Опубликовано: 20/02/2021
(Обновлено: 24/02/2021)

Поиск следов жизни на Марсе - Идеальное место для поиска жизни - Данные о геологии и климате Марса - Миссия Марс-2020: это вызов науке - этап возвращаемого полета к Марсу - Отработка технологий и инструментов - Исследуйте Марс вместе с Персеверанс

18 февраля 2021 года марсоход Perseverance (“Настойчивость”, “Персеверанс”) в рамках миссии NASA “Марс-2020” успешно коснулся поверхности Марса. Perseverance – самый сложный марсоход из тех, что когда-либо отправлялся с Земли к другой планете. Фактически это  самоходная лаборатория, которая в течение двух ближайших лет будет собирать и исследовать образцы марсианских горных пород и отложений, в поисках ответа на самую главную загадку – есть ли на Марсе жизнь.

Миссия “Марс 2020” даст нам множество ответов о Марсе: о его геологии, климате в настоящем и прошлом. Марсоход “Настойчивость” не только проведет массу экспериментов и анализов на месте, но также подготовит и промаркирует образцы марсианских почв, для дальнейшей их доставки на Землю, для всестороннего анализа. В состав миссии также входит небольшой летательный аппарат Ingenuity (“Изобретательность”), который даст возможность лучше разобраться в процессах происходящих в атмосфере Марса и конечно – массу фотографий красной планеты с высоты птичьего полета.

Первый снимок с поверхности Марса, которым марсоход «Персеверанс» поприветствовал Землю.

Первый снимок с поверхности Марса, которым марсоход «Персеверанс» поприветствовал Землю.

В этой статье мы рассмотрим 7 самых основных вещей или точнее – исследовательских задач, которые предстоит решить миссии “Марс-2020”, в основном, конечно, с помощью  марсохода Perseverance.

1. “Персеверанс” ищет следы жизни на Марсе

Предыдущий марсианские миссии обнаружили явные доказательства того, что до того как Марс превратится в ледяную пустыню, на его поверхности какое-то время существовала вода в жидком состоянии, а климатические условия были значительно более благоприятными, чем в наше время. Одним словом: в древности на Марсе были условия для зарождения жизни, пусть даже только самой простой, микробной.

Задача марсохода Perseverance – сделать следующий шаг на этом пути, то есть ответить на один из ключевых вопросов астробиологии: есть ли на Марсе в наше время любые признаки существования бактериальной жизни в далеком прошлом или хотя бы какие-то её биосигнатуры.

Скажем прямо – это задача чрезвычайной сложности, которая требует самых передовых инструментов для решения. Два из них будут играть ключевую роль:

  • SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals) – ультрафиолетовый рамменовский спектрометр, в задачу которого входит обнаружение следов органики
  • PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) – рентгеновский флуориметрический спектрометр, для анализа химического состава пород и отложений

Кроме того, на “Настойчивости” располагаются такие важные приборы как:

  • RIMFAX (Radar Imager for Mars ’Subsurface Experiment) – георадар для анализа подповерхностных слоев почвы, на глубине до 10 метров.
  • Mastcam-Z – улучшенная версия стереокамеры использовавшейся в свое время в марсоходе “Куриосити”, которой мы обязаны всем тем великолепным визуальным рядом, что освещал для жителей Земли будни работы на Марсе.
  • SuperCam – прибор инструментов для оптического, химического и минералогического анализа камней и почвы на Марсе. Улучшенная версия ChemCam с “Куриосити”
  • MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) – марсианский анализатор динамики окружающей среды, прибор для измерения температуры, скорости и направления ветра, давления, относительной влажности, радиации, частиц марсианской пыли.
  • …а также множество другого оборудования, включая несколько разных камер и даже микрофоны для записи окружающего шума.
Схема размещения основных приборов марсохода «Персеверанс»

Схема размещения основных приборов марсохода «Персеверанс» (расшифровки назначения есть в тексте)



2. Место посадки “Персеверанс” идеально подходит для поиска жизни

Место посадки марсохода “Персеверанс” называется Кратер Езеро, расположенный на северном полушарии Марса. Это место представляет собой огромный ударный кратер шириной примерно 45 километров.  Когда-то, примерно 3,5 миллиарда лет назад этот кратер был заполнен водой и представлял собой гигантское озеро, подпитываемое стоком нескольких рек.

Одна из этих рек сформировала в этом месте большую дельту, в точности похожую на дельту земных рек. Если где-то на Марсе и можно найти следы древней жизни – то именно отложения дна древнего озера и дельты реки, были бы для этого идеальным местом.

Местность в окрестностях кратера Езеро, довольно сложна не только для посадки, но и для перемещения по ней. Успешная посадка “Персеверанса” на поверхность Марса – результат использования самых передовых технологий, позволивших посадочному модулю самостоятельно выбирать место для посадки, маневрируя двигателями и избегая столкновения на поверхности планеты со случайным валуном, краем крутого обрыва или песчаной дюной.

Схема входа спускаемого модуля «Марс-2020» в атмосферу Марса и спуск «Персеверанс» на поверхность планеты

Схема входа спускаемого модуля «Марс-2020» в атмосферу Марса и спуск «Персеверанс» на поверхность планеты

3. “Персеверанс” соберет важные данные о геологии и климате Марса

На данный момент кратер Езеро считается достаточно неплохо изученным, во всяком случае у нас есть подробные фотографии и карты его поверхности полученные с орбитальных станций над Марсом. Но, для обнаружения жизни этого недостаточно, верно?

Никто не рассчитывает на легкий результат – и даже если дно древнего озера содержит биосигнатуры, найти их просто зачерпнув грунт совком, у “Персеферанса” не получится. Требуется вдумчивое и тщательное изучение каждой детали, каждой мелочи, одним словом – нужна именно “настойчивость”. Как нельзя кстати здесь придутся уточненные данные о климате и геологической истории Марса прошлых эпох, чтобы получить полное представление о том, как Марс выглядел миллиарды лет назад.

Изучение красной планеты интересны и потому, что позволят точнее ответить на другой немаловажный вопрос: почему Земля и Марс – несмотря на то, что начали свое развитие примерно по одному сценарию, оказались в итоге в такими разными.

4. Миссия Марс-2020 и “Персеверанс” – это вызов

Миссия “Марс-2020” интересна не только с чисто научной точки зрения. Конечно такая задача как поиск жизни на другой планете – это прекрасно. Но построить космический корабль, безошибочно довести его до точки приземления, управлять его работой за миллионы километров от Земли и собрать научные данные – одно это уже дорогого стоит!

Можно говорить об успехе NASA, но такая миссия как экспедиция “Персеверанс” – это успех не только NASA, но науки всего человечества в целом. Разработчикам исследовательских программ подобным “Марс-2020” приходится решать неимоверное количество технических задач, преодолевать совершенно невероятные проблемы.

Здесь снова не будет лишним сказать о той “настойчивости”, которую необходимо проявить ученым и инженерам при подготовке миссии подобной сложности – вот уж точно, бюолее удачного имени для марсохода сложно придумать. Путешествие к Марсу до сих пор не является простой задачей – достаточно вспомнить, что только половина всех миссий к этой планете завершилась успехом.

Успехи подобных проектов вдохновляют других исследователей и ученых по всему миру ставить сложные задачи и успешно находить для них решения.

5. “Персеверанс” – первый этап возвращаемого полета к Марсу

До сих пор все миссии к Марсу были полетами в один конец. Долететь до туда ещё можно, а вот вернутся обратно – практически нет шансов. “Персеверанс” интересен ещё и тем, что его экспедиция должна завершится именно этим – собранные образцы в конечном итоге должны быть доставлены на Землю!

К чему такие сложности? Дело в том, что доказательства существования или не существования жизни на Марсе – очень серьезная штука. Даже такая сложная самоходная лаборатория как “Персеверанс” не сможет провести вдали от нашей планеты глубокие и детальные исследования на которые способны только “большие” лаборатории на Земле.

Поэтому одна из задач “Персеверанса” состоит в создании на Марсе своеобразного “склада” с собранными образцами неповрежденных марсианских грунтов. Если его предшественник, марсоход “Куриосити” проводил исследования на месте, при этом сперва дробил породу буром до состояния песка, то “Персеверанс” будет аккуратно вынимать неповрежденные керны горных пород (размером примерно с брусок мела), затем помещать их в герметичные контейнеры и уже в таком виде доставлять на точку сбора.

Эти образцы затем будут доставлены на Землю с другой марсианской миссией, что само по себе не так быстро.. но как только они окажутся на Земле, тогда мы действительно сможем получить все ответы.

Фото района посадки марсохода «Персеверанс» в кратере Езеро

Фото района посадки марсохода «Персеверанс» в кратере Езеро. Обратите внимание на обширную дельту высохшей реки, хорошо видно не только русло, но и наносные отложения, каскадами спускающиеся ко дну высохшего озера

6. Марсоход “Персеверанс” – площадка для отработки технологий и инструментов

Марсоход “Персеверанс” буквально набит всевозможными высокотехнологическими приборами и, конечно же, собран с использованием самых передовых технологий, которыми располагают ученые Земли. Для некоторых из этих технологий и приборов, “Персеверанс” стал действующей экспериментальной площадкой.

Среди перспективных технологий нашедших применение в  миссии “Марс-2020” – инновационная система навигации на местности. Как уже упоминалось ранее, главной угрозой миссии марсохода был не космический перелет, а посадка в крайне экстремальных условиях – фактически садится приходилось на поле из острых валунов, вдобавок с перепадами высоты местности. Посадочный модуль самостоятельно “увидел” наиболее безопасное место для посадки, увел туда марсоход и опустил его на поверхность планеты только убедившись, что драгоценному грузу ничего не угрожает.

Этот успех здорово поможет благополучному завершению последующих миссий к Марсу, Луне и, в дальнейшем –  к другим планетам.

Вообще, “Персеверанс” гораздо более автономен в выборе и построении оптимальных маршрутов, чем все его предшественники. В отличие от того же “Куриосити” он гораздо меньше нуждается в инструкциях от инженеров Земли, может самостоятельно корректировать свои задачи в пределах миссии. Как результат – “Персеверанс” сможет пройти существенно дальше и увидеть значительно больше.

Изюминкой миссии марсохода “Персеверанс” служит исследовательский эксперимент под названием MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment) представляющий собой демонстратор технологии по производству кислорода (O2) из углекислого газа (CO2) в немалом количестве имеющегося в марсианской атмосфере. Установка должна производить по 22 грамма кислорода в час на протяжении 50 солов. В случае успеха технология будет масштабирована 200:1, что позвонит генерировать кислород в промышленных масштабах для будущих миссий на Марс.

Причем не только для дыхания людей, но и для производства ракетного топлива на месте.

марсоход Perseverance и жизнь на марсе

Карта высот кратера Езеро на Марсе. Хорошо видны русла рек в прошлом впадавших в него

7. Исследуйте Марс вместе с “Персеверанс”

Когда “Куриосити” начал свою миссию по исследованию Марса, мы получили огромное количество качественных фото красной планеты, размещаемых в свободном доступе по мере поступления. Так вот, “Персеверанс” оснащен сразу 19 разными камерами (+4 камеры на корпусе спускаемого аппарата). Это означает, что в этот раз фотографий будет ещё больше, и что они вдобавок будут ещё более качественными.

Как и в прошлых миссиях, все снимки “Марс-2020” – как обработанные, так и не обработанные будут размещаться на официальном сайте. Вы не только увидите Марс, но и услышите его, благодаря микрофонам на борту марсохода.

Следить за приключениями “Персеферанс” можно и в социальных сетях: @NASAPersevere и @NASAMars на Twitter и Facebook, а также пользуясь хэштегом #CountdownToMars где только можно.


Александр Фролов, для сайта starcatalog.ru по материалам NASA