Год на Марсе. Марсоход Curiosity: последние новости

— планетоход, передвигающийся по поверхности Марса. Мягкая посадка марсоходов осуществляется с помощью спускаемых аппаратов.

Марсоходом, в отличие от лунохода, невозможно управлять дистанционно в режиме реального времени из-за значительного запаздывания командных сигналов и сигналов от планетохода. Задержка возникает, поскольку радиосигналу вследствие конечности его скорости распространения требуется время, чтобы дойти до Марса или от него до Земли. Поэтому марсоходы способны некоторое время функционировать, в том числе передвигаться и выполнять исследования, автономно по заложенным в них программам, получая команды лишь время от времени.

Всего на Марсе работали четыре марсохода для научных исследований. Два из них — «Кьюриосити» и «Оппортьюнити» — продолжают работу и в настоящее время (по состоянию на 1 мая 2018 года.)

Запущенные

  • ПрОП-М — советский марсоход. Идентичные марсоходы входили в состав автоматических марсианских станций которые должны были быть доставлены на поверхность Марса в 1971 году спускаемыми аппаратами автоматических межпланетных станций «Марс» (в рамках серии М-71): спускаемый аппарат Марс-2 разбился 27 ноября 1971 года при неудачной попытке мягкой посадки.
  • спускаемый аппарат Марс-3 совершил мягкую посадку 2 декабря 1971 года, но сигнал с самой марсианской станции, к которой был подключён по кабелю марсоход, пропал через 14,5 секунд[1]. Информация с марсохода не была получена.

Среди других запущенных планетоходов они выделялись прежде всего своей системой передвижения: перемещаться марсоходы должны были при помощи двух шагающих «лыж», размещённых по бокам. Такая система была выбрана из-за отсутствия сведений о поверхности Марса[2].

  • «Соджорнер» (англ. Sojourner) — с 4 июля по 27 сентября 1997 года (в рамках программы Mars Pathfinder, НАСА).
  • Одинаковые марсоходы программы Mars Exploration Rover, НАСА: «Спирит» (англ. Spirit) — с января 2004 года по 22 марта 2010 года.
  • «Оппортьюнити» (англ. Opportunity) — с января 2004 года. На 1 июня 2020 года в рабочем состоянии.
  • «Кьюриосити» (англ. Curiosity) — с 6 августа 2012 года. На 20 июня 2020 года работает (в рамках программы Mars Science Laboratory, НАСА).

Изучение окружающей среды

Помимо выяснения пригодности Марса для проживания, у марсохода есть другие инструменты на борту, предназначенные для того, чтобы узнать больше об окружающей среде Марса. Среди целей для этих инструментов – постоянный мониторинг метеорологических и радиационных условий. Это позволит определить, насколько подходящим будет Марс для возможной пилотируемой миссии.

Анализатор радиационной обстановки марсоход работает в течение 15 минут каждый час для измерения уровня излучения на поверхности планеты и в ее атмосфере. Ученые, в частности, заинтересованы в измерении «вторичных лучей» – излучения, которое могут генерировать частицы с низкой энергией после попадания в молекулы газа в атмосфере. Гамма-лучи или нейтроны, образующиеся в результате этого процесса, могут представлять риск для человека. Кроме того, ультрафиолетовый датчик, находящийся на «Кьюриосити», также непрерывно отслеживает уровень УФ излучения.

В декабре 2013 года НАСА определило, что радиационные уровни, измеренные марсоходом, не будут препятствовать пилотируемой миссии на Марс в будущем.

Станция мониторинга окружающей среды марсохода измеряет скорость ветра и диаграмму его направления, а также определяет температуру и влажность в окружающем воздухе. В 2020 году ученые смогли оценить долгосрочные тенденции изменения атмосферного давления и влажности воздуха на Марсе. Некоторые из этих изменений происходят, когда полярные шапки, состоящие из диоксида углерода, начинают таять весной, выбрасывая огромное количество влаги в атмосферу.

