К Марсу летит новый исследовательский аппарат «Настойчивость»

ЭкспертНаука

Марсианская настойчивость

К Марсу летит новый исследовательский аппарат «Настойчивость». Он должен дать окончательный ответ на вопрос, есть ли на планете жизнь

Заур Мамедьяров

Ровер и его летающий помощник на Марсе в представлении художника

В конце июля NASA запустило на ракете Atlas V автоматическую межпланетную станцию «Марс-2020». Станция доставит на Марс ровер «Настойчивость» (Perseverance): по плану, марсоход должен приземлиться на поверхность Красной планеты 18 февраля 2021 года в районе кратера Езеро диаметром 45 км. Около 3,9 млрд лет назад в этом кратере было озеро, в которое впадали реки (ныне видны сухие речные русла и крупная дельта реки), и ученые полагают, что скалы в этом районе могли сохранить следы древней марсианской жизни.

В случае успеха миссии «Настойчивость» станет пятнадцатым в истории искусственным объектом, достигнувшим поверхности Красной планеты. Сама миссия стала очередным этапом в изучении Марса, которые длятся всю историю цивилизации. Половина из доставленных ранее на планету объектов были запущены в последние двадцать лет, и с каждой новой попыткой охват исследуемой территории и возможности роверов увеличиваются. Несмотря на гибель европейского аппарата «Скиапарелли» в 2016 году, можно с уверенностью говорить, что в целом человечество научилось сажать аппараты в заданную точку планеты, а также обеспечивать движение на небольшие дистанции по поверхности: знаменитый марсоход Curiosity за время работы в 2010-е гг. проехал по Марсу более 15 км. «Настойчивость» делает еще один шаг вперед: у марсохода есть крылатый помощник — 1,8-килограммовый дрон «Изобретательность» (Ingenuity), первый в истории атмосферный летательный аппарат для изучения Марса. Компактный дрон с корпусом длиной около 20 см оснащен двумя винтами диаметром 120 см, скорость вращения которых составит 2400 оборотов в минуту (для сравнения: основной винт обычных земных вертолетов, как правило, вращается со скоростью 450–500 оборотов в минуту).

Из-за низкой температуры и разреженного воздуха на Марсе запустить вертолет в марсианской атмосфере примерно так же сложно, как и поднять его на 30 км на Земле. По идее дрон должен использоваться для разведки местности, но его задача-минимум — просто подняться в воздух, чтобы выяснить, возможен ли в принципе в атмосфере Марса управляемый полет. Дрон, как ожидается, взлетит пять раз, поднимется на высоту 3–10 метров и сможет пролететь несколько сотен метров. В конце концов, ожидается, что беспилотники смогут летать гораздо дольше и на большие расстояния. Результаты эксперимента покажут, как можно исследовать планету в дальнейшем: человечеству предстоит научиться создавать еще более совершенных роботов, которые будут ползать и, возможно, летать и по другим планетам и астероидам. А в перспективе создавать там автономные космические базы без людей.

Дрон совершит первый в истории полет в атмосфере Марса

В поисках жизни

Несколько миллиардов лет назад условия на Земле и Марсе были похожи. На поверхности обеих планет была густая атмосфера и жидкая вода — иными словами, необходимые условия для возникновения и поддержания жизни. На Земле жизнь действительно возникла, Марс же превратился в холодную безжизненную пустыню. И уже более ста лет, со времен знаменитой мистификации о марсианских каналах, ученых и любителей науки мучит вопрос: существовала ли жизнь на Красной планете? И могла ли она сохраниться до наших дней, пусть даже в небольших количествах? С появлением нового поколения марсоходов этот вопрос получил новое развитие. Еще один вопрос, возникший в последние годы: если вода на планете была, то куда она исчезла? Буквально на прошлой неделе орбитальный аппарат Mars Express обнаружил на Марсе систему подземных озер.

Одно из древнейших свидетельств жизни на Земле — строматолиты, ископаемые остатки бактериальных сообществ, образовавшихся на дне неглубоких водоемов. Считается, что самые древние строматолиты были обнаружены в Гренландии в 2016 году, их возраст насчитывает 3,7 млрд лет. Подобные строматолитические образования исследователи надеются обнаружить и на Марсе. «Мы будем искать образцы, текстуры и субстанции, для образования которых необходимо влияние жизни», — объяснила Кэти Стэк Морган, заместитель главного исследователя проекта. Кроме того, ровер «Настойчивость» будет на протяжении одного марсианского сола (около двух земных лет) исследовать местный климат, опробует технологию синтеза кислорода из атмосферы Марса и впервые использует микрофоны для улавливания звуков Красной планеты.

«Марс-2020» также станет первым этапом многолетней глобальной миссии по доставке марсианского грунта на Землю. В 2026 году за образцами, которые соберет «Настойчивость», прилетят разрабатываемые Европейским космическим агентством орбитальный модуль ERO (Earth Return Orbiter, орбитальный корабль для возвращения на Землю) и посадочный аппарат SRL (Sample Retrieval Lander, посадочный аппарат для возвращения образцов) со взлетной ракетой и марсоходом. SRL сядет в том же марсианском кратере Езеро, его марсоход соберет упакованные «Настойчивостью» образцы грунта, после чего переместит их в ракету, которая взлетит с поверхности Марса в 2029 году. На марсианской орбите головная часть ракеты состыкуется с ERO, собранные образцы простерилизуют и поместят в возвращаемую капсулу, которая должна приземлиться в 2031 году. Это станет первой в истории возвратной миссией на другую планету и первым запуском ракеты с поверхности другой планеты.

Почему так важно привезти образцы с Марса? Дело в том, что хотя инструменты ровера могут проводить сложные химические анализы почвы прямо на Марсе, все оборудование, которое используется для этих целей на Земле, на Марс доставить нельзя. Исследования органических соединений и их возможного биологического происхождения требуют химических манипуляций, которые слишком сложны, чтобы их можно было провести на Марсе.

На разработку программы уже потратили 2,4 млрд долларов, при этом NASA выделило еще 300 млн на операционные расходы после того, как вездеход приземлится. С начала пандемии COVID-19 большая часть сотрудников космического агентства работала на дому, но над миссией «Марс-2020» ученые и инженеры трудились очно, чтобы успеть запустить ее во время так называемого стартового окна на Марс — ограниченного периода времени каждые пару лет, когда космические аппараты с Земли могут достичь Красной планеты.

Лаборатория в Пасадене, Калифорния, ученые наблюдают за первым тест-драйвом марсохода миссии «Марс-2020», 17 декабря 2019 года

Как устроен настойчивый марсоход

«Настойчивость» весит чуть больше тонны, а по размеру сопоставима с небольшим автомобилем — это самый крупный и наиболее технологически совершенный марсоход, который человечество когда-либо отправляло на Красную планету. Новый марсоход представляет собой улучшенную версию ровера «Любопытство» (Curiosity), который приземлился на Марс восемь лет назад. Curiosity дал немало свидетельств того, что жизнь на Марсе вполне возможна, и если ее нет сейчас, то она могла быть в прошлом. Исследования грунта показали наличия серы, азота, водорода, кислорода, фосфора и углерода, все они считаются «строительными блоками» жизни, хотя и не могут считаться ее свидетельством. «Команда не может заключить, что на Марсе [в кратере Гейла] существовала жизнь, но открытие показало, что в древности среда планеты содержала элементы органических молекул», — заявляли тогда в NASA. Место посадки ровера «Настойчивость» выбрано как раз так, чтобы развить исследования, проведенные Curiosity.

Разработчик «Настойчивости» — лаборатория реактивного движения NASA; компания Lockheed Martin создала оболочку, которая защитит марсоход, когда он будет проходить через атмосферу Марса. Ровер войдет в марсианскую атмосферу со скоростью около 19500 км/ч в режиме автопилота. В NASA называют предстоящую посадку «семью минутами ужаса». Аппарат развернет парашют, а затем запустит систему «небесного крана» — аналогичную той, что использовалась Curiosity: она активирует реактивные двигатели, чтобы замедлить марсоход, а затем спустит его на поверхность планеты на тросе.

В отличие от предшественника у «Настойчивости» есть система автопилотирования для обнаружения больших камней и других препятствий. Кроме того, новый марсоход оснащен приборами для геологических исследований. Это, к примеру, камеры с многократным зумом, метеорологическая станция испанского производства, норвежский радиолокатор для сканирования слоев почвы и скал под поверхностью планеты, усовершенствованная версия лазерного прибора Curiosity, которая будет анализировать химический состав марсианских скал. Еще «Настойчивость» оборудована двумя микрофонами, которые не только смогут «услышать» шум ветра и другие звуки Марса, но и уловить возможные проблемы в двигателях.

