Hvordan den røde planeten ble erobret og hva vi klarte å lære om den. Trafikken på marsstien øker

Mars har fengslet mennesker helt siden vi først så det som et objekt på himmelen, som i utgangspunktet virket som en stjerne, og en vakker stjerne, fordi den er rød. I det 1. århundre brakte teleskoper blikket vårt nærmere for første gang til overflaten, full av spennende mønstre og landformer (XNUMX). Forskere assosierte først dette med den sydende marsianske sivilisasjonen ...

1. Kart over overflaten til Mars på XNUMX-tallet.

Nå vet vi at det ikke er noen kanaler eller noen kunstige strukturer på Mars. Imidlertid har det nylig blitt antydet at denne nå tørre, giftige planeten for 3,5 milliarder år siden kunne ha vært like beboelig som jorden (2).

Mars det er den fjerde planeten fra solen, like etter jorden. Det er bare litt mer enn halve jordenog dens tetthet er bare 38 prosent. terrestrisk. Det tar mer tid å gjøre en fullstendig omdreining rundt solen enn jorden, men den roterer rundt sin akse med omtrent samme hastighet. Derfor Et år på Mars er 687 jorddøgn.og et døgn på Mars er bare 40 minutter lenger enn på jorden.

Til tross for sin mindre størrelse, er jordarealet til planeten omtrent lik arealet til jordens kontinenter, noe som betyr i det minste teoretisk. Dessverre er planeten for øyeblikket omgitt av en tynn atmosfære som hovedsakelig består av karbondioksid, og vil neppe bære liv på jorden.

Metan dukker også med jevne mellomrom opp i atmosfæren i denne uttørrede verden, og jorda inneholder kjemikalier som er giftige for livet slik vi kjenner det. Selv om det er vann på mars, sitter den fast i planetens polare iskapper og gjemt, kanskje i store mengder, under overflaten til Mars.

2. Hypotetisk utseende av Mars for milliarder av år siden

I dag, mens forskere utforsker overflaten til mars (3), de ser strukturer som utvilsomt er arbeidet med langvarige væsker – forgrenende bekker, elvedaler, bassenger og deltaer. Observasjoner viser at planeten en gang kunne ha hatt en stort hav som dekker dens nordlige halvkule.

Andre steder landskap av bjørn spor etter eldgamle byger, reservoarer, elver som skjærer gjennom elveleier på bakken. Det er sannsynlig at planeten også var innhyllet i en tett atmosfære, som gjorde at vann kunne forbli i flytende tilstand ved temperaturer og trykk på mars. En gang i fortiden skal planeten nå ha gjennomgått en dramatisk transformasjon, og en verden som en gang kunne ha vært ganske lik jorden, ble den uttørrede ødemarken som vi utforsker i dag. Forskere lurer på hva som skjedde? Hvor ble det av disse bekkene og hva skjedde med atmosfæren på mars?

For nå. Kanskje vil dette endre seg i løpet av de neste årene. NASA håper de første menneskene vil lande på Mars på 30-tallet. Vi har snakket om en slik tidsplan i rundt ti år. Kineserne spekulerer i lignende planer, men mindre spesifikt. Før vi tar fatt på disse ambisiøse programmene, la oss prøve å gjøre oversikt over et halvt århundre med menneskelig utforskning av Mars.

Mer enn halvparten av oppdraget mislyktes

Sender et romskip til Mars vanskelig, og det er enda vanskeligere å lande på denne planeten. Den sjeldne Mars-atmosfæren gjør det til en stor utfordring å komme til overflaten. Rundt 60 prosent. Landingsforsøk gjennom flere tiår med planetarisk utforskningshistorie har vært mislykket.

Så langt har seks romfartsorganisasjoner med suksess nådd Mars - NASA, de russiske Roscosmos og sovjetiske forgjengere, European Space Agency (ESA), Indian Space Research Organization (ISRO), det kinesiske byrået, som ikke bare var vert for orbiteren, men også landet og lanserte roveren med suksess, og utforsket overflaten av skipet til Zhurong, og til slutt rombyrået i De forente arabiske emirater med sonden "Amal" ("Håp").

Siden 60-tallet har dusinvis av romfartøy blitt sendt til Mars. Den første antall sonde på mars bombarderte USSR. Oppdraget inkluderte de første tilsiktede pasningene og en hard (støt)landing (Mars, 1962).

