Roverul Cronicilor Marțiane Perseverance
Rover Perseverență. Sursa: mars.nasa.gov
predecesorii
Primul rover care a aterizat cu succes pe Marte a fost americanul Sojourner. Ca parte a programului Mars Pathfinder, în 1997 a lucrat pe planetă timp de trei luni întregi, blocând de multe ori durata de viață estimată. Nu au existat sarcini deosebit de dificile pentru rover - însuși faptul de a găsi un vehicul robotic pământesc pe Planeta Roșie a făcut zgomot în lume. Cu toate acestea, Sojourner a reușit să trimită o mulțime de fotografii ale lui Marte, precum și să efectueze studii meteorologice și geologice simple.
Rover Curiosity. Sursa: en.wikipedia.org
Doi ani mai târziu, NASA a trimis din nou o misiune marțiană în spațiu, având ca scop un studiu detaliat al solului și condițiilor climatice ale planetei. Misiunea Mars Polar Lander s-a încheiat cu eșec - vehiculul de coborâre s-a prăbușit din motive necunoscute până acum. Un radar laser rus (lidar), conceput pentru a studia compoziția atmosferei, a dispărut și el la bordul navei spațiale.
Trei generații de rover americani. Sursa: en.wikipedia.org
Americanii au intrat în secolul 2003 ca lideri mondiali de necontestat în domeniul explorării lui Marte și și-au consolidat succesul în 2004 odată cu lansarea programului Mars Exploration Rover. Conform planului, două rover-uri trebuiau să studieze planeta - Spirit și Opportunity. Ambele lander rover-uri au aterizat pe suprafața lui Marte în ianuarie 21, la 2018 de zile pământești una de cealaltă. Designul Opportunity sa dovedit a fi atât de fiabil și durabil, încât rover-ul a continuat să funcționeze până în iunie XNUMX.
În prezent, roverul Curiosity de 900 de kilograme cu o sursă de energie cu radioizotop lucrează pe Marte, care a lovit planeta în august 2012. Sarcina sa principală este să foreze și să examineze mostre. În acest moment, misiunea a fost prelungită pe termen nelimitat.
Acest lucru li s-a părut că nu era suficient pentru americani și chiar mai devreme, în 2008, a apărut pe planetă o stație Phoenix de dimensiuni mici, una dintre misiunile căreia era să caute vieți extraterestre. Aparatul nu era adaptat pentru mișcare, era relativ ieftin (400 de milioane de dolari) și a trăit în stare activă doar câteva luni. Cu toate acestea, Phoenix a descoperit apa pe Marte și a efectuat o analiză chimică simplă a solului.
Pentru a înlocui staționarul СЂРѕР ± отР°-cercetător care s-a deconectat de la comunicare în toamna lui 2008, americanilor le-a luat aproape zece ani. Stația seismică marțiană cu instalația de foraj InSight de la NASA a aterizat pe planetă în 2018 și a trimis cu succes rezultatele cercetării pe Pământ până acum.
Traiectoria de aterizare cu perseverență pe Marte. Sursa: mars.nasa.gov
Prezența unui aparat marțian mobil și a unuia fix nu este în mod clar suficientă pentru americani. Pentru a consolida prezența pe Marte pe 18 februarie 2021, roverul Perseverance a aterizat la suprafață. Și are propriul lui elicopter.
Există viață pe Marte?
În primul rând, Perseverance este cel mai mare rover care a fost aruncat până acum pe Planeta Roșie. Elon Musk și-a catapultat odată roadsterul electric în spațiu, iar NASA a trimis un rover de dimensiunea unei mașini pe Marte. Perseverența are aproximativ 3 metri lungime, 2,7 metri lățime și 2,2 metri înălțime. Pentru un rover destul de mare s-au folosit materiale ultra-rezistente și ultra-ușoare, motiv pentru care greutatea dispozitivului în condiții terestre abia depășește o tonă. În condițiile lui Marte, Perseverența va cântări de două ori și jumătate mai puțin.
Momentul aterizării roverului. Sursa: mars.nasa.gov
Perseverența a adus pe Marte niște mărfuri atât de drăguțe. Sursa: mars.nasa.gov
Lansarea unui astfel de proiect complex și costisitor (mai mult de 3 miliarde de dolari) ar trebui susținută de un program de cercetare adecvat pe Marte. Pentru a justifica cheltuielile, americanii au echipat rover-ul cu mai multe gadget-uri interesante deodată.
În primul rând, acesta este dispozitivul model MOXIE pentru sinteza oxigenului din dioxidul de carbon al atmosferei marțiane, a cărui pondere ajunge la 93%. În teorie, totul este foarte simplu - de la molecula de dioxid de carbon CO2 smulgem oxigenul atomic și îl combinăm cu unul din același. Evacuarea produce monoxid de carbon și oxigen molecular, care este destul de respirabil.
Înainte de aceasta, în condiții de spațiu, oxigenul era sintetizat prin electroliza apei, dar viața unei persoane necesită un întreg kilogram de apă pe zi - această metodă nu este aplicabilă lui Marte. Pe scurt, mașina MOXIE comprimă dioxidul de carbon, îl încălzește până la 800 de grade și trece un curent electric prin el. Ca rezultat, oxigenul pur este eliberat la anodul celulei de gaz, iar monoxidul de carbon este eliberat la anod. Apoi, amestecul de gaze este răcit, verificat pentru puritate și eliberat în atmosfera marțiană.
Evident, în viitorul îndepărtat, mii de astfel de generatoare vor procesa dioxidul de carbon marțian într-o atmosferă potrivită pentru oameni. Este de remarcat faptul că această tehnologie nu este cea mai progresivă. Totuși, conform teoriei, din două molecule de CO2 numai unul este produs2. Și aceasta este foarte departe de eficiența reală a unor astfel de instalații. Mult mai interesantă este ideea divizării imediate a dioxidului de carbon în carbon C și o moleculă O.2. În 2014, Science a publicat o tehnică de sinteză a oxigenului din CO2 sub acţiunea laserelor ultraviolete. Cinci ani mai târziu, la Caltech, au venit cu ideea de a accelera și de a lovi moleculele de dioxid de carbon împotriva suprafețelor inerte, cum ar fi folia de aur. Ca urmare a acestui tratament barbar, dioxidul de carbon este împărțit în oxigen molecular și carbon, adică funingine. Dar până acum, astfel de tehnici sunt departe de perfecțiunea tehnologică, iar NASA trebuie să se mulțumească cu dispozitive de tip MOXIE.
„Organele de simț” ale roverului. Sursa: mars.nasa.gov
Generator de oxigen MOXIE. Sursa: mars.nasa.gov
Al doilea gadget interesant pentru rover este PIXL, conceput pentru a scana zona înconjurătoare cu raze X. Dispozitivul efectuează teste de la distanță ale solului pentru substanțe chimice și elemente care pot fi markeri ai ființelor vii. Dezvoltatorii susțin că PIXL este capabil să recunoască mai mult de 26 de elemente chimice. O sarcină similară este îndeplinită de scanerul multifuncțional SuperCam, capabil să determine compoziția atomică și moleculară a rocilor de la șapte metri. Pentru a face acest lucru, este echipat cu un laser și senzori în infraroșu foarte sensibili.
De sus în jos: RIMFAX, SHERLOC și SuperCam. Sursa: mars.nasa.gov
Și asta nu este tot. Analiza pentru prezența urmelor de viață este efectuată de „criminaliștii” SHERLOC și WATSON. SHERLOC operează în domeniul ultraviolet, simțind rocile din jur cu un laser. Principiul este foarte asemănător cu munca unui detectiv pământesc care caută dovezi biologice cu o lanternă UV. WATSON, la rândul său, surprinde tot ce se întâmplă pe cameră. O pereche de senzori, împreună cu PIXL cu raze X, sunt plasați la capătul manipulatorului de braț al roverului.
The Perseverance nu are un exercițiu pentru a explora interiorul marțian. În acest scop, este utilizat scanerul radar RIMFAX, capabil să „vadă prin” Marte până la o adâncime de 10 metri. Georadarul va cartografi suprafața subiacentă și va căuta depozite de gheață marțiană.
Rover Marte cu elicopter
Principalul „show-stopper” al Perseverance nu sunt super-gadget-urile descrise mai sus și nici măcar o centrală nucleară, ci prima din povestiri aeronave pentru Marte. După ce a aterizat în lacul crater marțian, roverul a purtat sub burtă un elicopter coaxial în miniatură. În cele mai bune tradiții ale astronauticii americane, numele elicopterului a fost ales prin competiție, iar Ingenuity (Ingenuity) a devenit cel mai bun. Scrisă de Waniza Rupani, elevă de clasa a XI-a din Northport.
Așa văd artiștii de la NASA primul zbor al unui elicopter marțian. Sursa: mars.nasa.gov
Ingeniozitate coaxială. Sursa: mars.nasa.gov
Elicopterul nu transportă niciun echipament științific. Sarcina sa principală este de a demonstra potențialul de zbor în atmosfera lui Marte, care este compusă aproape în întregime din dioxid de carbon. Atmosfera Planetei Roșii este similară ca densitate cu cea a Pământului, dar gravitația este de 2,5 ori mai mică. Aeronava trage 1,8 kilograme și este echipată cu elice relativ mici pentru greutatea sa (viteza de rotație - 2537 rpm) - bonusuri de gravitație marțiană. Cu toate acestea, diferențele uriașe de temperatură de pe suprafața planetei i-au forțat pe ingineri să construiască un sistem complex de protecție termică pe un elicopter. Primul zbor al Ingenuity este programat nu mai devreme de 8 aprilie, iar întregul program de testare ar trebui finalizat într-o lună. Elicopterul este de unică folosință - după testare va rămâne pe Marte ca resturi extraterestre. Perseverența se va transforma în cele din urmă într-o piesă moartă de aliaje scumpe, dar ciclul său de viață este mult mai lung.
Perseverența aruncă cutia elicopterului. Sursa: mars.nasa.gov
„Aerodrom” propus pentru Ingeniozitate și program de zbor. Sursa: mars.nasa.gov
Se presupune că Perseverance își va arunca satelitul într-un container de protecție în formă de chitară, va rula înapoi câteva zeci de metri și va lansa de la distanță un program de zbor de testare. Elicopterul va trebui să zboare în jurul roverului fără a părăsi zona de observare a camerelor și scanerelor. Cel mai dificil lucru este să supraviețuiești primei nopți marțiane reci pentru un elicopter în miniatură. Dacă citiți materiale înainte de 8 aprilie 2021, atunci roverul marțian tocmai se îndreaptă spre aerodromul selectat în avans pentru lansarea Ingenuity.
informații