- Kāda ir minimālā informācija par maksimālajām izmaksām?
- Tā ir kosmosa staciju palaišana uz Marsu.
2013. gada 18. novembrī no Kanaveralas raga tika palaista nesējraķete Atlas-V ar automātisku starpplanētu staciju MAVEN, kas paredzēta Marsa atmosfēras izpētei.
Visas SLC-4 palaišanas platformas sistēmas strādāja perfekti-pulksten 13:18 pēc vietējā laika kosmodroma apkārtne nodrebēja no spēcīgā RD-180 rūkoņa (abos Atlas-V palaišanas posmos tiek izmantoti Krievijā ražoti dzinēji. transportlīdzeklis). 300 tonnas smaga uguns elpojoša komanda atrāvās no starta laukuma un, strauji palielinot ātrumu, metās pretī zvaigznēm. 27 minūšu laikā pēc nokļūšanas atskaites zemzemes orbītā tika palaisti augšējās pakāpes "Centaur" dzinēji: MAVEN ieguva otro kosmosa ātrumu un iebrauca izlidošanas trajektorijā uz Marsu.
Pirmais koriģējošais manevrs paredzēts 3. decembrī. Pēc 10 mēnešiem, 2014. gada 22. septembrī, stacijai, ledus melnumā nobraukusi 300 miljonus kilometru, vajadzētu ieiet Marsa orbītā. Sāksies zinātniska misija, kuras paredzamais ilgums ir 1 Zemes gads.
Palaišana programmas MAVEN ietvaros 2013. gadā kļuva par vienu no galvenajām intrigām kosmosa palaišanas jomā - pilnīga vai daļēja ASV valdības aģentūru darba apturēšana no 2013. gada 1. oktobra apdraudēja plānoto ekspedīciju uz Sarkano planētu, neskatoties uz to raķešu un kosmosa sistēmas visu tehnisko sistēmu pilnīga gatavība, kā arī labs "laika logs" palaišanai uz Marsu. Pastāvēja reāli draudi visu plānoto datumu pārtraukšanai un MAVEN palaišanas uz 2016. gadu atlikšana.
Un tas neskatoties uz to, ka pats kosmosa kuģis jau kopš augusta atradās Kanaveralas ragā, intensīvi gatavojoties lidojumam, un kosmodroma montāžas cehā gaidīja gatava nesējraķete Atlas-V!
Absurdo situāciju izglāba NASA juristi, kuri atrada nepilnības likumos, saskaņā ar kuriem starpplanētu zondes palaišana atbilst kritērijiem, izslēdzot MAVEN no piespiedu budžeta samazināšanas saraksta. Kolorādo universitātes darbinieku un Bērklijas universitātes kosmosa izpētes laboratorijas piecu gadu darbs nebija veltīgs - starpplanētu stacija 671 miljona ASV dolāru vērtībā (pašas zondes izveide izmaksāja 485 miljonus dolāru, vēl 187 miljonus) tika iztērēti sagatavošanai pirms palaišanas un nesējraķetes Atlas-V iegādei) tika droši nosūtīti uz paredzēto mērķi.
MAVEN kļuva par 45. misiju uz Marsu un desmito NASA orbītas izlūkošanas misiju Sarkanās planētas apkārtnē. Zondes nosaukums ir sarežģīts Marsa atmosfēras un gaistošās evolūcijas saīsinājums, kas pilnībā atspoguļo gaidāmās ekspedīcijas uzdevumus. MAVEN ir paredzēts, lai pētītu Marsa atmosfēru - plānu gāzveida apvalku, kura spiediens virszemes slānī ir tikai 0,6% no Zemes atmosfēras, un gāzes sastāvs ir pilnīgi nepiemērots cilvēka elpošanai (Marsa atmosfēra ir gandrīz pilnībā - 95% - oglekļa dioksīds).
Vikingu aparāta momentuzņēmums, 1976
Bet pat šī niecīgā atmosfēra turpina nepārtraukti pazust - Marsa mazā gravitācija nespēj noturēt gāzes apvalku ap planētu. Katru gadu kosmiskais vējš "izpūš" tā augšējos slāņus kosmosā, nolemjot Marsam pārvērsties sasalušā akmens bluķī, līdzīgi kā Mēness vai Merkurs.
Bet kad tam vajadzētu notikt? Un kāds bija Marss tālā pagātnē, kad tā gāzes apvalks vēl nebija tik spēcīgi izlādējies? Kāds ir Marsa atmosfēras izzušanas ātrums absolūtos skaitļos?
