Маленький шаг для марсохода Perseverance, большой для человечества

Чуть менее двух недель назад, 18 февраля 2021 года успешно совершил свою посадку на Красную планету марсоход со смелым названием Perseverance. Что в переводе означает «настойчивость», «упорство» и «стойкость». Его запуск был важнейшей частью кампании Mars 2020 и произошел 30 июля прошедшего года. Такой ли он стойкий на самом деле? Конечно, компания ICOOLA интересуется изобретениями в сфере технологий и не смогла обойти стороной это событие.

Миссия марсохода Perseverance

На Perseverance возлагаются большие надежды. Основной задачей космического агентства NASA является возможность продолжить исследования в 2030 году. Для этого марсоход должен будет изучить планету на наличие следов жизни, определить какие климатические зоны и почвы присутствуют, выявить условия, которые могут быть наилучшими для дальнейшего исследования человеком.

Perseverance не первый агрегат, когда-либо отправлявшийся на Марс, но первый, добившийся таких результатов. Он оснащен 19 камерами, которые, вместе с камерами спускаемого аппарата, сделали около 23 000 изображений общим объемом более 30 гигабайт памяти. Камеры также смогли показать, какими были те самые важные минуты посадки, в течение которых эксперты не могли напрямую контролировать действия конструкции из-за огромного расстояния между Марсом и Землей.

Марсоход, который стоит примерно 3 миллиарда долларов, во время путешествия нес на себе дрон Ingenuity - беспилотник предназначенный для тестовых полетов в марсианской атмосфере. Известно, что это будет первая попытка осуществить управляемый полет на другой планете. Для его запуска марсоход должен был найти достаточно ровную площадку в течение 10 дней после поездки от места посадки. Дрон в настоящее время заряжается и когда будет готов, основная машина опустит его на землю и тот совершит свой первый полет. Вероятно, это случится не ранее, чем через месяц после приземления Perseverance на поверхность Марса. Всего таких полетов будет пять, каждый по 90 секунд, с максимальной высотой 3-5 метров над землей и расстоянием в несколько сотен метров от места запуска.

За время пребывания также были протестированы различные функции марсохода, в том числе обновлено программное обеспечение.

Из чего состоит марсоход?

Почти 2 десятка камер, 7 научных инструментов, в том числе устройство для отбора проб горных пород и марсианского реголита, 2 микрофона. Вдобавок электродвигатели позволяющие перемещать массу, сопоставимую с массой автомобиля, по неровной поверхности планеты. Это лишь некоторые из самых важных элементов марсохода Perseverance, которые нужно каким-то образом привести в действие. Да еще и подогревать в непростых марсианских условиях, когда ночью температура опускается до -90 градусов по Цельсию.

На помощь приходит ядерный источник энергии, установленный в задней части марсохода и использующий 4,8 кг радиоактивного плутония-238 в качестве топлива. Конечно, он хорошо отделен от окружающей среды несколькими слоями защитных материалов. Во время исследований и при передвижении машине нужно больше энергии. Для таких случаев, в корпусе установлены две литий-ионные аккумуляторы весом в 13 земных килограмм каждая. Миссия Perseverance рассчитана как минимум на два года. Хотя NASA оценивают мощность батарей в 14 лет работы.

Как марсоход добрался до Красной Планеты?

Прежде всего, для посадки мощнейшего марсохода был разработан искуственный интеллект, который должен был самостоятельно преодолеть сложности входа в атмосферу и выполнить маневр приземления на марсианской земле. Атмосфера сыграла главную роль в этом спуске. На Марсе она слишком тонкая, чтобы тормозить капсулу, но достаточно плотная, чтобы довести температуру поверхности конструкции до 1600 градусов. Капсула, в которой находился марсоход, должна была сделать все сама, ведь посылать корректирующие сигналы в реальном времени было невозможно. Она вошла в марсианскую высокую атмосферу со скоростью 20 000 километров в час, сразу же достигнув внешней температуры защиты. 

На высоте около 11000 метров от поверхности со сверхзвуковой скоростью раскрылся парашют размером 21,5 метра. После разрушения теплозащитного экрана, марсоход был спущен на землю с помощью крана, который сопровождал его до самой земли. Затем машину выпустили, чтобы не мешать деятельности Персеверанс. Через 12 минут прозвучал сигнал приземления.

Интересно, что парашют, по мнению огромного числа зрителей видео трансляции, имеет закодированное сообщение, отправленное инженерами JPL. С помощью двоичной системы исчисления и специально расположенных сегментов красного и белого цвета внутри написан их слоган «Dare Mighty Things». А также координаты местоположения лаборатории.

Высохшее озеро на Марсе

После семи месяцев в пути, пройдя более 470 миллионов километров, Марсоход приземлился у подножия кратора Езеро. Он получил свое славянское название от небольшого городка Езеро в Боснии и Герцеговине. Выбранный НАСА кратер имеет относительно небольшой диаметр - 47,5 км. Он расположен на окраине равнины Исидис-Планиция диаметром 1200 км, образовавшейся около 3,9 миллиарда лет назад в результате удара крупного астероида. Сам кратер Езеро был создан несколько позже, однако он все еще считается древним и очень сложным в геологическом строении.

Место выбрано не случайно. Сегодня мы знаем, что у Марса когда-то была плотная атмосфера и на его поверхности была жидкая вода. Причем в довольно большом количестве. Более того, обнаруженные следы показали, что в далекие времена в кратер Езеро впадали две реки, которые образовали в кратере озеро глубиной примерно до 250 метров. Следовательно, это способствовало рождению мелких организмов. На данный момент дно кратера, конечно, полностью высохло, но исследователи полагают, что когда-то оно могло быть прекрасным местом для развития даже простых форм жизни.

Ученые дотошно относились к рельефу места посадки. Плоская поверхность, отсутствие больших камней или пропастей, которые были бы непреодолимым препятствием для транспортного средства. Безупречное планирование процедуры имело решающее значение, потому что даже небольшие отклонения или задержки следующих этапов приземления, могли привести к тому, что пункт назначения будет перенесен на много километров. А из-за того, что марсоходы преодолевают относительно небольшие расстояния на поверхности, в случае приземления в неправильном месте, марсоход Perseverance мог никогда не попасть туда, куда требовало американское агентство.

Как марсоход Perseverance общается с Землей?

В зависимости от сезона, Марс и землю разделяет расстояние в 50 – 400 миллионов километров. Самой быстрой формой связи на сегодня являются электромагнитные волны, они то и отправляют собранную информацию землянам. Безусловно, в подобных условиях не обойтись без задержек. Одной из основных причин прерывания сигнала является Солнце. Невозможным будет и управление в режиме онлайн. В целом, за 1 секунду радиосигнал преодолеет чуть менее 18 тысяч километров.

После отправки, сообщения считываются сетью сверхмощных телескопов Deep Space Network. Они соединяют все передатчики и приемники на Земле, которые используются для связи с транспортными средствами и космонавтами в космосе. DSN находится под контролем НАСА JPL. Радиотелескопы, самые большие из которых имеют диаметр 70 метров, расположены недалеко от Мадрида, Испания, Канберры в Австралии и США, в Голдстоуне в пустыне Мохава.

Perseverance уже отправил довольно много материалов на Землю. Среди них панорама кратора Езера, селфи самого марсохода и даже аудиозапись, на которой отчетливо слышно, что марсоход находится в пустынном и широком месте.

Миссия Mars 2020 – действительно масштабна. Хотя судя по результатам, самый опасный момент уже позади. Можно смело заявить, что на этом исследование ближайших планет, а в последствии и всей солнечной системы только начинается. Так что, если все пойдет по плану, марсоход сможет безопасно исследовать обширные просторы кратера в течение следующих нескольких лет. Будем надеяться, что он принесет необычные новости с поверхности Красной планеты.

А пока радуемся вместе с NASA и следим за последующими миссиями. Обязательно напишем про Марсоход в этом блоге еще. Дальше будет...