 2013 году. Компания планировала воспользоваться особым орбитальным периодом в январе 2018, который позволяет добраться до орбиты Марса с минимальным расходом топлива. Дополнительное окно запланировано на 2021 год, если миссию не удастся реализовать в 2018.
Предложение было основано на траектории свободного возвращения. Пилотируемый корабль должен был выйти на орбиту Марса через орбиту Венеры и Земли, и вернуться обратно на Землю через 501 день. Данная кампания подвергалась значительной критике со стороны государственных и независимых организаций.
На данный момент актуальной информации о деятельности фонда нет, так как их официальный сайт заблокирован.
Mars One
– это частный проект голландской организации Mars One and Interplanetary Media Group под руководством Баса Лансдорпа. Программа предполагает экспедицию на Марс в один конец. Компания позиционирует себя как некоммерческая организация. Однако, она предлагает способ получения дохода от экспедиции в виде съемок и дальнейшей продажи документальных фильмов о подготовке и осуществлении миссии.
Реализация проекта предполагает поэтапное осуществление. С 2020 года на поверхность планеты будет запущен первый посадочный модуль, для сбора информации для экспедиции. До 2026 года на Марсе с помощью робототехники будут выстроены жилые модули, перевезено оборудование и другие полезные грузы. Полет первого корабля с людьми запланирован на 2026 год. Следующие корабли с людьми будут отправлены в 2028 и 2029 годах. До 2035 года организация рассчитывает построить колонию для 20 человек.
Тем не менее, организация Mars One неоднократно подвергалась жесткой критике и обвинялась в неправомерных действиях с целью получения материальной выгоды. В российском документальном фильме «Обретение Марса» ее руководители прямолинейно были названы мошенниками.
Илон Маск мечтает колонизировать Марс: видео
По материалам: 2020-god.com
Не пропустите интересные новости в фотографиях:
Новогодние поделки из бумаги своими руками
Лучшие идеи подарков на день Святого Валентина девушке
На вопрос «Есть ли жизнь на Марсе?» у ученых до сих пор нет ответа. Определенно, она могла существовать раньше. Возможно, существует в той либо иной форме и сейчас. Но все это - предположения и допущения без однозначного ответа. Для того, чтобы получить этот ответ, NASA предлагает отправить на Марс новый марсоход, получивший название Mars 2020. Пятый по счету марсоход НАСА, названный «Марс-2020» получит отличное техническое оснащение. Главное его отличие от предшественников - большое количество камер , их будет сразу 23. Камеры позволят зафиксировать весь процесс посадки зонда на поверхность Красной планеты. «Те камеры, которые установлены на Curiosity позволяют получать селфи и панорамные фото благодаря склейке снимков.
Новые линзы и камеры нового марсохода дают возможность получать такие фотографии сразу, без склеек», - сообщил Колин Маккинни из Лаборатории реактивного движения НАСА. Агентство заявило о намерении создать марсоход нового поколения еще в 2012 году. Эта новость прозвучала на осеннем заседании Американского географического союза в Сан-Франциско.
Основа конструкции «Марс-2020» - подвижная платформа Curiosity. Модифицированная и доработанная, но все же это основа прежнего ровера. Так сделано для того, чтобы не «изобретать велосипед» - передвижная платформа предыдущего аппарата просто отлично себя показала. На разработку базы с нуля ушло бы много времени и денег, а так НАСА сможет сэкономить. Кстати, стоимость Curiosity составила около $2,5 млрд, что довольно много, особенно если учесть, что изначальный проект оценивался в $800 млн.
Но это касается лишь платформы, оборудование же здесь устанавливается новое. Через два года после того, как НАСА заявило о новом ровере, в агентство поступило 58 предложений от исследователей и инженеров со всего мира. Часть этих предложений была одобрена. Тогда представители команды марсохода выбрали семь приборов.
