Kuidas Punane planeet vallutati ja mida meil õnnestus selle kohta teada saada. Liiklus Marsi rajal suureneb

Marss on inimesi köitnud sellest ajast peale, kui me seda esimest korda taevaobjektina nägime, mis meile esialgu tundus tähena, ja ilusa tähena, kuna see on punane. 1. sajandil tõid teleskoobid meie pilgu esimest korda lähemale selle pinnale, mis oli täis intrigeerivaid mustreid ja pinnavorme (XNUMX). Teadlased seostasid seda algselt marsi tsivilisatsiooniga ...

1. Marsi pinna kaart XNUMX. sajandil.

Nüüd teame, et Marsil pole kanaleid ega kunstlikke struktuure. Hiljuti on aga oletatud, et 3,5 miljardit aastat tagasi võis see praegu kuiv ja mürgine planeet olla sama elamiskõlblik kui Maa (2).

Märts see on neljas planeet Päikesest vahetult pärast Maad. See on vaid veidi rohkem kui pool Maastja selle tihedus on vaid 38 protsenti. maapealne. Päikese ümber tiirlemiseks kulub rohkem aega kui Maa peal, kuid see pöörleb ümber oma telje umbes sama kiirusega. Sellepärast Aasta Marsil on 687 Maa päeva.ja päev Marsil on vaid 40 minutit pikem kui Maal.

Vaatamata oma väiksemale suurusele on planeedi maismaapind ligikaudu võrdne Maa mandrite pindalaga, mis tähendab vähemalt teoreetiliselt. Kahjuks ümbritseb planeeti praegu õhuke atmosfäär, mis koosneb peamiselt süsinikdioksiidist ja tõenäoliselt ei toeta see elu Maal.

Metaan ilmub perioodiliselt ka selle kuivanud maailma atmosfääri ja pinnas sisaldab kemikaale, mis on mürgised meie tuntud elule. Kuigi marsil on vett, on see kinni planeedi polaarjääkatetesse ja peidetud, võib-olla suurtes kogustes, Marsi pinna all.

2. Marsi hüpoteetiline ilmumine miljardeid aastaid tagasi

Täna, samal ajal kui teadlased uurivad marsi pind (3) näevad nad struktuure, mis on kahtlemata pika jooksva vedelike töö – hargnevad ojad, jõeorud, vesikonnad ja deltad. Vaatlused näitavad, et planeedil võis see kunagi olla suur ookean, mis katab selle põhjapoolkera.

Mujal karude maastik iidsete vihmahoogude jäljed, veehoidlad, jõed, mis lõikavad läbi maapinnal olevaid jõesänge. On tõenäoline, et planeeti kattis ka tihe atmosfäär, mis võimaldas Marsi temperatuuride ja rõhkude juures veel vedelas olekus püsida. Kunagi minevikus on planeet nüüd läbi teinud dramaatilise muutuse ja maailm, mis võis kunagi olla Maaga üsna sarnane, sai kuivaks tühermaaks, mida me täna uurime. Teadlased mõtlevad, mis juhtus? Kuhu need ojad kadusid ja mis juhtus Marsi atmosfääriga?

Praeguseks. Võib-olla see lähiaastatel muutub. NASA loodab, et esimesed inimesed maanduvad Marsile 30. aastatel. Sellisest graafikust oleme rääkinud kümmekond aastat. Hiinlased spekuleerivad sarnaste plaanide üle, kuid vähem konkreetselt. Enne nende ambitsioonikate programmide alustamist proovime teha kokkuvõtte poole sajandi pikkusest Marsi-uuringust.

Üle poole missioonist ebaõnnestus

Kosmoselaeva saatmine Marsile raske ja sellele planeedile maandumine on veelgi keerulisem. Haruldane Marsi atmosfäär muudab pinnale pääsemise tohutuks väljakutseks. Umbes 60 protsenti. Maabumiskatsed kogu planeedi uurimise ajaloo aastakümnete jooksul on olnud ebaõnnestunud.

