Hvernig Rauða plánetan var sigrað og hvað okkur tókst að læra um hana. Umferð um Marsleiðina eykst

Mars hefur heillað fólk allt frá því að við sáum hann fyrst sem hlut á himninum, sem okkur virtist upphaflega vera stjarna, og falleg stjarna, því hún er rauð. Á 1. öld færðu sjónaukar augnaráð okkar í fyrsta skipti nær yfirborði þess, fullt af forvitnilegum mynstrum og landgerðum (XNUMX). Vísindamenn tengdu þetta upphaflega við siðandi Marsmenningu ...

1. Kort af yfirborði Mars á XNUMX. öld.

Nú vitum við að það eru engar rásir eða gervi mannvirki á Mars. Hins vegar hefur nýlega verið haldið fram að fyrir 3,5 milljörðum ára hefði þessi nú þurra, eitraða pláneta getað verið eins byggileg og jörðin (2).

Mars hún er fjórða reikistjarnan frá sólu, rétt á eftir jörðinni. Það er aðeins meira en hálf jörðinog þéttleiki þess er aðeins 38 prósent. jarðneskur. Það tekur lengri tíma að gera algjöra snúning í kringum sólina en jörðina, en hún snýst um ás sinn á um það bil sama hraða. Þess vegna Ár á Mars er 687 jarðardagar.og dagur á Mars er aðeins 40 mínútum lengri en á jörðinni.

Þrátt fyrir minni stærð er landsvæði plánetunnar um það bil jafnt flatarmáli heimsálfa jarðar, sem þýðir að minnsta kosti fræðilega. Því miður er plánetan umkringd þunnu lofthjúpi sem er að mestu leyti úr koltvísýringi og er ólíklegt að hún standi undir lífi á jörðinni.

Metan kemur líka reglulega fyrir í andrúmslofti þessa þurrkaða heims og jarðvegurinn inniheldur efni sem eru eitruð fyrir líf eins og við þekkjum það. Þótt það er vatn á mars, það er fast í heimskautum plánetunnar og falið, ef til vill í miklu magni, undir yfirborði Mars.

2. Hugmyndalegt útlit Mars fyrir milljörðum ára

Í dag, á meðan vísindamenn eru að kanna yfirborð mars (3), þeir sjá mannvirki sem án efa eru verk langvinnandi vökva - kvísandi læki, árdali, vatnasvæði og deltas. Athuganir sýna að plánetan gæti einu sinni hafa haft einn víðáttumikið haf sem þekur norðurhvel þess.

Annars staðar landslag bjarna leifar af fornum skúrum, uppistöðulón, ár skera í gegnum árfarveg á jörðu niðri. Líklega var plánetan einnig hjúpuð þéttum lofthjúpi, sem gerði vatni kleift að vera í fljótandi ástandi við hitastig og þrýsting á Mars. Einhvern tíma í fortíðinni á plánetan nú að hafa gengið í gegnum stórkostlega umbreytingu og heimur sem gæti einu sinni hafa verið nokkuð líkur jörðinni varð að þurrkaðri auðn sem við könnum í dag. Vísindamenn velta fyrir sér hvað hafi gerst? Hvert fóru þessir lækir og hvað varð um andrúmsloft Marsbúa?

Í bili. Kannski mun þetta breytast á næstu árum. NASA vonast til að fyrstu mennirnir lendi á Mars á þriðja áratugnum. Við höfum verið að tala um slíka dagskrá í um tíu ár. Kínverjar velta vöngum yfir svipuðum áformum, en minna sérstaklega. Áður en lagt er af stað í þessar metnaðarfullu áætlanir skulum við reyna að gera úttekt á hálfrar aldar könnun manna á Mars.

Meira en helmingur verkefnisins mistókst

Að senda geimskip til Mars erfitt, og að lenda á þessari plánetu er enn erfiðara. Sjaldgæf andrúmsloft Mars gerir það að gríðarlegri áskorun að komast upp á yfirborðið. Um 60 prósent. Lendingstilraunir í gegnum áratugi könnunarsögu plánetu hafa ekki borið árangur.

