- Hvad er minimumsoplysningerne til den maksimale pris?
- Det er lanceringerne af rumstationer til Mars.
Den 18. november 2013 blev et Atlas-V-affyringsbil lanceret fra Cape Canaveral med en automatisk interplanetær station MAVEN, designet til at studere Mars 'atmosfære.
Alle systemer i SLC-4-startpuden fungerede perfekt-kl. 13:18 lokal tid gysede kosmodromets nærhed af det kraftige brøl af RD-180 (russiskfremstillede motorer bruges i begge faser af Atlas-V-lanceringen køretøj). Et 300 tons ildåndende hold brød løs fra affyringsrampen og hastigt øgede hastigheden og skyndte sig op for at møde stjernerne. I 27 minutter efter at have indtastet referencen med lav jordjord blev motorerne i den øverste etape "Centaur" lanceret: MAVEN fik den anden rumhastighed og kom ind i afgangsbanen til Mars.
Den første korrigerende manøvre er planlagt til 3. december. Om 10 måneder, den 22. september 2014, skulle stationen, der havde fløjet 300 millioner kilometer i den isnende sort, komme ind i Mars -kredsløbet. En videnskabelig mission med en anslået varighed på 1 jordår begynder.
Lanceringen under MAVEN -programmet blev en af de vigtigste intriger inden for rumopskydninger i 2013 - fuldstændig eller delvis suspension af arbejdet i amerikanske regeringsorganer fra 1. oktober 2013 satte den planlagte ekspedition til den røde planet i fare, på trods af fuld klarhed af alle tekniske systemer i raket- og rumsystemet. og også et godt "tidsvindue" til opsendelsen til Mars. Der var en reel trussel om afbrydelse af alle de planlagte datoer og udsættelse af lanceringen af MAVEN til 2016.
Og dette til trods for, at selve rumfartøjet allerede havde været på Cape Canaveral siden august, under intensiv forberedelse til flyvningen, og et færdigt Atlas-V-affyringsvogn ventede inde i kosmodromets samlebutik!
Den absurde situation blev reddet af NASA -advokater, der fandt et hul i lovene, hvorefter lanceringen af en interplanetarisk sonde opfylder kriterierne, der udelukker MAVEN fra listen over tvungne budgetnedskæringer. Det femårige arbejde fra personalet ved University of Colorado og rumforskningslaboratoriet ved University of Berkeley var ikke forgæves - en interplanetar station til en værdi af 671 millioner dollars (oprettelsen af selve sonden kostede $ 485 millioner, yderligere 187 millioner blev brugt på forberedelse til lancering og køb af Atlas-V lanceringsvogn) blev sikkert sendt til det tilsigtede mål.
MAVEN blev den 45. mission til Mars og den tiende NASA orbital rekognoscering mission i nærheden af den røde planet. Navnet på sonden er en kompleks forkortelse for Mars Atmosphere og Volatile EvolutioN, der fuldt ud afspejler opgaverne i den kommende ekspedition. MAVEN er designet til at studere atmosfæren på Mars - en tynd gasformig skal, hvis tryk i næroverfladelaget kun er 0,6% af Jordens atmosfære, og gassammensætningen er helt uegnet til menneskelig vejrtrækning (Mars -atmosfæren er næsten udelukkende - 95% - kuldioxid).
Et øjebliksbillede af vikingeapparatet, 1976
Men selv denne spinkle atmosfære forsvinder kontinuerligt - Mars lille tyngdekraft er ikke i stand til at holde gasskallen rundt om planeten. Hvert år "blæser" den kosmiske vind "sine øvre lag ud i rummet og får Mars til at forvandle sig til en frossen stenblok, der ligner Månen eller Merkur.
Men hvornår skal dette ske? Og hvordan var Mars i en fjern fortid, da dens gasskal endnu ikke var så stærkt afladet? Hvad er hastigheden på Mars -atmosfærens forsvinden i absolutte tal?
Dette er, hvad MAVEN -rumfartøjet skal finde ud af: bevæger sig rundt på Mars i en elliptisk bane med et pericenter på 150 km og et apocenter på 6200 km, det skal bestemme den nuværende tilstand af de øverste lag og arten af deres interaktion med solvinden. Fastslå den nøjagtige hastighed for tab af atmosfære, samt de faktorer, der påvirker denne proces. Bestem forholdet mellem stabile isotoper i atmosfæren, som skal "kaste lys" over historien om Mars -klimaet. Indirekte vil dette kunne besvare spørgsmålet: eksisterede der tidligere forhold, der tillod tilstedeværelse af flydende vand på overfladen af Mars?
Det eneste, der sørgede for NASA -specialister, er, at den nye kredsløbssonde på grund af sin ekstremt langstrakte bane ikke kan bruges som en repeater af signaler fra rovere.
MAVEN gennemgår centrifugetest
Der er 8 state-of-the-art instrumenter ombord på sonden:
- et sæt til undersøgelse af partikler og felter (tre analysatorer af partikler fra "solvinden", en sensor af Langmuir -bølger (plasmasvingninger) og et par induktionsmagnetometre);
- et ultraviolet spektrometer, som giver mulighed for eksternt at bestemme parametrene for atmosfæren og ionosfæren på en fjern planet;
- neutralt og ionisk massespektrometer til undersøgelse af den isotopiske sammensætning af Mars -atmosfæren.
Imponerende videnskabeligt udstyr og livsstøttesystemer, herunder et holdningskontrolsystem, en computer ombord, solpaneler og udstyr til kommunikation med Jorden, der giver dataudveksling med hastigheder på op til 10 Mbit / s - alle passer i et hus, der måler 2, 3 x 2, 3 x 2 m (sondebredde med åbne solpaneler - 11 m). Massen af enheder, systemer og videnskabeligt udstyr er 809 kg.
Lignede Mars jorden som en fjern fortid? MAVEN vil helt sikkert afklare dette problem. Det vigtigste er at komme sikkert til din destination. Og dette, som praksis viser, er meget svært …
Kronik af flyrejser til Mars
Mars er det mest besøgte og mest studerede himmellegeme, der overgår selv månen tæt på os ved disse kriterier. Forskere tiltrækkes af meget: den relativt korte flyvetid (selv med eksisterende teknologier - mindre end et år). Egnede overfladeforhold: ingen ekstreme tryk og temperaturer, acceptabel baggrundsstråling, belysning og tyngdekraft. Af alle planeterne er Mars mest velegnet til søgning efter udenjordisk liv (selv i en fjern fortid), og i fremtiden er den velegnet til at lande en bemandet ekspedition på dens overflade.
Men stien til den røde planet er fyldt med ulykker og affald fra rumfartøjer: ud af 45 opsendte ekspeditioner nåede lidt over halvdelen til den røde planet. Og kun få kunne fuldføre det planlagte program.
Rummet tilgiver ikke hastværk og de mindste fejl. Mange af "Mars -opdagelsesrejsende" mislykkedes deres mission i starten. Dette refererer hovedsageligt til rumløbet i 60'erne, hvor det efter partiets og regeringens anvisninger for enhver pris var påkrævet at opsende apparatet og opnå prioritet i rummet. Som et resultat døde stationerne "Mars 1960A", "1960B", "Mariner-8" i Jordens atmosfære på grund af ulykker med transportraketter.
Endnu flere stationer var i stand til at komme i referencebane, men kunne ikke nå afgangsbanen: nogen sad fast på LEO, ligesom Phobos-Grunt, og vendte senere tilbage til Jorden i form af en blændende lys ildkugle; nogen tog ikke den nødvendige hastighed til en flyvning til Mars og forsvandt sporløst i de store heliocentriske baner ("Mariner-3"). I alt ud af 45 lancerede sonder kunne kun 31 (inklusive MAVEN) nå den beregnede bane til flyvningen til Mars. Til ære for vores land var det første af rumfartøjet, der satte kurs mod den røde planet, den sovjetiske sonde Mars-1 (opsendt den 1. november 1962). Desværre fortæller det næste afsnit om ham.
Model af den interplanetariske automatiske station "Mars-1"
Det virkelige mareridt begynder under den måneder lange flyvning til Red Flight. En forkert kommando - og enheden, der har mistet orientering, mister evnen til at kommunikere med Jorden og bliver til ubrugelig rumrester. En lignende gener opstod med Mars -1 -stationen - en nitrogenlækage fra cylindrene i holdningskontrolsystemet: Kommunikationen med stationen gik tabt i en afstand på 106 millioner km fra Jorden. En anden enhed - "Zond -2" - led af ufuldstændig afsløring af solpaneler: de resulterende strømafbrydelser fik udstyret til at fungere forkert, "Zond -2" døde stille og roligt ud foran sine skabere. Ifølge ballistiske beregninger skulle den 6. august 1965 passere en ledet sonde i nærheden af Mars.
Den japanske sonde Nozomi omkom meget hårdt og frygteligt i det store rum. Manglen på deres eget startkøretøj med den nødvendige kraft blev et dårligt tegn, når de sendte en ekspedition til en fjern planet, ikke desto mindre håbede den snedige japaner at få den nødvendige hastighed gennem komplekse gravitationsmanøvrer i nærheden af Jorden og Månen. Alt gik selvfølgelig ikke efter planen - "Nozomi" gik ud af kurs. Japanerne formåede at beregne en ny bane og igen lede stationen til Mars, selvom de var 4 år efter planen. Nu er det vigtigste at holde ud i det ydre rum i lang tid. Ak … En kraftig solbluss beskadigede den skrøbelige fyldning af sonden. På det tidspunkt, hvor man nærmede sig Mars, frøs hydrazin i tankene - det var ikke muligt at udsende en bremseimpuls, og Nozomi gik i fortvivlelse 1000 km over overfladen af den røde planet uden nogensinde at komme ind i en bane nær Mars.
Under meget stødende omstændigheder gik den amerikanske sonde "Mars Observer" (1993) tabt - kommunikationen med den blev afbrudt blot et par dage før ankomsten til Mars. Den mest sandsynlige årsag er en motoreksplosion på grund af lækage af brændstofkomponenter.
Den første til at overvinde den vanskelige afstand og sende et nærbillede af den røde planet var den amerikanske sonde Mariner 4, der fløj i nærheden af Mars i juli 1965.
En række køretøjer gik tabt allerede i kredsløb om Mars.
Den 27. marts 1989 gik kommunikationen med den sovjetiske station "Phobos-2" tabt, som på det tidspunkt allerede havde været i kredsløb om Mars i 57 dage. Under sit arbejde overførte "Phobos-2" unikke videnskabelige resultater til Jorden om Phobos termiske egenskaber, Mars-plasmamiljøet og erosion af atmosfæren under påvirkning af "solvinden". Ak, missions hovedopgave - landing af minisonder PrOP -F og DAS på overfladen af Phobos - mislykkedes.
I 1999 omkom under underlige omstændigheder den amerikanske station "Mars Climate Orbiter" efter at have brændt ud på den første bane i atmosfæren på den røde planet. En intern NASA -undersøgelse viste, at arbejdsgrupperne af specialister brugte forskellige målesystemer - metriske og traditionelle angelsaksiske (fod, pund, tommer). Siden har NASA forbudt amerikanske måleenheder - alle beregninger foretages udelukkende i kilogram og meter.
Landingsplatformens døre lukker omkring den foldede Opportunity -rover, 2003
Meget store problemer venter alle, der tør lande på overfladen af Mars - den forræderiske atmosfære er for svag til at stole på styrken af faldskærmslinjer, men stadig for tæt til at nærme sig overfladen med kosmisk hastighed. Det lyder måske usædvanligt, men Mars er et af de mest komplekse himmellegemer med hensyn til landing!
Landing foregår i flere faser: bremsemotorer, aerodynamisk bremsning i den øvre atmosfære, en bremsende faldskærm, bremsemotorer igen, bløde landingsmotorer / airbags eller en unik “luftventil”. Problemet med stabilisering er en separat linje.
Det tungeste menneskeskabte objekt, der kunne leveres til planetens overflade, var MSL -roveren, bedre kendt som "Curiosity" - et apparat, der vejer 900 kg (vægt i tyngdefeltet på Mars - 340 kg). Men lad os være ærlige, at flyvespecialisterne og eksterne observatører var forbløffet over kompleksiteten af landingsplanen og de problemer, der opstod under nedstigning i planetens atmosfære.500 tusinde linjer programkode, 76 squibs i en bestemt rækkefølge, adskillelse af roveren fra platformen, der hænger i luften med jetmotorer tændt og en blød nedstigning fra en højde på nylonkabler. Fantastisk!
Planet Mars: intet vand, ingen vegetation, beboet af amerikanske robotter.
Selvportræt af Curiosity-roveren
Mange helte var i stand til at overleve vibrationer og enorme overbelastninger i lancerings- og accelerationsstadierne til Mars, modstod den voldsomme kulde i det ydre rum, men døde, mens de forsøgte at lande på et lumsk himmellegeme. Så for eksempel styrtede den sovjetiske "Mars-2" ned og blev det første menneskeskabte objekt på overfladen af Mars (1971).
Den første station, der lavede en blød landing på overfladen af Mars, var den sovjetiske Mars-3. Ak, på grund af den opståede corona -udledning, gik stationen ud af funktion 14 sekunder efter landing.
Den europæiske sonde "Beagle-2" (landingsmodulet i kredsløbssonden "Mars-Express") forsvandt sporløst i 2003-enheden trådte dristigt ind i planetens purpurrøde atmosfære, men derefter kom den aldrig i kontakt med Jorden …
Mars opbevarer sine hemmeligheder sikkert.
P. S. Fra den 21. november 2013 kører to Mars -rovere på overfladen af den røde planet - Opportunity (MER -B) og Curiosity (MSL). Den første arbejdede under disse forhold i 3586 dage - 39 gange længere end den estimerede periode og kravlede over overfladen på 38 kilometer i løbet af denne tid.
Der er tre rumfartøjer i Mars kredsløb: Mars-Odysseus, Mars Orbital Reconnaissance (MRO) og den europæiske sonde Mars-Express. Odysseus varede længst - dens mission har været i gang i det trettende år.
Et nyt skift kører for at hjælpe veteranerne - den indiske sonde Mangalyaan (lanceret den 5. november 2013) samt den førnævnte MAVEN. Lad os håbe, at Rusland i den nærmeste fremtid også aktivt vil deltage i "Martian regatta" - for 2016 og 2018. to fælles russisk-franske ekspeditioner "Exomars" er planlagt (en samarbejdsaftale blev underskrevet den 14. marts 2013). I samme 2018 skulle den opdaterede og mere avancerede Phobos-Grunt 2-station gå til Mars. Denne gang vil alt gå godt.
HiRISE kamera i høj opløsning ombord på Martian Reconnaissance Orbital (MRO)
Mulighed rover fodaftryk fanget af MRO
Et panorama over Greeley Haven -området. Udsigt over Cape York og Endeavour Crater. Panoramaet blev taget af Opportunity -roveren under overvintringen i 2012.