Но главный рабочий инструмент «Настойчивости» — ее двухметровая роборука, которая может вытянуться, чтобы рассмотреть марсианские скалы вблизи, и при необходимости собирать образцы в герметичные трубки (предполагается, что ровер соберет 31 такой образец). На «кончиках пальцев» механической руки расположена система «Шерлок», которая будет проводить лазерный микроспектральный анализ горной породы. «Шерлоку» будет помогать камера «Ватсон»: она будет снимать крупным планом камни, достойные дальнейшего изучения. Если в марсианском грунте есть строматолиты или даже окаменелые останки более сложных существ, марсоход увидит их и химически, и оптически.

Марс уже более 150 лет исследуют с помощью телескопов, 50 лет с помощью орбитальных аппаратов и два десятка лет — роверами. Если все пройдет по плану, то еще примерно десять лет — и впервые с 1972 года на Землю доставят грунт с другой планеты и смогут начать изучать Марс уже в земных условиях.

Семь инструментов «Настойчивости»

1. Mastcam-Z, разработан в Университете штата Аризона, США.

Система камер с возможностью панорамной, стереоскопической съемки и масштабирования. Прибор также определит минералогию марсианской поверхности и поможет в работе марсохода.

2. MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer), разработан в Центре астробиологии, Испания.

Метеорологическая станция: набор датчиков, которые будут измерять температуру, скорость и направление ветра, давление, относительную влажность, а также размер и форму пыли.

3. MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), разработан в Массачусетском технологическом институте, США.

Устройство, которое будет пытаться производить кислород из марсианского углекислого газа в атмосфере.

4. PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), разработан в лаборатории реактивного движения NASA, США.

Рентгенофлуоресцентный спектрометр, способный определять состав грунта и работающий даже с мелкодисперсным песком.

5. RIMFAX (Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment), разработан в норвежском институте оборонных исследований.

Радиолокатор для сканирования слоев почвы и скал под поверхностью планеты.

6. SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals, разработан в лаборатории реактивного движения NASA, США.

Ультрафиолетовый спектрометр, который будет определять состав мелкодисперсных образцов и искать в них органические соединения.

7. SuperCam, разработан в Лос-Аламосской национальной лаборатории, США.

Прибор, оснащенный двумя лазерами и четырьмя спектрометрами для анализа химического и минерального состава горных пород на расстоянии на основе метода лазерно-искровой эмиссионной спектрометрии.

Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Им не хватало воздуха на горных перевалах Им не хватало воздуха на горных перевалах

Карабах рискует превратиться в новый рассадник мирового терроризма

Эксперт
Как быть с завистью? Как быть с завистью?

Превращаем зависть в мотивацию

Reminder
Меняю автомат на беспилотник Меняю автомат на беспилотник

Первое боестолкновение, где решающую роль сыграли беспилотные дроны

Популярная механика
На Красной планете произошли 3 рекордных марсотрясения На Красной планете произошли 3 рекордных марсотрясения

Зонд NASA Mars InSight зафиксировал три марсотрясения

National Geographic
Карабах-2020. Военно-аналитический разбор Карабах-2020. Военно-аналитический разбор

50 тезисов о войне Азербайджана и Армении. Почему пала оборона Карабаха

Эксперт
Умное и еще умнее. Кому на самом деле нужно электронное голосование Умное и еще умнее. Кому на самом деле нужно электронное голосование

Технический прогресс вдруг оказался против прогресса общественного

СНОБ
Ocean Community: города уходят в море Ocean Community: города уходят в море

Проект Ocean Community – концепция домов на воде и снова среда обитания

Naked Science
Кэри Фукунага Кэри Фукунага

Режиссер нового фильма о Бонде рассказал о непростой жизни супершпионов

Maxim
Ума Турман написала колонку против закона о запрете абортов в Техасе. Она призналась, что в подростковом возрасте ей пришлось прервать беременность Ума Турман написала колонку против закона о запрете абортов в Техасе. Она призналась, что в подростковом возрасте ей пришлось прервать беременность

Ума Турман выступила против принятого в Техасе закона о запрете абортов

Esquire
Калина красная: как и зачем есть горькие ягоды Калина красная: как и зачем есть горькие ягоды

Какими полезными свойствами обладает калина и почему ее стоит попробовать

РБК
Экзопланеты предложили искать в квантовом пределе Экзопланеты предложили искать в квантовом пределе

Физики применили квантовую теорию информации для наблюдения экзопланет

N+1
Чистая правда Чистая правда

А как работает и что вообще из себя представляет детокс-косметика?