Hingað til hafa sex geimstofnanir náð til Mars - NASA, rússneska Roscosmos og forverar Sovétríkjanna, Evrópska geimferðastofnunin (ESA), Indversku geimrannsóknastofnunin (ISRO), kínverska stofnunin, sem hýsti ekki aðeins flugbrautina, heldur einnig tókst að lenda og hleypa flakkanum á loft, kanna yfirborð skipsins í Zhurong, og að lokum, geimferðastofnun Sameinuðu arabísku furstadæmanna með könnuninni "Amal" ("Hope").

Síðan á sjöunda áratugnum hafa tugir geimfara verið sendar til Mars. Fyrst fjöldi rannsaka á mars réðust á Sovétríkin. Verkefnið innihélt fyrstu vísvitandi sendingarnar og harða (högg) lendingu (Mars, 1962).

Fyrsta farsæla siglingin um Mars átti sér stað í júlí 1965 með Mariner 4 rannsaka NASA. mars 2 i Mars 3 hins vegar, árið 1971, hrapaði sá fyrsti með flakkarann ​​um borð, og samband við Mars 3 það brotnaði af um leið og það kom upp á yfirborðið.

Víkingarannsóknirnar voru skotnar á loft af NASA árið 1975 tveir brautir, hver með lendingu sem náði mjúkri lendingu árið 1976. Þeir gerðu einnig líffræðilegar tilraunir á jarðvegi Mars til að leita að lífsmerkjum, en niðurstöðurnar voru ófullnægjandi.

NASA hélt áfram Mariner forrit með öðru pari af Mariner 6 og 7 nema. Þeim var komið fyrir í næsta hleðsluglugga og komust til plánetunnar árið 1969. Í næsta hleðsluglugga varð Mariner aftur fyrir því að tapa einu af rannsakapörum sínum.

Sjófarandi 9 fór með góðum árangri á braut um Mars sem fyrsta geimfar sögunnar. Hann komst meðal annars að því að rykstormur geisaði um alla jörðina. Ljósmyndir hans voru þær fyrstu sem gáfu ítarlegri sönnunargögn um að fljótandi vatn gæti einu sinni hafa verið til á yfirborði plánetunnar. Byggt á þessum rannsóknum kom einnig í ljós að svæðið sem nefnt var Ekkert ólympískt er hæsta fjallið (nánar tiltekið eldfjall), sem leiddi til endurflokkunar þess sem Olympus Mons.

Það voru miklu fleiri mistök. Til dæmis voru sovésku rannsakanirnar Phobos 1 og Phobos 2 sendar til Mars árið 1988 til að rannsaka Mars og tvö tungl hans, með sérstakri áherslu á Phobos. Phobos 1 misst sambandið á leiðinni til Mars. Phobos 2þó það hafi tekist að mynda Mars og Phobos, hrapaði það áður en lendingarfarirnar tvær lentu á yfirborði Phobos.

Einnig án árangurs Mars Observer leiðangur Bandaríkjanna árið 1993. Stuttu síðar, árið 1997, tilkynnti annar NASA athugunarkönnun, Mars Global Surveyor, að hann væri á braut um Mars. Þetta verkefni heppnaðist fullkomlega og árið 2001 var búið að kortleggja alla plánetuna.

4. Endurgerðir á lífsstærð Sojourner, Spirit, Opportunity og Curiosity flakkara með þátttöku verkfræðinga NASA.

Árið 1997 varð einnig mikil bylting í formi árangursríkrar lendingar í Ares-dalssvæðinu og yfirborðsmælingar með Lazika NASA Sojourner sem hluti af Mars Pathfinder leiðangrinum. Auk vísindalegra tilganga, Mars Pathfinder verkefni það var einnig sönnun fyrir hugmyndum fyrir ýmsar lausnir, svo sem lendingarkerfi loftpúða og sjálfvirkt forðast hindrana, sem síðar voru notaðar í síðari flakkaferðum (4). Hins vegar, áður en þeir komu, var önnur bylgja mistaka á Mars árin 1998 og 1999, skömmu eftir velgengni Global Surveyor og Pathfinder.

