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

Кодный магазин Кодный магазин

Программист из Ульяновска построил компанию стоимостью $100 млн

Forbes
Их не читали две тысячи лет Их не читали две тысячи лет

ИИ позволил начать чтение свитков, две тысячи лет остававшиеся недоступными

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

Карабах рискует превратиться в новый рассадник мирового терроризма

Эксперт
Солнечный друг Солнечный друг

5 вопросов врачу по безопасному загару

Лиза
Страшное место Сандармох Страшное место Сандармох

Что было в лесном урочище Сандармохе

Дилетант
Татуаж ареол: как преобразить грудь с помощью перманентного макияжа Татуаж ареол: как преобразить грудь с помощью перманентного макияжа

Как с помощью перманентного макияжа можно преобразить ареолы груди

VOICE
Скандий не желает сплавляться Скандий не желает сплавляться

Сплавы металлов с редкоземельным скандием не востребованы в промышленности

Эксперт
Анатомия заблуждений: почему люди все еще верят в ложь, мистификацию и теории заговоров Анатомия заблуждений: почему люди все еще верят в ложь, мистификацию и теории заговоров

Отрывок из книги «Время заблуждений» — почему мы верим в ложные убеждения?

Inc.
Репринт: «Виктор Вавич», «Древняя ночь вселенной» и другие возвращения Репринт: «Виктор Вавич», «Древняя ночь вселенной» и другие возвращения

Переиздания книг, которые не захочется выпускать из рук

Полка
Как удалить объект с фото онлайн — 3 простых и бесплатных способа Как удалить объект с фото онлайн — 3 простых и бесплатных способа

Как удалить ненужный объект с фото онлайн — быстро и бесплатно

CHIP
Чем опасны лидеры с уязвимым эго: 7 негативных особенностей Чем опасны лидеры с уязвимым эго: 7 негативных особенностей

Как даже хорошо скрываемая уязвимость мешает принимать верные решения

Psychologies
Полина Luxury Girl: интервью о хейтерах, стримах, рыбалке и фильмах для взрослых Полина Luxury Girl: интервью о хейтерах, стримах, рыбалке и фильмах для взрослых

Актриса из фильмов 18+ Полина Марченко — обо всем и сразу

Maxim
Мясные лидеры наращивают долю рынка Мясные лидеры наращивают долю рынка

Участники девятого рейтинга «Агроинвестора» продолжили наращивать производство

Агроинвестор
Пасхальная оология Пасхальная оология

Красим яйца вместе с птицами

N+1
Популярность Майнкрафта. Почему эта игра всем нравится Популярность Майнкрафта. Почему эта игра всем нравится

В чем секрет успеха игры, у которой нет главного – конечной цели?

Цифровой океан
Восемь простых способов улучшить сон Восемь простых способов улучшить сон

Эти несложные действия помогут справиться с бессонницей и начать высыпаться

РБК
Бессмертие «цзы» Бессмертие «цзы»

Иероглифы в Поднебесной всегда воспринимались как нечто священное

Знание – сила
8 мужских ролей, доставшихся актрисам 8 мужских ролей, доставшихся актрисам

Боевики, фантастика и триллеры — мужская вотчина, в которую ворвались женщины

Maxim
Кофе или матча? Ваш выбор по утрам многое о вас говорит Кофе или матча? Ваш выбор по утрам многое о вас говорит

Как оказалось, ваша привычка пить кофе или чай утром может многое рассказать вас

ТехИнсайдер
Необратимость: как вернуться к себе, пережив насилие Необратимость: как вернуться к себе, пережив насилие

Что делать, чтобы найти в себе силы жить дальше после пережитого насилия?

Psychologies
Внутривенный аполипопротеин А1 не снизил риск осложнений при инфаркте миокарда Внутривенный аполипопротеин А1 не снизил риск осложнений при инфаркте миокарда

Введение CSL112 не приводит к снижению риска инфаркта миокарда

N+1
Признаки нездоровых отношений: как отследить их вовремя Признаки нездоровых отношений: как отследить их вовремя

Как понять, что общение с партнером начало причинять реальный вред?

Psychologies
До сотворения мира: Пять историй Ипполита Маркелова До сотворения мира: Пять историй Ипполита Маркелова

Способна ли наука создавать жизнь, управлять животными, даровать бессмертие?

Цифровой океан
Что вас ждет, если вы влюбились в пассивно-агрессивного человека Что вас ждет, если вы влюбились в пассивно-агрессивного человека

Что движет пассивным агрессором?

Psychologies
Платон, синхротрон и миллионы долларов Платон, синхротрон и миллионы долларов

Нечитаемые свитки из Геркуланума наконец-то смогли прочитать, не разворачивая

Цифровой океан
Почему креативность — ключевой навык будущего Почему креативность — ключевой навык будущего

Почему работодатели стали обращать внимание именно на креативность сотрудников?

СНОБ
Чем лабрадор отличается от голден ретривера Чем лабрадор отличается от голден ретривера

Существует ли какая-то существенная разница между лабрадором и голден ретривером

ТехИнсайдер
Больше молока от фермы до прилавка Больше молока от фермы до прилавка

Производство сырья и готовой продукции в молочном секторе будет увеличиваться

Агроинвестор
Зачем люди сидят на диете из мяса и зелени? Интересные факты о питании: стоит узнать! Зачем люди сидят на диете из мяса и зелени? Интересные факты о питании: стоит узнать!

Как комбинирование мяса с зеленью может помочь регулировать уровень сахара

ТехИнсайдер
«Все, что было его, – нынче ваше» «Все, что было его, – нынче ваше»

Место творчества Булата Окуджавы в современной литературе и литературоведении

Знание – сила
Открыть в приложении