Главное предназначение системы - поиск следов жизни в прошлом Марса. 23 камеры установят не просто так: ученые делают основной упор на визуальный анализ. Семь камер из набора - научные приборы, девять служат в качестве навигационных систем, а еще семь представляют собой специализированные камеры, которые будут записывать спуск марсохода, начиная со входа в атмосферу и заканчивая соприкосновением с марсианской поверхностью.
Кстати, Curiosity тоже оснащен неплохо, у него сразу 17 камер. У «Спирита» и «Оппортьюнити» всего по 10 камер. Еще одно важное нововведение - наличие микрофона. Практически все марсоходы, которые бывали на соседе Земли до этого, были «глухими». «Марс 2020» наконец-то «слышит».
Комплектация марсохода:
- Mastcam-Z - универсальная система из двух камер с панорамным и стереоскопическим отображением и объективом переменного фокусного расстояния. Этот научный прибор сможет определять минералогический состав марсианской почвы;
- SuperCam - инструмент, позволяющий определить химический и минералогический состав грунта Марса. Это же устройство позволяет обнаружить на расстоянии присутствие органических соединений в горных породах и реголите;
- Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL) - рентгеновский флуориметрический спектрометр, совмещенный с тепловизором с высоким разрешением. Он нужен для того, чтобы определить состав марсианской почвы по редким элементам. PIXL позволяет уточнить элементный состав марсианского грунта - это нельзя было сделать раньше;
- Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC) - ультрафиолетовый рамановский спектрометр, дающий возможность получать мельчайшие изображения, с тем, чтобы определить мелкомасштабную минералогию и обнаружить органические вещества при их наличии. SHERLOC - первый ультрафиолетовый спектрометр на поверхности Марса;
- Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE) - новейший экспериментальный инструмент, который будет производить кислород из атмосферы Марса, состоящей из углекислого газа;
- Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) - набор датчиков, которые предназначены для измерения температуру, скорости и направления ветра, давления, относительной влажности, размера и формы пыли;
- Radar Imager for Mars Subsurface Exploration (RIMFAX) - георадар, который прозондирует геологическое строение недр с разрешением всего в один сантиметр.
Колеса ровера будут лучше защищены, чем у Curiosity, с тем, чтобы они меньше разрушались под воздействием твердых минералов, встречающихся на пути марсохода.
Агентство опубликовало «дорожную карту» высадки ровера на Марс. Пока что дата конечного этапа путешествия - февраль 2021 года. Опубликовано и изображение будущего марсохода. Все этапы предварительной подготовки к реализации проекта завершены.
Новый этап предполагает утверждение финальной версии структуры марсохода и начало изготовления отдельных элементов системы. После того, как все детали будут изготовлены, начнется сборка системы, проверка ее работоспособности и отправка ровера на космодром. Переход к этой фазе, по оценке руководителя проекта Джорджа Тау (George Tau) должен произойти уже в следующем году.
Поскольку миссия Mars 2020 является «наследницей» миссии Curiosity, структура и некоторые элементы нового марсохода очень похожи на то, что использовалось в Curiosity. Благодаря этому ученым не пришлось заново «изобретать велосипед», создавая Mars 2020. Некоторые детали и ключевые узлы марсохода уже изготовлены, поскольку техническая база осталась с прошлого проекта.
Модель 2020 будет заниматься сбором проб грунта Марса и проверять их на предмет наличия следов микробной жизни. Эта задача не ставилась перед Curiosity. Марсоход 2020 будет должен также собирать и сохранять отобранные образцы - этого предшественник тоже не делал. Образцы планируется однажды отправить на Землю для дальнейшей проверки. Пока что конкретных планов по этому этапу миссии нет. «Миссия Mars 2020 - первый шаг в многоэтапной кампании по возвращению собранных и запечатанных образов марсианских пород. Миссия является важной вехой на пути реализации программы Journey to Mars . Цель программы - определить, существовала ли ранее жизнь на Марсе…», - заявил Джoффри Йодер (Geoffrey Yoder), один из руководителей программы Mars 2020. Отобрать и поместить в герметичные капсулы планируется 30 наиболее интересных для науки образцов горных пород Марса.
Известно, что ровер Mars 2020 будет изучать один из регионов Красной Планеты, где, как считают ученые, ранее была благоприятная обстановка для существования микробной жизни. Пока что регион не определен - ученые рассматривают несколько вероятных мест, интересных в плане проведения исследований.
У ровера Mars 2020 будет 7 основных научных инструментов. Общее оснащение марсохода - лучше, чем у Curiosity. Первый инструмент - это главная камера марсохода (часть, которая выглядит, как голова робота). Камера является более совершенной, чем камера, которой был оснащен Curiosity. Mastcam-Z сможет делать панорамные снимки и стереоскопические изображения, как и камера предшественника 2020 модели. Но у нее большее оптическое увеличение, чем у предыдущей модели. Фактически, все камеры Mars 2020 лучше, чем у Curiosity, плюс кроме видео марсоход сможет записывать и звук. И конечно, новый марсоход тоже будет уметь делать селфи.
SuperCam у модели 2020 - это усовершенствованная версия ChemCam , инструмента Curiosity. По сути, это мощная лазерная пушка, которой марсоход будет «стрелять» по горным породам Марса и анализировать образовавшиеся продукты. Все это позволяет идентифицировать минерал и понять элементарный состав породы. Получив данные по анализу горных пород, ученые Земли примут решение по приоритетам изучения различных регионов Марса, где залегают различные горные породы.
Третий инструмент марсохода - MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment). Он будет улавливать углекислый газ и преобразовывать его в чистый кислород. Этот эксперимент позволит понять, смогут ли будущие колонисты на Марсе получать достаточное для нужд колонии количество кислорода. Кислород нужен и для создания ракетного топлива.
Четвертый инструмент - MEDA Mars (Environmental Dynamics Analyzer). Он нужен для изучения марсианских погодных условий. Датчики устройства измерят температуру, скорость и направление ветра, давление, относительную влажность, размер и форму пыли
Пятый инструмент - RIFMAX. Это георадиолокатор. Он сможет «заглядывать» под поверхность Марса на глубину в 10 метров ( указывают 500 м) с разрешением в 5-20 сантиметров. Таким образом, благодаря RIFMAX ученые получат карту поверхностных слоев Марса в регионе высадки марсохода.
Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL) - рентгеновский флуориметрический спектрометр, который также будет содержать тепловизор с высоким разрешением, чтобы определить состав марсианской почвы по редким элементам. PIXL позволяет более точно обнаружить и проанализировать элементный состав, чем было возможно раньше.
Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC) - ультрафиолетовый рамановский спектрометр, который будет обеспечивать мелкомасштабные изображения, чтобы определить мелкомасштабную минералогию и обнаружить органические вещества. SHERLOC будет первым ультрафиолетовым спектрометром на поверхности Марса и будет взаимодействовать с другими инструментами в полезной нагрузке.
После анонса новой программы NASA рассказало о деталях новой миссии. Организация также ответила на ряд вопросов пользователей, смотревших презентацию миссии Mars 2020. К примеру, специалисты NASA изменят структуру колес марсохода для того, чтобы сделать их прочнее колес Curiosity. Как известно, у этого ровера с течением времени колеса получили значительные повреждения.
Претерпит изменения и система посадки ровера. Общая схема посадки такая же, как у Curiosity. Но специалисты смогут теперь определить самостоятельно, когда необходимо раскрыть парашют системы, а не только скорость, при которой этот парашют должен раскрыться автоматически.
По словам разработчиков системы, это позволяет сократить зону посадки ровера в два раза. Как уже говорилось выше, камеры ровера смогут записывать и звук. Работать камеры начнут еще на этапе спуска аппарата, чтобы записать все подробности. При желании вы можете просмотреть видео презентации новой системы.
Loading...