Það var óheppilegt Japanska Nozomi sporbrautarleiðangurinnsem og NASA sporbrautir Mars Climate Orbiter, Mars Polar Lander ég penetrators 2. djúpt rýmimeð ýmsum bilunum.

Geimferðastofnun Evrópu Mars Express verkefni (ESA) náði til Mars árið 2003. Um borð var Beagle 2 lendingarvél sem tapaðist við lendingartilraun og hvarf í febrúar 2004. Beagle 2 var uppgötvað í janúar 2015 af HiRise myndavélinni á Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) NASA. Í ljós kom að hann lenti heilu og höldnu, en honum tókst ekki að dreifa sólarrafhlöðum og loftneti að fullu. Orbital Mars Express þó gerði hann mikilvægar uppgötvanir. Árið 2004 uppgötvaði hann metan í lofthjúpi plánetunnar og sá það tveimur árum síðar. pólstjörnur.

Í janúar 2004 voru tveir NASA flakkarar nefndir Andi Serbíu (MER-A) I Tækifæri (MER-B) lenti á yfirborði Mars. Báðir fóru langt fram úr áætluðum Mars-kortum. Meðal mikilvægustu vísindaniðurstaðna þessarar áætlunar voru sterkar vísbendingar um að fljótandi vatn hafi verið til á báðum lendingarstöðum áður fyrr. Rover Spirit (MER-A) var virkur til ársins 2010 þegar hann hætti að senda gögn vegna þess að hann festist í sandöldu og gat ekki snúið sér aftur til að endurhlaða rafhlöðurnar.

Síðan Phoenix lenti á norðurpól Mars í maí 2008 og var staðfest að hann væri með vatnsís. Þremur árum síðar var Mars Science Laboratory skotið á loft um borð í Curiosity flakkanum sem náði yfirborði Mars í ágúst 2012. Við skrifum um mikilvægustu vísindaniðurstöður verkefnis hans í annarri grein þessa tölublaðs MT.

Önnur misheppnuð tilraun ESA og rússneska Roscosmos til að lenda á Mars var Lendaunik Schiaparellisem aftengdi ExoMars Trace Gas Orbiter. Leiðangurinn kom til Mars árið 2016. Hins vegar opnaði Schiaparelli fallhlíf sína of snemma þegar hann fór niður og hrapaði upp á yfirborðið. Hins vegar lagði hann fram lykilgögn í fallhlífarfalli og því þótti prófið heppnast að hluta.

Tveimur árum síðar lenti annar rannsakandi á plánetunni, að þessu sinni kyrrstæður. Innsýnsem gerði rannsókn á því ákvarðað þvermál kjarna Mars. InSight mælingar sýna að þvermál kjarna Mars er á milli 1810 og 1850 kílómetrar. Þetta er næstum helmingur af þvermáli kjarna jarðar, sem er um það bil 3483 km. Á sama tíma hefur hins vegar meira en sumar áætlanir hafa sýnt, sem þýðir að Marskjarninn er sjaldgæfari en áður var talið.

InSight rannsakandi reyndi árangurslaust að fara djúpt í Marsjarðveginn. Þegar í janúar var hætt að nota pólsk-þýska „mól“, þ.e. hitanemi, sem átti að fara djúpt í jörðu til að mæla flæði varmaorku. Molinn varð fyrir miklum núningi og sökk ekki nógu djúpt í jörðina. Rannsakandi hlustar líka skjálftabylgjur innan frá plánetunni. Því miður gæti InSight verkefnið ekki haft nægan tíma til að gera fleiri uppgötvanir. Ryk safnast fyrir á sólarrafhlöðum tækisins sem þýðir að InSight fær minna afl.

Á undanförnum áratugum hreyfing á sporbraut plánetunnar jókst einnig kerfisbundið. Í eigu NASA Mars odyssey fór á braut um Mars árið 2001. Hlutverk þess er að nota litrófsmæla og myndgreiningartæki til að leita að fyrri eða núverandi vísbendingum um vatn og eldvirkni á Mars.

