Прямо сейчас, в этот самый момент, пока Вы размышляете о «Луне-25» и проблемах непрерывно зарождающейся отечественной космонавтики, два атомных вездехода работают на поверхности Марса. Это марсоходы НАСА «Curiosity» («Любопытство») и «Perseverance» («Настойчивость»).
Последний отправился в космос 30 июля 2020 года. Он опустился на поверхность Красной планеты 18 февраля 2021 года в кратере Езеро, недалеко от остатков дельты реки, когда-то впадавшей в древнее марсианское озеро.
С тех пор прошла уже тысяча солов (марсианских суток).
«Perseverance». Робот с Земли
Марсоход имеет массу 1025 килограммов, что делает его самым тяжёлым колёсным транспортным средством, когда-либо передвигавшимся по поверхности Красной планеты.
За прошедшее время «Настойчивость» подробно изучил дно кратера Езеро, особенно переднюю часть дельты древней реки, когда-то полной рыбы и причудливых дельфинов (шутка).
Марсоход к настоящему моменту собрал в общей сложности 23 образца из 38, которые он может хранить. Многие из них предназначены для отправки на Землю в ходе запланированных миссий, которые будут запущены на Марс в рамках программы MSR («Mars Sample Return»).
«Настойчивость» начал первый этап своей научной работы в кратере Езеро в районе под названием Сейта 1 июня 2021 года. И завершил его 14 марта 2022 года на 379 сол миссии, собрав в общей сложности восемь образцов.
Трубка с первым образцом была запечатана 6 августа 2021 года, однако при проверке она оказалась пустой, поэтому её сохранили как образец атмосферы. После устранения неполадок в системе сбора проб вторая пробирка была запечатана 6 сентября 2021 года.
Пройдя пять километров, марсоход «Настойчивость» 18 апреля 2022 года прибыл в район «Трех развилок». Это прямо перед дельтой древней реки, где началась его вторая исследовательская кампания, которая продлилась до января 2023 года.
Затем началась третья научная кампания. В ходе её выполнения «Настойчивость» поднялся на дельту, которая возвышается примерно на 40 метров над дном кратера, для анализа пород, из которых она состоит.
30 марта 2023 года марсоход собрал первый образец своей третьей кампании. Он оказался богатым карбонатами, которые образовались из отложений, принесённых древней рекой, впадавшей в кратер Езеро.
Третья кампания завершилась 15 сентября 2023 года.
Древнее озеро
Приборы «Настойчивости» доказали гипотезу, что дно кратера Езеро образовано в основном магматическими породами, вышедшими наружу в результате удара, образовавшего кратер четыре миллиарда лет назад.
Исходя из полученных данных команда марсохода рассчитала, что когда-то в кратере Езеро существовало озеро диаметром 35 километров и глубиной до 30 метров.
Как и в случае с кратером Гейла, где трудится марсоход «Любопытство», время жизни этого озера (или озёр, поскольку внутри кратера Гейл на протяжении сотен миллионов лет происходила смена водных масс) до сих пор является предметом споров. Определённо ясно только одно – богатые солью осадочные породы не оставляют никаких сомнений в самом существовании в древние времена озера в кратере Езеро.
Марсоход «Настойчивость» также обнаружил крупные камни, явно переносимые когда-то очень мощными течениями. В качестве примера такого камня можно привести 20-й образец, полученный «Настойчивостью» 23 июня (832 сол) в скале Изумрудного озера. Это конгломерат, образованный из разных горных пород, появившийся благодаря воздействию древней марсианской реки.
Следует также упомянуть район Скринкл-Хейвен, где марсоход в период с февраля по март этого года обнаружил несколько слоёв «волнистой» породы, которые являются ярким свидетельством того, что в этом месте когда-то текла река, имевшая сильное течение и приличную глубину.
Напомню, что основными инструментами «Настойчивости» являются «SHERLOC» и «PIXL», предназначенные для быстрого и простого анализа состава марсианских пород и органических веществ.
Очень жаль, но на данный момент марсоход не обнаружил остатков возможных форм жизни на древнем Марсе, однако «PIXL» обнаружил множество карбонатов, минералов, связанные с жидкой водой, и породы, содержащие кремнезём. Этот прибор также обнаружил железо, связанное с наличием фосфатов, необходимых для жизни на Земле.
Если эти образцы будут доставлены на Землю, их можно будет проанализировать с помощью гораздо более мощных и точных инструментов с целью поиска в них органических веществ и других биомаркеров.
Интересно, что прибор «SHERLOC» совместно с камерой «WATSON», обнаружил при анализе спектров некоторых образцов признаки наличия в них органики.
Запасы на будущее, умный навигатор и кислород
В период с 21 декабря 2022 года по 28 января 2023 года «Настойчивость» оставил десять пробирок с образцами на поверхности Марса на расстоянии от 5 до 15 метров друг от друга. Эти образцы являются частью плана программы MSR по доставке образцов марсианского грунта на Землю. Ожидается, что «Настойчивость» ещё будет активным, когда зонд SRL программы приземлится на поверхности Красной планеты, и марсоход сможет приблизиться к нему своим ходом, чтобы поместить трубки с образцами в контейнер ракеты, которая отправит их на марсианскую орбиту.
Но если «Настойчивость» к этому моменту окажется не на ходу, марсианский вертолёт подберёт все или некоторые из десяти трубок, оставшихся на дне кратера Езеро и поместит их во взлётную ступень ракеты.
Благодаря использованию системы автоматической навигации («AutoNav») марсоход «Настойчивость» может двигаться значительно быстрее других марсоходов.
Например, с 26 июня по 31 июля 2023 года он пересёк каменистое поле, преодолев при этом 759 метров, хотя расстояние по прямой составляло 520 метров. Большая часть дополнительного расстояния появилось из-за умения «AutoNav» объезжать камни. «Любопытству» потребовалось бы на двенадцать солов больше, чтобы преодолеть эту локацию, поскольку у него нет таких инструментов, как у его коллеги. Продвинутые системы позволили «Настойчивости» установить два рекорда среди путешествующих по Красной планете: наибольшее расстояние, пройденное за один день (347,7 метра), и самое большое расстояние, пройденное марсоходом без контроля человека (699,9 метра).
За прошедшие тысячу солов эксперимент «MOXIE» (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) работал 16 раз, выделив в общей сложности 118 граммов кислорода, достигая при этом скорости «добычи» до 12 граммов в час.
7 августа 2023 года эксперимент активировался в 16-й и последний раз, «создав» 9,8 грамма кислорода. После успешной демонстрации правильности концепции (генерации кислорода из углекислого газа Марса посредством электрохимического процесса) инструмент был деактивирован.
«MOXIE» использует систему твердотельного электролиза, в ходе которого молекулы углекислого газа расщепляются при высоких температурах – около 800°C. В результате процесса появляются анионы кислорода и молекулы угарного газа. Окись углерода выбрасывается наружу, а заряженные атомы кислорода соединяются на аноде с другими атомами кислорода, образуя молекулы, которым мы дышим. Для этого «MOXIE» использует электролизеры, в состав которых входят цирконий и скандий, через которые пропускают углекислый газ, который сначала сжимается для достижения достаточного давления.
Это первый эксперимент программы ISRU (In-situ Resource Utilization), проведённый на Марсе. Хотя, конечно же, будущим марсианским колонистам легче будет получать кислород из подповерхностного льда Красной планеты, технология «MOXIE» позволит генерировать кислород прямо из атмосферы, без необходимости выкапывать и извлекать материал, что является значительным преимуществом.
Этот метод также можно использовать в ходе выполнения беспилотных или пилотируемых экспедиций для производства жидкого кислорода, который можно использовать в качестве окислителя ракетного топлива. Этот подход интересен ещё и тем, что жидкий кислород имеет большую массу, чем само топливо, что позволит увеличить полезную нагрузку, которую может нести марсианский космический корабль.
Великолепный вертолёт
Ну и конечно же, как можно забыть про знаменитый марсианский вертолёт «Ingenuity» («Изобретательность»), превзошедший все мыслимые и немыслимые ожидания. Технически вертолёт не отработал тысячу солов, поскольку его первый полет состоялся 19 апреля 2021 года. Но ведь он тоже находился на Марсе все эти тысячу марсианских суток!
Разработанный как прототип, способный совершить максимум пять полётов, «Изобретательность» уже выполнил 67 полётов, налетав в общей сложности 121,1 минут и преодолев расстояние 15,3 километра!
Максимальная достигнутая вертолётом высота составила 24 метра, а максимальная скорость – 36 км/ч. За всё время эксплуатации у этой замечательной машины возникла лишь одна небольшая техническая проблема во время 53-го полета, но к настоящему времени она успешна устранена.
За тысячу солов марсоход «Настойчивость» сделал более 165 000 изображений с помощью семи научных и девяти инженерных камер. Он впервые записал звуки марсианского ветра напрямую, и зафиксировал метеорологические изменения в кратере Езеро.
7 сентября «Настойчивость» начал свою четвертую научную кампанию, и пересёк хребет под названием «Стена Манду». В ходе этой кампании он будет изучать внутреннюю часть края кратера Езеро в поисках пород-кандидатов для сбора образцов.
Если всё пойдёт хорошо, большая часть пробирок с образцами марсохода окажутся на Земле уже в следующем десятилетии.
Пожелаем же удачи героическому роботу с Земли!
Всем добра.
Советуем почитать