Seni on Marsile edukalt jõudnud kuus kosmoseagentuuri – NASA, Venemaa Roscosmos ja Nõukogude eelkäijad, Euroopa Kosmoseagentuur (ESA), India Kosmoseuuringute Organisatsioon (ISRO), Hiina agentuur, mis mitte ainult ei võõrustas orbiidi, vaid ka maandus edukalt ja käivitas kulguri, uurides Zhurongi piki ja lõpuks Araabia Ühendemiraatide kosmoseagentuuri sondiga "Amal" ("Lootus").

Alates 60. aastatest on Marsile saadetud kümneid kosmoseaparaate. Esiteks number sond Marsil pommitasid NSV Liitu. Missioon hõlmas esimesi tahtlikke möödasõite ja rasket (löök)maandumist (Mars, 1962).

Esimene edukas kruiis ümber Marsi toimus 1965. aasta juulis NASA Mariner 4 sondi abil. märts 2 i Märts 3 1971. aastal aga kukkus esimene, mille pardal oli kulgur, ja kontakti Märts 3 see katkes kohe, kui pinnale jõudis.

NASA poolt 1975. aastal käivitatud Vikingi sondid koosnesid kaks orbiidi, millest igaühel on maandur, mis sooritas 1976. aastal edukalt pehme maandumise. Samuti viisid nad Marsi pinnasel läbi bioloogilisi katseid, et otsida elumärke, kuid tulemused olid ebaselged.

NASA jätkas Mariner programm teise Mariner 6 ja 7 sondi paariga. Need paigutati järgmisse laadimisaknasse ja jõudsid planeedile 1969. aastal. Järgmise laadimisakna ajal kaotas Mariner taas ühe oma sondipaari.

Meremees 9 astus edukalt ajaloo esimese kosmoselaevana Marsi orbiidile. Muuhulgas avastas ta, et kogu planeedil möllab tolmutorm. Tema fotod olid esimesed, mis andsid üksikasjalikumaid tõendeid selle kohta, et vedel vesi võis kunagi planeedi pinnal eksisteerida. Nende uuringute põhjal leiti ka, et piirkond nime Ei midagi olümpiat on kõrgeim mägi (täpsemalt vulkaan), mis viis selle ümberklassifitseerimiseni Olympus Monsiks.

Läbikukkumisi oli palju rohkem. Näiteks Nõukogude sondid Phobos 1 ja Phobos 2 saadeti 1988. aastal Marsile, et uurida Marsi ja selle kahte kuud, pöörates erilist tähelepanu Phobosele. Phobos 1 kaotas kontakti teel Marsile. Phobos 2kuigi see pildistas edukalt Marsi ja Phobost, kukkus see alla enne, kui kaks maandurit tabasid Phobose pinda.

Samuti edutult USA orbiidi Marsi vaatlusmissioon aastal 1993. Vahetult pärast seda, 1997. aastal, teatas teine ​​NASA vaatlussond, Mars Global Surveyor, sisenemisest Marsi orbiidile. See missioon õnnestus täielikult ja 2001. aastaks oli kogu planeet kaardistatud.

4. Sojourner, Spirit, Opportunity ja Curiosity kulgurite elusuuruses rekonstruktsioonid NASA inseneride osalusel.

1997. aastal toimus ka suur läbimurre eduka maandumise näol Arese oru piirkonnas ja pinnauuringuna, kasutades Lazika NASA külaline osana missioonist Mars Pathfinder. Lisaks teaduslikule eesmärgile Marsi rajaleidja missioon see oli ka kontseptsiooni tõestus erinevatele lahendustele, nagu turvapatjade maandumissüsteem ja automaatne takistuste vältimine, mida hiljem kasutati järgmistel kulgurmissioonidel (4). Kuid enne nende saabumist oli 1998. ja 1999. aastal veel üks Marsi ebaõnnestumiste laine, vahetult pärast Global Surveyori ja Pathfinderi edu.

