Посадка корабля на марс

Обновлено: 15.09.2024

Миссия Mars 2020, оснащенная передовыми технологиями, стартовала 30 июля 2020 года с космической станции на мысе Канаверал во Флориде. Ключевой целью миссии Perseverance на Марсе является астробиология, включая поиск признаков древней микробной жизни. Марсоход будет характеризовать геологию планеты и прошлый климат, проложить путь для исследования Красной планеты людьми и станет первой миссией по сбору и хранению марсианской породы и реголита. Рассказываем о главных достижениях миссии на Красной планете: что успел сделать Perseverance за месяц на Марсе?

Приземление и первые фото с Марса

Самый большой и самый совершенный марсоход, который НАСА отправило в другой мир, Perseverance, приземлился на Марсе в четверг после 203-дневного путешествия, преодолевшего 472 млн км. Подтверждение успешного приземления было объявлено в Центре управления полетами в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии в 15:55 по восточному стандартному времени (22:55 по Москве).

Первое изображение марсохода Perseverance с Марса: это первое изображение, отправленное марсоходом NASA Perseverance после приземления на Марс 18 февраля 2021 года. Вид с одной из камер наблюдения Perseverance частично скрыт пылевым покровом. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех.

Набор датчиков Mars Entry, Descent and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2) собирал данные об атмосфере Марса во время входа в атмосферу, а система Terrain-Relative Navigation автономно управляла космическим кораблем во время последнего спуска. Ожидается, что данные от обоих помогут будущим миссиям приземлиться в других мирах безопаснее и с большей полезной нагрузкой.

Менее чем через день после того, как ровер успешно приземлился на поверхности Марса, инженеры и ученые из Лаборатории реактивного движения агентства ждали следующих данных от Perseverance. Постепенно поступали данные, передаваемые несколькими космическими кораблями, вращающимися вокруг Красной планеты, и команда миссии с облегчением увидела отчеты о состоянии марсохода, которые показали, что все работает, как ожидалось.

Ажиотажа добавило изображение с высоким разрешением, сделанное во время посадки марсохода. В то время как марсоход NASA Mars Curiosity отправил на Землю покадровую видеозапись своего спуска, камеры Perseverance записали видео его приземления, и это неподвижное изображение было взято из видео, которое на тот момент передавалось на Землю и обрабатывалось.

Неподвижное изображение с высоким разрешением приземления Perseverance: это неподвижное изображение с высоким разрешением, часть видео, снятого несколькими камерами, когда марсоход NASA Perseverance приземлился на Марсе. Этот снимок запечатлела камера, находящаяся на спускаемой ступени. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех.

В отличие от марсоходов прошлого, большинство камер Perseverance снимают цветные изображения. После приземления две камеры безопасности (Hazcams) захватили виды спереди и сзади марсохода, показав одно из его колес, а также предоставив первое полноцветное изображение Марса.

Первый полноцветный взгляд на Марс от Perseverance: это первое цветное изображение с высоким разрешением, которое будет отправлено обратно с помощью камер Hazard Cameras (Hazcams) на нижней стороне марсохода NASA Perseverance после его приземления 18 февраля 2021 года. Фото: НАСА. / JPL-Caltech.

Большое колесо Perseverance. На этом изображении с высоким разрешением показано одно из шести колес марсохода, который приземлился 18 февраля 2021 года. Фото: NASA / JPL-Caltech.

Первый вертолет на Марсе отчитался о состоянии

21 февраля диспетчеры в Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА в Южной Калифорнии (JPL) получили первый отчет о состоянии вертолета Ingenuity Mars. Он приземлился 18 февраля 2021 года в кратере Езеро, прикрепленном к марсоходу Perseverance.

Нисходящий канал через марсианский разведывательный орбитальный аппарат показал, что вертолет и его базовая станция (электрическая коробка на марсоходе, которая хранит и направляет связь между винтокрылым аппаратом и Землей) работают должным образом. Сам вертолет будет оставаться прикрепленным к марсоходу еще в течение 30–60 дней.

