Что ищет он в стране далекой: земляне продолжают настойчиво штурмовать Марс
На поверхность Марса приземлился американский марсоход «Персеверанс», запущенный в июле прошлого года. Эта миссия продолжила череду успешных марсианских исследований, проводимых NASA. Что так упорно ищут американцы на Марсе и каково будущее марсианских исследований, разбирались «Известия».
Красиво явился
Наверное, с поверхности Марса это выглядело очень красивым зрелищем. Не выходя на орбиту, сразу после перелета посланный Землей космический аппарат вошел в разреженную атмосферу Красной планеты. Словно яркий болид, он пронесся по угольно-черному, полному звезд марсианскому небу. Замедляясь со второй космической скорости, аппарат начал свои «семь минут ужаса», как поэтически зовут процесс посадки в NASA. Тепловой щит раскалился докрасна и был отброшен, сработал тормозной парашют. Затем из чрева межпланетного зонда вылетела посадочная платформа, бережно поставила на поверхность марсоход, отстрелила удерживающие его тросы и удалилась на безопасное расстояние.
Запуск ракеты Atlas V c марсоходом «Персеверанс» с мыса Канаверал во Флориде, 29 июля 2020 года
«Персеверанс» («Настойчивость») стал уже пятым американским марсоходом, работающим на поверхности планеты. До него уже успели приземлиться и отработать «Соджорнер», «Спирит», «Оппортьюнити» и «Кьюриосити». Последний, запущенный в 2011 году, продолжает свою работу до сих пор. У него сильно повреждены колеса, отказала часть инструментов, но он упрямо продолжает двигаться и проехал за эти годы уже более 23 км. «Персеверанс» создавался во многом с учетом полученного при его создании и использовании опыта.
Новый марсоход тяжелее почти на центнер и весит практически как малолитражка — 1025 кг. У него более прочные алюминиевые колеса. Увы, это одно из самых слабых мест марсоходов: из-за отсутствия дождей и эрозии поверхность Красной планеты покрыта острыми камнями, постепенно разрушающими прочный алюминиевый сплав.
Спускаемый аппарат с марсоходом «Персеверанс» на орбите Марса
Как и предшественник, «Персеверанс» в качестве элемента питания использует радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ). В его основе толстый алюминиевый корпус, внутри которого находится плутоний-238. Радиоактивный изотоп постепенно распадается, выделяя тепло, которое преобразуется в электроэнергию. Часть тепла уходит на обогрев приборов марсохода. Средняя температура Марса у поверхности −40 градусов Цельсия, но может падать и до −125 градусов. Минимальный срок работы РИТЭГа — 14 лет, за это время выделяемая мощность снизится всего на 10%.
Чем заняться на Марсе
Специалисты NASA хотят при помощи марсохода решить четыре задачи. Первые две связаны с поиском биосигнатур и возможных мест для развития микробной жизни. Биосигнатуры — это общее название возможных проявлений жизнедеятельности в настоящем или прошлом. Это может быть газ, который выделяют бактерии, окаменелости или аминокислоты, указывающие, что когда-то на этом месте была жизнь.
Спускаемый аппарат с марсоходом «Персеверанс» во время посадки
Чтобы повысить шанс нахождения биосигнатур, специально было подобрано место посадки марсохода «Персеверанс». Он приземлился в кратере Езеро на западе равнины Исиды, около восточного края Большого Сирта. Судя по фотографиям, когда-то этот кратер был заполнен водой, можно даже различить высохшие русла существовавших там рек. В местах их впадения есть большие залежи глинистых отложений, которые и будет исследовать «Персеверанс». Если в этом месте присутствовала вода, то есть большой шанс, что там существовала жизнь, хотя бы самая простейшая. Кроме того, кратер очень удобен для посадки, дно высохшего марсианского озера представляет собой плоскую и ровную поверхность.
Для поиска жизни будут использоваться три прибора из семи, установленных на марсоход. Это планетарный инструмент для рентгеновской литохимии (PIXL), ультрафиолетовый рамановский спектрометр (SHERLOC) и SuperCam, набор из двух лазеров и четырех спектрометров для удаленного поиска биосигнатур и оценки возможности существования марсианской жизни в прошлом.
Спускаемый аппарат с марсоходом «Персеверанс» во время посадки
Все три устройства представляют собой разные типы спектрометров и, если упрощать, работают они так. В камеру или под «объектив» попадают образцы грунта, после чего облучаются — в одном случае рентгеновским излучением, а в другом — ультрафиолетом или лазером. Затем микроэлектроника определяет химический состав грунта. Именно результаты работы этих приборов помогут ученым сказать, существовала ли на Марсе жизнь или же она существует там прямо сейчас.
«У нас есть такие приборы»
Есть у марсохода еще одна очень интересная задача — подготовка к высадке человека на Марсе. Для этого «Персеверанс» оборудован прибором, который называется «Марсианский исследовательский эксперимент с кислородом» (MOXIE). Он будет проверять возможность использования технологии по производству кислорода (O2) из диоксида углерода (CO2), содержащегося в марсианской атмосфере. Если всё пойдет удачно, то установка будет производить 22 грамма кислорода в час на протяжении 50 марсианских суток и станет прототипом большого агрегата для первой марсианской пилотируемой миссии.
Фотография одного из шести колес марсохода, сделанная после посадки
Впервые в истории на марсианский ровер был установлен вертолет-разведчик «Индженуити» («Изобретательность») массой 1,8 кг. У него есть два соосных винта диаметром 1,2 м, способных вращаться со скоростью 2400 оборотов в минуту. По оценкам конструкторов, это позволит ему летать даже в разреженной атмосфере Марса. Предполагается, что «марсолет» будет заниматься ближней разведкой местности для определения наилучшего маршрута марсохода.
Пока он находится в сложенном состоянии под днищем марсохода и будет активирован в ближайшее время. Дрон имеет собственный аккумулятор, заряжающийся от солнечных батарей. Предполагается, что он будет активирован на 30-й день работы марсохода, после того как аккумуляторы полностью зарядятся. Даже если «Индженуити» совершит всего один полет, это станет серьезным прорывом — пока над другими планетами беспилотные дроны-разведчики парили только в кинофантастике.
Первая цветная фотография поверхности Марса, сделанная аппаратом «Персеверанс» после посадки
Отдельно стоит упомянуть о множестве разных камер, которыми оборудован марсоход. Они будут использоваться не только для ориентации, но и для фотосъемки окружающих пейзажей. Кроме того, на борту установлено два микрофона — уже скоро «Персеверанс» впервые в истории передаст на Землю звуки Марса.
Верни мой грунт
Марсоход «Персеверанс» начнет большую, длительную и одну и очень дорогую космическую миссию по доставке на Землю образцов марсианского грунта. Если всё пройдет удачно, то она продлится 10 лет и закончится в 2031 году. Руководит этой программой группа по анализу программы исследования Марса (MEPAG), в которую входят специалисты NASA и Европейского космического агентства (ЕКА).
Задача «Персеверанса» — собирать образцы грунта по пути следования и с помощью своей двухметровой роботизированной руки помещать их в герметичные пробирки и складывать в специальную нишу на корпусе марсохода. Сначала предполагалось, что «Персеверанс» будет оставлять их за собой по пути, как Мальчик-с-пальчик хлебные крошки, но потом было принято решение везти их до специально выбранного места посадки. Там «Персеверанс» оставит образцы, которые будут дожидаться следующей миссии, предположительно в 2026 году. Место для образцов называется «26–26–31».
Фотография самого марсохода «Персеверанс», сделанная во время посадки
Предполагается, что в 2026 году на Марс отправятся сразу два космических аппарата. Один из них предназначен для следующего ровера, а другой будет состоять из отлетного модуля и аппарата, остающегося на орбите. Новый марсоход (к сожалению, «Персеверанс» уже может сломаться к тому времени) в течение 13 месяцев перегрузит образцы в отлетный модуль, который выйдет на орбиту Марса, состыкуется с находящимся там аппаратом и отправится в долгий трехлетний путь к Земле.
Если получится доставить образцы на Землю, то ученые смогут их изучить при помощи более точных и чувствительных лабораторных приборов и, возможно, обнаружить что-то, что пропустил в своих исследованиях «Персеверанс». Естественно, NASA и EKA соблюдают максимальный протокол безопасности. Когда образцы будут доставлены на орбиту Земли, ученые еще раз проверят контейнеры на герметичность и только после этого отправят их на изучение в земных лабораториях.
Пока же «Персеверанс» только тестирует все свои приборы и механизмы. Хочется надеяться, что у него получится выполнить все запланированные учеными задачи.