See oli kahetsusväärne Jaapani Nozomi orbiidimissioonsamuti NASA orbiidid Marsi kliimaorbiit, Marsi polaarlendur i tungijad Deep Space 2erinevate riketega.

Euroopa Kosmoseagentuuri Mars Expressi missioon (ESA) jõudis Marsile 2003. aastal. Pardal oli Beagle 2 maandur, mis läks maandumiskatsel kaduma ja jäi 2004. aasta veebruaris kadunuks. Beagle 2 avastas 2015. aasta jaanuaris NASA Mars Reconnaissance Orbiteri (MRO) kaamera HiRise. Selgus, et ta maandus ohutult, kuid ta ei suutnud päikesepaneele ja antenni täielikult kasutusele võtta. Orbitaalne Marsi ekspress siiski tegi ta olulisi avastusi. 2004. aastal avastas ta planeedi atmosfäärist metaani ja jälgis seda kaks aastat hiljem. polaartähed.

2004. aasta jaanuaris nimetati kaks NASA kulgurit Serbia vaim (MER-A) I Võimalus (MER-B) maandus Marsi pinnale. Mõlemad ületasid tunduvalt Marsi hinnangulisi ajakavasid. Selle programmi kõige olulisemate teaduslike tulemuste hulgas oli kindlaid tõendeid selle kohta, et mõlemas maandumiskohas oli varem vedel vesi. Rover Spirit (MER-A) oli aktiivne kuni 2010. aastani, mil ta lõpetas andmete saatmise, kuna jäi düüni kinni ega suutnud end akude laadimiseks ümber orienteeruda.

Siis Phoenix maandus 2008. aasta mais Marsi põhjapoolusele ja sai kinnitust, et seal on vesijää. Kolm aastat hiljem käivitati kulguri Curiosity pardal Marsi teaduslabor, mis jõudis 2012. aasta augustis Marsi pinnale. Tema missiooni olulisematest teadustulemustest kirjutame MT selle numbri teises artiklis.

Euroopa ESA ja Venemaa Roscosmose järjekordne ebaõnnestunud katse Marsile maanduda Lendaunik Schiaparellimis katkestas ühenduse ExoMars Trace Gas Orbiteriga. Missioon jõudis Marsile 2016. aastal. Schiaparelli avas aga laskumisel enneaegselt langevarju ja kukkus pinnale. Kuid ta esitas langevarjuga laskumise ajal võtmeandmed, nii et katse peeti osaliselt õnnestunuks.

Kaks aastat hiljem maandus planeedile teine ​​sond, seekord paigal. Taipkes viis läbi uuringu, mis määras Marsi tuuma läbimõõdu. InSighti mõõtmised näitavad, et Marsi tuuma läbimõõt jääb vahemikku 1810–1850 kilomeetrit. See on peaaegu pool Maa tuuma läbimõõdust, mis on ligikaudu 3483 km. Samal ajal on aga rohkem, kui mõned hinnangud on näidanud, mis tähendab, et Marsi tuum on haruldasem, kui seni arvati.

InSighti sond üritas edutult minna sügavale Marsi pinnasesse. Juba jaanuaris loobuti poola-saksa "mooli" kasutamisest, s.o. termosond, mis pidi minema sügavale maasse, et mõõta soojusenergia voolu. Mutt koges palju hõõrdumist ja ei vajunud piisavalt sügavale maasse. Ka sond kuulab seismilised lained planeedi seest. Kahjuks ei pruugi InSighti missioonil rohkemate avastuste tegemiseks piisavalt aega olla. Tolm koguneb seadme päikesepaneelidele, mis tähendab, et InSight saab vähem voolu.

Viimastel aastakümnetel süstemaatiliselt suurenes ka liikumine planeedi orbiidil. NASA omanduses Marsi Odüsseia sisenes Marsi orbiidile 2001. aastal. Selle missioon on kasutada spektromeetreid ja pildistamisseadmeid, et otsida varasemaid või praegusi tõendeid vee ja vulkaanilise tegevuse kohta Marsil.