В июне 2020 года НАСА объявила, что у «Кьюриосити» появилось новое обновление программного обеспечения, которое позволит ему самостоятельно выбирать цели для работы. Обновление, называемое AEGIS, представляет собой первый случай, когда искусственный интеллект был развернут на удаленном космическом аппарате.

В начале 2020 года «Кьюриосити» отправил на Землю фотографии кристаллов, которые могли образоваться в древних озерах на Марсе. По этому поводу существует множество гипотез, и одна из них заключается в том, что эти кристаллы образуются после того, как соли концентрируются в испаряющемся водяном озере.

Планируемые марсоходы

  • Марс-Астер — российский марсоход, запуск в 2020 году. Перенесен на 2020 год.
  • «Экзомарс» — марсоход Европейского космического агентства; запуск на Марс ожидается в 2020 году.
  • Марсоход НАСА «Марс-2020», являющийся наследником марсохода «Кьюриосити»; запуск планируется в 2020 году. О начале работ по программе объявлено представителем НАСА 4 декабря 2012 на ежегодном съезде Американского геофизического союза[4]. Одной из главных задач этого марсохода станет обнаружение возможных признаков жизни и «складирование» образцов (общим числом в 31 экземпляр, каждый по 300—400 граммов) с целью их возможной доставки обратно на Землю будущими экспедициями. Кроме того, учёные планируют использовать марсоход как платформу для изучения условий для постройки обитаемой базы на поверхности Марса. В частности, наследник «Кьюриосити» оценит опасность марсианской пыли и измерит долю угарного газа в его атмосфере. Конструктивно новый марсоход будет состоять по большей части из узлов и деталей, которые разрабатывались для «Кьюриосити». Таким образом, это позволит снизить себестоимость разработки устройства с 2,5 миллиардов долларов до 1,5. Кроме всего прочего, учёным придётся снизить и количество научного оборудования, а также упростить некоторые аналитические приборы. На «Кьюриосити» установлено научного оборудования почти на 2 миллиарда долларов США. На новом марсоходе оборудования поставят всего на 100 миллионов. Он не будет нести ни масс-спектрометра, ни некоторых других узлов, однако будет установлен ультрафиолетовый спектрометр, способный обнаруживать органические вещества.
  • Mars Sample Return Mission — возможно, марсоход будет одним из элементов этой программы доставки грунта с Марса; запуск запланирован на 2022 год.
  • Китайский марсоход планируется доставить космическим кораблём на орбиту Марса, в июле-августе 2020 года. Центр космического проектирования при Комитете оборонной науки, техники и промышленности КНР планирует осуществить запуск при помощи ракеты-носителя «Чанчжэн-5» с космодрома Вэньчан. Далее, через семь месяцев полёта запланировано осуществить посадку в районе низких широт в северном полушарии Марса, где шестиколёсный марсоход весом 200 кг с питанием от четырех солнечных батарей в течение трёх марсианских месяцев будет вести исследование поверхности планеты[5].

Доказательства жизни: органические молекулы и метан

Основная задача миссии – определить, подходит ли Марс для жизни. Хотя марсоход и не предназначен для поиска самой жизни, он имеет на своем борту ряд инструментов, которые могут анализировать информацию об окружающей среде.

Ученые были весьма озадачены в начале 2013 года, когда марсоход передал информацию, показывающую, что на Марсе были условия для существования жизни в прошлом.

Порошок из первых образцов, которые были получены «Кьюриосити», содержал элементы серу, азот, водород, кислород, фосфор и углерод, которые считаются «строительными блоками» или фундаментальными элементами, необходимыми для поддержания жизни. Хотя их наличие и не свидетельствует о самой жизни, находка все равно была интересна ученым, участвовавшим в миссии.

«Основной вопрос для этой миссии заключается в том, мог ли Марс поддерживать потенциально обитаемую среду в прошлом», – заявил Майкл Майер, ведущий научный сотрудник Исследовательской программы NASA «Марс». «Из того, что мы знаем сейчас, ответ – «да».

