Eelkäijad
Esimene rover, kes Marsil edukalt maandus, oli ameeriklane Sojourner. Programmi Mars Pathfinder raames töötas ta 1997. aastal planeedil tervelt kolm kuud, kohati ületades eeldatava eluea. Roveri ees ei seisnud eriti rasked ülesanded - juba see, et Punase planeedi pealt leiti maapealne robotiaparaat, tegi maailmas laksu. Sellegipoolest õnnestus Sojourneril saata palju Marsi fotosid, samuti teha lihtsaid meteoroloogilisi ja geoloogilisi uuringuid.
Kaks aastat hiljem saatis NASA taas kosmosesse Marsi missiooni, mille eesmärk oli planeedi pinnase ja kliimatingimuste üksikasjalik uurimine. Mars Polar Lander missioon lõppes ebaõnnestumisega - laskumissõiduk kukkus seni teadmata põhjustel alla. Kosmoselaeva pardal kadus ka Vene laserradar (lidar), mis oli mõeldud atmosfääri koostise uurimiseks.
Ameeriklased sisenesid 21. sajandisse kui vaieldamatud maailma liidrid Marsi uurimisel ja toetasid oma edu 2003. aastal, käivitades programmi Mars Exploration Rover. Plaani kohaselt pidid planeeti uurima kaks roverit - Spirit ja Opportunity. Mõlemad maandurmaandurid maandusid Marsi pinnale 2004. aasta jaanuaris 21 Maa päeva intervalliga. Opportunity disain osutus nii usaldusväärseks ja vastupidavaks, et rover jätkas tööd kuni 2018. aasta juunini.
Nüüd töötab Marsil 900-kilogrammine radioisotoopide jõuallikaga Curver, mis tabas planeeti juba 2012. aasta augustis. Selle peamine ülesanne on proovide puurimine ja uurimine. Praegu on missiooni tähtajatult pikendatud.
Ameeriklastele sellest ei piisanud ja veelgi varem, 2008. aastal, ilmus planeedile väikese suurusega Phoenixi jaam, mille üheks missiooniks oli maavälise elu otsimine. Seade ei olnud liikumiseks kohandatud, oli suhteliselt odav (400 miljonit dollarit) ja elas aktiivses seisundis vaid paar kuud. Sellest hoolimata avastas Phoenix Marsilt vee ja viis läbi pinnase lihtsa keemilise analüüsi.
Ameeriklastel kulus 2008. aasta sügisel võrguühenduseta läinud statsionaarse uurimisroboti väljavahetamiseks peaaegu kümme aastat. Marsi seismiline jaam koos NASA InSight -seadmega maandus planeedil 2018. aastal ja on siiani edukalt Maale uurimistulemusi saatnud.
Ameeriklastele ei piisa ilmselgelt ühe mobiilse ja ühe statsionaarse Marsi aparatuuri olemasolust. Oma kohaloleku kindlustamiseks Marsil maandus 18. veebruaril 2021 Perseverance rover pinnale. Ja tal on oma helikopter.
Kas Marsil on elu?
Esiteks on Perseverance suurim rover, mis on seni punasele planeedile kukkunud. Kord katapulteeris Elon Musk oma elektrilise rodsteri kosmosesse ja NASA saatis Marsile autosuuruse roveri. Püsivus on umbes 3 meetrit pikk, 2,7 meetrit lai ja 2,2 meetrit kõrge. Üsna suure roveri jaoks kasutati ülitugevaid ja ülikergeid materjale, mistõttu seadme kaal maapealsetes tingimustes ületab vaevalt tonni. Marsi tingimustes kaalub püsivus kaks ja pool korda vähem.
Sellise keeruka ja kuluka projekti (üle 3 miljardi dollari) käivitamist peab toetama asjakohane Marsi uurimisprogramm. Kulutuse õigustamiseks varustasid ameeriklased roveri korraga mitme huvitava vidinaga.
Esiteks on see Marsi atmosfääris süsinikdioksiidist hapniku sünteesiks mõeldud mudeliaparaat MOXIE, mille osakaal ulatub 93%-ni. Teoreetiliselt on kõik väga lihtne - alates süsinikdioksiidi molekulist CO2 rebime aatomhapniku ära ja ühendame selle ühega. Heitgaas toodab vingugaasi ja molekulaarset hapnikku, mis on üsna hingav.
Enne seda sünteesiti kosmosetingimustes hapnik vee elektrolüüsi teel, kuid ühe inimese eluks on vaja terve kilogrammi vett päevas - see meetod ei kehti Marsi kohta. Lühidalt, MOXIE aparaat surub kokku süsinikdioksiidi, soojendab seda kuni 800 kraadini ja laseb sealt läbi elektrivoolu. Selle tulemusena vabaneb gaasielemendi anoodil puhas hapnik ja anoodil vingugaas. Seejärel jahutatakse gaasisegu, kontrollitakse puhtust ja lastakse Marsi atmosfääri.
Ilmselgelt töötavad tuhanded sellised generaatorid kauges tulevikus Marsi süsinikdioksiidi inimsõbralikuks atmosfääriks. Tähelepanuväärne on see, et see tehnoloogia ei ole kõige edumeelsem. Siiski, teooria kohaselt, kahest CO molekulist2 toodetakse ainult üks O2… Ja see on selliste paigaldiste tegelikust tõhususest väga kaugel. Palju huvitavam on idee jagada süsinikdioksiid süsinikuks C ja molekuliks O2… 2014. aastal avaldas ajakiri Science meetodi hapniku sünteesiks CO -st2 ultraviolettlaserite mõjul. Viis aastat hiljem tuli California tehnoloogiainstituudil idee kiirendada ja lüüa süsinikdioksiidi molekule inertsetele pindadele, näiteks kuldfooliumile. Selle barbaarse töötlemise tulemusena jaguneb süsinikdioksiid molekulaarseks hapnikuks ja süsinikuks, see tähendab tahmaks. Kuid kuigi sellised tehnikad pole kaugeltki tehnoloogilisest täiuslikkusest ja NASA peab olema rahul selliste seadmetega nagu MOXIE.
Roveri teine huvitav vidin on PIXL, mis on mõeldud ümbritseva piirkonna röntgenkiirtega skaneerimiseks. Seade viib läbi pinnase kaugkontrolli kemikaalide ja elementide osas, mis võivad olla elusolendite märgid. Arendajad kinnitavad, et PIXL suudab tuvastada rohkem kui 26 keemilist elementi. Sarnast ülesannet täidab multifunktsionaalne SuperCami skanner, mis on võimeline seitsme meetri kauguselt määrama kivimite aatomi ja molekulaarse koostise. Selleks on see varustatud laseriga ja ülitundlike infrapunaanduritega.
Ja see pole veel kõik. Elujälgede olemasolu analüüsi viivad läbi "kohtueksperdid" SHERLOC ja WATSON. SHERLOC töötab ultraviolettkiirguse piirkonnas, uurides laseriga ümbritsevaid kivimeid. Põhimõte on väga sarnane maise kelmi tööga, kes otsib bioloogilisi tõendeid UV -taskulambiga. WATSON jäädvustab omakorda kõik, mis kaameraga juhtub. Paar andurit koos PIXL röntgenkiirgusega asuvad rover-poomi otsas.
Püsivusel puudub puur Marsi sisemuse uurimiseks. Sel eesmärgil kasutatakse radariskannerit RIMFAX, mis on võimeline Marsi "skaneerima" 10 meetri sügavusele. GPR kaardistab aluspinna ja otsib Marsi jää ladestusi.
Marsi kulgur helikopteriga
Püsivuse peamine "show-stopper" ei ole ülalkirjeldatud superarvutid ja isegi mitte tuumajaam, vaid esimene lennuk Marsile. Pärast maandumist Jezero Marsi kraatrisse tõi rover kõhu alla miniatuurse koaksiaalhelikopteri. Ameerika astronautika parimate traditsioonide kohaselt valiti helikopteri nimi võistluse teel ja parim oli leidlikkus. Vaniza Rupani, Northporti 11. klassi õpilane.
Kopteril ei ole teaduslikku varustust. Selle peamine ülesanne on näidata lennupotentsiaali Marsi atmosfääris, mis koosneb peaaegu täielikult süsinikdioksiidist. Punase planeedi atmosfäär on tihedusega sarnane Maa omaga, kuid gravitatsioon on 2,5 korda väiksem. Lennuk tõmbab 1, 8 kilogrammi ja on oma kaalu jaoks varustatud suhteliselt väikeste propelleritega (pöörlemiskiirus - 2537 p / min) - Marsi raskusjõu lisaboonused. Kuid planeedi pinna tohutu temperatuurilangus sundis insenere ehitama kopterile keeruka termokaitsesüsteemi. Ingenuity esimene lend on planeeritud mitte varem kui 8. aprillil ja kogu testprogramm peaks läbima kuu aja jooksul. Kopter on ühekordselt kasutatav - pärast katsetamist jääb see Marsile võõraste prahtidena. Ka sihikindlus muutub lõpuks surnud tükiks kallitest sulamitest, kuid selle elutsükkel on palju pikem.
Eeldatakse, et Perseverance laseb oma satelliidi kitarrikujulisse kaitsekonteinerisse, veereb mitukümmend meetrit tagasi ja käivitab katselennuprogrammi eemalt. Helikopter peab lendama ümber roveri, väljumata kaamerate ja skannerite jälgimisalast. Kõige raskem on miniatuurse helikopteri jaoks üle elada esimene külm Marsi öö. Kui loete materjali enne 8. aprilli 2021, siis Marsi kulgur liigub just Ingenuity stardi eelvalitud lennuvälja poole.
