Cuadragésima quinta expedición a Marte
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- Estos son lanzamientos de estaciones espaciales a Marte.
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18 Noviembre 2013 se lanzó desde Cabo Cañaveral al lanzar el vehículo de lanzamiento Atlas-V desde la estación interplanetaria automática MAVEN diseñada para estudiar la atmósfera de Marte.
Todos los sistemas del sitio de lanzamiento de SLC-4 funcionaron perfectamente: en 13: hora local de 18, la proximidad del cosmódromo se sacudió del potente zumbido del RD-180 (motores de fabricación rusa utilizados en ambas etapas del vehículo de lanzamiento Atlas-V). El arnés de respiración de fuego de 300-ton se separó de la plataforma de lanzamiento y, aumentando considerablemente su velocidad, se apresuró a encontrarse con las estrellas. Después de 27 minutos después del lanzamiento de la órbita cercana a la Tierra, se lanzaron los motores del bloque Centaurus acelerado: MAVEN recogió la segunda velocidad cósmica y entró en la trayectoria de partida hacia Marte.
La primera maniobra correctiva está programada para diciembre 3. Después de meses de 10, septiembre de 22 de 2014, la estación, después de haber volado en el negro helado de 300 millones de kilómetros, se dirigirá a la órbita marciana. La misión científica comenzará con una duración calculada de la Tierra 1.
El lanzamiento del programa MAVEN fue una de las principales intrigas en los lanzamientos espaciales de 2013 del año: la suspensión total o parcial de las operaciones del gobierno de los EE. UU. A partir de octubre 1, 2013 puso en riesgo la expedición planeada al Planeta Rojo, a pesar de la completa preparación de todos los sistemas técnicos del sistema del espacio espacial. y también una exitosa "ventana de tiempo" para el lanzamiento a Marte. Había una amenaza real de interrumpir todas las fechas programadas y posponer el lanzamiento de MAVEN al año 2016.
¡Y esto a pesar del hecho de que la propia nave espacial ya había estado en Cabo Cañaveral desde agosto, realizando un entrenamiento intensivo para el vuelo, y un vehículo listo de lanzamiento Atlas-V estaba esperando dentro del departamento de ensamblaje del cosmódromo!
La absurda situación fue salvada por los abogados de la NASA, quienes encontraron una "laguna" en las leyes, según la cual el lanzamiento de la sonda interplanetaria cumple con los criterios que excluyen a MAVEN de la lista de recortes presupuestarios forzados. El trabajo de cinco años del personal de la Universidad de Colorado y el laboratorio de investigación espacial de la Universidad de Berkeley no fue en vano: la estación interplanetaria le costó a 671 millones de dólares (el 485 costó la creación de la propia sonda, 187 millones se gastó en la preparación previa a la apertura y la compra de Atlas V ) fue enviado a salvo al objetivo.
MAVEN se convirtió en la misión 45 a Marte y el décimo explorador orbital de la NASA en las cercanías del Planeta Rojo. El nombre de la sonda es una abreviatura compleja de Mars Atmosphere y Volatile EvolutioN, que refleja plenamente las tareas de la próxima expedición. MAVEN está diseñado para estudiar la atmósfera de Marte, una fina envoltura de gas, cuya presión en la capa cercana a la superficie es solo 0,6% de la atmósfera de la Tierra, y su composición de gases es completamente inadecuada para la respiración humana (la atmósfera de Marte es casi completamente dióxido de carbono).
Instantánea del aparato "Viking", año 1976.
Pero incluso esta atmósfera débil continúa desapareciendo continuamente: la pequeña gravedad de Marte no es capaz de mantener la envoltura de gas alrededor del planeta. Cada año, el viento cósmico "sopla" en el espacio exterior sus capas superiores, condenando a Marte a convertirse en un bloque de piedra congelada, similar a la Luna o Mercurio.