2006. aastal jõudis orbiidile NASA sond. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), mis pidi läbi viima kaheaastase teadusliku uuringu. Orbiiter alustas Marsi maastiku ja ilmastiku kaardistamist, et leida sobivaid maandumiskohti eelseisvateks maandumismissioonideks. MRO tegi 2008. aastal esimese pildi aktiivsetest laviinidest planeedi põhjapooluse lähedal. Orbiiter MAVEN jõudis Punase planeedi orbiidile 2014. aastal. Missiooni eesmärk on peamiselt kindlaks teha, kuidas planeedi atmosfäär ja vesi on selle aja jooksul kadunud. aasta.

Umbes samal ajal oli tema esimene Marsi orbitaalsond, Marsi orbiidi missioon (MAMA), mida nimetatakse ka Mangalyaan, India Kosmoseuuringute Organisatsiooni (ISRO) käivitamine. See läks orbiidile 2014. aasta septembris. India ISRO-st on Nõukogude kosmoseprogrammi, NASA ja ESA järel neljas Marsile jõudnud kosmoseagentuur.

5. Hiina maastikuauto Zhuzhong

Teine riik Marsi klubis on Araabia Ühendemiraadid. Nende hulka kuulumine orbitaalaparaat Amal liitus 9. veebruaril 2021. Päev hiljem tegi sama Hiina sond. Tianwen-1, mis kandis 240 kg kaaluvat Zhurongi maandurit ja kulgurit (5), mis 2021. aasta mais edukalt pehmelt maandusid.

Hiina pinnauurija on liitunud kolme USA kosmoselaevaga, mis praegu planeedi pinnal aktiivsed ja aktiivsed on. Lazikov Uudishimu i Püsivusmis ka tänavu veebruaris edukalt maandus, ja Insight. Ja kui arvestada Geniaalne lendav droon lasti välja viimane USA missioon, eraldi ehk siis Marsi pinnal töötavad inimmasinad hetkel viis.

Planeeti uurivad ka kaheksa orbiite: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 orbiter ja Amal. Seni pole Marsilt saadetud ainsatki proovi ning 2011. aasta õhkutõusmise ajal maandumine Phobose Kuule (Phobos-Grunt) oli ebaõnnestunud.

Joonis 6. Marsi pinna pildid Exo Marsi orbiidi CaSSIS instrumendist.

Kogu see Marsi uurimistöö "infrastruktuur" pakub selles küsimuses jätkuvalt uusi huvitavaid andmeid. Punane planeet. Hiljuti tuvastas ExoMars Trace Gas Orbiter Marsi atmosfääris vesinikkloriidi. Tulemused avaldatakse ajakirjas Science Advances. “Kloori eraldamiseks on vaja auru ja vesinikkloriidi moodustamiseks on vaja vee kõrvalproduktina vesinikku. Nende keemiliste protsesside juures on kõige tähtsam vesi,” selgitas ta. Kevin Olsen Oxfordi ülikoolist pressiteates. Teadlaste sõnul toetab veeauru olemasolu teooriat, et Marss kaotab aja jooksul suures koguses vett.

NASA omanduses Mars Reconnaissance Orbiter ta märkas hiljuti ka midagi kummalist Marsi pinnal. Ta registreerib end pardakaardiga. HiRise kaamera sügav süvend (7), mis näeb välja nagu umbes 180 meetrise läbimõõduga must tume laik. Edasised uuringud osutusid veelgi üllatavamaks. Selgus, et õõnsuse põhjas on lahtine liiv ja see langeb ühes suunas. Teadlased püüavad nüüd kindlaks teha kas sügav süvend võiks olla ühendatud maa-aluste tunnelite võrgustikuga, mille on jätnud kiiresti voolav laava.

Teadlased on pikka aega kahtlustanud, et kustunud vulkaanid võivad maha jääda suured koobas-laavatorud Marsil. Need süsteemid võivad osutuda väga paljutõotavaks kohaks Marsi baaside edaspidiseks kasutuselevõtuks.

Mis ootab Punast planeeti tulevikus?

Programmi raames ExoMars, ESA ja Roscosmos kavatsevad 2022. aastal saata roveri Rosalind Franklin, et otsida tõendeid mikroorganismide olemasolu kohta Marsil nii minevikus kui ka praegu. Maandurit, mille kulgur peaks tarnima, kutsutakse Kazachok. Sama aken 2022. aastal Marsi orbiit California ülikooli Berkeley ülikooli EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Researchers) lendab kahe kosmoselaevaga ühel missioonil, mille eesmärk on struktuuri uuring, koostis, volatiilsus i Marsi magnetosfääri dünaamika Oraz väljumisprotsessid.

India agentuur ISRO plaanib oma missiooni 2024. aastal jätkata missiooniga nimega Marsi orbiidi missioon 2 (MOM-2). Võimalik, et India soovib lisaks orbiidile saata maale ja planeeti uurima ka kulgurit.

Veidi vähem spetsiifiliste reisisoovituste hulgas on Soome-Vene kontseptsioon märtsil MetNetmis hõlmab paljude väikeste Marsi meteoroloogiajaamade kasutamist, et luua ulatuslik vaatlusvõrgustik planeedi atmosfääri struktuuri, füüsika ja meteoroloogia uurimiseks.

Marss-Grunt see on omakorda Vene kontseptsioon missioonist, mille eesmärk on toimetada Maale proovi Marsi pinnasest. ESA-NASA meeskond töötas välja kolme Marsi õhkutõusmise ja tagasipöördumise arhitektuuri kontseptsiooni, mis kasutab väikeste proovide salvestamiseks kulgurit, nende orbiidile saatmiseks Marsi ronimisastet ja nendega õhu kaudu suhtlemiseks orbiidi. Marsile ja vii need Maale.

Päikese elektriajam võib lubada ühe õhkutõusmise proovide tagastamiseks kolme asemel. Jaapani agentuur JAXA töötab samuti missioonikontseptsiooni kallal nimega MELOS rover. otsige biosignatuure Marsil eksisteeriv elu.

Muidugi on neid rohkemgi mehitatud missiooniprojektid. USA tollase presidendi George W. Bushi 2004. aastal välja kuulutatud kosmoseuuringute visioonis seati USA kosmoseuuringud pikaajaliseks eesmärgiks.

28. september 2007 NASA administraator Michael D. Griffin teatas, et NASA eesmärk on saata mees Marsile 2037. aastaks. 2015. aasta oktoobris avaldas NASA ametliku plaani inimeste uurimiseks ja Marsi koloniseerimiseks. Seda kutsuti Journey to Marsile ja MT kirjeldas seda tol ajal. Tõenäoliselt pole see enam asjakohane, kuna see nägi ette Rahvusvahelise kosmosejaama kasutamist Maa orbiidil, mitte Kuu ja Kuu jaama vaheetapina. Tänapäeval räägitakse rohkem Kuule naasmisest kui võimalusest Marsile jõudmiseks.

Ta ilmus ka tee peale Elon Musk ja SpaceX oma ambitsioonikate ja mõnikord ebarealistlikuks peetud plaanidega koloniseerimiseks Marsile. 2017. aastal teatas SpaceX plaanidest aastani 2022, millele järgnes veel kaks mehitamata lendu ja kaks mehitatud lendu 2024. aastal. Starship kandevõime peab olema vähemalt 100 tonni. Starshipi arendusprogrammi raames on edukalt testitud mitut Starshipi prototüüpi, sealhulgas üks täielikult edukas maandumine.

Marss on kõige enam uuritud ja tuntuim kosmiline keha pärast Kuud või sellega võrdne. Ambitsioonikad plaanid kuni koloniseerimiseni on praegu üks, üsna ebamäärane väljavaade. Kindel on aga see, et edasi-tagasi liikumine punase planeedi pind kasvab lähiaastatel.