Tas ir tas, kas jāizprot kosmosa kuģim MAVEN: pārvietojoties pa Marsu elipsveida orbītā ar pericentru 150 km un apocentru 6200 km, tam vajadzētu noteikt pašreizējo augšējo slāņu stāvokli un to mijiedarbības raksturu ar saules vēju. Nosakiet precīzu atmosfēras zuduma ātrumu, kā arī faktorus, kas ietekmē šo procesu. Nosakiet stabilo izotopu attiecību atmosfērā, kam vajadzētu "izgaismot" Marsa klimata vēsturi. Netieši tas spēs atbildēt uz jautājumu: vai agrāk pastāvēja apstākļi, kas pieļāva šķidra ūdens klātbūtni uz Marsa virsmas?
Vienīgais, kas apbēdināja NASA speciālistus, ir tas, ka jauno orbītas zondi tās ārkārtīgi izstieptās orbītas dēļ nevar izmantot kā roveru signālu atkārtotāju.
MAVEN tiek veikta centrifūgas pārbaude
Zondē ir 8 vismodernākie instrumenti:
- komplekts daļiņu un lauku izpētei (trīs "saules vēja" daļiņu analizatori, Langmuir viļņu sensors (plazmas svārstības) un indukcijas magnetometru pāris);
- ultravioletais spektrometrs, kas ļauj attālināti noteikt attālās planētas atmosfēras un jonosfēras parametrus;
- neitrāls un jonu masas spektrometrs Marsa atmosfēras izotopu sastāva izpētei.
Iespaidīgs zinātniskais aprīkojums un dzīvības nodrošināšanas sistēmas, ieskaitot attieksmes kontroles sistēmu, borta datoru, saules paneļus un iekārtas saziņai ar Zemi, nodrošinot datu apmaiņu ar ātrumu līdz 10 Mbit / s - visi ir ievietoti korpusā, kura izmērs ir 2, 3 x 2, 3 x 2 m (zondes platums ar atvērtiem saules paneļiem - 11 m). Ierīču, sistēmu un zinātniskā aprīkojuma masa ir 809 kg.
Vai Marss bija līdzīgs Zemei tālā pagātnē? MAVEN noteikti precizēs šo jautājumu. Galvenais ir droši nokļūt galamērķī. Un tas, kā rāda prakse, ir ļoti grūti …
Lidojumu hronika uz Marsu
Marss ir visvairāk apmeklētais un visvairāk pētītais debess ķermenis, ar šiem kritērijiem pārspējot pat mums tuvu esošo Mēnesi. Pētniekus piesaista daudz: salīdzinoši īsais lidojuma laiks (pat ar esošajām tehnoloģijām - mazāk par gadu). Piemēroti virsmas apstākļi: nav ārkārtēja spiediena un temperatūras, pieņemams fona starojums, apgaismojums un gravitācija. No visām planētām Marss ir vispiemērotākais ārpuszemes dzīvības meklējumiem (pat tālā pagātnē), un nākotnē tas ir piemērots, lai nolaistu apkalpotu ekspedīciju uz tās virsmas.
Tomēr ceļš uz Sarkano planētu ir pilns ar nelaimes gadījumiem un kosmosa kuģu atlūzām: no 45 uzsāktajām ekspedīcijām nedaudz vairāk kā puse sasniedza Sarkano planētu. Un tikai daži spēja pilnībā izpildīt plānoto programmu.
Kosmoss nepiedod steigu un mazākās kļūdas. Daudzi no "Marsa pētniekiem" sākumā neizdevās pildīt savu misiju. Tas galvenokārt attiecas uz 60. gadu kosmosa sacensībām, kad pēc partijas un valdības norādījumiem par katru cenu tika prasīts palaist aparātu un panākt prioritāti kosmosā. Rezultātā stacijas "Mars 1960A", "1960B", "Mariner-8" gāja bojā Zemes atmosfērā avāriju dēļ ar nesējraķetēm.
Vēl vairāk staciju varēja nokļūt atsauces orbītā, bet nevarēja sasniegt izlidošanas trajektoriju: kāds, piemēram, Foboss-Grunts, iestrēga LEO, un vēlāk atgriezās uz Zemes žilbinoši spožas ugunsbumbas veidā; kāds nepaguva lidojumam uz Marsu nepieciešamo ātrumu un bez pēdām pazuda plašajās heliocentriskās orbītās ("Mariner-3"). Kopumā no 45 palaistajām zondēm tikai 31 (ieskaitot MAVEN) spēja sasniegt aprēķināto trajektoriju līdz lidojumam uz Marsu. Mūsu valsts gods ir tas, ka pirmais no kosmosa kuģiem, kas noteica Sarkanās planētas kursu, bija padomju zonde Mars-1 (palaista 1962. gada 1. novembrī). Diemžēl nākamā rindkopa stāsta par viņu.
Starpplanētu automātiskās stacijas "Mars-1" modelis
Īsts murgs sākas vairākus mēnešus ilgā lidojuma laikā uz Sarkano lidojumu. Viena nepareiza komanda - un ierīce, zaudējusi orientāciju, zaudē spēju sazināties ar Zemi, pārvēršoties par bezjēdzīgiem kosmosa atkritumiem. Līdzīgs traucējums radās arī ar staciju Mars -1 - slāpekļa noplūde no attieksmes kontroles sistēmas cilindriem: sakari ar staciju tika pārtraukti 106 miljonu km attālumā no Zemes. Cita ierīce - "Zond -2" - cieta no nepilnīgas saules paneļu izpaušanas: rezultātā radušies strāvas padeves pārtraukumi izraisīja borta aprīkojuma darbības traucējumus, "Zond -2" klusi izmira savu radītāju priekšā. Pēc ballistiskiem aprēķiniem, 1965. gada 6. augustā Marsa apkaimē vajadzēja iet garām zondei bez vadīšanas.
Japāņu zonde Nozomi ļoti smagi un briesmīgi gāja bojā kosmosa plašumos. Paša nepieciešamās jaudas nesējraķetes trūkums kļuva par sliktu zīmi, nosūtot ekspedīciju uz tālu planētu, tomēr viltīgie japāņi cerēja iegūt nepieciešamo ātrumu, veicot sarežģītus gravitācijas manevrus Zemes un Mēness tuvumā. Protams, viss nenotika pēc plāna - "Nozomi" nogāja no kursa. Japāņiem izdevās aprēķināt jaunu trajektoriju un atkal novirzīt staciju uz Marsu, pat ja viņi atpalika no grafika 4 gadus. Tagad galvenais ir ilgstoši noturēties kosmosā. Diemžēl … Spēcīgs saules uzliesmojums sabojāja trauslo zondes pildījumu. Tuvojoties Marsam, hidrazīns iesaldēja tvertnēs - nebija iespējams izdot bremzēšanas impulsu, un Nozomi izmisumā pagāja 1000 km virs Sarkanās planētas virsmas, nekad neiebraucot Marsa tuvumā.
Ļoti aizvainojošos apstākļos amerikāņu zonde "Mars Observer" (1993) tika zaudēta - sakari ar to tika pārtraukti tikai dažas dienas pirms ierašanās Marsā. Visticamākais iemesls ir dzinēja eksplozija degvielas sastāvdaļu noplūdes dēļ.
Pirmā, kas pārvarēja sarežģīto attālumu un pārsūtīja Sarkanās planētas tuvplāna fotogrāfiju, bija amerikāņu zonde Mariner 4, kas lidoja Marsa apkārtnē 1965. gada jūlijā.
Vairāki transportlīdzekļi tika zaudēti jau Marsa orbītā.
1989. gada 27. martā tika pārtraukta saziņa ar padomju staciju "Phobos-2", kas līdz tam jau bija atradusies Marsa orbītā 57 dienas. Darba laikā "Phobos-2" nosūtīja Zemei unikālus zinātniskus rezultātus par Fobosa termiskajām īpašībām, Marsa plazmas vidi un tās atmosfēras eroziju "saules vēja" ietekmē. Diemžēl misijas galvenais uzdevums - mini zondes PrOP -F un DAS nosēšanās uz Phobos virsmas - neizdevās.
1999. gadā kuriozos apstākļos gāja bojā amerikāņu stacija "Mars Climate Orbiter", kas bija izdegusi pirmajā orbītā Sarkanās planētas atmosfērā. NASA iekšējā izmeklēšana parādīja, ka speciālistu darba grupas izmantoja dažādas mērīšanas sistēmas - metrisko un tradicionālo anglosakšu (pēdas, mārciņas, collas). Kopš tā laika NASA ir aizliegusi amerikāņu mērvienības - visi aprēķini tiek veikti tikai kilogramos un metros.
Nosēšanās platformas durvis aizveras ap salocīto Opportunity rover, 2003
Ļoti lielas nepatikšanas gaida ikvienu, kurš uzdrošinās nolaisties uz Marsa virsmas - nodevīgā atmosfēra ir pārāk vāja, lai paļautos uz izpletņlīniju spēku, bet tomēr ir pārāk blīva, lai tuvotos virsmai kosmiskajā ātrumā. Tas var likties neparasti, bet Marss ir viens no sarežģītākajiem debess ķermeņiem nosēšanās ziņā!
Nosēšanās notiek vairākos posmos: bremzēšanas dzinēji, aerodinamiskā bremzēšana atmosfēras augšdaļā, palēninošs izpletnis, atkal bremžu dzinēji, mīkstas nosēšanās dzinēji / gaisa spilveni vai unikāls “gaisa vārsts”. Stabilizācijas problēma ir atsevišķa līnija.
Smagākais cilvēka radītais objekts, ko varēja nogādāt uz planētas virsmas, bija MSL roveris, plašāk pazīstams kā "Curiosity" - aparāts, kas sver 900 kg (svars Marsa gravitācijas laukā - 340 kg). Bet, būsim godīgi, lidojumu speciālistus un ārējos novērotājus pārsteidza nolaišanās shēmas sarežģītība un problēmas, kas radušās nolaišanās laikā planētas atmosfērā.500 tūkstoši programmas koda rindu, 76 ķeksīši noteiktā secībā, rovera atdalīšana no platformas, kas karājas gaisā ar ieslēgtiem reaktīvajiem dzinējiem un mīksts nolaišanās no augstuma uz neilona kabeļiem. Fantastiski!
Planēta Marss: nav ūdens, nav veģetācijas, to apdzīvo amerikāņu roboti.
Ceļotāja Curiosity pašportrets
Daudzi varoņi spēja izdzīvot vibrācijas un milzīgas pārslodzes Marsa palaišanas un paātrinājuma stadijās, izturēja spēcīgo kosmosa aukstumu, bet nomira, mēģinot piezemēties uz mānīga debess ķermeņa. Tā, piemēram, padomju "Mars-2" avarēja, kļūstot par pirmo cilvēka radīto objektu uz Marsa virsmas (1971).
Pirmā stacija, kas veica mīkstu nosēšanos uz Marsa virsmas, bija padomju Mars-3. Diemžēl radušās koronas izlādes dēļ stacija izgāja no darba 14 sekundes pēc nosēšanās.
Eiropas zonde "Beagle-2" (orbitālās zondes "Mars-Express" nosēšanās modulis) pazuda bez vēsts 2003. gadā-ierīce drosmīgi iegāja sārtinātā planētas atmosfērā, bet pēc tam tā nekad nekontaktējās ar Zeme …
Marss droši glabā savus noslēpumus.
P. S. No 2013. gada 21. novembra uz Sarkanās planētas virsmas darbojas divi Marsa braucēji - Opportunity (MER -B) un Curiosity (MSL). Pirmais šajos apstākļos strādāja 3586 dienas - 39 reizes ilgāk par paredzamo periodu un šajā laikā pārmeklēja 38 kilometrus.
Marsa orbītā ir trīs kosmosa kuģi: Mars-Odisejs, Marsa orbitālā izlūkošana (MRO) un Eiropas zonde Mars-Express. Visilgāk ilga Odisejs - tā misija turpinās jau trīspadsmito gadu.
Lai palīdzētu veterāniem, sacenšas jauna maiņa - Indijas zonde Mangalyaan (palaista 2013. gada 5. novembrī), kā arī iepriekš minētais MAVEN. Cerēsim, ka tuvākajā laikā Krievija arī aktīvi piedalīsies "Marsa regatē" - 2016. un 2018. gadam. plānotas divas kopīgas Krievijas un Francijas ekspedīcijas "Exomars" (sadarbības līgums tika parakstīts 2013. gada 14. martā). Tajā pašā 2018. gadā atjauninātajai un uzlabotajai Phobos-Grunt 2 stacijai vajadzētu doties uz Marsu. Šoreiz viss izdosies.
HiRISE augstas izšķirtspējas kamera uz Marsa izlūkošanas orbītas (MRO)
Iespēju roveru pēdas, ko uztvēra MRO
Grenlija Heivenas apgabala panorāma. Skats uz Jorkas ragu un Endeavour krāteri. Panorāmu pārņēma Opportunity rover ziemošanas laikā 2012. gadā.