Pero cuando debería suceder? ¿Y cómo fue Marte en el pasado lejano, cuando su envoltura de gas no estaba tan descargada todavía? ¿Cuáles son las tasas de extinción de la atmósfera marciana en términos absolutos?
Esto es exactamente lo que debe descubrir el aparato MAVEN: desplazándose por Marte en una órbita elíptica con el pericentro 150 km y el apocentro 6200 km, debe determinar el estado actual de las capas superiores y la naturaleza de su interacción con el viento solar. Establecer la tasa exacta de pérdida de la atmósfera, así como los factores que influyen en este proceso. Determine la proporción de isótopos estables en la atmósfera, que debería "iluminar" historia Clima marciano. Indirectamente, esto podrá responder la pregunta: ¿existían las condiciones en el pasado que permitieron la presencia de agua líquida en la superficie de Marte?
Lo único que entristecen a los expertos de la NASA es que, debido a su órbita extremadamente alargada, la nueva sonda orbital no se puede usar como un repetidor para las señales de los rovers Mars.
MAVEN está siendo probado en una centrífuga.
A bordo de la sonda 8 de los instrumentos más modernos:
- un conjunto para estudiar partículas y campos (tres analizadores de partículas del "viento solar", un sensor de ondas de Langmuir (oscilaciones de plasma) y un par de magnetómetros de inducción);
- Espectrómetro UV, que permite determinar de forma remota los parámetros de la atmósfera y la ionosfera de un planeta distante;
- Espectrómetro de masas neutro e iónico para estudiar la composición isotópica de la atmósfera de Marte.
El impresionante equipo científico y los sistemas de soporte vital, que incluyen un sistema de orientación, una computadora a bordo, baterías solares y equipos de comunicaciones de la Tierra, brindan intercambio de datos a velocidades de hasta 10 Mb / s; todos se adaptan a un cuerpo de medidor 2,3 x 2,3 x 2 paneles solares descubiertos - 11 m). La masa de instrumentos, sistemas y equipamiento científico - 809 kg.
¿Fue Marte como la Tierra en el pasado distante? MAVEN definitivamente encontrará esta pregunta. Lo principal es llegar a su destino de forma segura. Y esto, como muestra la práctica, es muy difícil ...
Crónicas de vuelo a Marte
Marte es el cuerpo celeste más visitado y más estudiado, superando incluso a la Luna más cercana según estos criterios. Los investigadores se sienten atraídos por muchas cosas: un tiempo de vuelo relativamente corto (incluso con las tecnologías existentes, menos de un año). Condiciones adecuadas de la superficie: ausencia de presiones y temperaturas extremas, radiación de fondo aceptable, iluminación y gravedad. De todos los planetas, Marte es el más adecuado para la búsqueda de vida extraterrestre (incluso si se encuentra en el pasado distante), y en el futuro es adecuado para aterrizar en su superficie de una expedición tripulada.
Sin embargo, el camino hacia el Planeta Rojo está lleno de accidentes y escombros de naves espaciales: poco más de la mitad de las expediciones lanzadas por 45 llegaron al Planeta Rojo. Y solo unos pocos pudieron completar el programa planeado.
El espacio no perdona la prisa y el más mínimo error. Muchos de los "exploradores de Marte" fracasaron en su misión al comienzo. Esto se refiere principalmente a la carrera espacial 60-x, cuando, siguiendo las instrucciones del partido y del gobierno, fue necesario poner en marcha el vehículo a cualquier costo y alcanzar la prioridad en el espacio. Como resultado, las estaciones Mars 1960А, 1960В y Mariner 8 murieron en la atmósfera de la Tierra debido a choques de cohetes.
Incluso más estaciones podrían ingresar a la órbita de referencia, pero no pudieron alcanzar la trayectoria de partida: alguien se atascó en el DOE, como Phobos-Grunt, y luego regresó a la Tierra en forma de un auto de carrera deslumbrante; alguien no ganó la velocidad necesaria para un vuelo a Marte y desapareció sin dejar rastro en los espacios abiertos de las órbitas heliocéntricas (Mariner 3). En total, solo 45 (incluido MAVEN) pudo salir de las sondas lanzadas por 31 a la trayectoria calculada del vuelo a Marte. Para crédito de nuestro país, la primera de las naves espaciales que se dirigió al Planeta Rojo fue la sonda soviética Mars-1 (1 se lanzó en noviembre de 1962). Desafortunadamente, el siguiente párrafo lo dice.
El trazado de la estación automatizada interplanetaria Mars-1.
Esta pesadilla comienza durante los muchos meses de vuelo a Red Flight. Un comando incorrecto, y el dispositivo, al perder su orientación, pierde la posibilidad de comunicación con la Tierra, convirtiéndose en desechos espaciales inútiles. Hubo una molestia similar con la estación Mars-1: fuga de nitrógeno de los cilindros del sistema de orientación: la comunicación con la estación se perdió a una distancia de 106 millones de kilómetros de la Tierra. Otro dispositivo, Zond-2, sufrió una apertura incompleta de los paneles solares: los cortes de energía resultantes causaron que los equipos a bordo fallaran, y Zond-2 murió silenciosamente ante los ojos de sus creadores. Según los cálculos balísticos, 6 de agosto 1965, se suponía que la sonda no guiada pasaba cerca de Marte.
La sonda japonesa Nozomi fue muy dura y terrible morir en los espacios abiertos del espacio. La ausencia de su propio vehículo de lanzamiento del poder requerido se convirtió en un mal presagio al enviar una expedición a un planeta distante, sin embargo, los ingeniosos japoneses esperaban ganar la velocidad necesaria debido a complejas maniobras gravitacionales en las cercanías de la Tierra y la Luna. Por supuesto, todo no salió según lo planeado: "Nozomi" perdió su rumbo. Los japoneses lograron calcular la nueva trayectoria y enviaron de nuevo la estación a Marte, incluso si era tarde en el horario de 4 del año. Ahora lo más importante: mantener el espacio abierto durante mucho tiempo. Ay ... Una poderosa llamarada solar dañó el frágil llenado de la sonda. Al momento de acercarse a Marte, la hidracina se congeló en los tanques; no fue posible dar un impulso de frenado, y “Nozomi” pasó desesperadamente 1000 km por encima de la superficie del Planeta Rojo, y no alcanzó la órbita casi marciana.
En circunstancias muy ofensivas, la sonda American Mars Observer (1993) se perdió, la conexión se interrumpió unos días antes de llegar a Marte. La causa más probable es una explosión del motor debido a una fuga de componentes de combustible.
El primero que logró superar la difícil distancia y transferir una foto del Planeta Rojo de cerca fue la sonda estadounidense Mariner 4, que voló cerca de Marte en julio 1965.
Una serie de vehículos ya se habían perdido en la órbita de Marte.
27 de marzo 1989 se perdió en la estación soviética Phobos-2, momento en el cual 57 ya estaba en la órbita de Marte. Durante su trabajo, Phobos-2 transmitió a la Tierra resultados científicos únicos sobre las características térmicas de Phobos, el ambiente de plasma de Marte y la erosión de su atmósfera bajo la influencia del "viento solar". Lamentablemente, no fue posible cumplir la tarea principal de la misión: aterrizar las mini-sondas Phobos Pro-F y DAS en la superficie de Phobos.
En 1999, la estación estadounidense Mars Climate Orbitter fue asesinada en circunstancias curiosas, quemada en la primera órbita de la atmósfera del Planeta Rojo. Una investigación interna de la NASA reveló que los grupos de trabajo de especialistas utilizaban diferentes sistemas de medición: anglosajón métrico y tradicional (pies, libras, pulgadas). Desde entonces, la NASA ha prohibido las unidades de medida de EE. UU.: Todos los cálculos se realizan exclusivamente en kilogramos y metros.
Las aletas de la plataforma de aterrizaje se cierran alrededor de la oportunidad del vehículo móvil plegado, 2003.
