Пояснення: що ускладнює посадку марсохода NASA Perseverance на Марс?

Зазвичай поїздка на Марс, який знаходиться на відстані приблизно 300 мільйонів миль, займає приблизно сім-вісім місяців. Perseverance був запущений 30 липня 2020 року під час вікна, коли Марс і Земля були найближче один до одного.

Марсохід Perseverance використовує свою дриль, щоб зібрати зразок породи на Марсі в цьому недатованому художньому концептуальному роздатковому матеріалі. (NASA/JPL-Caltech/Handout через Reuters)

Очікується, що в четвер марсохід NASA Perseverance приземлиться в кратері Джезеро на Червоній планеті, після чого він відновить роботу, щоб шукати ознаки минулого життя.

Приземлення — найкоротший, але один із найбільш значущих і водночас складних етапів місії. У NASA стверджують, що, оскільки це складно, лише 40 відсотків місій, коли-небудь відправлених на Марс космічними агентствами по всьому світу, були успішними, тому що сотні речей потрібно йти прямо, щоб кусати нігті.

Щоб надати деякий контекст труднощам запуску таких місій, як ця, наведемо приклад математика-дослідника Кетрін Джонсон. У фільмі 2016 р Приховані фігури , Тараджі П. Хенсон зіграв Джонсона, який працював над точними розрахунками, які визначали траєкторію капсули, яка запустить Джона Гленна в космос у 1962 році.

Інші місії на Марс

Ще одна місія на Марс, Al Amal (Надія) в ОАЕ – перша така місія в арабському світі – вийшов на марсіанську орбіту минулого тижня . Однак це орбітальна місія і не передбачає приземлення на поверхню планети. Крім ОАЕ, Китай також запустив місію на Марс у період з липня по серпень.

У світлі таких амбітних космічних місій деякі астробіологи висловлюють занепокоєння щодо можливого «міжпланетного забруднення». Це означає транспортування земних мікробів до інших небесних тіл і повернення на Землю позаземних мікробів. Комітет з космічних досліджень (COSPAR) встановлює «політику планетарного захисту», яка має на меті обмежити кількість мікробів, що посилаються на інші планети, а також забезпечити, щоб інопланетне життя не спричиняло хаосу на Землі.

Як космічний корабель досягає Марса?

Зазвичай поїздка на Марс, який знаходиться на відстані приблизно 300 мільйонів миль, займає приблизно сім-вісім місяців. Perseverance був запущений 30 липня 2020 року під час вікна, коли Марс і Земля були найближче один до одного. Це вікно важливе, оскільки дві планети обертаються навколо Сонця з різною швидкістю, і кожні два роки планети знаходяться в положенні, де вони знаходяться найближче одна до одної. Космічні агентства намагаються запустити свої космічні кораблі в цей період, оскільки ближча відстань означає використання менше ракетного палива.

За словами ан аналіз, проведений Університетом Пердью , вартість твердого ракетного палива оцінюється в 5 доларів за кг. Однак марсохід Perseverance розміром з автомобіль використовує систему з ядерним двигуном. Майже за 30 років він стане першим марсоходом, який використовує плутоній вітчизняного виробництва, створений національними лабораторіями в США. Марсохід буде живитися від генератора, який перетворюватиме тепло, вироблене в результаті природного розпаду плутонію-238, в електрику, що забезпечить роботу марсохода та його інструментів після приземлення на Марс.

Яка вартість місії «Наполегливість»?

За оцінками NASA витратить 2,7 мільярда доларів на місію, яка включає розробку космічного корабля, операції запуску та витрати на підтримання операцій після його приземлення на Марс.

Відповідно до Планетарне товариство , використання плутонію-238 як палива підвищило вартість місії, оскільки ядерний матеріал пов’язаний із підвищеними екологічними нормами та правилами безпеки. Загальна вартість місії еквівалентна сумі грошей, яку Google заробляє за шість днів, або сумі грошей, яку американці витрачають на своїх домашніх тварин кожні 10 днів, або еквівалентній 33 годинам роботи Міністерства оборони США, повідомляє суспільство.

ПРИЄДНУЙСЯ ЗАРАЗ :Телеграм-канал Express пояснив

Чому важко приземлитися на Марс?

Вхід, спуск і посадка (EDL) — так називають найінтенсивніший етап місії Mars 2020. Щоб марсохід Perseverance успішно приземлився на Марс, потрібно виконати ряд речей. Фаза EDL починається, коли марсохід досягне вершини атмосфери Марса, рухаючись зі швидкістю 20 000 км на годину. Завдання тут для марсохода полягає в тому, щоб зменшити свою швидкість приблизно з 20 000 км на годину до нуля і в той же час приземлитися на вузьку поверхню кратера.