Лиза
«Мы застрянем на USB-C навсегда?»: доводы «за» и «против» решения Евросоюза ввести единый разъём для всех смартфонов «Мы застрянем на USB-C навсегда?»: доводы «за» и «против» решения Евросоюза ввести единый разъём для всех смартфонов

Евросоюз за введение стандарта USB-C, Applе – против

TJ
Райские кущи Райские кущи

Дизайнеры оформили клубный дом гольф-клуба “Раево” в традициях старой Америки

AD
«Мне нечего скрывать» «Мне нечего скрывать»

Елизавета Моряк — о кино, цыганских корнях и любви к эротическим триллерам

OK!
Какие мужчины и почему интересуются сексуальным прошлым своих партнерш Какие мужчины и почему интересуются сексуальным прошлым своих партнерш

Стоит ли рассказывать мужчине о прошлых отношениях?

Psychologies
«Неподражаемый песенный каталог»: как стриминг помог Universal Music Group вырасти в шесть раз за восемь лет «Неподражаемый песенный каталог»: как стриминг помог Universal Music Group вырасти в шесть раз за восемь лет

Как Universal Music Group удалось выйти на биржу

VC.RU
Мама — это в душе! Мама — это в душе!

Мама 34 детей — о своем обычном дне, альпаках и своих мечтах

ПУСК
Ток-шоу Ток-шоу

Для чего нужна микротоковая терапия, какие проблемы она решает?

Grazia
Этот предприниматель учился бесплатно в 4 странах  ― как повторить его опыт Этот предприниматель учился бесплатно в 4 странах  ― как повторить его опыт

Образование предпринимателю не нужно, а если и нужно, то лучшее и дорогое?

Inc.
Как Хелен Герли Браун подарила женщинам свободную любовь и одержимость диетами Как Хелен Герли Браун подарила женщинам свободную любовь и одержимость диетами

За что Герли Браун критикуют феминистки и за что стоит сказать ей «спасибо»

Forbes
Машина желаний Машина желаний

Фантастический рассказ о том, что бы было, если бы существовала машина желаний

Вокруг света
«Вертинский»: сначала на платформе и только через полгода в эфире «Вертинский»: сначала на платформе и только через полгода в эфире

Биография Вертинского — это попытка осмыслить события двадцатого века

Эксперт
Ледниковый период: 7 проблем со здоровьем, из-за которых ты всё время мерзнешь Ледниковый период: 7 проблем со здоровьем, из-за которых ты всё время мерзнешь

Что делать, если ты все время мерзнешь, и нужно ли идти с этой проблемой к врачу

Cosmopolitan
Смотрите-ка, звезда! Смотрите-ка, звезда!

Певица Лиза Монеточка о своих преподавателях и учебе в школе

Домашний Очаг
Не мелочи жизни Не мелочи жизни

Анекдот про «мама сказала: деньги в бидоне» — прошлый век

Vogue
Мне нужны твои камбэки? Мне нужны твои камбэки?

Разбираемся, почему на экранах так много сиквелов и ремейков и как с этим жить

Glamour
«Дом или тюрьма»: почему птицы не улетают из зоопарков «Дом или тюрьма»: почему птицы не улетают из зоопарков

Почему свободные от сеток утки, гуси и лебеди не меняют место жительства

Вокруг света
Чтение на 15 минут: «Дизайн детства» Чтение на 15 минут: «Дизайн детства»

Отрывок из сборника «Дизайн детства» — о самых важных игрушках XX века

Arzamas
Кудри на гвоздях, эпиляция пемзой: жуткие, но правдивые бьюти-истории из 90-х Кудри на гвоздях, эпиляция пемзой: жуткие, но правдивые бьюти-истории из 90-х

Как женщины наводили марафет в 90-х?

Cosmopolitan
Открыть в приложении