В данных есть два важных момента: состояние заряда аккумуляторов Ingenuity и подтверждение того, что базовая станция работает должным образом. То есть все команды на включение и выключение обогревателей работают как надо — электроника вертолета должна оставаться в режиме ожидания. Диспетчеры пришли к выводу, что все отлично работает. В ближайшее время в НАСА продолжат зарядку аккумуляторных батарей вертолета.

Обеспечение того, чтобы на борту Ingenuity было достаточно энергии для поддержания нагрева и других жизненно важных функций, а также поддержания оптимального состояния батареи, необходимо для успеха первого вертолета на Марсе. Через несколько дней аккумуляторы будут заряжены до 35%, а будущие сеансы зарядки будут планироваться еженедельно, пока вертолет будет прикреплен к марсоходу.

После того, как Perseverance развернет Ingenuity на поверхности, у вертолета будет 30 марсианских дней (31 земной день) экспериментального полета. Если Ingenuity удастся взлететь и зависнуть во время своего первого полета, более 90% целей проекта уже будут достигнуты.

Первое видео посадки ровера Perseverance на Марс

Снимки были получены пятью коммерческими стандартными камерами, расположенными на трех различных компонентах космического корабля. Две камеры на задней части корпуса, которые фиксировали марсоход во время его путешествия, сфотографировали надувание парашюта. Камера на этапе спуска обеспечивала вид снизу, включая верх марсохода, в то время как две камеры на шасси марсохода обеспечивали вид как вверх, так и вниз.

Первый поход Perseverance на Марсе

Роботизированная рука Flexing Perseverance: этот набор изображений показывает, как части роботизированной руки на марсоходе NASA Perseverance изгибаются и поворачиваются во время первой проверки после приземления на Марс. Эти изображения были сделаны навигационными камерами Perseverance 3 марта 2021 года. Авторы: NASA / JPL-Caltech.

НАСА также провело испытания манипулятора, на котором установлены камеры и различные научные приборы, в частности разработанная испанским Национальным институтом аэрокосмической техники система MEDA для определения температуры, давления, направления и скорости ветра.

Развернутые датчики погоды Perseverance: этот набор изображений показывает часть развертывания датчиков ветра Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) на марсоходе Perseverance Mars, сделанном навигационными камерами марсохода 28 февраля 2021 г. Авторы: NASA / JPL- Калтех

Ожидается, что аппарат начнет перемещаться на большие расстояния после испытаний закрепленного на нем первого внеземного вертолета. Специалисты рассматривают два возможных варианта пути марсохода до дельты, где он должен осуществить заборы образцов грунта.

Первые звуки на Марсе

Кроме того, что НАСА опубликовало видео с посадкой нового марсохода на Красную планету, команда миссии показала часть из 30 гигабайт данных, полученных от Perseverance. В частности микрофон на марсоходе обеспечил первую аудиозапись звуков с Марса.

NASA опубликовало в своем Twitter запись уникальных звуков, которые записал ровер Perseverance после посадки на Марс.

Чтобы услышать эти необычные звуки, советуем вам одеть наушники.

Когда марсоход Perseverance начал прокладывать следы на поверхности Марса, чувствительный микрофон в его конструкции записал звуки работы ровера. Он смог уловить удары, грохот и шум от работы шести колес робота, когда они катились по марсианской местности.

Инженеры НАСА объединили три сегмента из необработанного аудиофайла, записанного во время прохождения марсоходом Perseverance Mars через участок кратера Езеро. Отрезки 0:20–0:45, 6:40–7:10 и 14:30–15:00 объединены в 90-секундный клип. Была проведена обработка и редактирование, чтобы отфильтровать часть шума.