Ученые также обнаружили огромный всплеск уровня метана на Марсе в конце 2013 года и в начале 2014 года на уровне около 7 частей на миллиард (по сравнению с обычным 0,3 ppb до 0,8 ppb). Это было важной находкой, поскольку в некоторых случаях метан является индикатором существования микробной жизни. Но его наличие также может указывать и на некоторые геологические процессы. В 2020 году команда определила, что выброс метана не был сезонным событием.

«Кьюриосити» также выполнил первую окончательную идентификацию органических веществ на Марсе, об этом было объявлено в декабре 2014 года. Органические вещества считаются строительными блоками жизни, но не обязательно указывают на ее существование, поскольку они также могут быть созданы посредством химических реакций.

Английский физик-теоретик Стивен Хокинг

Само наличие на Марсе органических молекул неудивительно. Как и любая другая планета нашей Солнечной системы, Марс регулярно принимает свою порцию богатых углеродом микрометеоритных дождей и космической пыли. Однако высадившиеся в 1976 году на красной планете космические аппараты НАСА «Викинг» сделали сенсационное открытие: оказалось, что в марсианской почве углерода даже меньше, чем в безжизненных лунных скалах. «Это стало большой неожиданностью, — объясняет астробиолог Каролин Фрессине (Caroline Freissinet), соавтор аргиллитового исследования „Кьюриосити» и сотрудник Лаборатории атмосферных и космических исследований во Франции. — К сожалению, это привело к тому, что всю марсианскую программу свернули».

С тех самых пор ученые ревностно ищут на Марсе углерод — или, по крайней мере, бьются над объяснением, почему он никак не находится. Ключевая догадка появилась в 2008 году, когда посадочный аппарат НАСА «Феникс» обнаружил в образцах почвы, взятых вблизи северного полюса Марса, соли перхлоратов — высокореактивных молекул, содержащих хлор. В сочетании с ярким ультрафиолетовым светом и космическими лучами из космоса, перхлораты разрушают всякую органическую материю на поверхности, не оставляя улик даже для чутких датчиков марсоходов. Возможно, предположили некоторые исследователи, остаточная органика Марса — а, значит, и любые признаки прошлой или настоящей жизни — таятся в его глубинах.

В 2020 году, однако, «Кьюриосити» вплотную подошел к доказательствам существования органических молекул на Марсе, когда, нагрев в «печи» образцы почвы до 800 градусов по Цельсию, обнаружил следы загрязненных хлором углеродистых соединений. Однако еще в самом начале марсианской миссии ученые обнаружили утечку углеродосодержащих химических реагентов из ряда компонентов самой «печи», что и могло привести к загрязнению образцов. Для борьбы с загрязнением команда «Кьюриосити» сосредоточилась на поиске других образцов хлоросодержащей органики, параллельно снизив температуру «печи» — во время последующих пробегов она нагревалась лишь до 400 градусов.

Перед тем, как приступать к новой задаче, команда убедилась, что на сей раз ничего не упустили. Перепроверив уровень фонового загрязнения, Фрессине и ее коллеги «испекли» образцы аргиллитов, насчитывающие три миллиарда лет, при температуре 500 градусов Цельсия — перхлораты при ней полностью сгорают. В пепле были обнаружены тиофены — сравнительно небольшие и простые кольцеобразные молекулы, содержащие как углерод, так и серу. Последняя, по-видимому, происходит из богатого серой минерала под названием ярозит. Ранее «Кьюриосити» обнаружил его отложения возрастом в 3,5 миллиарда лет в Кратере Гейла — по всей видимости, они сформировались еще в то время, когда в еще не остывшем кратере была вода, и он был пригоден для жизни. Ученые подозревают, что содержащийся в тиофене углерод поступает еще и из пока не установленных, но более крупных молекул, сохранившихся внутри ярозита в течение миллиардов лет.

Несмотря на всю противоречивость открытия, Джордж Коди (George Cody), геохимик при Институте науки Карнеги, в исследовании не участвовавший, считает, что это гигантский шаг вперед. Присутствие этих более крупных молекул, считает он, говорит о наличии хорошо сохранившихся месторождений углерода, спрятанных под марсианской поверхностью. Такие перспективы, считает он, подводят научную базу под грядущие миссии по сбору образцов и возвращении их на Землю. «Если это можно провернуть на Марсе, только представьте, чего можно добиться в земных лабораториях», — говорит он.