Første vellykkede cruise rundt Mars skjedde i juli 1965 ved bruk av NASAs Mariner 4-sonde. Mars 2 i mars 3 men i 1971 krasjet den første med roveren om bord, og kontakt med mars 3 den brakk av så snart den nådde overflaten.

Viking-sondene ble lansert av NASA i 1975 og besto av to orbitere, hver med en lander som vellykket gjorde en myk landing i 1976. De utførte også biologiske eksperimenter på marsjord for å se etter tegn på liv, men resultatene var ikke entydige.

NASA fortsatte Mariner-program med et annet par Mariner 6 og 7 prober. De ble plassert i neste lastevindu og nådde planeten i 1969. I løpet av det neste lastevinduet ble Mariner igjen påført tap av ett av sine sonderpar.

Mariner 9 kom med hell i bane rundt Mars som det første romfartøyet i historien. Han oppdaget blant annet at en støvstorm raste over planeten. Fotografiene hans var de første som ga mer detaljerte bevis på at flytende vann en gang kunne ha eksistert på planetens overflate. Basert på disse studiene ble det også funnet at området navngitt Ikke noe olympisk er det høyeste fjellet (mer presist, en vulkan), som førte til omklassifiseringen til Olympus Mons.

Det var mange flere feil. For eksempel ble de sovjetiske sondene Phobos 1 og Phobos 2 sendt til Mars i 1988 for å studere Mars og dens to måner, med spesielt fokus på Phobos. Phobos 1 mistet kontakten på vei til Mars. Phobos 2selv om den med suksess fotograferte Mars og Phobos, styrtet den før de to landingene traff overflaten til Phobos.

Også uten hell USAs orbiter Mars Observer-oppdrag i 1993. Kort tid etter, i 1997, rapporterte en annen NASA-observasjonssonde, Mars Global Surveyor, at han gikk inn i banen til Mars. Dette oppdraget var en fullstendig suksess, og i 2001 var hele planeten kartlagt.

4. Rekonstruksjoner i naturlig størrelse av Sojourner, Spirit, Opportunity og Curiosity rovere med deltakelse av NASA-ingeniører.

1997 så også et stort gjennombrudd i form av en vellykket landing i Ares Valley-regionen og overflateundersøkelse ved hjelp av Lazika NASA Sojourner som en del av Mars Pathfinder-oppdraget. I tillegg til vitenskapelige formål, Mars Pathfinder Mission det var også et proof of concept for ulike løsninger, som airbag-landingssystemet og automatisk unngåelse av hindringer, som senere ble brukt i påfølgende rover-oppdrag (4). Men før de ankom, var det en ny bølge av Mars-feil i 1998 og 1999, kort tid etter suksessen til Global Surveyor og Pathfinder.

Det var uheldig Japansk Nozomi orbiter-oppdragsamt NASA orbitere Mars Climate Orbiter, Mars Polar Lander jeg penetratorer Deep Space 2med ulike feil.

European Space Agency Mars Express-oppdrag (ESA) nådde Mars i 2003. Om bord var en Beagle 2-lander som gikk tapt under et landingsforsøk og ble savnet i februar 2004. Beagle 2 ble oppdaget i januar 2015 av HiRise-kameraet på NASAs Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Det viste seg at han landet trygt, men han klarte ikke å distribuere solcellepanelene og antennen fullt ut. Orbital Mars Express imidlertid gjorde han viktige funn. I 2004 oppdaget han metan i planetens atmosfære og observerte det to år senere. polarstjerner.

I januar 2004 ble to NASA-rovere navngitt Spirit of Serbia (MER-A) I Opportunity (MER-B) landet på overflaten av Mars. Begge oversteg langt anslåtte tidsplaner for mars. Blant de mest betydningsfulle vitenskapelige resultatene av dette programmet var sterke bevis på at flytende vann eksisterte på begge landingsstedene tidligere. Rover Spirit (MER-A) var aktiv frem til 2010 da den sluttet å sende data fordi den ble sittende fast i en sanddyne og ikke kunne omorientere seg for å lade batteriene.

Så Phoenix landet på Mars nordpol i mai 2008 og ble bekreftet å ha vannis. Tre år senere ble Mars Science Laboratory skutt opp ombord på Curiosity-roveren, som nådde overflaten av Mars i august 2012. Vi skriver om de viktigste vitenskapelige resultatene av oppdraget hans i en annen artikkel i denne utgaven av MT.