10 марта на Землю передана первая акустическая запись лазерных снимков на Марсе. Это первая акустическая запись лазерных ударов по каменной мишени на Марсе от 2 марта 2021 года с помощью инструмента SuperCam миссии Perseverance. Слышны звуки 30 ударов, одни немного громче других. Изменения в интенсивности звуков ударов дадут информацию о физической структуре цели, такой как ее относительная твердость или наличие атмосферостойких покрытий.

Hazard avoidance cameras — тип камер, обычно устанавливаемых спереди и сзади планетоходов для обеспечения безопасности во время манёвров по поверхности небесного тела. Такие камеры устанавливались на марсоходах NASA — Спирите и Оппортьюнити, Кьюриосити, а также на китайском луноходе Юйту.

NASA показало снятый марсоходом кадр, но не обозначило размер и скорость смерча. Известно, что вихри на Марсе могут достигать 8 км в высоту и оставлять после себя следы шириной от десятков до сотен километров.

А вот как такие смерчи выглядит из космоса:

Что в итоге?

Как и планировалось, основные научные эксперименты марсохода придется подождать еще несколько месяцев, пока инженеры продолжают испытания его научных инструментов и готовятся к первому полету вертолета в другом мире. В конце концов, Perseverance развернет арсенал инструментов, в том числе буровую коронку, камеру крупного плана и несколько химических датчиков для поиска признаков прошлой жизни в марсианских породах.

Тем временем ученые группы планируют, как марсоход может путешествовать от места посадки, недавно названного в честь покойной писательницы-фантаста Октавии Батлер, к 40-метровым скалам в дельте древней реки, которые и послужили причиной выбора Джезеро в первую очередь как посадочной площадки. Дельта, образовавшаяся миллиарды лет назад рекой, протекающей на Марсе, была бы идеальным ландшафтом для древней микробной жизни, если бы такая жизнь существовала. Но коварное поле дюн, которое марсоход не может пересечь, находится между Настойчивостью и дельтой. Исследователи обсуждают, вести ли марсоход по часовой стрелке или против часовой стрелки по полю дюн; последнее сделало бы путешествие более коротким, но первое позволило бы Perseverance пройти мимо большего количества интересных скал.

Робот-исследователь Perseverance стоимостью $2,7 млрд успешно высадился на Марс. Для его высадки потребовалось семь минут, за которые космический корабль должен был полностью остановить движение в атмосфере и спустить сам марсоход на поверхность планеты

Марсоход Perseverance успешно совершил высадку на Красной планете в 23:55 мск и уже переслал два снимка на Землю. Космический корабль, доставивший его к планете, совершил уникальный маневр, достигнув планеты по прямой траектории, за считанные минуты снизив скорость с 19 312 км в час (12 000 миль в час) и осуществив все операции, необходимые для высадки марсохода. Робот-исследователь Perseverance стоимостью $2,7 млрд должен изучить возможность существования жизни на Марсе, передает The New York Times (NYT).

Как проходила посадка ровера Perseverance на Марс и что он там увидел. Фоторепортаж

Ночью 18 февраля состоялось историческое событие — марсоход Perseverance успешно сел на поверхность Марса. Вместе с ним на далекую планету прибыл беспилотный вертолет Ingenuity. Местом посадки стал марсианский кратер Езеро, на месте которого когда-то давно могло находиться озеро. Считается, что именно в этом месте с большой долей вероятности можно найти следы внеземной жизни. Прямая трансляция велась на YouTube и сразу же после спуска на поверхность аппарат сделал и отправил на Землю фотографию поверхности Красной планеты. В общем, одно из самых важных событий начала 2021 года прошло очень красиво, поэтому достойно подробного обсуждения. Давайте узнаем, как все происходило и для чего вообще нужен марсоход Perseverance.

