Como se conquistou o Planeta Vermello e que conseguimos aprender sobre el. O tráfico na pista marciana está aumentando

Marte cautivou á xente desde que o vimos por primeira vez como un obxecto no ceo, que inicialmente nos parecía unha estrela, e unha estrela fermosa, porque é vermella. No século I, os telescopios achegaron a nosa mirada por primeira vez á súa superficie, chea de patróns e formas de terreo intrigantes (1). Inicialmente, os científicos asociaron isto coa fervente civilización marciana...

1. Mapa da superficie de Marte no século XIX.

Agora sabemos que non hai canles nin estruturas artificiais en Marte. Non obstante, suxeriuse recentemente que hai 3,5 millóns de anos este planeta agora seco e tóxico podería ser tan habitable como a Terra (2).

Marzo é o cuarto planeta dende o Sol, xusto despois da Terra. É só un pouco máis da metade da Terrae a súa densidade é só do 38 por cento. terrestre. Leva máis tempo dar unha revolución completa arredor do Sol que da Terra, pero xira arredor do seu eixe aproximadamente á mesma velocidade. Por iso Un ano en Marte ten 687 días terrestres.e un día en Marte é só 40 minutos máis que na Terra.

A pesar do seu menor tamaño, a superficie terrestre do planeta é aproximadamente igual á superficie dos continentes terrestres, o que significa, polo menos en teoría. Desafortunadamente, o planeta está actualmente rodeado por unha delgada atmosfera formada na súa maioría por dióxido de carbono e é improbable que poida soportar a vida na Terra.

O metano tamén aparece periodicamente na atmosfera deste mundo seco, e o chan contén produtos químicos que son tóxicos para a vida tal e como a coñecemos. Aínda que hai auga en Marte, está atrapado nos casquetes polares do planeta e escondido, quizais en grandes cantidades, baixo a superficie de Marte.

2. Visión hipotética de Marte hai miles de millóns de anos

Hoxe, mentres os científicos están a explorar superficie de Marte (3), ven estruturas que sen dúbida son obra de fluídos de longa duración: ramificacións de regatos, vales fluviais, concas e deltas. As observacións mostran que o planeta puido ter un vasto océano que cubre o seu hemisferio norte.

Noutro lugar paisaxe de osos rastros de choivas antigas, encoros, ríos que cortan os leitos dos ríos no chan. Probablemente, o planeta tamén estaba envolto nunha atmosfera densa, o que permitiu que a auga permanecese en estado líquido ás temperaturas e presións marcianas. Nalgún momento do pasado, agora suponse que o planeta sufriu unha transformación dramática, e un mundo que antes podería ser bastante parecido á Terra converteuse no ermo reseco que exploramos hoxe. Os científicos pregúntanse que pasou? Onde foron estas correntes e que pasou coa atmosfera marciana?

Por agora. Quizais isto cambie nos próximos anos. A NASA espera que os primeiros humanos aterricen en Marte na década de 30. Levamos uns dez anos falando de tal calendario. Os chineses están especulando con plans similares, pero menos concretamente. Antes de embarcarnos nestes ambiciosos programas, intentemos facer un balance de medio século de exploración humana de Marte.

Máis da metade da misión fracasou

Enviar unha nave espacial a Marte difícil, e aterrar neste planeta é aínda máis difícil. A atmosfera marciana enrarecida fai que chegar á superficie sexa un gran desafío. Ao redor do 60 por cento. Os intentos de aterraxe ao longo das décadas da historia da exploración planetaria non tiveron éxito.

Ata agora, seis axencias espaciais chegaron con éxito a Marte: a NASA, o ruso Roscosmos e os predecesores soviéticos, a Axencia Espacial Europea (ESA), a Organización de Investigación Espacial India (ISRO), a axencia chinesa, que non só acolleu o orbitador, senón tamén aterrou con éxito e lanzou o rover , explorando a superficie da nave de Zhurong e, finalmente, a axencia espacial dos Emiratos Árabes Unidos coa sonda "Amal" ("Esperanza").

Desde a década de 60, decenas de naves espaciais foron enviadas a Marte. Primeira fila sonda en Marte bombardeou a URSS. A misión incluíu os primeiros pases intencionados e unha aterraxe dura (de impacto) (Mars, 1962).

Primeiro cruceiro exitoso arredor de Marte ocorreu en xullo de 1965 usando a sonda Mariner 4 da NASA. marzo de 2 i Marzo 3 con todo, en 1971, o primeiro co rover a bordo estrelouse, e contacto con Marzo 3 rompeuse en canto chegou á superficie.

