- Aké sú minimálne informácie pri maximálnych nákladoch?
- Toto sú štarty vesmírnych staníc na Mars.
18. novembra 2013 bola z mysu Canaveral vypustená nosná raketa Atlas-V s automatickou medziplanetárnou stanicou MAVEN, určenou na štúdium atmosféry Marsu.
Všetky systémy štartovacej rampy SLC-4 fungovali perfektne-o 13:18 miestneho času sa okolie kozmodrómu triaslo od silného revu RD-180 (v oboch fázach štartu Atlas-V sa používajú motory ruskej výroby vozidlo). 300-tonový tím dýchajúci oheň sa odtrhol od štartovacej rampy a prudko zvýšil rýchlosť a vybehol k hviezdam. 27 minút po vstupe na referenčnú obežnú dráhu Zeme boli spustené motory horného stupňa „Kentaur“: MAVEN získal druhú vesmírnu rýchlosť a vstúpil na dráhu odletu na Mars.
Prvý nápravný manéver je naplánovaný na 3. decembra. O 10 mesiacov, 22. septembra 2014, by stanica, ktorá mala v ľadovej tme nalietaných 300 miliónov kilometrov, mala vstúpiť na obežnú dráhu Marsu. Začne sa vedecká misia s odhadovaným trvaním 1 pozemský rok.
Štart v rámci programu MAVEN sa stal jednou z hlavných intríg v oblasti štartov vesmíru v roku 2013 - úplné alebo čiastočné pozastavenie práce amerických vládnych agentúr od 1. októbra 2013 ohrozilo plánovanú expedíciu na Červenú planétu, napriek tomu plná pripravenosť všetkých technických systémov raketového a vesmírneho systému. a tiež dobré „časové okno“na štart na Mars. Skutočne hrozilo narušenie všetkých plánovaných termínov a posunutie uvedenia MAVEN na rok 2016.
A to napriek tomu, že samotná kozmická loď už bola na mysu Canaveral od augusta, prešla intenzívnou prípravou na let a vo vnútri montážnej haly kozmodrómu čakala pripravená nosná raketa Atlas-V!
Absurdnú situáciu zachránili právnici NASA, ktorí našli dieru v zákonoch, podľa ktorých štart medziplanetárnej sondy spĺňa kritériá vylučujúce MAVENA zo zoznamu núteného krátenia rozpočtu. Päťročná práca zamestnancov University of Colorado a laboratória vesmírneho výskumu Univerzity v Berkeley nebola márna - medziplanetárna stanica v hodnote 671 miliónov dolárov (samotný vznik sondy stál 485 miliónov dolárov, ďalších 187 miliónov boli vynaložené na predštartovú prípravu a nákup nosnej rakety Atlas-V) boli bezpečne odoslané na zamýšľaný cieľ.
MAVEN sa stal 45. misiou na Mars a desiatou orbitálnou prieskumnou misiou NASA v blízkosti Červenej planéty. Názov sondy je komplexnou skratkou pre Mars Atmosphere a Volatile EvolutioN, ktorá plne odráža úlohy nadchádzajúcej expedície. MAVEN je navrhnutý tak, aby študoval atmosféru Marsu - tenkej plynnej škrupiny, ktorej tlak v vrstve blízkeho povrchu je iba 0,6% zemskej atmosféry a zloženie plynu je úplne nevhodné na ľudské dýchanie (atmosféra Marsu je takmer úplne - 95% - oxid uhličitý).
Snímka vikingského aparátu z roku 1976
Ale aj táto chabá atmosféra neustále mizne - malá gravitácia Marsu nie je schopná udržať plynový obal okolo planéty. Kozmický vietor každoročne „odfukuje“svoje horné vrstvy do vesmíru a odsúdi Mars na premenu na zmrazený blok kameňa, podobný Mesiacu alebo Merkúru.
Kedy by sa to však malo stať? A aký bol Mars v dávnej minulosti, keď jeho plynová škrupina ešte nebola tak silne vybitá? Aká je miera zmiznutia atmosféry Marsu v absolútnom vyjadrení?
