Hoe de Rode Planeet werd veroverd en wat we erover wisten te leren. Het verkeer op het Marspad neemt toe

Mars heeft mensen gefascineerd sinds we het voor het eerst zagen als een object in de lucht, dat ons aanvankelijk een ster leek, en een mooie ster, omdat hij rood is. In de 1e eeuw brachten telescopen onze blik voor het eerst dichter bij het oppervlak, vol intrigerende patronen en landvormen (XNUMX). Wetenschappers associeerden dit aanvankelijk met de ziedende beschaving van Mars...

1. Kaart van het oppervlak van Mars in de XNUMXe eeuw.

Nu weten we dat er geen kanalen of kunstmatige structuren op Mars zijn. Onlangs is echter gesuggereerd dat deze nu droge, giftige planeet 3,5 miljard jaar geleden net zo bewoonbaar zou kunnen zijn geweest als de aarde (2).

Maart het is de vierde planeet vanaf de zon, net na de aarde. Het is maar iets meer dan de helft van de aardeen de dichtheid is slechts 38 procent. aards. Het kost meer tijd om zijn omwenteling rond de zon te voltooien dan de aarde, maar het draait rond zijn as met ongeveer dezelfde snelheid. Daarom Een jaar op Mars is 687 aardse dagen.en een dag op Mars duurt slechts 40 minuten langer dan op aarde.

Ondanks zijn kleinere omvang is het landoppervlak van de planeet ongeveer gelijk aan het gebied van de continenten van de aarde, wat betekent, althans in theorie. Helaas is de planeet momenteel omringd door een ijle atmosfeer, die voornamelijk bestaat uit koolstofdioxide, en het is onwaarschijnlijk dat er aards leven mogelijk is.

Methaan verschijnt ook periodiek in de atmosfeer van deze uitgedroogde wereld en de bodem bevat chemicaliën die giftig zijn voor het leven zoals wij dat kennen. Hoewel er is water op mars, zit het vast in de poolkappen van de planeet en, misschien in grote hoeveelheden, verborgen onder het oppervlak van Mars.

2. Hypothetische verschijning van Mars miljarden jaren geleden

Vandaag, terwijl wetenschappers aan het verkennen zijn oppervlak van Mars (3), ze zien structuren die ongetwijfeld het werk zijn van langlopende vloeistoffen - vertakte stromen, rivierdalen, bekkens en delta's. Waarnemingen tonen aan dat de planeet er ooit een had kunnen hebben uitgestrekte oceaan die het noordelijk halfrond bedekt.

Elders landschap van beren sporen van oude buien, reservoirs, rivieren die door rivierbeddingen op de grond snijden. Waarschijnlijk was de planeet ook gehuld in een dichte atmosfeer, waardoor water bij temperaturen en drukken op Mars vloeibaar kon blijven. Ergens in het verleden zou de planeet nu een dramatische transformatie hebben ondergaan, en een wereld die ooit behoorlijk op de aarde leek, werd de uitgedroogde woestenij die we vandaag verkennen. Wetenschappers vragen zich af wat er is gebeurd? Waar gingen deze stromen heen en wat gebeurde er met de atmosfeer van Mars?

Voor nu. Wellicht dat dit de komende jaren gaat veranderen. NASA hoopt dat de eerste mensen in de jaren dertig op Mars zullen landen. Over zo'n schema praten we al zo'n tien jaar. De Chinezen speculeren over soortgelijke plannen, maar minder specifiek. Laten we, voordat we aan deze ambitieuze programma's beginnen, proberen de balans op te maken van een halve eeuw menselijke verkenning van Mars.

Meer dan de helft van de missie mislukte

Een ruimteschip naar Mars sturen moeilijk, en landen op deze planeet is nog moeilijker. De ijle atmosfeer van Mars maakt het een enorme uitdaging om naar de oppervlakte te komen. Ongeveer 60 procent. Landingspogingen gedurende de decennia van planetaire verkenningsgeschiedenis zijn niet succesvol geweest.

Tot nu toe hebben zes ruimteagentschappen met succes Mars bereikt - NASA, de Russische Roscosmos en Sovjet-voorgangers, de European Space Agency (ESA), de Indian Space Research Organization (ISRO), het Chinese bureau, dat niet alleen een orbiter plaatste, maar ook met succes landde en lanceerde een rover die het oppervlak van Zhurong Nave verkent, en ten slotte het ruimteagentschap van de Verenigde Arabische Emiraten met de Amal (Hope) -sonde.

Sinds de jaren zestig zijn er tientallen ruimtevaartuigen naar Mars gestuurd. Eerst rij sonde op mars bombardeerde de USSR. De missie omvatte de eerste opzettelijke passes en een harde (impact) landing (Mars, 1962).