За словами NASA, фаза EDL завершиться через сім хвилин, коли марсохід буде нерухомо на поверхні планети. Після цього гальма потрібно застосовувати дуже обережно, креативно та складно.

За десять хвилин до того, як увійти в атмосферу, марсохід позбавиться свого круїзного етапу, який складається з сонячних панелей, радіостанцій і паливних баків, які використовуються під час польоту. Подорож до поверхні планети здійснить лише захисна аерооболочка, яка складається з марсохода та спускної платформи. Тепер, як космічний корабель виходить на поверхню Марса , він сповільнюватиметься внаслідок опору, коли тертя атмосфери планети діє об поверхню космічного корабля, уповільнюючи його і знижуючи орбітальну висоту.

Хоча гальмування сповільнює космічний корабель, воно також нагріває його, і пік нагріву відбувається приблизно через 80 секунд після того, як марсохід входить в атмосферу. Але це не впливає на ровер, який знаходиться всередині аерооболочки при кімнатній температурі.

Поки він спускається крізь атмосферу, космічний корабель повинен буде випустити невеликі двигуни, щоб залишитися на курсі, оскільки він може бути збитий з курсу через невеликі повітряні кишені різної щільності. Згодом тепловий щит сповільнить космічний корабель приблизно до 1600 км на годину, і в цей момент (приблизно через 240 секунд після входу) буде розгорнуто надзвуковий парашут.

Через двадцять секунд після розгортання парашута теплозахисний екран відокремлюється, і марсохід вперше потрапляє в атмосферу планети. У цей момент парашут працює, щоб ще більше уповільнити транспортний засіб. Але оскільки атмосфера Марса тонка, апарат все ще рухається до поверхні зі швидкістю 320 км на годину. Тому для безпечної посадки марсоходу необхідно відмовитися від парашута і здійснити решту подорожі за допомогою ракет, що є частиною спускової щаблі, двигуни яких будуть запущені, коли марсохід підіймається приблизно на 2100 метрів над поверхнею.

Кінцева швидкість спуску марсохода становить близько 2,7 км на годину, що повільніше, ніж звичайна людина може подолати пішки за годину – близько 5 км. На цьому етапі, коли для приземлення на поверхні на висоті приблизно 66 футів над поверхнею залишилося приблизно 12 секунд, марсохід опускається на набір тросів. Коли марсохід відчуває, що його колеса торкнулися землі, він перерізає троси, які потім самостійно неконтрольовано приземляються на поверхню, десь подалі від марсохода.

Ракета United Launch Alliance Atlas V з апаратом NASA Mars 2020 Perseverance Rover злітає зі станції ВПС на мисі Канаверал, штат Флорида, США, 30 липня 2020 року. (NASA/Joel Kowsky/Handout via Reuters)

Що буде робити марсохід Perseverance на Марсі?

Perseverance проведе на планеті один марсівський рік (два роки на Землі), протягом якого буде досліджувати місце посадки. Кратер Джезеро, де він приземлиться, колись був місцем стародавньої дельти річки (вчені знають це завдяки доказам, зібраним під час попередніх висадок і орбітальних місій, які вказують на вологі умови на планеті мільярди років тому).

Якщо колись на Марсі була тепліша атмосфера, завдяки якій вода могла текти в його стародавньому минулому (3,5-3,8 мільярда років тому), і якщо на ньому існувало мікробне життя, можливо, воно існує в особливих регіонах навіть сьогодні.

Марсохід несе з собою сім приладів, які включають передову систему камер із можливістю масштабування, SuperCam, який є інструментом, який забезпечуватиме зображення та аналіз хімічного складу, а також спектрометр. Один з найцікавіших інструментів на борту марсохода, однак, називається MOXIE, який буде виробляти кисень з марсіанського атмосферного вуглекислого газу. Якщо цей інструмент буде успішним, то майбутні астронавти (на даний момент жодна людина не ступала на Марс) зможуть використовувати його для спалювання ракетного палива для повернення на Землю.

Марсохід також перевозить Ingenuity, перший гелікоптер, який полетить на Марс. Це допоможе зібрати зразки з поверхні з місць, куди ровер не може дістатися. Загалом, марсохід призначений для вивчення ознак стародавнього життя, збору зразків, які можуть бути відправлені на Землю під час майбутніх місій, а також для тестування нових технологій, які можуть бути корисними для майбутніх роботизованих і людських місій на планету.

Поділіться Зі Своїми Друзями: