Красные роверы: краткий путеводитель по всем марсоходам NASA и не только

Марсоход Curiosity, совершивший посадку на Марс 5 августа 2012 года, к настоящему времени сделал уже свыше 850 000 снимков марсианской поверхности. Тем временем китайский ровер Zhurong, прибывший на красную планету в мае 2021 года, занимается поиском подземных водоемов. Opportunity, еще один марсоход NASA, активно исследовал планету в течение 14 лет с 2004 по 2018 год и обнаружил железный метеорит - первый в истории метеорит, обнаруженный на другой планете.

Ровер NASA Curiosity в процессе исследования Марса.NASA

 

Упомянутые выше факты - это лишь краткий взгляд на общую картину открытий марсианских вездеходов за последние десятилетия. Люди начали отправлять на Марс автономные аппараты еще в 1970-х годах, а марсоходы - с 1997 года. Роверы, отправленные NASA и другими космическими агентствами для исследования Марса, играют важнейшую роль в нашем понимании Красной планеты.

Ровер - это дистанционно управляемый, роботизированный, моторизованный аппарат, предназначенный для передвижения по поверхности другой планеты (или другого небесного тела). 4 июля 1997 года марсоход NASA Pathfinder Sojourner стал первым колесным роботом с Земли, совершившим посадку на скалистую поверхность Марса. В настоящее время на Марсе успешно осуществили посадку шесть марсоходов; из них три аппарата (Curiosity и Perseverance NASA и китайский Zhurong) продолжают активно работать.

Космические агентства пока запускают на Марс только роверы, потому что полет на Красную планету с экипажем всё еще является дорогостоящим и рискованным предприятием. У нас нет технологии, которая гарантировала бы, что человек обязательно вернется живым с Марса. Разумеется, гарантировать на сто процентов нельзя ничего, но некоторые из опасностей для человека, связанных с освоением Марса, не имеют простого ответа. К ним относятся последствия высокого уровня радиационного облучения и перепадов гравитации, изоляция и пребывание в замкнутом пространстве во время длительного путешествия. Кроме того необходимо предусмотреть любые экстренные медицинские ситуации или отказ оборудования, а также то, как обеспечить достаточное количество продовольствия.

Более того, роботы-вездеходы могут провести в космосе сотни дней и даже годы (в частности, ровер Opportunity проработал более 14 лет). Кроме того, каждый космический карабль с человеком должен вернуться обратно на Землю, в то время как для марсоходы не нуждаются в возвращении.   Таким образом, по сравнению с  людьми, роверы позволяют космическим агентствам собирать больше данных с меньшими затратами и при этом без риска для жизни.

Ниже представлен краткий обзор шести роверов, побывавших на Марсе:

Марсоход Соджорнер

Микро-ровер весил всего 23 фунта и был рассчитан на 30 сол (один сол = один марсианский день = 24 часа 39 минут 35 секунд) на Марсе, но смог проработать в течение 85 дней (83 сол). Sojourner приземлился в районе Ares Vallis на красной планете и преодолел расстояние около 100 метров. Марсоход был построен Лабораторией реактивного движения НАСА (JPL) и являлся частью миссии Pathfinder.

Марсоход NASA Curiosity. Источник: NASA/Wikimedia Commons

реклама

 

Ученые NASA решили высадить Sojourner в долине Арес (Ares Vallis), поскольку рельеф местности выглядел так, как будто ранее он был покрыт водой. Хотя марсоход не обнаружил никаких признаков, подтверждающих наличие воды на Марсе, он позволил NASA успешно протестировать и продемонстрировать "более быструю, лучшую и дешевую" технологию для исследования других планет нашей Солнечной системы.

Sojourner сделал свою последнюю передачу данных 27 сентября 1997 года, но был активен до 7 октября. Он передал 2,3 миллиарда бит информации, включая более 16 500 снимков с посадочного аппарата и 550 снимков с марсохода, а также провел более 15 химических анализов пород и почвы.

Роверы-близнецы - Opportunity и Spirit

Для поиска пород, которые могли бы указать на историческую активность, связанную с водой, NASA в 2003 году запустило программу Mars Exploration Rover (MER). В рамках этой программы на красную планету были отправлены два одинаковых ровера - Spirit (MER-2) и Opportunity (MER-1), которые совершили посадку на Марс 4 и 24 января 2004 года соответственно. Оба ровера были рассчитаны на исследование планеты в течение 90 сол, но Spirit проработал шесть земных лет, а Opportunity путешествовал по Марсу в общей сложности 5110 сол.

Прежде чем попасть в песчаную ловушку в апреле 2009 года, Spirit преодолел 4,8 мили (7,7 км) от кратера Гусева, где он произвел посадку. Марсоход не только передал великолепные снимки рельефа красной планеты, но и стал первым роботом, который произвел шлифовку марсианскую поверхность с помощью инструмента для абразивной обработки горных пород (RAT).

Эксперты тестируют ровер Spirit в Космическом центре имени Кеннеди. Источник: NASA/Wikimedia Commons

 

Собранные данные также показали наличие под поверхностью Марса частиц почвы с высоким содержанием кремнезема, что позволяет предположить, что в прошлом марсианская почва могла содержать большое количество воды.

После 22 марта 2010 года NASA перестало принимать сигналы от Spirit. Тем временем марсоход Opportunity, осуществивший посадку на Плато Меридиана (Meridiani Planum) внутри кратера Eagle, продолжал свою работу. Он обнаружил гальку из гематита, обычно встречающуюся в районе, где почва контактирует с кислой водой.

Марсоход Opportunity впервые обнаружил осадочные породы за пределами Земли, и до того, как NASA потеряло с ним связь 10 июня 2018 года, преодолел рекордное расстояние в 45,16 км (28,06 мили).

Марсоход Opportunity на Марсе. Источник: NASA/Wikimedia Commons

 

Пыльная буря, которая привела к потере связи с Opportunity, не была совсем обычной. Она продолжалась более четырех месяцев (с мая по сентябрь 2018 года) и сопровождалась ветрами, скорость которых достигала 97 километров в час (60 миль в час). Это была самая мощная марсианская буря с начала наблюдений за красной планетой.

Шторм заблокировал солнечные лучи, которые не могли попасть на солнечные панели Opportunity. Последнее сообщение, полученное от ровера Opportunity, было перефразировано руководителем проекта Джоном Каллисом так: "Моя батарея разряжена, и становится темно".

Марсоход Кьюриосити Curiosity

Кьюриосити ведет исследования Марса с 6 августа 2012 года. Он является частью миссии NASA Mars Science Laboratory (MSL), и в настоящий момент это самый большой марсоход из когда-либо построенных. Его длина составляет 10 футов (три метра), высота - 7 футов (2,2 метра), а ширина - 2,7 метра (девять футов), так что по размерам он сравним с внедорожником. По данным NASA, Curiosity все еще работает и преодолел уже более 16,8 миль (27,04 километра). Марсоход может перемещаться со скоростью до 100 футов в час (примерно 30 метров в час), но не всегда находится в движении.

Марсоход Curiosity делает селфи. NASA

 

Миссия MSL была запущена для изучения атмосферы  Марса,   следов возможной жизни и геологической истории планеты. Интересно, что в отличие от своих предшественников, марсоход Curiosity не имеет солнечных батарей; вместо этого он оснащен радиоизотопной энергосистемой, которая " вырабатывает электричество из энергии выделяемой при радиоактивном распаде плутония".

Кьюриосити сделал ряд важных открытий; он пробурил глинистый слой "Sheepbed"  и обнаружил частицы, которые содержат биогенные элементы: углерод, азот, фосфор и т.д. Прибор SAM (Sample Analyzing at Mars) аппарата Curiosity обнаружил в атмосфере красной планеты газообразный метан, который может указывать либо на наличие жизни, либо на содержание воды в грунте.

Марсоход Персеверанс (Perseverance, Percy).

18 февраля 2021 года в рамках программы Mars Exploration Program на Марс прибыли ровер Perseverance и вертолетный дрон Ingenuity. Марсоход  массой чуть более тонны (1025 кг) оснащен самыми современными исследовательскими инструментами, позволяющими фиксировать микроскопические нюансы, скрытые в марсианской породе, и искать свидетельства существования прошлой микробной жизни. В основном речь идет о приборах SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) и WATSON (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and Engineering).

Полномасштабная модель марсохода Perseverance. Источник: NASA/JPL-Caltech/Wikimedia Commons

 

Кроме того Perseverance будет собирать и хранить образцы горных пород и грунта, чтобы в будущем специалисты NASA смогли доставить их на Землю в рамках миссии Mars Sample Return Campaign. Марсоход приземлился в кратере озера Джезеро, который был выбран учеными в качестве оптимального места для вероятного обитания древней микробной жизни.

По словам Кена Фарли, научного сотрудника проекта Mars Exploration Program, "в конечном итоге мы выбрали кратер Джезеро, потому что это самое перспективное место для поиска органических молекул и других потенциальных признаков микробной жизни".

Также ожидается, что миссия поможет собрать информацию, необходимую для решения задач будущих экспедиций человека на Марс. В частности, планируется испытать метод получения кислорода из марсианской атмосферы, усовершенствовать методы приземления, найти другие ресурсы и провести мониторинг погоды, пыли и других условий, влияющих на будущих астронавтов на Марсе.

Марсоход "Чжуронг

Китайский роботизированный космический аппарат "Тяньвэнь-1" доставил на Марс ровер  "Чжуронг". Спускаемый аппарат благополучно приземлился на поверхность красной планеты в районе Равнины Утопия  14 мая 2021 года. Аппарат был разработан Китайским национальным космическим управлением (CNSA), и он начал свою работу на  22 мая, через неделю после посадки.  

Модель, демонстрирующая спускаемый аппарат Tianwen-1 и марсоход Zhurong. Источник: Sprt98/Wikimedia Commons

 

Zhurong оснащен солнечными батареями, системой георадара, магнитометром, многоспектральной камерой, детектором органических соединений (MarSCoDe), камерами навигации и съемки местности (NaTeCam), способными делать панорамные снимки, а также современными метеорологическими приборами, включая магнитометр для измерения магнитного поля планеты. Миссия марсохода поможет составить полную геологическую картину планеты. Он будет изучать марсианскую топографию и геологию, структуру почвы, химический состав, минералы и типы горных пород, а также искать доказательства присутствия водяного льда.

Несмотря на то, что расчетный срок работы марсохода составлял всего 90 марсианских суток, он до сих пор активно исследует планету, наряду с аппаратами NASA Curiosity и Perseverance. По состоянию на 1 января 2022 года ровер преодолел  расстояние примерно 0,87 мили (1,4 км). С середины сентября по начало ноября 2021 года "Чжуронг" приостанавливал свою работу на 50 дней, чтобы избежать нарушения связи, которое могло быть вызвано повышенным электромагнитным излучением Солнца.

Будущие разработки в области освоения Марса

Европейское космическое агентство (ЕКА) и Госкорпорация "Роскосмос" планируют запустить марсоход ЭкзоМарс (ExoMars) в сентябре этого года, с датой посадки в июне 2023 года. Первоначально запуск был запланирован на 2020 год, но был отложен по техническим причинам и из-за эпидемии коронавируса.

Модель посадочного модуля и марсохода ExoMars

 

Марсоходы по-прежнему являются самыми безопасными и дешевыми технологиями для исследования красной планеты. Поэтому вполне вероятно, что в ближайшие годы космические агентства запустят еще не одно такое роботизированное транспортное средство.