Árið 2006 kom NASA rannsakandi á sporbraut. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), sem átti að gera tveggja ára vísindarannsókn. Orbiter byrjaði að kortleggja landslag og veður á Mars til að finna viðeigandi lendingarstaði fyrir komandi lendingarferðir. MRO tók fyrstu myndina af röð virkra snjóflóða nálægt norðurpól plánetunnar árið 2008. MAVEN brautin kom á braut um Rauðu plánetuna árið 2014. Markmið verkefnisins eru fyrst og fremst að ákvarða hvernig lofthjúp og vatn plánetunnar hafa tapast á þessum tíma. ársins.

Um svipað leyti kom fyrsti Mars-brautarkönnun hans, Mars Orbit Mission (MAMA), einnig kallað Mangalyaan, sjósetja indversku geimrannsóknastofnunarinnar (ISRO). Það fór á sporbraut í september 2014. ISRO á Indlandi er orðin fjórða geimferðastofnunin sem nær til Mars, á eftir sovésku geimáætluninni, NASA og ESA.

5. Kínverska alhliða ökutæki Zhuzhong

Annað land í Marsklúbbnum er Sameinuðu arabísku furstadæmin. Að tilheyra þeim sporbrautartæki Amal gekk til liðs við 9. febrúar 2021. Degi síðar gerði kínverska könnunin slíkt hið sama. Tianwen-1, með 240 kg Zhurong lendingu og flakkara (5), sem tókst að mjúka lendingu í maí 2021.

Kínverskur yfirborðskönnuður hefur gengið til liðs við þrjú bandarísk geimför sem nú eru starfandi og virk á yfirborði plánetunnar. Lazikov Forvitni i Þrautseigjusem einnig lenti vel núna í febrúar, og Insight. Og ef þú telur Sniðugur fljúgandi dróni gefin út af síðasta bandaríska leiðangrinum, sérstaklega, það er, vélar manna sem vinna á yfirborði Mars í augnablikinu fimm.

Plánetan er einnig könnuð af átta sporbrautum: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 sporbraut og Amal. Enn sem komið er hefur ekki eitt einasta sýni verið sent frá Mars og lendingarnálgun að tungli Phobos (Phobos-Grunt) við flugtak árið 2011 var misheppnuð.

Mynd 6. Myndir af yfirborði Mars frá CaSSIS tækinu á Exo Mars brautinni.

Öll þessi "innviði" rannsókna á Mars heldur áfram að veita ný áhugaverð gögn um þetta mál. Rauða reikistjarnan. Nýlega greindi ExoMars Trace Gas Orbiter vetnisklóríð í lofthjúpi Mars. Niðurstöðurnar eru birtar í tímaritinu Science Advances. „Gufu þarf til að losa klór og vetni er nauðsynlegt fyrir aukaafurð vatns til að mynda vetnisklóríð. Það mikilvægasta í þessum efnaferlum er vatn,“ útskýrði hann. Kevin Olsen frá Oxford háskóla, í fréttatilkynningu. Að sögn vísindamanna styður tilvist vatnsgufu þá kenningu að Mars tapi miklu magni af vatni með tímanum.

Í eigu NASA Mars Reconnaissance Orbiter hann tók líka nýlega eftir einhverju undarlegu á yfirborði Mars. Hann skráir sig inn með brottfararspjald. HiRise myndavél djúp hola (7), sem lítur út eins og svartur dökkur blettur með um 180 metra þvermál. Frekari rannsóknir reyndust enn meira á óvart. Í ljós kom að laus sandur liggur neðst í holrúminu og fellur hann í eina átt. Vísindamenn eru nú að reyna að ákvarða gæti djúpa gryfjan tengst neti neðanjarðarganga sem fljótrennandi hraun skildu eftir.

Vísindamenn hafa lengi grunað að útdauð eldfjöll gætu verið skilin eftir stórir hellahraunrör á Mars. Þessi kerfi gætu reynst mjög efnilegur staður fyrir framtíðaruppbyggingu herstöðva Marsbúa.