Прогулка по марсианскому кратеру

Для Вебстера эта периодичность — пожалуй, самое захватывающее из открытий. Раньше на Марсе обнаруживались лишь свидетельства случайных, но не ежесезонных выбросов. «Представьте себе, что у вас барахлит авто. Пока проблема не повторится, вы так и не установите, что не так», — объясняет Вебстер. Он и его коллеги предполагают, что метан может происходить из водоносных слоев глубинного залегания: летом они расплавляются, вода высвобождается и образуется свежий газ. По другой версии, вещества эти древние и образовались они миллиарды лет назад в ходе различных геологических и биологических процессов. Затем они застыли в матрицах льда и скал и выделяются лишь при размораживании, от солнечного света. Ну и, наконец, остается вероятность, что марсианские метаногены дремлют в недрах планеты и по сей день, периодически пробуждаясь и производя на свет характерный газ, по которому их и можно опознать.

Другие ученые, в исследовании участия не предпринимавшие, значимость результатов для поисков жизни на Марсе оценивают неоднозначно. Майкл Мумма (Michael Mumma), астробиолог из Центра космических полетов Годдарда, говорит, что измерения крайне важны, поскольку дают непосредственные доказательства его собственных наблюдений. Ранее он писал о марсианских выбросах метана, которые обнаружил при помощи земных телескопов — хотя ученые круги его открытие приняли с недоверием.

Планетолог же Марк Фриз (Marc Fries), курирующий сбор космической пыли в Космическом центре Линдона Джонсона, к недавним открытиям «Кьюриосити» отнесся скептически. По его словам, источником заявленных количеств метана могут быть богатые углеродом метеориты и космическая пыль, попадающая в марсианскую атмосферу. Он также подчеркивает, что сезонная периодичность не полностью соответствует марсианским временам года. «Строгий, научно обоснованный подход, основанный на имеющихся доказательствах, исходит из того, что Марс всегда был и остается безжизненным, — отмечает Фриз. — Даже для выдвижения обратной гипотезы требуются веские доказательства». Вскоре эта гипотеза сможет быть проверена данными совместной миссии ЕС и России «Экзомарс Трейс Газ Орбитер». Этот космический аппарат вращается на марсианской орбите с 2016 года и отображает концентрации метана и других газов с высоты.

Вебстер, в свою очередь, говорит, что ни одному из возможных объяснений не отдается предпочтений до тех пор, пока не будут сделаны окончательные выводы. В постепенном движении вперед и заключается подход НАСА к исследованию Марса, отмечает Фрессине: «Шаг за шагом, миссия за миссией».

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Будущие миссии

Следует отметить, что марсоход не в одиночку работает на Красной планете. Сопровождает его целая «команда» из других космических аппаратов, созданных разными странами, часто работающих совместно в целях развития науки. Космический орбитальный аппарат NASA «Mars Reconnaissance Orbiter» обеспечивает получение изображений с высоким разрешением поверхности. Еще один спутник NASA под названием MAVEN (миссия Mars Atmosphere и Volatile EvolutioN) исследует атмосферу Марса для изучения атмосферных потерь и других интересных явлений. Другие орбитальные миссии включают в себя «Марс-Экспресс», европейский орбитальный модуль «ExoMars», а также орбитальную миссию Индии.

В отдаленной перспективе НАСА заявляет об отправке пилотируемой миссии на Марс – возможно, в 2030-х годах. Однако финансирования для проведения этих работ правительство США пока не предусмотрело. Вполне вероятно, что первыми на Марсе окажутся представители частных . Это означает, что первым общественно – политическим строем колонии на Марсе станет развитый капитализм. Хотя китайцы, учитывая огромное население и необходимость расширения своего жизненного пространства, вполне могут удивить. Как говорится – поживем, увидим…

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: