Hvordan den røde planet blev erobret, og hvad vi formåede at lære om den. Trafikken på Mars-stien er stigende

Mars har fængslet mennesker, siden vi første gang så det som et objekt på himlen, der oprindeligt så ud for os at være en stjerne, og en smuk stjerne, fordi den er rød i farven. I det 1. århundrede bragte teleskoper vores blik tættere på overfladen, fuld af spændende mønstre og landformer for første gang. Forskere associerede oprindeligt dette med den sydende Mars-civilisation...

1. Kort over Mars overflade fra det XNUMX. århundrede.

Vi ved nu, at der ikke er nogen kanaler eller nogen kunstige strukturer på Mars. Det er dog for nylig blevet foreslået, at denne nu tørre, giftige planet for 3,5 milliarder år siden kan have været lige så beboelig som Jorden (2).

Marts det er den fjerde planet fra Solen, lige efter Jorden. Det er kun lidt mere end halvdelen af ​​jordenog dens tæthed er kun 38 procent. terrestrisk. Det tager længere tid at gennemføre en omdrejning omkring Solen end Jorden, men den roterer om sin akse med omtrent samme hastighed. Derfor et år på Mars varer 687 jorddageog et døgn på Mars er kun 40 minutter længere end på Jorden.

På trods af sin mindre størrelse er planetens landareal nogenlunde lig med jordens kontinenter, i det mindste i teorien. Desværre er planeten i øjeblikket omgivet af en tynd atmosfære, der hovedsageligt består af kuldioxid, og det er usandsynligt, at den understøtter jordlevende liv.

Metan optræder også med jævne mellemrum i atmosfæren i denne udtørrede verden, og jorden indeholder kemikalier, der er giftige for liv, som vi kender det. Selvom der er vand på Mars, er den fanget i planetens polære iskapper og gemt, måske i store mængder, under Mars' overflade.

2. Hypotetisk syn på Mars for milliarder af år siden

I dag, mens forskerne udforsker overflade af mars (3), de ser strukturer, der utvivlsomt er værket af langvarige væsker - forgrenende vandløb, floddale, bassiner og deltaer. Observationer viser, at planeten engang kunne have haft en det store hav, der dækker dens nordlige halvkugle.

Andre steder landskabet af bjørne spor af gamle byger, reservoirer, floder, der skærer gennem flodlejer på jorden. Det er sandsynligt, at planeten også var indhyllet i en tæt atmosfære, som gjorde det muligt for vand at forblive i flydende tilstand ved Mars temperaturer og tryk. Engang i fortiden skulle planeten nu have gennemgået en dramatisk transformation, og en verden, der engang kunne have været ret lig Jorden, blev den udtørrede ødemark, som vi udforsker i dag. Forskere undrer sig over, hvad der skete? Hvor gik disse vandløb hen, og hvad skete der med Mars-atmosfæren?

For nu. Måske vil dette ændre sig i de næste par år. NASA håber, at de første mennesker vil lande på Mars i 30'erne. Vi har talt om denne tidsplan i omkring ti år. Kineserne spekulerer i lignende planer, men mindre specifikt. Før vi begynder disse ambitiøse programmer, lad os prøve at gøre status over et halvt århundredes menneskelige udforskning af Mars.

Mere end halvdelen af ​​missionen mislykkedes

Sender et rumfartøj til Mars svært, og det er endnu sværere at lande på denne planet. Den tynde Mars-atmosfære gør det til en kæmpe udfordring at nå overfladen. Omkring 60 pct. Landingsforsøg gennem årtiers planetarisk udforskning har mislykkedes.

Til dato har seks rumbureauer med succes nået Mars - NASA, Ruslands Roscosmos og sovjetiske forgængere, European Space Agency (ESA), Indian Space Research Organisation (ISRO), det kinesiske agentur, som ikke kun placerede en orbiter, men også med succes landede og lancerede en rover, der udforskede overfladen af ​​Zhurong-skibet og til sidst De Forenede Arabiske Emiraters rumfartsorganisation med Amal (Hope)-sonden.

Siden 60'erne er snesevis af rumfartøjer blevet sendt til Mars. Først antal sonde på Mars skudt mod USSR. Missionen omfattede de første bevidste pas og en hård (påvirknings)landing (Mars, 1962).

Første vellykkede krydstogtsflyvning omkring Mars fandt sted i juli 1965 ved hjælp af NASAs Mariner 4-sonde. marts 2 i Marts 3 dog i 1971 styrtede den første rover med en Mars rover ombord, og kontakt med Marts 3 den brød af, så snart den nåede overfladen.

Lanceret af NASA i 1975 bestod vikingesonderne af to orbitere, hver med en lander, der med succes blødlandede i 1976. De udførte også biologiske eksperimenter på marsjord for at opdage tegn på liv, men resultaterne var ikke entydige.

NASA fortsættelse Mariner-program med endnu et par Mariner 6 og 7 prober. De blev placeret i det næste læssevindue og nåede planeten i 1969. Under det næste indlæsningsvindue led Mariner igen tab af et af sine sondepar.

Mariner 9 kom med succes i kredsløb om Mars som det første rumfartøj i historien. Han opdagede blandt andet, at en støvstorm rasede over planeten. Hans fotografier var de første til at give mere detaljerede beviser for, at flydende vand engang kan have eksisteret på planetens overflade. På baggrund af disse undersøgelser blev det også fundet, at området navngivne Intet olympisk er det højeste bjerg (mere præcist, en vulkan), hvilket førte til dets omklassificering som Olympus Mons.

Der var mange flere fiaskoer. For eksempel blev de sovjetiske sonder Phobos 1 og Phobos 2 sendt til Mars i 1988 for at studere Mars og dens to måner med særligt fokus på Phobos. Phobos 1 Mistede kontakten på vej til Mars. Phobos 2selvom den med succes fotograferede Mars og Phobos, styrtede den ned, før de to landere ramte overfladen af ​​Phobos.

Også mislykket mission for den amerikanske Mars Observer orbiter i 1993. Kort efter, i 1997, rapporterede en anden NASA-observationssonde, Mars Global Surveyor, at gå ind i kredsløbet om Mars. Denne mission var en komplet succes, og i 2001 var hele planeten blevet kortlagt.

4. Rekonstruktioner i naturlig størrelse af Mars-roverne Sojourner, Spirit, Opportunity og Curiosity med deltagelse af NASA-ingeniører.

1997 oplevede også et stort gennembrud i form af en vellykket landing i Ares Valley-området og udforskning af overfladen vha. Lasika NASA Sojourner som en del af Mars Pathfinder-missionen. Ud over videnskabelige formål, Mars Pathfinder Mission det var også et proof-of-concept for forskellige løsninger, såsom airbag-landingssystemet og automatisk forhindringsforebyggelse, som senere blev brugt i efterfølgende rover-missioner (4). Før de ankom, var der dog endnu en bølge af Mars-fejl i 1998 og 1999, kort efter succesen med Global Surveyor og Pathfinder.

Det var uheldigt Japansk orbiter Nozomi-missionsamt NASA orbitere Mars Climate Orbiter, Mars Polar Lander Jeg er en penetrator Deep Space 2med diverse fejl.

European Space Agency Mars Express mission (ESA) nåede Mars i 2003. Om bord var Beagle 2-landeren, som gik tabt under et landingsforsøg og forsvandt i februar 2004. Beagle 2 blev opdaget i januar 2015 af HiRise-kameraet på NASAs Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Det viste sig, at han landede sikkert, men han var ikke i stand til at installere solpanelerne og antennen fuldt ud. Orbital Mars Express dog gjorde han vigtige opdagelser. I 2004 opdagede han metan i planetens atmosfære og observerede det to år senere. polarstjerner.

I januar 2004 navngav NASA to Mars-rovere Serbiens ånd (MER-A) I Opportunity (MER-B) landede på overfladen af ​​Mars. Begge oversteg markant de anslåede Mars tidsplaner. Blandt de mest betydningsfulde videnskabelige resultater af dette program var overbevisende beviser for, at flydende vand tidligere fandtes på begge landingssteder. Spirit-roveren (MER-A) var aktiv indtil 2010, hvor den holdt op med at sende data, fordi den sad fast i en klit og ikke var i stand til at omorientere sig for at genoplade sine batterier.

Så Phoenix landede på Mars nordpol i maj 2008, og tilstedeværelsen af ​​vandis blev bekræftet. Tre år senere blev Mars Science Laboratory opsendt ombord på Curiosity-roveren, som nåede Mars' overflade i august 2012. Vi skriver om de vigtigste videnskabelige resultater af hans mission i en anden artikel i dette nummer af MT.

