Через семь месяцев после старта миссия НАСА на Марс 2020 должна будет пройти в четверг самую короткую и самую интенсивную фазу: «семь минут ужаса», которые потребуются, чтобы нажать на тормоза и посадить марсоход Perseverance на поверхность планеты. Рассказываем, как это будет происходит и что ждет Perseverance («Настойчивость») дальше.
Как будет садиться марсоход?
Вход, спуск и посадка (EDL) начнется, когда космический корабль, несущий Perseverance, влетит в атмосферу Марса со скоростью почти 20 000 км/час. Весь процесс займет семь минут, и в итоге марсоход остается на поверхности. Приземление в кратере Езеро запланировано на 23:53 по Москве. Погодные условия весной в северном полушарии Марса кажутся благоприятными, однако это не значит, что все пройдет идеально.
«Это один из самых сложных маневров. Почти 50% космических кораблей, которые были отправлены на поверхность Марса, потерпели неудачу», — объясняет Мэтт Уоллес, заместитель руководителя проекта миссии.
Вход в атмосферу
За десять минут до входа в марсианскую атмосферу космический корабль сбрасывает крейсерскую ступень, снабжавшую топливные баки и солнечные батареи во время путешествия. У него останется только защитная аэрозольная оболочка, несущая марсоход и спускаемую ступень. Он запустит двигатели, чтобы убедиться, что его тепловой экран обращен вперед.
На высоте около 130 км он устремится в атмосферу, и все начнет нагреваться: пиковый нагрев произойдет примерно через 80 секунд, когда поверхность теплозащитного экрана достигает около 1 300 градусов по Цельсию.
Развертывание парашюта
Как только космический корабль замедлится до скорости менее 1 600 км/час, придет время развернуть сверхзвуковой парашют шириной 21,5 м на высоте 11 км.
Кстати, в Perseverance внедрена новая технология Range Trigger. Она определяет точный момент для развертывания в зависимости от положения корабля относительно места посадки. Именно раскрытие парашюта представляет собой большой риск.
Чтобы опробовать новую конструкцию, НАСА пришлось провести обширные испытания сверхзвуковых парашютов с большой высоты здесь, на Земле. Эта область исследований не изучалась с 1970-х годов.
Разделение теплового экрана
Затем космический корабль сбросит тепловой экран примерно через 20 секунд после раскрытия парашюта. Марсоход впервые попадет в атмосферу и использует посадочный радар для отражения сигналов от поверхности и расчета точной высоты.
В миссии также будет впервые развернута еще одна технология: система «Относительная навигация по местности» (TRN), в которой используется специальная камера для определения характеристик поверхности и сравнения их с бортовой картой, на которой инженеры заранее запрограммировали самые безопасные места посадки.
Это дает марсоходу зрение и способность действительно видеть, куда он идет, и определять, где свое местоположение.
В разреженной атмосфере Марса парашют может разогнать аппарат только до 300 км/час, поэтому Perseverance необходимо освободить парашют, отказаться от его задней оболочки и использовать ракетные двигатели, чтобы облегчить спуск.
Он сделает это с помощью восьмимоторного реактивного ранца, который установлен прямо над марсоходом и запустится на высоте около 2 100 метров над поверхностью. Транспортное средство должно сразу же наклониться, чтобы избежать падения парашюта и задней части корпуса, а затем использует свои сложные системы для продолжения снижения.
Skycrane
За 12 секунд до полета на высоте 20 м ступень спуска с ракетным двигателем опускает марсоход на землю с помощью длинных тросов в маневре «скайкрейн».
Ровер фиксирует свои ноги и колеса в посадочной позиции и касается земли со скоростью немногим менее двух миль (1,2 км) в час, когда спускаемая ступень улетает и совершает управляемую посадку. Perseverance теперь готова к выполнению своей миссии в качестве пятого марсохода Земли на Марсе.
Что известно о марсоходе?
Посадка шестиколесного корабля станет третьим визитом на Марс чуть более чем за неделю. Не так давно два космических корабля из Объединенных Арабских Эмиратов и Китая выходили на орбиту вокруг планеты один за другим. Все три миссии стартовали в июле, чтобы воспользоваться преимуществами близкого расположения Земли и Марса, пройдя около 482 млн миль за почти семь месяцев.
«Настойчивость», самый большой и продвинутый марсоход, когда-либо отправленный НАСА, станет девятым космическим кораблем, успешно приземлившимся на Марсе, причем все они были из США, начиная с 1970-х годов.
Марсоход размером с автомобиль с плутониевым двигателем нацелится на самую маленькую и сложную цель НАСА: полосу размером 8 на 6 км в дельте древней реки, полной ям, скал и полей из камней. Ученые считают, что если бы жизнь на Марсе когда-либо процветала, это произошло бы 3–4 млрд лет назад, когда на планете еще была вода.
НАСА описало падение Perseverance как «семь минут ужаса», за которым авиадиспетчеры могут только беспомощно наблюдать. Предварительно запрограммированный космический корабль спроектирован так, чтобы войти в тонкую марсианскую атмосферу на скорости 9 500 км/час, затем использовать парашют для замедления.
Марс на самом деле очень коварное место: менее чем за три месяца в 1999 году американский космический корабль был уничтожен при выходе на орбиту из-за того, что инженеры перепутали метрические и английские единицы измерения, а американский спускаемый аппарат разбился на Марсе из-за преждевременного отключения двигателей.
НАСА объединяется с Европейским космическим агентством, чтобы доставить образцы с Марса на Землю.
Основная задача Perseverance
Семь месяцев в космосе, миссия, над созданием которой потребовались десятилетия и которая стоила миллиарды долларов, — все, чтобы ответить на вопрос: была ли когда-нибудь жизнь на Марсе?
Марсоход НАСА Perseverance готовится к приземлению на Красной планете, чтобы найти явные признаки бактерий, которые могли существовать там миллиарды лет назад, когда условия были теплее и влажнее, чем сегодня. В течение нескольких лет марсоход попытается собрать 30 образцов горных пород и почвы в запечатанных пробирках, которые в конечном итоге будут отправлены на Землю где-то в 2030-х годах для лабораторного анализа.
«Конечно, он пытается добиться значительного прогресса в ответе на один из вопросов, который задавал нам на протяжении многих веков, а именно: одиноки ли мы во Вселенной?». Об этом заявил в среду заместитель администратора НАСА Томас Зурбухен.
Perseverance — самый большой и сложный аппарат, когда-либо отправленный на Марс.
Он размером примерно с внедорожник, весит тонну, оснащен роботизированной рукой длиной 2 м, имеет 19 камер, 2 микрофона и набор передовых инструментов для достижения научных целей.
Мечта астробиологов
Ученые считают, что около 3,5 млрд лет назад в кратере протекала река, которая впадала в озеро, осаждая осадочные породы в веерообразной дельте.
«У нас есть очень веские доказательства того, что Марс мог поддерживать жизнь в далеком прошлом», — сказал в среду Кен Уиллифорд, заместитель научного сотрудника миссии.
Но если прошлые исследования определили, что планета когда-то была обитаемой, Perseverance поручено определить, действительно ли она была заселена.
Летом он начнет бурение первых образцов, и его инженеры запланировали, чтобы он пересек сначала дельту, затем берег древнего озера и, наконец, края кратера.
Максимальная скорость Perseverance — 0,1 км в час — медленная по земным стандартам, но быстрее, чем у любого из его предшественников, и попутно он будет использовать новые инструменты для сканирования органических веществ, составления карт химического состава и взрыва горных пород с помощью лазера для изучения пара.
«Мы, астробиологи, мечтали об этой миссии на протяжении десятилетий», — заключила Мэри Войтек, глава астробиологической программы НАСА.
Читать далее
Создана первая точная карта мира. Что не так со всеми остальными?
Какие бывают дроны и когда появятся пассажирские аэротакси
Посмотрите на самые красивые снимки «Хаббла». Что увидел телескоп за 30 лет?