Lanzadas pola NASA en 1975, consistían nas sondas Viking dous orbitadores, cada un cun módulo de aterraxe que fixo un aterraxe suave con éxito en 1976. Tamén realizaron experimentos biolóxicos en chan marciano para buscar sinais de vida, pero os resultados non foron concluíntes.

A NASA continuou Programa Mariner con outro par de sondas Mariner 6 e 7. Colocáronse na seguinte ventá de carga e chegaron ao planeta en 1969. Durante a seguinte ventá de carga, Mariner volveu sufrir a perda dun dos seus pares de sondas.

Mariñeiro 9 entrou con éxito en órbita arredor de Marte como a primeira nave espacial da historia. Entre outras cousas, descubriu que unha tormenta de po asolaba todo o planeta. As súas fotografías foron as primeiras en proporcionar evidencias máis detalladas de que a auga líquida puido existir algunha vez na superficie do planeta. En base a estes estudos, tamén se comprobou que a zona nomeada Nada olímpico é a montaña máis alta (máis precisamente, un volcán), o que provocou a súa reclasificación como Olympus Mons.

Houbo moitos máis fracasos. Por exemplo, as sondas soviéticas Phobos 1 e Phobos 2 foron enviadas a Marte en 1988 para estudar Marte e as súas dúas lúas, con especial atención a Fobos. Phobos 1 perdeu o contacto no camiño a Marte. Phobos 2aínda que fotografou con éxito Marte e Fobos, estrelouse antes de que os dous módulos de aterrizaje tocaran a superficie de Fobos.

Tamén sen éxito Misión Mars Observer do orbitador estadounidense en 1993. Pouco despois, en 1997, outra sonda de observación da NASA, a Mars Global Surveyor, informou de entrar na órbita de Marte. Esta misión foi un éxito total e en 2001 todo o planeta fora mapeado.

4. Reconstrucións a tamaño real dos rovers Sojourner, Spirit, Opportunity e Curiosity coa participación de enxeñeiros da NASA.

En 1997 tamén se produciu un gran avance en forma de aterraxe exitoso na comarca do Val de Ares e levantamento de superficie utilizando Lazika NASA Sojourner como parte da misión Mars Pathfinder. Ademais dos propósitos científicos, Misión Mars Pathfinder tamén foi unha proba de concepto para varias solucións, como o sistema de aterraxe con airbag e a evitación automática de obstáculos, que se utilizaron posteriormente en misións rover posteriores (4). Non obstante, antes de que chegasen, houbo outra onda de fracasos marcianos en 1998 e 1999, pouco despois do éxito de Global Surveyor e Pathfinder.

Foi lamentable Misión orbital Nozomi xaponesaasí como os orbitadores da NASA Mars Climate Orbiter, Mars Polar Lander i penetradores Espazo profundo 2con varios fallos.

Misión Mars Express da Axencia Espacial Europea (ESA) chegou a Marte en 2003. A bordo había un módulo de aterraxe Beagle 2 que se perdeu durante un intento de aterraxe e que desapareceu en febreiro de 2004. Beagle 2 foi descuberto en xaneiro de 2015 pola cámara HiRise no Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) da NASA. Resultou que aterrou con seguridade, pero non logrou despregar completamente os paneis solares e a antena. Orbital Mars Express porén, fixo importantes descubrimentos. En 2004, descubriu metano na atmosfera do planeta e observouno dous anos despois. estrelas polares.

En xaneiro de 2004, dous rovers da NASA foron nomeados Espírito de Serbia (MER-A) I Oportunidade (MER-B) aterrou na superficie de Marte. Ambos superaron con creces os horarios marcianos estimados. Entre os resultados científicos máis significativos deste programa atopábase unha forte evidencia de que existía auga líquida en ambos os lugares de aterraxe no pasado. Rover Spirit (MER-A) estivo activo ata 2010 cando deixou de enviar datos porque quedou atrapado nunha duna e non puido reorientarse para recargar as súas baterías.

Despois Phoenix aterrou no Polo Norte de Marte en maio de 2008 e confirmouse que tiña xeo de auga. Tres anos despois, o Mars Science Laboratory foi lanzado a bordo do rover Curiosity, que chegou á superficie de Marte en agosto de 2012. Sobre os resultados científicos máis importantes da súa misión escribimos noutro artigo deste número de MT.