Eerste succesvolle cruise rond Mars vond plaats in juli 1965 met behulp van NASA's Mariner 4-sonde. maart 2 i Maart 3 in 1971 crashte echter de eerste met de rover aan boord en nam contact op Maart 3 het brak af zodra het de oppervlakte bereikte.

De Viking-sondes, gelanceerd door NASA in 1975, bestonden uit twee orbiters, elk met een lander die in 1976 met succes een zachte landing maakte. Ze voerden ook biologische experimenten uit op Marsbodem om te zoeken naar tekenen van leven, maar de resultaten waren niet doorslaggevend.

NASA-extensie Mariner-programma met nog een paar Mariner 6- en 7-sondes. Ze werden in het volgende laadvenster geplaatst en bereikten de planeet in 1969. Tijdens het volgende laadvenster verloor Mariner opnieuw een van zijn paren sondes.

Mariner 9 is met succes in een baan rond Mars gekomen als het eerste ruimtevaartuig in de geschiedenis. Hij ontdekte onder meer dat er een stofstorm over de planeet raasde. Zijn foto's waren de eerste die meer gedetailleerd bewijs leverden dat er ooit vloeibaar water op het oppervlak van de planeet had kunnen bestaan. Op basis van deze onderzoeken bleek ook dat het gebied genoemd werd Niets Olympisch is de hoogste berg (meer precies, een vulkaan), wat leidde tot zijn herclassificatie als Olympus Mons.

Er waren nog veel meer mislukkingen. Zo werden de Sovjet-sondes Phobos 1 en Phobos 2 in 1988 naar Mars gestuurd om Mars en zijn twee manen te bestuderen, met speciale aandacht voor Phobos. Fobos 1 contact verloren op weg naar Mars. Fobos 2hoewel het met succes Mars en Phobos heeft gefotografeerd, stortte het neer voordat de twee landers het oppervlak van Phobos raakten.

Ook tevergeefs Amerikaanse orbiter Mars Observer-missie in 1993. Kort daarna, in 1997, rapporteerde een andere NASA-observatiesonde, de Mars Global Surveyor, dat hij de baan van Mars binnenging. Deze missie was een groot succes en in 2001 was de hele planeet in kaart gebracht.

4. Reconstructies op ware grootte van de rovers Sojourner, Spirit, Opportunity en Curiosity met medewerking van NASA-ingenieurs.

In 1997 vond ook een grote doorbraak plaats in de vorm van een succesvolle landing in de regio van de Ares-vallei en het gebruik van oppervlakteonderzoek Lasika NASA Sojourner als onderdeel van de Mars Pathfinder-missie. Naast wetenschappelijke doeleinden, Mars Pathfinder-missie het was ook een proof of concept voor verschillende oplossingen, zoals het airbag-landingssysteem en het automatisch vermijden van obstakels, die later werden gebruikt in volgende rover-missies (4). Voordat ze arriveerden, was er echter nog een golf van Martiaanse mislukkingen in 1998 en 1999, kort na het succes van Global Surveyor en Pathfinder.

Het was jammer Japanse Nozomi-orbitermissieevenals NASA-orbiters Mars Klimaat Orbiter, Mars Polaire Lander ik penetrators Deep Space 2met verschillende mislukkingen.

Missie van de Europese ruimtevaartorganisatie Mars Express (ESA) bereikte Mars in 2003. Aan boord was een Beagle 2 lander die tijdens een landingspoging verloren ging en in februari 2004 vermist raakte. Beagle 2 werd in januari 2015 ontdekt door de HiRise-camera op NASA's Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Het bleek dat hij veilig landde, maar hij slaagde er niet in de zonnepanelen en antenne volledig in te zetten. Orbitale Mars Express hij deed echter belangrijke ontdekkingen. In 2004 ontdekte hij methaan in de atmosfeer van de planeet en observeerde het twee jaar later. poolsterren.

In januari 2004 werden twee NASA-rovers genoemd Geest van Servië (MER-A) Ik Kans (MER-B) landde op het oppervlak van Mars. Beide overtroffen de geschatte Mars-kaarten ver. Een van de belangrijkste wetenschappelijke resultaten van dit programma was sterk bewijs dat er in het verleden op beide landingsplaatsen vloeibaar water bestond. Rover Spirit (MER-A) was actief tot 2010 toen het stopte met het verzenden van gegevens omdat het vast kwam te zitten in een duin en zichzelf niet kon heroriënteren om zijn batterijen op te laden.

Dan Feniks landde in mei 2008 op de noordpool van Mars en bleek waterijs te hebben. Drie jaar later werd het Mars Science Laboratory gelanceerd aan boord van de rover Curiosity, die in augustus 2012 het oppervlak van Mars bereikte. Over de belangrijkste wetenschappelijke resultaten van zijn missie schrijven we in een ander artikel in dit nummer van MT.