Práve na to by mala prísť vesmírna loď MAVEN: pohyb po Marse po eliptickej dráhe s pericentrom 150 km a apocentrom 6200 km by mal určiť aktuálny stav horných vrstiev a charakter ich interakcie so slnečným vetrom. Stanovte presnú mieru straty atmosféry a faktory ovplyvňujúce tento proces. Určte pomer stabilných izotopov v atmosfére, ktorý by mal „osvetliť“históriu marťanského podnebia. Nepriamo tak bude môcť zodpovedať otázku: existovali v minulosti podmienky, ktoré umožňovali prítomnosť tekutej vody na povrchu Marsu?
Špecialistov NASA zarmútilo iba to, že novú orbitálnu sondu nemožno kvôli extrémne predĺženej dráhe použiť ako opakovač signálov z roverov.
MAVEN prechádza testovaním na centrifúge
Na palube sondy je 8 najmodernejších prístrojov:
- súprava na štúdium častíc a polí (tri analyzátory častíc „slnečného vetra“, snímač Langmuirových vĺn (plazmové oscilácie) a dvojica indukčných magnetometrov);
- ultrafialový spektrometer, ktorý umožňuje diaľkovo určovať parametre atmosféry a ionosféry vzdialenej planéty;
- neutrálny a iónový hmotnostný spektrometer na štúdium izotopového zloženia atmosféry Marsu.
Pôsobivé vedecké vybavenie a systémy na podporu života, vrátane systému riadenia polohy, palubného počítača, solárnych panelov a zariadení na komunikáciu so Zemou, ktoré poskytujú výmenu dát rýchlosťou až 10 Mbit / s - všetky sa zmestia do krytu s veľkosťou 2, 3 x 2, 3 x 2 m (šírka sondy s otvorenými solárnymi panelmi - 11 m). Hmotnosť zariadení, systémov a vedeckých zariadení je 809 kg.
Bol Mars podobný Zemi v dávnej minulosti? MAVEN tento problém určite objasní. Hlavnou vecou je bezpečne sa dostať do cieľa. A to, ako ukazuje prax, je veľmi ťažké …
Kronika letov na Mars
Mars je najnavštevovanejšie a najštudovanejšie nebeské teleso a podľa týchto kritérií prekonal dokonca aj mesiac blízko nás. Výskumníkov priťahuje veľa: relatívne krátky čas letu (aj pri existujúcich technológiách - menej ako rok). Vhodné povrchové podmienky: žiadne extrémne tlaky a teploty, prijateľné žiarenie pozadia, osvetlenie a gravitácia. Mars je zo všetkých planét najvhodnejší na hľadanie mimozemského života (dokonca aj v dávnej minulosti) a v budúcnosti je vhodný na pristátie expedície s posádkou na jeho povrchu.
Cesta k Červenej planéte je však plná nehôd a trosiek kozmických lodí: zo 45 zahájených expedícií sa na Červenú planétu dostala len niečo viac ako polovica. A len málokto dokázal plánovaný program naplno naplniť.
Priestor neodpúšťa uponáhľanosť a najmenšie chyby. Mnoho z „prieskumníkov Marsu“svoju misiu na začiatku zlyhalo. Týka sa to predovšetkým vesmírnych pretekov 60. rokov, keď podľa pokynov strany a vlády bolo za každú cenu potrebné spustiť prístroj a dosiahnuť prioritu vo vesmíre. V dôsledku toho stanice „Mars 1960A“, „1960B“, „Mariner-8“zomreli v zemskej atmosfére v dôsledku nehôd s nosnými raketami.
Ešte viac staníc sa dokázalo dostať na referenčnú obežnú dráhu, ale nedokázalo dosiahnuť trajektóriu odletu: niekto uviazol na LEO, podobne ako Phobos-Grunt, a neskôr sa vrátil na Zem vo forme oslnivo jasnej ohnivej gule; niekto nezískal potrebnú rýchlosť pre let na Mars a zmizol bez stopy na obrovských heliocentrických dráhach („Mariner-3“). Celkovo zo 45 vypustených sond bolo iba 31 (vrátane MAVEN) schopných dosiahnuť vypočítanú trajektóriu letu k Marsu. Ku cti našej krajine slúži, že prvou z kozmických lodí, ktorá určila kurz pre Červenú planétu, bola sovietska sonda Mars-1 (vypustená 1. novembra 1962). Nasledujúci odsek o ňom bohužiaľ hovorí.