Outro intento infrutuoso de aterrar en Marte pola ESA europea e o ruso Roscosmos foi Lendaunik Schiaparellique se desconectou do ExoMars Trace Gas Orbiter. A misión chegou a Marte en 2016. Porén, Schiaparelli, mentres baixaba, abriu prematuramente o seu paracaídas e estrelouse contra a superficie. Non obstante, proporcionou datos clave durante un descenso en paracaídas, polo que a proba foi considerada un éxito parcial.

Dous anos despois, outra sonda aterrou no planeta, esta vez parada. Introspecciónquen realizou un estudo que determinou o diámetro do núcleo de Marte. As medicións de InSight mostran que o diámetro do núcleo de Marte está entre 1810 e 1850 quilómetros. Este é case a metade do diámetro do núcleo terrestre, que é de aproximadamente 3483 km. Ao mesmo tempo, con todo, máis do que demostraron algunhas estimacións, o que significa que o núcleo marciano é máis raro do que se pensaba.

A sonda InSight intentou sen éxito penetrar profundamente no chan marciano. Xa en xaneiro abandonouse o uso do "toupeiro" polaco-alemán, é dicir. sonda térmica, que debía penetrar profundamente no chan para medir o fluxo de enerxía térmica. A Toupa atopou moitas friccións e non se afundiu o suficiente no chan. A sonda tamén escoita ondas sísmicas do interior do planeta. Desafortunadamente, a misión InSight pode non ter tempo suficiente para facer máis descubrimentos. O po recóllese nos paneis solares do dispositivo, o que significa que InSight recibe menos enerxía.

Nas últimas décadas o movemento na órbita do planeta tamén aumentou sistemáticamente. Propiedade da NASA Odisea de Marte entrou na órbita de Marte en 2001. A súa misión é utilizar espectrómetros e dispositivos de imaxe para buscar evidencias pasadas ou presentes da actividade da auga e dos volcáns en Marte.

En 2006, unha sonda da NASA chegou á órbita. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), que debía realizar unha enquisa científica de dous anos. O orbitador comezou a mapear a paisaxe e o tempo marciano para atopar lugares de aterraxe axeitados para as próximas misións de aterraxe. MRO tomou a primeira imaxe dunha serie de avalanchas activas preto do polo norte do planeta en 2008. O orbitador MAVEN chegou á órbita arredor do Planeta Vermello en 2014. Os obxectivos da misión son principalmente determinar como se perderon a atmosfera e a auga do planeta durante este tempo. do ano.

Ao mesmo tempo, a súa primeira sonda orbital marciana, Misión Órbita de Marte (MAMA), tamén chamado Mangalyaan, lanzamento da Organización de Investigación Espacial India (ISRO). Púxose en órbita en setembro de 2014. A ISRO da India converteuse na cuarta axencia espacial en chegar a Marte, despois do programa espacial soviético, a NASA e a ESA.

5. Vehículo todoterreo chinés Zhuzhong

Outro país do club marciano son os Emiratos Árabes Unidos. Pertencentes a eles nave espacial orbital Amal incorporouse o 9 de febreiro de 2021. Un día despois, a sonda chinesa fixo o mesmo. Tianwen-1, transportando o módulo de aterraxe e rover Zhurong de 240 kg (5), que aterrizou con éxito en maio de 2021.

Un explorador de superficie chinés uniuse a tres naves espaciais estadounidenses actualmente activas e activas na superficie do planeta. Lazikov Curiosidade i Perseveranciaque tamén aterrizou con éxito este febreiro, e Insight. E se contas Ingenioso dron voador lanzado pola última misión estadounidense, por separado, é dicir, máquinas humanas que traballan na superficie de Marte neste momento cinco.

O planeta tamén é explorado por oito orbitadores: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 orbiter e Amal. Ata o momento, non se enviou nin unha mostra desde Marte, e a aproximación á Lúa de Fobos (Phobos-Grunt) durante o despegue en 2011 non tivo éxito.

Fig. 6. Imaxes da superficie de Marte a partir do instrumento CaSSIS do orbitador Exo Mars.

Toda esta "infraestrutura" de investigación marciana segue aportando novos datos interesantes sobre esta cuestión. Planeta Vermello. Recentemente, o ExoMars Trace Gas Orbiter detectou cloruro de hidróxeno na atmosfera marciana. Os resultados publícanse na revista Science Advances. "O vapor é necesario para liberar cloro, e o hidróxeno é necesario polo subproduto da auga para formar cloruro de hidróxeno. O máis importante nestes procesos químicos é a auga”, explicou. Kevin Olsen da Universidade de Oxford, nun comunicado de prensa. Segundo os científicos, a existencia de vapor de auga apoia a teoría de que Marte está perdendo grandes cantidades de auga co paso do tempo.

Propiedade da NASA Mars Reconnaissance Orbiter tamén notou recentemente algo estraño na superficie de Marte. Fai o check-in cunha tarxeta de embarque. Cámara HiRise un pozo profundo (7), que semella unha mancha negra escura cun diámetro duns 180 metros. As investigacións posteriores resultaron aínda máis sorprendentes. Descubriuse que a area solta está no fondo da cavidade e cae nunha dirección. Os científicos agora intentan determinar podería conectarse o pozo profundo a unha rede de túneles subterráneos deixados pola lava de fluxo rápido.

Os científicos sospeitaron dende hai tempo que os volcáns extinguidos poderían quedar atrás grandes tubos de lava da cova en Marte. Estes sistemas poden resultar un lugar moi prometedor para o futuro despregue de bases marcianas.

Que lle espera ao Planeta Vermello no futuro?

Baixo o programa ExoMars, ESA e Roscosmos planean enviar o rover Rosalind Franklin en 2022 para buscar probas da existencia de microorganismos en Marte, pasados ​​ou presentes. Chámase o módulo de aterraxe que se supón que debe entregar o rover Kazachok. A mesma fiestra en 2022 Órbita de Marte EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Researchers) da Universidade de California en Berkeley voará con dúas naves espaciais nunha misión dirixida a estudo da estrutura, composición, volatilidade i dinámica da magnetosfera de Marte Oraz procesos de saída.

A axencia india ISRO planea seguir a súa misión en 2024 cunha misión chamada Misión Mars Orbiter 2 (MAM-2). É posible que ademais do orbitador, a India tamén queira enviar un rover para aterrar e explorar o planeta.

As suxestións de viaxes un pouco menos específicas inclúen o concepto finlandés-ruso Marzo MetNetque implica o uso de moitas pequenas estacións meteorolóxicas en Marte para crear unha extensa rede de observacións para estudar a estrutura da atmosfera do planeta, a física e a meteoroloxía.

Mars-Grunt este, á súa vez, é o concepto ruso de misión dirixida entregar unha mostra do chan marciano á Terra. O equipo da ESA-NASA desenvolveu o concepto dunha arquitectura de despegue e retorno de tres Martes que utiliza un rover para almacenar pequenas mostras, un escalón de escalada de Marte para envialas en órbita e un orbitador para comunicarse con elas polo aire. Marte e devólveos á Terra.

Unidade eléctrica solar pode permitir que un despegue devolva mostras en lugar de tres. A axencia xaponesa JAXA tamén está a traballar nun concepto de misión chamado rover MELOS. buscar biosinaturas vida existente en Marte.

Claro que hai máis proxectos de misión tripulada. A exploración espacial dos Estados Unidos foi un obxectivo a longo prazo na visión de exploración espacial anunciada en 2004 polo entón presidente dos Estados Unidos, George W. Bush.

28 de setembro de 2007 Administrador da NASA Michael D. Grifo afirmou que a NASA pretende enviar un home a Marte para 2037. En outubro de 2015, a NASA publicou o plan oficial para a exploración humana e a colonización de Marte. Chamábase Journey to Mars e foi detallado por MT naquel momento. Probablemente xa non teña relevancia, xa que prevía o uso da Estación Espacial Internacional na órbita terrestre, e non da Lúa, e da estación lunar como etapa intermedia. Hoxe fálase máis do regreso á Lúa como forma de chegar a Marte.

Tamén apareceu no camiño Elon Musk e SpaceX cos seus ambiciosos e ás veces considerados plans pouco realistas para as misións convencionais a Marte para a colonización. En 2017, SpaceX anunciou plans ata 2022, seguido de dous voos non tripulados máis e dous voos tripulados en 2024. Starship debe ter unha capacidade de carga de polo menos 100 toneladas. Varios prototipos de Starship foron probados con éxito como parte do programa de desenvolvemento de Starship, incluíndo un aterraxe totalmente exitoso.

Marte é, con diferenza, o corpo cósmico máis estudado e coñecido despois ou igual á Lúa. Os plans ambiciosos, ata a colonización, son unha perspectiva, bastante vaga, neste momento. O que é certo, con todo, é que o movemento de ida e volta superficie do planeta vermello crecerá nos próximos anos.