Hay grandes problemas que esperan a alguien que se atreva a aterrizar en la superficie de Marte: la atmósfera insidiosa es demasiado débil para confiar en la fuerza de las líneas de paracaídas, pero aún es demasiado densa para acercarse a la superficie a la velocidad cósmica. ¡Esto suena inusual, pero Marte en términos de aterrizaje es uno de los cuerpos celestes más complejos!
El aterrizaje se produce en varias etapas: motores de freno, frenos aerodinámicos en la atmósfera superior, desaceleración del paracaídas, nuevamente motores de freno, motores de "airbags" de aterrizaje suave / inflable o una "grúa de aire" única. Una línea separada es el problema de la estabilización.
El objeto más pesado hecho por el hombre que pudo llevarse a la superficie del planeta fue el Mars Rover MSL, mejor conocido como "Curiosidad", un aparato con una masa de 900 kg (peso en el campo gravitacional de Mars - 340 kg). Pero, admitimos honestamente, los especialistas de vuelo y los observadores externos se sorprendieron por la complejidad del patrón de aterrizaje y los problemas encontrados durante el descenso en la atmósfera del planeta. 500 miles de líneas de código de software, 76 squibs en una cierta secuencia, separación del rover de la plataforma que cuelga en el aire cuando los motores a reacción están encendidos y suave bajando desde una altura en los cables de nylon. ¡Fantástico!
Planeta Marte: sin agua, sin vegetación, habitado por estadounidenses robots.
Autorretrato del rover "Curiosidad".
Autorretrato del rover "Curiosidad".
Muchos héroes pudieron sobrevivir a la vibración y las enormes sobrecargas en las etapas de lanzamiento y aceleración a Marte, soportaron el frío brutal del espacio exterior, pero murieron mientras intentaban aterrizar en un cuerpo celestial insidioso. Por ejemplo, el Soviet Mars-2 se estrelló, convirtiéndose en el primer objeto hecho por el hombre en la superficie de Mars (año 1971).
La primera estación que realizó un aterrizaje suave en la superficie de Marte fue el soviético Mars-3. Por desgracia, debido a una descarga de corona, 14 segundos después del aterrizaje, la estación falló.
La sonda europea Beagle-2003 (el módulo de aterrizaje de la sonda orbital Mars Express) desapareció sin dejar rastro en 2; el dispositivo entró audazmente en la atmósfera carmesí del planeta, pero después de eso no se contactó ...
Marte guarda con seguridad sus secretos.
PS A partir de 21 en noviembre 2013, hay dos rovers en la superficie de Red Planet: Opportunity (MER-B) y Curiosity (MSL). El primero funcionó en esas condiciones ya días 3586: en tiempos 39 más largos que el período estimado y se arrastró sobre la superficie 38 de kilómetros durante este tiempo.
Hay tres naves espaciales en la órbita de Marte: la Marte-Odisea, la aeronave de reconocimiento orbital de Marte (MRO) y la sonda europea Marte-Express. La Odisea duró más tiempo, su misión ha estado vigente durante el año trece.
Un nuevo cambio se apresura a ayudar a los veteranos: la investigación india Mangalyaan (lanzada en 5 en noviembre, 2013), así como el mencionado MAVEN. Con suerte, en un futuro próximo, Rusia también participará activamente en la "regata marciana", para 2016 y 2018. Se planean dos expediciones conjuntas ruso-francesas "ExoMars" (se firmó un acuerdo de cooperación en 14 en marzo en 2013). En el mismo año, 2018, una estación de Phobos-Soil 2 actualizada y más avanzada, debe ir a Marte. Esta vez todo va bien.
Cámara HiRISE de alta resolución a bordo del Martian Orbital Scout (MRO)
Rastros del rover "Opportunity", filmado por una cámara MRO
Panorama de Greeley Haven. Vista del cabo York y del cráter Endeavour. El panorama fue obtenido por el roedor Opportunity durante la temporada de invierno en 2012.
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