Model medziplanetárnej automatickej stanice „Mars-1“
Skutočná nočná mora sa začína počas niekoľko mesiacov trvajúceho letu do Red Flight. Jeden zlý príkaz - a zariadenie stratilo orientáciu a stratilo schopnosť komunikovať so Zemou, čím sa zmenilo na zbytočný vesmírny odpad. K podobnej nepríjemnosti došlo aj pri stanici Mars -1 - únik dusíka z valcov systému riadenia polohy: komunikácia so stanicou sa stratila vo vzdialenosti 106 miliónov km od Zeme. Ďalšie zariadenie - „Zond -2“- trpelo neúplným odhalením solárnych panelov: výsledné výpadky napájania spôsobili poruchu palubného zariadenia, „Zond -2“ticho vymrel pred svojimi tvorcami. Podľa balistických výpočtov mala 6. augusta 1965 v blízkosti Marsu prejsť neriadená sonda.
Japonská sonda Nozomi zahynula v rozľahlosti vesmíru veľmi ťažko a strašne. Nedostatok vlastnej nosnej rakety potrebnej sily sa stal zlým znamením pri vysielaní expedície na vzdialenú planétu, napriek tomu prefíkaní Japonci dúfali, že získajú potrebnú rýchlosť komplexnými gravitačnými manévrami v blízkosti Zeme a Mesiaca. Samozrejme, všetko nešlo podľa plánu - „Nozomi“išla mimo kurzu. Japoncom sa podarilo vypočítať novú trajektóriu a opäť nasmerovať stanicu na Mars, aj keď zaostali o 4 roky oproti plánu. Teraz je hlavnou vecou vydržať dlho vo vesmíre. Bohužiaľ … Silná slnečná erupcia poškodila krehkú výplň sondy. V čase, keď sa blížil k Marsu, hydrazín v nádržiach zamrzol - nebolo možné vydať brzdný impulz a Nozomi v zúfalstve prešla 1000 km nad povrchom Červenej planéty bez toho, aby sa dostala na obežnú dráhu blízko Marsu.
Za veľmi útočných okolností bola americká sonda „Mars Observer“(1993) stratená - komunikácia s ňou bola prerušená len niekoľko dní pred príchodom na Mars. Najpravdepodobnejšou príčinou je výbuch motora v dôsledku úniku palivových komponentov.
Prvým, kto prekonal ťažkú vzdialenosť a odovzdal detailnú fotografiu Červenej planéty, bola americká sonda Mariner 4, ktorá v júli 1965 preletela v blízkosti Marsu.
Na obežnej dráhe Marsu sa stratilo niekoľko vozidiel.
27. marca 1989 sa stratila komunikácia so sovietskou stanicou „Phobos-2“, ktorá už bola v tom čase 57 dní na obežnej dráhe Marsu. Počas svojej práce „Phobos-2“prenášal na Zem jedinečné vedecké výsledky o tepelných charakteristikách Phobosu, plazmatickom prostredí Marsu a erózii jeho atmosféry pod vplyvom „slnečného vetra“. Bohužiaľ, hlavná úloha misie - pristátie mini -sond PrOP -F a DAS na povrchu Phobosu - zlyhala.
V roku 1999 za zvláštnych okolností zahynula americká stanica „Mars Climate Orbiter“, ktorá vyhorela na prvej obežnej dráhe v atmosfére Červenej planéty. Interné vyšetrovanie NASA ukázalo, že pracovné skupiny špecialistov používali rôzne meracie systémy - metrické a tradičné anglosaské (stopy, libry, palce). Odvtedy NASA zakázala americké merné jednotky - všetky výpočty sa robia výlučne v kilogramoch a metroch.