Et andet mislykket forsøg på at lande på Mars af den europæiske ESA og det russiske Roscosmos var Landaunik Schiaparellisom afbrydes fra ExoMars Trace Gas Orbiter. Missionen ankom til Mars i 2016. Men under nedstigningen åbnede Schiaparelli sin faldskærm for tidligt og styrtede til overfladen. Han leverede dog nøgledata under faldskærmsnedstigningen, så testen blev betragtet som en delvis succes.

To år senere landede en anden sonde på planeten, denne gang en stationær. Indsigtder har forsket i det diameteren af ​​Mars kerne er blevet bestemt. InSight-målinger viser, at diameteren af ​​Mars' kerne er mellem 1810 og 1850 kilometer. Dette er næsten halvdelen af ​​diameteren af ​​Jordens kerne, som er cirka 3483 km. Samtidig er den dog større, end nogle skøn har vist, hvilket betyder, at Mars-kernen er mindre almindelig end tidligere antaget.

InSight-sonden forsøgte uden held at dykke dybere ned i Mars-jorden. Allerede i januar opgav de brugen af ​​den polsk-tyske "muldvarp", dvs. termisk sonde, som skulle begraves i jorden for at måle strømmen af ​​termisk energi. Muldvarpen stødte på en masse friktion og sank ikke dybt nok ned i jorden. Sonden lytter også seismiske bølger inde fra planeten. Desværre har InSight-missionen muligvis ikke tid nok til at gøre flere opdagelser. Støv samler sig på enhedens solpaneler, hvilket betyder, at InSight modtager mindre strøm.

I de seneste årtier bevægelsen i planetens kredsløb steg også systematisk. Ejes af NASA Mars Odyssey gik ind i kredsløb om Mars i 2001. Dens mission er at bruge spektrometre og billedbehandlingsenheder til at søge efter tidligere eller nuværende beviser for vand og vulkansk aktivitet på Mars.

I 2006 ankom en sonde tilhørende NASA i kredsløb. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), som skulle gennemføre en to-årig videnskabelig undersøgelse. Orbiteren er begyndt at kortlægge Mars-landskabet og vejret for at finde egnede landingssteder til kommende lander-missioner. MRO tog det første billede af en række aktive laviner nær planetens nordpol i 2008. MAVEN orbiteren ankom i kredsløb om den røde planet i 2014. Missionens mål er hovedsageligt at bestemme, hvordan planetens atmosfære og vand gik tabt i løbet af denne tid. årets.

Omkring samme tid, hans første Mars orbital sonde, Mars Orbit Mission (MAMA), også kaldet Mangalyaan, opsendelse af den indiske rumforskningsorganisation (ISRO). Den kom i kredsløb i september 2014. Indiens ISRO er blevet det fjerde rumagentur, der når Mars, efter det sovjetiske rumprogram, NASA og ESA.

5. Kinesisk terrængående køretøj Zhuzhong

Et andet land i Mars-klubben er De Forenede Arabiske Emirater. Tilhører dem Amal orbiter tiltrådte den 9. februar 2021. En dag senere gjorde den kinesiske sonde det samme. Tianwen-1, med en lander og den 240 kg tunge Zhurong-rover (5), som med succes blødlandede i maj 2021.

Den kinesiske overfladeforsker slutter sig til tre amerikanske sonder, der i øjeblikket er aktive og aktive på planetens overflade. Lazikov nysgerrighed i udholdenhedsom også med succes landede i februar i år, og Insight. Og hvis du tæller med Genial flyvende drone udgivet af den seneste amerikanske mission, separat, det vil sige, at menneske-maskiner, der arbejder på overfladen af ​​Mars i øjeblikket, er fem.

Planeten udforskes også af otte orbitere: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 og Amal. Indtil videre er der ikke sendt prøver fra Mars, og landingstilgangen til Phobos-månen (Phobos-Grunt) under start i 2011 var mislykket.

6. Billeder af Mars' overflade fra CaSSIS-instrumentet i Exo Mars-kredsløbet.

Al denne Mars-forsknings-"infrastruktur" fortsætter med at give nye og interessante data om dette spørgsmål. Rød planet. For nylig opdagede ExoMars Trace Gas Orbiter hydrogenchlorid i Mars atmosfære. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Science Advances. "Damp er nødvendig for at frigive klor, og vandbiproduktet har brug for brint for at danne hydrogenchlorid. Det vigtigste i disse kemiske processer er vand,” forklarede han. Kevin Olsen fra University of Oxford, i en pressemeddelelse. Forskere siger, at eksistensen af ​​vanddamp understøtter teorien om, at Mars taber store mængder vand over tid.

Ejes af NASA Mars Reconnaissance Orbiter han bemærkede også for nylig noget mærkeligt på Mars' overflade. Det er registreret med et boardingkort HiRise kamera et dybt hul (7), der ligner en sort mørk plet med en diameter på omkring 180 meter. Yderligere forskning viste sig at være endnu mere overraskende. Det viste sig, at der var løst sand i bunden af ​​hulrummet, og det var ved at falde i den ene retning. Forskere forsøger nu at fastslå kunne det dybe hul forbindes med et netværk af underjordiske tunneler efterladt af hurtigtstrømmende lava.

Forskere har længe haft mistanke om, at uddøde vulkaner kunne blive efterladt store hulerør på Mars. Disse systemer kan vise sig at være meget lovende steder for den fremtidige placering af marsbaser.

Hvad byder fremtiden på for den røde planet?

Inden for programmets rammer ExoMars, ESA og Roscosmos planlægger at sende Rosalind Franklin-roveren i 2022 for at søge efter beviser for eksistensen af ​​mikroorganismer på Mars i fortiden eller nutiden. Landeren, som roveren skal levere, kaldes Kazachok. Samme vindue i 2022 Mars kredsløb UC Berkeleys EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) skal flyve med to rumfartøjer på en mission rettet mod undersøgelse af struktur, sammensætning, volatilitet i dynamikken i Mars magnetosfære Oraz atmosfæriske flugtprocesser.

Det indiske agentur ISRO planlægger at følge op på sin mission med en mission kaldet Mars Orbiter Mission 2 (MOM-2). Det er muligt, at Indien foruden orbiteren også vil sende en rover til at lande og udforske planeten.

Lidt mindre specifikke rejseforslag omfatter det finsk-russiske koncept marts MetNetsom går ud på at bruge mange små vejrstationer på Mars til at skabe et omfattende netværk af observationer til at studere planetens atmosfæriske struktur, fysik og meteorologi.

Mars-Grunt dette er til gengæld det russiske koncept for en mission rettet mod levere en prøve af Marsjord til Jorden. ESA-NASA-holdet har udviklet et koncept for en tre-start-og-retur-arkitektur fra Mars, der bruger en rover til at gemme små prøver, et Mars-opstigende trin til at sende dem i kredsløb og en orbiter til at kommunikere med dem over luften . Mars og returner dem til Jorden.

Solar-elektrisk drev kan tillade én start for at returnere prøver i stedet for tre. Det japanske bureau JAXA arbejder også på et missionskoncept kaldet MELOS-roveren. se efter biosignaturer eksisterende liv på Mars.

Selvfølgelig er der mere bemandede missionsprojekter. Amerikansk rumudforskning blev sat som et langsigtet mål i den rumudforskningsvision, der blev annonceret i 2004 af den daværende amerikanske præsident George W. Bush.

28. september 2007, NASA-administrator. Michael D. Griffin sagde NASA sigter mod at sende mennesker til Mars inden 2037. I oktober 2015 offentliggjorde NASA en formel plan for menneskelig udforskning og kolonisering af Mars. Det blev kaldt "Rejsen til Mars" og blev beskrevet detaljeret af MT på det tidspunkt. Det er sandsynligvis ikke længere relevant, da det involverede brugen af ​​den internationale rumstation i kredsløb om Jorden, snarere end Månen, og en månestation som et mellemtrin. I dag tales der mere om at vende tilbage til Månen som en måde at komme til Mars på.

Han dukkede også op på vejen Elon Musk og SpaceX med sine ambitiøse og nogle gange betragtede som urealistiske planer for konventionelle missioner til Mars for kolonisering. I 2017 annoncerede SpaceX planer frem til 2022, efterfulgt af yderligere to ubemandede flyvninger og yderligere to bemandede flyvninger i 2024. Starship skal have en lasteevne på mindst 100 tons. Adskillige Starship-prototyper blev testet med succes som en del af Starship-udviklingsprogrammet, inklusive en fuldstændig vellykket landing.

Mars er langt det mest undersøgte og velkendte kosmiske legeme efter eller lig med Månen. Ambitiøse planer, herunder kolonisering, er en ret vag udsigt i øjeblikket. Sikkert er dog, at bevægelsen frem og tilbage overfladen af ​​den røde planet vil vokse i de kommende år.