Аппарат Perseverance опускается на поверхность Марса

Посадка марсохода Perseverance

Посадка на поверхность Марса длилась 7 минут. Десантный модуль миссии, внутри которого находились марсоход и вертолет, вошел в атмосферу планеты в 23:48 по московскому времени. На тот момент скорость его движения составляла примерно 20 000 километров в час. Спустя 4 минуты после вхождения в атмосферу, модуль выпустил парашют и сбросил тепловой щит, который защищает от высоких температур. Также был активирован прибор для определения расстояния до поверхности планеты.

Марсоход Perseverance и вертолет Ingenuity

Важно отметить, что все это происходило в автоматическом режиме. Радиосигналы с Марса доходят до Земли за 11 минут, поэтому управлять процессом вручную было невозможно. Когда NASA получило подтверждение об успешной посадке, аппарат уже сел на поверхность и сделал снимок на одну из 23 камер.

Первое фото, сделанное марсоходом Perseverance

Аппараты для изучения Марса

Марсоход Perseverance — самый навороченный аппарат, который когда-либо был на поверхности Красной планеты. Его масса равна 1025 килограммам и он оснащен камерами и приборами для изучения марсианского грунта. Известно, что на разработку камер NASA потребовалось около 7 лет. Считается, что аппарат сможет подробно изучить окрестности кратера Езеро, на территории которого около 3,9 миллиардов лет назад могло находиться озеро глубиной примерно 250 метров. Также на этой территории есть признаки высохшей дельты реки, в которой могли сохраниться следы некогда живших на Марсе организмов.

Возможно, благодаря аппарату Perseverance, человечество впервые докажет, что жизнь существовала (или существует!) и на других планетах.

Вместе с марсоходом, на Красную планету был доставлен вертолет Ingenuity. Он закреплен на нижней части аппарата Perseverance и скоро будет развернут. После этого он должен совершить примерно 5 полетов на высоте от 3 до 10 метров, длительностью не более 3 минут. Максимальная дистанция одного перелета составит около 600 метров. Все это необходимо для того, чтобы убедиться, что атмосфера Марса пригодна для движения вертолетов. Может быть и такое, что Ingenuity не сможет подняться в воздух. Но если все пройдет хорошо, он поможет с построением маршрута для марсохода.

В идеале, полет вертолета Ingenuity должен выглядеть так

Изучение Марса в рамках миссии Perseverance

На протяжении следующих месяцев NASA будет проверять работоспособность марсохода и вертолета. После этого начнутся исследовательские работы. Считается, что за два земных года марсоход преодолеет 15 километров пути и соберет образцы поверхности Марса. После этого на Марс будет отправлен аппарат, который заберет этот груз и доставит за Землю. Если никаких проблем не возникнет, в распоряжении ученых впервые в истории окажется марсианский грунт для подробного изучения.

NASA очень хочет доставить марсианский грунт на Землю. Возможно, в нем будет найдена внеземная жизнь

Подробнее о том, чем займется марсоход Perseverance будучи на далекой планете, моя коллега Любовь Соковикова писала в этом материале. Также о миссии Perseverance подробно писал Александр Богданов в этой статье.

Всего за несколько дней последний из трех космических кораблей, отправленных землянами в прошлом году, достигнет орбиты Марса. У двух из них, китайского Tianwen-1 и американского миссионерского корабля Mars 2020, есть вездеходы. Хотя посадка китайского робота запланирована только через несколько месяцев, модуль EDLS, содержащий марсоход Perseverance и дрон Ingenuity, начнет этот маневр "на ходу". За 9 дней стоит скрестить пальцы, ведь успешные приземления на поверхность Красной планеты не так очевидны.

Марс 2020

Но сначала давайте вспомним, что такое миссия Mars 2020 и почему есть чего ждать. Основным элементом этой миссии является марсоход Perseverance, который является чем-то вроде разрабатываемой версии марсохода Curiosity. Nasa использовало проектные предположения этого транспортного средства, изменяя его отдельные элементы, такие как шасси, на основе многолетнего опыта использования Curiosity.