Hvað bíður Rauða plánetunnar í framtíðinni?

Innan ramma áætlunarinnar ExoMars, ESA og Roscosmos ætla að senda Rosalind Franklin flakkarann ​​árið 2022 til að leita að vísbendingum um tilvist örvera á Mars, fyrr og nú. Kallað er á landarann ​​sem flakkarinn á að skila Kazachok. Sami gluggi árið 2022 Mars sporbraut EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Researchers) frá Kaliforníuháskóla í Berkeley eiga að fljúga með tveimur geimförum í einni ferð sem miðar að því að uppbyggingarnám, samsetning, sveiflur i gangverki segulhvolfs Mars Oraz útgönguferli.

Indverska stofnunin ISRO ætlar að fylgja verkefni sínu eftir árið 2024 með verkefni sem kallast Mars Orbiter Mission 2 (MAMMA-2). Hugsanlegt er að til viðbótar við sporbrautina vilji Indland einnig senda flakkara til að lenda og kanna plánetuna.

Örlítið minna sérstakar ferðatillögur innihalda finnsk-rússneska hugtakið mars MetNetsem felur í sér notkun margra lítilla veðurstöðva á Mars til að búa til umfangsmikið net athugana til að rannsaka uppbyggingu lofthjúps plánetunnar, eðlisfræði og veðurfræði.

Mars-Grunt þetta er aftur á móti rússneska hugmyndin um verkefni sem stefnt er að afhenda sýnishorn af Marsjarðvegi til jarðar. ESA-NASA teymið þróaði hugmyndina um þriggja Mars flugtak og aftur arkitektúr sem notar flakkara til að geyma lítil sýni, Mars klifurþrep til að senda þau á sporbraut og sporbraut til að hafa samskipti við þau í loftinu. Mars og skila þeim til jarðar.

Sólar rafdrif heimilt að leyfa einu flugtaki að skila sýnum í stað þriggja. Japanska umboðsskrifstofan JAXA vinnur einnig að verkefnishugmynd sem kallast MELOS flakkarinn. leita að lífrænum undirskriftum núverandi líf á Mars.

Auðvitað eru fleiri mönnuð verkefni. Geimkönnun í Bandaríkjunum var sett sem langtímamarkmið í geimkönnunarsýninni sem George W. Bush þáverandi Bandaríkjaforseti tilkynnti árið 2004.

28. september 2007 NASA framkvæmdastjóri Michael D. Griffin sagði að NASA stefni að því að senda mann til Mars fyrir árið 2037. Í október 2015 gaf NASA út opinbera áætlun um rannsóknir manna og landnám Mars. Það var kallað Journey to Mars og var útskýrt af MT á þeim tíma. Það á sennilega ekki lengur við, þar sem það gerði ráð fyrir notkun alþjóðlegu geimstöðvarinnar á sporbraut um jörðu, en ekki tunglið, og tunglstöðina sem millistig. Í dag er meira talað um að snúa aftur til tunglsins sem leið til að komast til Mars.

Hann birtist líka á leiðinni Elon Musk og SpaceX með metnaðarfullum og stundum álitnum óraunhæfum áætlunum sínum um hefðbundin leiðangur til Mars til landnáms. Árið 2017 tilkynnti SpaceX um áætlanir til 2022, fylgt eftir með tveimur ómannaðflugum til viðbótar og tvö mönnuð flug árið 2024. Starship þarf að hafa að minnsta kosti 100 tonna burðargetu. Nokkrar frumgerðir Starship hafa verið prófaðar með góðum árangri sem hluti af Starship þróunaráætluninni, þar á meðal ein vel heppnuð lending.

Mars er lang mest rannsakaðasti og þekktasti geimlíkaminn á eftir eða jafnt og tunglinu. Metnaðarfullar áætlanir, allt til landnáms, eru ein, frekar óljós, horfur í augnablikinu. Það sem er þó víst er að hreyfingin fram og til baka yfirborð rauðu plánetunnar mun vaxa á næstu árum.