Et annet mislykket forsøk på å lande på Mars av det europeiske ESA og det russiske Roscosmos var Lendaunik Schiaparellisom koblet fra ExoMars Trace Gas Orbiter. Oppdraget ankom Mars i 2016. Imidlertid åpnet Schiaparelli, mens han gikk ned, fallskjermen for tidlig og styrtet til overflaten. Imidlertid ga han nøkkeldata under en fallskjermnedstigning, så testen ble ansett som en delvis suksess.

To år senere landet en annen sonde på planeten, denne gangen stasjonær. Innsiktsom utførte en studie som bestemte diameteren til Mars kjerne. InSight-målinger viser at diameteren til Mars kjerne er mellom 1810 og 1850 kilometer. Dette er nesten halvparten av diameteren til jordens kjerne, som er omtrent 3483 km. Samtidig er det imidlertid mer enn noen estimater har vist, noe som betyr at marskjernen er sjeldnere enn tidligere antatt.

InSight-sonden forsøkte uten hell å gå dypt ned i Mars-jorden. Allerede i januar ble bruken av den polsk-tyske «føflekken» forlatt, d.v.s. termisk sonde, som skulle gå dypt ned i bakken for å måle strømmen av termisk energi. Muldvarpen møtte mye friksjon og sank ikke dypt nok ned i bakken. Sonden lytter også seismiske bølger fra planetens innside. Dessverre kan det hende at InSight-oppdraget ikke har nok tid til å gjøre flere oppdagelser. Støv samler seg på enhetens solcellepaneler, noe som gjør at InSight får mindre strøm.

De siste tiårene bevegelsen i planetens bane økte også systematisk. Eies av NASA Mars Odyssey gikk inn i Mars-bane i 2001. Dens oppgave er å bruke spektrometre og bildeenheter for å søke etter tidligere eller nåværende bevis på vann og vulkansk aktivitet på Mars.

I 2006 ankom en NASA-sonde i bane. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), som skulle gjennomføre en toårig vitenskapelig undersøkelse. Orbiteren begynte å kartlegge Mars-landskapet og været for å finne passende landingssteder for kommende landeroppdrag. MRO tok det første bildet av en serie aktive snøskred nær planetens nordpol i 2008. MAVEN orbiter ankom i bane rundt den røde planeten i 2014. Målet med oppdraget er hovedsakelig å finne ut hvordan planetens atmosfære og vann har gått tapt i løpet av denne tiden. årets.

Omtrent på samme tid, hans første Mars-banesonde, Mars Orbit Mission (MAMA), også kalt Mangalyaan, lansering av den indiske romforskningsorganisasjonen (ISRO). Den gikk i bane i september 2014. Indias ISRO ble den fjerde romfartsorganisasjonen som nådde Mars, etter det sovjetiske romfartsprogrammet, NASA og ESA.

5. Kinesisk terrengkjøretøy Zhuzhong

Et annet land i Mars-klubben er De forente arabiske emirater. Tilhører dem orbital romfartøy Amal ble med 9. februar 2021. En dag senere gjorde den kinesiske sonden det samme. Tianwen-1, som bærer 240 kg Zhurong lander og rover (5), som ble myklandet i mai 2021.

En kinesisk overflateutforsker har sluttet seg til tre amerikanske romfartøyer som er aktive og aktive på planetens overflate. Lazikov Nysgjerrighet i Standhaftighetsom også landet med suksess nå i februar, og Insight. Og hvis du teller Genial flygende drone utgitt av det siste amerikanske oppdraget, separat, det vil si menneskelige maskiner som jobber på overflaten av Mars i øyeblikket fem.

Planeten er også utforsket av åtte orbitere: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 orbiter og Amal. Så langt har ikke en eneste prøve blitt sendt fra Mars, og landingstilnærmingen til månen til Phobos (Phobos-Grunt) under start i 2011 var mislykket.

Fig. 6. Bilder av overflaten til Mars fra CaSSIS-instrumentet til Exo Mars-bane.

All denne Mars-forsknings-"infrastrukturen" fortsetter å gi nye interessante data om dette problemet. Red Planet. Nylig oppdaget ExoMars Trace Gas Orbiter hydrogenklorid i Mars-atmosfæren. Resultatene er publisert i tidsskriftet Science Advances. "Damp er nødvendig for å frigjøre klor, og hydrogen er nødvendig av biproduktet av vann for å danne hydrogenklorid. Det viktigste i disse kjemiske prosessene er vann,” forklarte han. Kevin Olsen fra Oxford University, i en pressemelding. Ifølge forskere støtter eksistensen av vanndamp teorien om at Mars mister store mengder vann over tid.

Eies av NASA Mars Reconnaissance Orbiter han la også nylig merke til noe merkelig på overflaten av Mars. Han sjekker inn med boardingkort. HiRise kamera en dyp grop (7), som ser ut som en svart mørk flekk med en diameter på ca. 180 meter. Videre forskning viste seg å være enda mer overraskende. Det viste seg at løs sand ligger i bunnen av hulrommet, og det faller i én retning. Forskere prøver nå å fastslå kunne den dype gropen kobles til et nettverk av underjordiske tunneler etterlatt av raskt rennende lava.

Forskere har lenge mistenkt at utdødde vulkaner kan bli etterlatt store hulerør på Mars. Disse systemene kan vise seg å være et meget lovende sted for fremtidig utplassering av marsbaser.

Hva venter den røde planeten i fremtiden?

Innenfor rammen av programmet ExoMars, ESA og Roscosmos planlegger å sende Rosalind Franklin-roveren i 2022 for å lete etter bevis på eksistensen av mikroorganismer på Mars, fortid eller nåtid. Landeren som roveren skal levere kalles Kazachok. Samme vindu i 2022 Mars bane EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Researchers) ved University of California i Berkeley skal fly med to romfartøyer i ett oppdrag rettet mot strukturstudie, sammensetningen, volatilitet i dynamikken til magnetosfæren til Mars Oraz utgangsprosesser.

Det indiske byrået ISRO planlegger å følge opp sitt oppdrag i 2024 med et oppdrag kalt Mars Orbiter Mission 2 (MOM-2). Det er mulig at India i tillegg til orbiteren også vil sende en rover for å lande og utforske planeten.

Litt mindre spesifikke reiseforslag inkluderer det finsk-russiske konseptet mars MetNetsom innebærer bruk av mange små meteorologiske stasjoner på Mars for å skape et omfattende nettverk av observasjoner for å studere strukturen til planetens atmosfære, fysikk og meteorologi.

Mars-Grunt dette er i sin tur det russiske konseptet med et oppdrag rettet mot levere en prøve av marsjord til jorden. ESA-NASA-teamet utviklet konseptet med en tre Mars start- og returarkitektur som bruker en rover for å lagre små prøver, et Mars-klatretrinn for å sende dem i bane, og en orbiter for å kommunisere med dem over luften. Mars og returner dem til jorden.

Solar elektrisk stasjon kan tillate én start for å returnere prøver i stedet for tre. Det japanske byrået JAXA jobber også med et oppdragskonsept kalt MELOS-roveren. se etter biosignaturer eksisterende liv på Mars.

Selvfølgelig er det flere bemannede oppdragsprosjekter. Amerikansk romutforskning ble satt som et langsiktig mål i romutforskningsvisjonen som ble kunngjort i 2004 av USAs daværende president George W. Bush.

28. september 2007 NASA-administrator Michael D. Griffin uttalte at NASA har som mål å sende en mann til Mars innen 2037. I oktober 2015 ga NASA ut den offisielle planen for menneskelig utforskning og kolonisering av Mars. Den ble kalt Journey to Mars og ble detaljert av MT på den tiden. Det er sannsynligvis ikke lenger aktuelt, siden det sørget for bruk av den internasjonale romstasjonen i jordbane, og ikke Månen, og månestasjonen som et mellomstadium. I dag snakkes det mer om å returnere til månen som en måte å komme seg til Mars på.

Han dukket også opp på veien Elon Musk og SpaceX med sine ambisiøse og noen ganger ansett urealistiske planer for konvensjonelle oppdrag til Mars for kolonisering. I 2017 kunngjorde SpaceX planer gjennom 2022, etterfulgt av ytterligere to ubemannede flyvninger og to bemannede flyvninger i 2024. Starship skal ha en lastekapasitet på minst 100 tonn. Flere Starship-prototyper har blitt testet med suksess som en del av Starship-utviklingsprogrammet, inkludert en fullt vellykket landing.

Mars er den desidert mest studerte og kjente kosmiske kroppen etter eller lik månen. Ambisiøse planer, opp til kolonisering, er et, ganske vagt, prospekt for øyeblikket. Det som derimot er sikkert er at bevegelsen frem og tilbake overflaten til den røde planeten vil vokse i årene som kommer.