Een andere mislukte poging om op Mars te landen door de Europese ESA en de Russische Roscosmos was Lendaunic Schiaparellidie losgekoppeld van de ExoMars Trace Gas Orbiter. De missie arriveerde in 2016 op Mars. Schiaparelli opende echter tijdens het afdalen voortijdig zijn parachute en stortte neer op de oppervlakte. Hij verstrekte echter belangrijke gegevens tijdens een parachute-afdaling, dus de test werd als een gedeeltelijk succes beschouwd.

Twee jaar later landde een andere sonde op de planeet, deze keer stationair. Inzichtwie heeft daar een onderzoek naar gedaan bepaalde de diameter van de kern van Mars. Uit InSight-metingen blijkt dat de diameter van de kern van Mars tussen de 1810 en 1850 kilometer ligt. Dit is bijna de helft van de diameter van de kern van de aarde, die ongeveer 3483 km is. Tegelijkertijd is er echter meer dan sommige schattingen hebben aangetoond, wat betekent dat de kern van Mars zeldzamer is dan eerder werd gedacht.

De InSight-sonde probeerde tevergeefs diep in de bodem van Mars te dringen. Al in januari werd het gebruik van de Pools-Duitse "mol" afgeschaft, d.w.z. thermische sonde, die diep in de grond moest gaan om de stroom van thermische energie te meten. De Mol ondervond veel wrijving en zakte niet diep genoeg in de grond. De sonde luistert ook seismische golven vanuit de planeet. Helaas heeft de InSight-missie misschien niet genoeg tijd om meer ontdekkingen te doen. Op de zonnepanelen van het toestel verzamelt zich stof, waardoor InSight minder stroom krijgt.

In de afgelopen decennia beweging in de baan van de planeet nam ook systematisch toe. Eigendom van Nasa Mars Odyssey kwam in 2001 in een baan om Mars. Zijn missie is om spectrometers en beeldvormingsapparatuur te gebruiken om te zoeken naar vroegere of huidige bewijzen van water en vulkanische activiteit op Mars.

In 2006 kwam een ​​NASA-sonde in een baan om de aarde. Mars Verkenning Orbiter (MRO), dat een tweejarig wetenschappelijk onderzoek zou uitvoeren. De orbiter begon het landschap en het weer van Mars in kaart te brengen om geschikte landingsplaatsen te vinden voor aanstaande landermissies. MRO maakte in 2008 de eerste opname van een reeks actieve lawines nabij de noordpool van de planeet. De MAVEN-orbiter kwam in 2014 in een baan rond de Rode Planeet. De doelstellingen van de missie zijn voornamelijk om te bepalen hoe de atmosfeer en het water van de planeet in deze tijd verloren zijn gegaan. van het jaar.

Rond dezelfde tijd, zijn eerste Mars orbitale sonde, Mars Orbit-missie (MAMA), ook wel genoemd Mangalyaan, lancering van de Indian Space Research Organization (ISRO). Het ging in september 2014 in een baan om de aarde. India's ISRO werd het vierde ruimteagentschap dat Mars bereikte, na het Sovjetruimteprogramma, NASA en ESA.

5. Chinese terreinwagen Zhuzhong

Een ander land in de Martiaanse club is de Verenigde Arabische Emiraten. Het behoort tot hen orbiter Bijna toegetreden op 9 februari 2021. Een dag later deed de Chinese sonde hetzelfde. Tianwen-1, met de 240 kg wegende Zhurong lander en rover (5), die in mei 2021 met succes een zachte landing maakte.

Een Chinese oppervlakteverkenner heeft zich aangesloten bij drie Amerikaanse ruimtevaartuigen die momenteel actief en actief zijn op het oppervlak van de planeet. Lazikov Nieuwsgierigheid i volhardingdie in februari ook met succes is geland, en Insight. En als je telt Ingenieuze vliegende drone vrijgegeven door de laatste Amerikaanse missie, afzonderlijk, dat wil zeggen, de mens-machines die momenteel vijf op het oppervlak van Mars werken.

De planeet wordt ook verkend door acht orbiters: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 orbiter en Amal. Tot nu toe is er geen enkel monster vanaf Mars verzonden en de landing op de maan van Phobos (Phobos-Grunt) tijdens het opstijgen in 2011 was niet succesvol.

Fig. 6. Afbeeldingen van het oppervlak van Mars van het CaSSIS-instrument van de Exo Mars-orbiter.

Al deze "infrastructuur" van Mars-onderzoek blijft nieuwe interessante gegevens over dit onderwerp opleveren. Rode planeet. Onlangs heeft de ExoMars Trace Gas Orbiter waterstofchloride gedetecteerd in de atmosfeer van Mars. De resultaten worden gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances. “Stoom is nodig om chloor vrij te maken, en waterstof is nodig als bijproduct van water om waterstofchloride te vormen. Het belangrijkste in deze chemische processen is water”, legde hij uit. Kevin Olsen van de Universiteit van Oxford, in een persbericht. Volgens wetenschappers ondersteunt het bestaan ​​van waterdamp de theorie dat Mars in de loop van de tijd grote hoeveelheden water verliest.