Dvere pristávacej plošiny sa zatvárajú okolo zloženého rovera Opportunity, 2003
Každý, kto sa odváži pristáť na povrchu Marsu, čaká veľmi veľké problémy - zradná atmosféra je príliš slabá na to, aby sa spoliehala na silu padákových čiar, ale stále je príliš hustá na to, aby sa priblížila k povrchu kozmickou rýchlosťou. Znie to možno neobvykle, ale Mars je z hľadiska pristátia jedným z najzložitejších nebeských telies!
Pristátie prebieha v niekoľkých fázach: brzdiace motory, aerodynamické brzdenie v horných vrstvách atmosféry, spomaľovací padák, opäť brzdové motory, motory / airbagy s mäkkým pristátím alebo jedinečný „vzduchový ventil“. Problém stabilizácie je samostatná čiara.
Najťažším človekom vyrobeným predmetom, ktorý bolo možné dostať na povrch planéty, bol rover MSL, známejší ako „Curiosity“- zariadenie s hmotnosťou 900 kg (hmotnosť v gravitačnom poli Marsu - 340 kg). Ale povedzme si úprimne, letových špecialistov a vonkajších pozorovateľov ohromila zložitosť pristávacej schémy a problémy, s ktorými sa stretávame počas zostupu v atmosfére planéty.500 tisíc riadkov programového kódu, 76 žabiek v určitom poradí, oddelenie rovera od plošiny visiacej vo vzduchu so zapnutými prúdovými motormi a mäkký zostup z výšky na nylonových kábloch. Fantastické!
Planéta Mars: žiadna voda, žiadna vegetácia, obývaná americkými robotmi.
Autoportrét rovera Curiosity
Mnoho hrdinov dokázalo prežiť vibrácie a obrovské preťaženia vo fázach štartu a zrýchlenia na Mars, odolalo silnému chladu vesmíru, ale zomrelo pri pokuse o pristátie na zákernom nebeskom telese. Napríklad sovietsky „Mars-2“havaroval a stal sa prvým objektom vyrobeným ľuďmi na povrchu Marsu (1971).
Prvou stanicou, ktorá mäkko pristála na povrchu Marsu, bol sovietsky Mars-3. Bohužiaľ, kvôli vzniknutému korónovému výboju stanica 14 sekúnd po pristátí vypadla z prevádzky.
Európska sonda „Beagle-2“(pristávací modul orbitálnej sondy „Mars-Express“) zmizla bez stopy v roku 2003-zariadenie odvážne vstúpilo do karmínovej atmosféry planéty, ale potom sa už nikdy nedotklo Zem …
Mars svoje tajomstvá bezpečne uchováva.
P. S. K 21. novembru 2013 pôsobia na povrchu Červenej planéty dva rovery Mars - Opportunity (MER -B) a Curiosity (MSL). Prvý pracoval v týchto podmienkach 3586 dní - 39 -krát dlhšie ako odhadované obdobie a počas tejto doby sa plazil po povrchu 38 kilometrov.
Na obežnej dráhe Marsu sú tri kozmické lode: Mars-Odysseus, Mars Orbital Reconnaissance (MRO) a európska sonda Mars-Express. Odysseus vydržal najdlhšie - jeho misia prebieha už trinásty rok.
Pretekom na pomoc veteránom je nová smena - indická sonda Mangalyaan (vypustená 5. novembra 2013), ako aj spomínaný MAVEN. Dúfajme, že v blízkej budúcnosti sa Rusko aktívne zúčastní aj „marťanskej regaty“- na roky 2016 a 2018. sú naplánované dve spoločné rusko-francúzske expedície „Exomars“(dohoda o spolupráci bola podpísaná 14. marca 2013). V tom istom roku 2018 by mala aktualizovaná a pokročilejšia stanica Phobos-Grunt 2 ísť na Mars. Tentokrát všetko dobre dopadne.
Kamera HiRISE s vysokým rozlíšením na palube Marťanskej prieskumnej orbity (MRO)
Stopy rovera príležitosti zachytené HRO
Panoráma oblasti Greeley Haven. Pohľad na mys York a kráter Endeavour. Panorámu nasnímal rover Opportunity počas zimovania v roku 2012.
