 |
Статьи по астрономии
|
|
|
|
Рассылка
|
|
|
Голосование
|
|
|
|
Реклама
|
|
|
|
|
|
|
Главная
Статьи
Статьи NASA на русском
|
Раскрывая тайны Марса
|
19 12/05
|
|
Рубрика:
Статьи NASA на русском
Автор:
NASA
|
Просмотров: 68
Оригинальная версия»
|
|
|
|
Кроваво-красная и печально известная своей вероломностью, планета Марс так маняще близка к Земле, но в то же время практически недоступна для исследования. В прошлом только одной из трех миссий на Марс удалось достичь этой планеты. В течение десятилетий небольшие шансы на успешное исследование Марса серьезно ограничили нашу возможность узнать больше о ближайшей соседней планете.
|
|
Удивительно, но в 1997г. удача повернулась обратной, счастливой, стороной к НАСА, когда агентству удалось высадить первый за 22 года зонд на Марсе. Посадка не только фиксировала замедление хода исследовательского аппарата, но она также свидетельствовала о начале бесперебойной работы аппарата НАСА, который должен доказать, что Марс – это гораздо больше, чем просто «красная планета».
Рискованное предприятие Голомбека
В 1994 г., когда геолог Мэтт Голомбек (Matt Golombek) принял вызов и послал робот-спутник NASA Pathfinder на Марс, он знал, что тропа к этой планете уже давно покрылась льдом. "Никто не отправлялся на Марс еще с 70-х", - говорил Голомбек, ведущий ученый этого проекта. Последний раз был в 1975 г., когда планету посетили Викинг-1 и 2. Голомбек и подумать не мог, что путь к триумфу его космического аппарата запылает ярким огнем.
Вверху: Маленький Sojourner был первым роботом-ровером, который исследовал поверхность Марса.
Источник: НАСА
Миссия Pathfinder заключалась в том, чтобы испытать экономичное и компактное посадочное устройство с оригинальной системой для осуществления мягкой посадки. "Посадочное устройство было скрыто в воздушной подушке – способ, впервые использованный американцами", - рассказывает Голомбек. До Pathfinder на зондах для Марса использовались сложные и мощные ракетные двигатели, чтобы точно контролировать их посадку. Новая система с воздушной подушкой была намного проще и эффективнее, поскольку она позволяла зонду мягко пружинить и покачиваться, как герметичная сфера для спасения космонавта, до момента остановки.
Внутри воздушной подушки находилось посадочное устройство в форме пирамиды с шарнирными створками, которые открывались и выпрямлялись, открывая научную платформу Pathfinder. Pathfinder был разработан как электронная базовая станция, оснащенная камерами, сканерами и коммуникационным оборудованием для передачи результатов на Землю.
Вместе с Pathfinder работал неустрашимый «микроровер» Sojourner. Весом почти в 23 фунта, Sojourner прибыл на Марс с особым назначением. "Задачей Sojourner было выйти на поверхности и получить массу новой информации о горных породах", - комментирует Голомбек. "Вопрос заключался в том, где можно было узнать больше всего с помощью этого 1-футового геолога?"
Спускаемый аппарат - вид с камеры заднего вида ровера Sojourner. Вокруг космического аппарата спущенные воздушные подушки Pathfinder.
Источник: НАСА
При выборе места посадки Голомбек мог полагаться только на первые расплывчатые снимки 20-летней давности, которые остались со времен Викингов. Выбор ученого оказался удачным - он решил посадить аппарат на вымытом бассейне, который, по его мнению, мог представлять интерес с точки зрения горных пород, а также предоставить площадь для рискованной попытки посадки. "Нам нужна была большая посадочная полоса", - объяснил Голомбек.
Результатом рискованного дела Голомбека была успешная посадка и невероятная популярность по возращению на Землю. "В определенном смысле это была первая посадка на поверхность для всего поколения; Pathfinder целую неделю был на первых полосах New York и L.A. Times", - заявил Голомбек.
Те скалы, которые обнаружил Sojourner, тоже оказались очень увлекательными. Во-первых, форма и тип горных пород, которые исследовал ровер, напоминали породы на расстоянии миллионов миль – на Земле. За этим последовало открытие кое-чего еще более значительного. "Были следы наличия воды на планете в прошлом", - утверждает Голомбек. Крошечный ровер обнаружил маленькую круглую гальку, которая образуется в воде, так называемую "обломочную породу". Голомбеку и его коллегам стало интересно, действительно ли сухой и безжизненный Марс когда-то выглядел как наша влажная и плодородная Земля. "Это – первый шаг к работе полевых геологов на Марсе", подытожил Голомбек.
Раскрывая тайны Марса Часть II: Исследуя будущее
В то время как Pathfinder и Sojourner копались в марсианской пыли, новый спутник – космический исследовательский аппарат Mars Global Surveyor – был на пути к изучению Марса с неба. "Задача исследовательского аппарата Surveyor заключалась в том, чтобы вывести космический аппарат на полярную орбиту и систематически изучать погоду и поверхность планеты", - объясняет ученый проекта Surveyor Арден Олби (Arden Albee).
Mars Global Surveyor на орбите Красной планеты.
Источник: НАСА
Спутник покинул стартовую платформу во Флориде 7 ноября 1996 г. Проносясь в космосе, аппарат должен был сбросить скорость, чтобы его подхватила гравитация Марса. Для этого Алби и большая группа ученых и инженеров использовали радикальную и экспериментальную технологию, чтобы замедлить разгон спутника. "С Surveyor мы впервые использовали аэродинамическое торможение", - говорит Олби.
Во время аэроторможения космический аппарат слегка касается атмосферы планеты на каждом витке для создания тяги, которая затем постепенно сбавит скорость. Весь процесс аэродинамического торможения занимает сотни витков и постепенно сокращает размер орбиты. Аэродинамическое торможение устраняет необходимость в дополнительном топливе, которое понадобилось бы для двигателей во время торможения.
Несмотря на окончательный успех, на ранних стадиях процесс аэродинамического торможения Surveyor оказался не таким простым. "Когда наши панели солнечных батарей столкнулись с давлением атмосферы, все закончилось тем, что я называю, вывихнутым крылом", - признается Олби. В ответ на это инженеры понизили давление на проблемной панели, способствуя выводу спутника на орбиту на замедленном ходе.
Как только Surveyor начал вращаться вокруг Марса по заданной орбите, космический аппарат включил свои камеры и датчики, чтобы показать нам величественную природу планеты. Оттуда, из космоса, аппарат показал планету с поразительными ландшафтами. На изображении видно было, что Марс покрыт мягкими полюсами замороженного углекислого газа, в то время как в средних широтах возвышались дремлющие вулканы, простирались обширные пустыни и скалистые плоскогорья. Но, наверное, самым удивительным было открытие древних размывов, которые, похоже, были образованы текущей водой. Недалеко от экватора Surveyor обнаружил участок, богатый оксидом железа (III), шириной в 300 миль – а это химическое вещество образуется в стоячей воде.
Mars Global Surveyor заметил эту дельту древней реки, которая протекала через гигантский кратер.
Источник: НАСА
В глобальном масштабе спутник определил, что у Марса также есть временами угасающие и возрастающие магнитные поля. Оказывается, много лет назад расплавленная магма просочилась через наплывную корку. Поднимающаяся магма застыла, образуя магнитные поля с переменной напряженностью. Форма и расположение полей свидетельствуют о том, что плиты на планете смещались и ломались, образуя рифы и горы, подобные горам на Земле.
В 2001 г. к Surveyor на орбите примкнул спутник Odyssey. Odyssey был запущен для анализа поверхности и уровня радиации планеты. В начале у двух спутников были разные миссии. Но вскоре двум космическим аппаратам пришлось взаимодействовать в рамках поддержки марсоходов с орбиты.
Раскрывая тайны Марса Часть III: Бродячие марсиане
Ученая проекта Mars Exploration Rover Джой Крисп (Joy Crisp) полагает, что ее роботы-геологи многим обязаны работе Mars Global Surveyor и Odyssey. "Mars Global Surveyor и Odyssey сыграли важную роль при выборе места для посадки. Они стали ключом к нашему успеху, в научном смысле и для посадки", - признается Крисп.
Каждый марсоход провел более 600 дней, исследуя Марс, фиксируя собранные результаты и передавая их на Землю.
Источник: НАСА
Марсоходы, названные Spirit и Opportunity, были прямыми потомками системы Pathfinder/Sojourner. На этот раз каждый мягкий спускаемый аппарат нес в себе более крупный вездеходный ровер. Роверы размером с сумку на колесиках для клюшек для гольфа были самодостаточными роботами для езды по песку, у которых было свое собственное научное, энергетическое и коммуникационное оборудование.
Spirit и Opportunity совершили посадку на противоположных сторонах Марса в январе 2004. Spirit совершил посадку в большом метеоритном кратере, который называется кратер Гусева. На другой стороне Красной планеты Opportunity совершил посадку на обширную, открытую пустынную равнину территории, которая называется Долина Меридиана (Meridiani Planum). Оба ровера должны были продолжить поиски геологического доказательства, что когда-то на Марсе была стоячая и текущая вода.
Opportunity обнаружил признаки воды на небольшом участке обнаженных горных пород. "Какое-то время вода была здесь, поскольку именно в ней отложились горные породы, а позже впиталась в них", - рассказывает Крисп. Оказывается, поверхность подстилающей породы когда-то была погружена в воду.
Однако Крисп и ее команду насторожили небольшие осколки, расположенные пунктиром на коренной подстилающей породе. Они предположили, что эти осколки, скорее всего, являются еще одной формой конкреции, которая образуется, когда железо осаждается в воде, которая впитывается в горные породы. Наряду с конкрециями были обнаружены небольшие углы и расщелины, которые были классифицированы как «двояковыпуклые пустоты». Оспины остаются после того, как погруженные в воду кристаллы вымываются текущей водой или претерпевают химические изменения. Пожалуй, наиболее явным доказательством воды было, когда химический анализ показал, что горная порода была насыщенна типом соли, который называется ярозит. На Земле горные породы, содержащие такое количество ярозита, образуются либо в воде, либо сильно изменяются под длительным воздействием воды. Наличие соли позволило сделать предположение, что горная порода когда-то находилась в кислотном озере.
Вскоре после этого Spirit также обнаружил доказательство воды в прошлом на другой стороне Марса. Исследуя кратер Гусева, ровер анализировал горную породу Mazatzal, которая состояла из слоев и полос разных минералов. Геологи предположили, что порода была пропитана грунтовой водой, а полосы – это трещины, заполненные минералами, которые попали туда с тонкой струей просочившейся воды.
Конкреции – это маленькие круглые шарики, которые образуются, когда минералы затвердевают в отсутствие воды.
Источник: НАСА
Помимо открытия, доказывающего наличии воды, два ровера поразили ученых и исследователей Марса тем, что им удалось проработать на планете в течение гораздо большего периода времени, чем предполагалось. "План был рассчитан на 90 дней, но мы были приятно удивлены, что могли продолжать еще и еще", - хвастается Крисп. И Spirit, и Opportunity каждый работал в течение более 600 дней. Правда, право на то, чтобы продолжать работу, доставалось непросто.
После первых 17 дней на Марсе Spirit вдруг, по неизвестным причинам, прекратил связь с Землей. И в НАСА были обеспокоены, осознавая, что Opportunity совершил посадку только пять дней спустя и мог стать жертвой такого же отказа как и его двойник. Первым признаком был сбой к работе программного обеспечения Spirit. Сбой привел к тому, что ровер потерял связь, а его компьютер перезагружался 60 раз за три дня.
Специалисты НАСА сначала считали, что на восстановление вышедшего из строя ровера уйдет несколько недель. Но спустя три дня упорной работы инженеры выявили, что корень проблемы Spirit был в компьютерных файлах во «флэш-памяти» ровера. Флэш-память – похожий тип используется для хранения номеров и рисунков на мобильных телефонах – хранит компьютерные файлы ровера, даже когда он выключен. Инженеры решили эту проблему путем временного сохранения файлов на другом участке памяти Spirit и переустановки бортового программного обеспечения на флэш-памяти. Инженеры вновь запустили Spirit в работу и уже знали, как избежать такой же проблемы на Opportunity, который должен был вскоре совершить посадку.
Однако даже при том, что Opportunity удалось избежать проблемы Spirit, у ровера начались свои собственные неполадки. На 446 день исследования Марса Opportunity увяз в песчаной дюне. Длиной 8 футов и высотой 1 фут, 15-градусный склон дюны оказался слишком крутым, чтобы ровер мог выбраться. Дюна была из мелкого песка, сцепление было недостаточным для колес Opportunity. Не желая усложнять ситуацию и еще глубже увязать в проблемах, инженеры НАСА прекратили вращение колес ровера и принялись за разработку плана спасения.
По возвращению на Землю инженеры пытаюсь смоделировать условия, в которых оказался Opportunity на Марсе.
Источник: НАСА
Инженеры сконструировали ящик с песком и пробовали заполнять его смесью различных материалов, чтобы смоделировать песчаную ловушку, в которой оказался Opportunity. Затем они запустили испытательный ровер в эту коробку, ввели его в «ловушку» и пронаблюдали за его освободжением собственными силами. Вскоре у инженеров был готовый план, и они передали полученные знания в центр управления ровером, чтобы помочь Opportunity выбраться из песка.
Подобно тому, как роверы Spirit и Opportunity колесили по поверхности Марса, так и НАСА продолжает свою работу на загадочной планете. Исследовательский аппарат Mars Reconnaissance Orbiter, запущенный в августе 2005, двигается по направлению к Марсу, чтобы присоединиться к Mars Global Surveyor и Odyssey на орбите. В будущем за ними еще последуют любопытные космические аппараты для исследования Марса, чтобы раскрыть тайну того, что случилось с водой на этой планете или даже подготовиться к прибытию главного научного исследователя: человека.
Ознакомиться с оригинальной версией можно здесь
Переводчик: Елена Пшеничникова (Бюро переводов "Гольфстрим")
Права на статью, а также фотографические и иные материалы к ней принадлежат NASA
Перевод статьи осуществлен Бюро переводов "Гольфстрим" и размещен на сайте с разрешения NASA
Права на перевод принадлежат ООО "Гольфстрим+"
Копирование перевода статьи, а также фотографических и иных материалов к ней, в целях размещения на иных сайтах в сети интернет, а также для издания и распространения в бумажном варианте, в том числе, но не исключая иного, в журналах, газетах, книгах и прочее, возможно только с разрешения ООО "Гольфстрим+", по согласованию с NASA. |
|
|
|