Eigendom van Nasa Mars Verkenning Orbiter hij merkte onlangs ook iets vreemds op het oppervlak van Mars. Hij checkt in met een instapkaart. HiRise-camera een diepe kuil (7), die lijkt op een zwarte donkere vlek met een diameter van ongeveer 180 meter. Nader onderzoek bleek nog verrassender. Het bleek dat los zand op de bodem van de holte ligt en in één richting valt. Wetenschappers proberen nu te bepalen zou de diepe put kunnen worden verbonden met een netwerk van ondergrondse tunnels achtergelaten door snelstromende lava.

Wetenschappers vermoeden al lang dat uitgedoofde vulkanen achter kunnen blijven grote lavagrotten op Mars. Deze systemen kunnen een veelbelovende plek blijken te zijn voor de toekomstige inzet van Mars-bases.

Wat staat de Rode Planeet in de toekomst te wachten?

In het kader van het programma ExoMars, zijn ESA en Roscosmos van plan om de rover Rosalind Franklin in 2022 te sturen om te zoeken naar bewijs van het bestaan ​​van micro-organismen op Mars, in het heden of verleden. De lander die de rover moet afleveren wordt genoemd Kazachok. Zelfde venster in 2022 baan om Mars EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Researchers) van de University of California in Berkeley gaat met twee ruimtevaartuigen vliegen in één missie gericht op structuur studie, essay, Volatiliteit i dynamiek van de magnetosfeer van Mars Orazo exit processen.

Het Indiase bureau ISRO is van plan zijn missie in 2024 op te volgen met een missie genaamd Mars Orbiter-missie 2 (MOM-2). Het is mogelijk dat India naast de orbiter ook een rover wil sturen om te landen en de planeet te verkennen.

Iets minder specifieke reissuggesties zijn onder meer het Fins-Russische concept Maart MetNetwaarbij veel kleine meteorologische stations op Mars worden gebruikt om een ​​uitgebreid netwerk van waarnemingen te creëren om de structuur van de atmosfeer, fysica en meteorologie van de planeet te bestuderen.

Mars-Grunt dit is op zijn beurt het Russische concept van een beoogde missie een monster van Marsbodem naar de aarde brengen. Het ESA-NASA-team ontwikkelde het concept van een drie Mars-opstijg- en terugkeerarchitectuur die een rover gebruikt om kleine monsters op te slaan, een Mars-klimtrap om ze in een baan om de aarde te sturen en een orbiter om via de ether met ze te communiceren. Mars en breng ze terug naar de aarde.

Zonne-elektrische aandrijving kan één start toestaan ​​om monsters terug te sturen in plaats van drie. Het Japanse bureau JAXA werkt ook aan een missieconcept genaamd de MELOS-rover. zoek naar biosignaturen bestaand leven op Mars.

Natuurlijk zijn er meer bemande missieprojecten. De verkenning van de ruimte in de VS was een langetermijndoelstelling in de visie op ruimteverkenning die in 2004 werd aangekondigd door de toenmalige Amerikaanse president George W. Bush.

28 september 2007 NASA-beheerder Michaël D. Griffioen verklaarde dat NASA ernaar streeft om tegen 2037 een man naar Mars te sturen. In oktober 2015 bracht NASA het officiële plan uit voor menselijke verkenning en kolonisatie van Mars. Het heette Journey to Mars en werd destijds gedetailleerd door MT. Het is waarschijnlijk niet langer relevant, aangezien het voorzag in het gebruik van het internationale ruimtestation in een baan om de aarde, en niet de maan, en het maanstation als tussenstadium. Tegenwoordig wordt er meer gesproken over terugkeren naar de maan als een manier om naar Mars te gaan.

Hij verscheen ook onderweg он аск en SpaceX met zijn ambitieuze en soms als onrealistische plannen voor conventionele missies naar Mars voor kolonisatie. In 2017 kondigde SpaceX plannen aan tot 2022, gevolgd door nog twee onbemande vluchten en twee bemande vluchten in 2024. Starship moet een draagvermogen hebben van minimaal 100 ton. Verschillende Starship-prototypes zijn met succes getest als onderdeel van het Starship-ontwikkelingsprogramma, waaronder één volledig succesvolle landing.

Mars is verreweg het meest bestudeerde en bekende kosmische lichaam na of gelijk aan de maan. Ambitieuze plannen, tot aan kolonisatie toe, zijn op dit moment een nogal vaag vooruitzicht. Wat wel zeker is, is dat het heen en weer bewegen oppervlak van de rode planeet zal de komende jaren groeien.