Инструменты исследования Perseverance намного более современны. Однако больше всего все ждут запуска первого вертолета Martian Ingenuity, который должен совершить до 5 полетов над поверхностью планеты. Если предположения конструкторов окажутся успешными и небольшой дрон сможет поддерживать марсоход, откроется новая глава в изучении других небесных тел.

Семь минут ужаса

Чтобы понять, почему стоит держать пальцы скрещенными, проследим за маневром приземления этого драгоценного груза на поверхность Красной планеты. После выхода на орбиту EDLS отделится от путевого модуля, замедлит вращение, а затем войдет в атмосферу планеты со скоростью около 19 000 км / ч. После замедления в результате трения теплозащитного экрана об атмосферные частицы до скорости около 1500 км / ч на высоте 11 км раскрывается парашют длиной 21,5 метра.

Тепловой экран будет отброшен, и радар местности марсохода начнет исследовать местность, чтобы выбрать оптимальное место для приземления. После замедления до скорости 320 км / ч и достижения высоты 2100 км задняя крышка с парашютом будет откинута назад, и ракетные двигатели подъемного модуля продолжат торможение.

Вы можете найти интерактивную презентацию НАСА со всей процедурой здесь .

Красная планета не любит красный цвет

Первые попытки достичь орбиты или поверхности Красной планеты были предприняты Советским Союзом. Первые две миссии зондирования Марса, Mars 1M No. 1 и Mars 1M No. 2 закончилось аналогично, корабли не смогли покинуть орбиту Земли из-за аварии. Один сгорел на высоте 120 км, другой даже не достиг такого потолка.

Следующая часть этой технологической драмы произошла в 1969 году, когда миссии Mars 2M № 521 и Mars 2M № 522 взорвались при попытке покинуть Землю. Уже на стадии проектирования миссии боролись со значительными проблемами. Первоначально они должны были состоять из орбитального аппарата и спускаемого аппарата, но из-за конструктивных проблем с последним его заменили ударным. Однако, когда возникали проблемы с контролем веса корабля, в конечном итоге все ограничивалось самим орбитальным аппаратом.

Таким образом, несмотря на обширную марсианскую программу и большое количество миссий, СССР не смог разместить на поверхности Марса ни один рабочий посадочный модуль (кроме нескольких секунд Марса-3). Красная планета оказалась крайне неблагоприятной для красной империи.

Американцы любят красный

Возвращение на Марс в 1990-е годы началось для американцев не очень хорошо. Их зонд Mars Observer достиг орбиты планеты в 1993 году, но во время связанных с ним маневров контакт с ним был потерян, и мы до сих пор не знаем, что с ним произошло.

В 1997 году на орбиту был выведен зонд Mars Global Surveyor, но самым важным событием того периода была посадка миссии Mars Pathfinder в том же году, в котором, помимо самого посадочного модуля, был выпущен первый марсоход Sojourner и был доставлен на поверхность Марса. Марсоход преодолел 52 метра по поверхности Марса за более чем 2 месяца работы. Посадка Pathfinder произошла с помощью парашюта и . набора подушек безопасности, окружающих весь посадочный модуль.

Впоследствии Mars Climate Orbiter был утерян в результате человеческой ошибки. Как показало расследование, наземный пульт и зонд использовали разные единицы измерения, первый работал по англосаксонской системе, а корабль - по метрической системе. Это определенно одна из самых глупых катастроф в истории освоения космоса.

В декабре 1999 года была столь же неудачная попытка приземлиться на Mars Polar Lander, который разбился во время маневра. Импакторы миссии Deep Space 2, перевозимые на том же корабле, не заработали после запланированного удара о поверхность Марса.

В то время как в 90-е у американцев могло быть колебание настроения, первое десятилетие 21 века - время величайших успехов на марсианском поприще. Успешные посадки и работа марсоходов Spirit и Opportunity (запланировано 92,5 земных дня эксплуатации, завершено . 15 лет), орбитальных аппаратов Mars Odyssey и Mars Reconnaissance, работающих и по сей день, открытие льда сделанное спускаемым аппаратом Pheoenix, говорит само за себя.

В контексте приземлений и Spirit, и Opportunity повторили маневр с подушкой безопасности, разработанный для миссии Mars Pathfinder.

В 2010-2019 годах НАСА было меньше полетов на Марс, но миссии марсохода Curiosity и InSight уже вошли в историю. Жалко, что севший на него польский крот не смог преодолеть марсианский грунт. Как уже было сказано, в случае с Curiosity метод спуска посадочного модуля на тросах, прикрепленных к ракетному модулю, применялся впервые, марсоход оказался слишком тяжелым для подушек безопасности. В свою очередь, гораздо более легкий InSight приземлился с помощью тормозных двигателей.

Остальным не повезло

Трудно сказать о других странах, отправляющих свои миссии на Марс, что они были бы впечатляюще успешными. Европейское Космическое Агенство вывело на орбиту Mars Express и ExoMars (вместе с русскими), но им пришлось выдержать крушения посадочных устройств Beagle и Schiaparelli.
Первому удалось приземлиться, но из-за отказа лифта солнечной батареи он не смог обнажить антенны и не установить контакт.

Schiaparelli, напротив, не смог замедлить вращение вокруг своей оси, что привело к ошибочным показаниям индикаторов, из-за которых процедура приземления началась слишком высоко. В результате получился . большой кратер. Эта катастрофа привела к переносу еще одной миссии ExoMars на 2022 год, для которой указанная посадка была испытанием, к сожалению, неудачным.

Независимая российская попытка из 90-х, Марс 96, как и многие советские, закончилась катастрофой при запуске. Таким же образом закончилась совместная миссия страны с Китаем, в которой русские хотели снова высадиться на Фобосе, а в Поднебесной - впервые выйти на орбиту Марса.

Японский полет космического корабля Нозоми оказался крайне неудачным, отказ которого привел к отклонению его от курса, а его корректировка потребовала значительную часть запасов топлива. Как будто этого было недостаточно, Нозоми также был "поражен" солнцем, и некоторые электронные устройства были повреждены в результате сильной вспышки. Попытка спасти зонд, новый маршрут с использованием земной гравитации, была бы успешной, но в решающий момент его главный двигатель отказал, и он не сработал.

Как видите, выход на орбиту несет в себе ряд опасностей, но это ничто по сравнению с коротким маневром приземления. В этом году мы станем свидетелями двух таких попыток, и, надеюсь, обе будут успешными. Если мы хотим надеяться колонизировать Красную планету в разумные сроки, нам нужны данные, данные и другие данные. Особенно ценны те, которые мы можем собрать напрямую.

NASA предоставило каждому жителю Земли уникальную возможность – ощутить, как совершается посадка на Марс. 22 февраля американское космическое агентство обнародовало видео посадки марсохода Perseverance.

"Марс, каким вы его еще не видели", – прокомментировали в NASA отснятые кадры. На цветном (в отличие от первых снимков, переданных с поверхности) видео запечатлены все стадии посадки ровера: как он выпускает парашют, снижается в атмосфере, касается поверхности Марса.

Кадры были отсняты несколькими камерами: одна находилась на ступени космического корабля и смотрела вниз, вторая смотрела на эту ступень и принадлежала марсоходу, третья располагалась наверху защитной оболочки ровера, четвертая также принадлежала Perseverance и смотрела вниз, на поверхность Красной планеты. Благодаря ей можно увидеть, как постепенно приближается марсианский ландшафт, а затем, когда ровер совершает посадку, вздымаются тучи песка.

Видео сопровождается и звуком. Это команды и комментарии из Центра управления полетами США.

Напомним, что марсоход совершил посадку в кратере Езеро 18 февраля 2021 года.

Читайте также: