Hur den röda planeten erövrades och vad vi lyckades lära oss om den. Trafiken på Marsleden ökar

Mars har fängslat människor sedan vi först såg det som ett objekt på himlen som från början såg ut att vara en stjärna, och en vacker stjärna på det eftersom den är röd till färgen. Under 1:a århundradet förde teleskop vår blick närmare dess yta, full av spännande mönster och landformer för första gången. Forskare förknippade ursprungligen detta med den sjudande civilisationen på mars...

1. Karta över Mars yta från XNUMX-talet.

Vi vet nu att det inte finns några kanaler eller några konstgjorda strukturer på Mars. Det har dock nyligen föreslagits att denna nu torra, giftiga planet för 3,5 miljarder år sedan kan ha varit lika beboelig som jorden (2).

Mars det är den fjärde planeten från solen, strax efter jorden. Det är bara lite mer än halva jordenoch dess densitet är bara 38 procent. markbundna. Det tar längre tid att göra ett varv runt solen än jorden, men den roterar runt sin axel med ungefär samma hastighet. Det är därför ett år på Mars varar 687 jorddagaroch en dag på Mars är bara 40 minuter längre än på jorden.

Trots sin mindre storlek är planetens landyta ungefär lika stor som jordens kontinenter, åtminstone i teorin. Tyvärr är planeten för närvarande omgiven av en tunn atmosfär som huvudsakligen består av koldioxid och kommer sannolikt inte att stödja liv på jorden.

Metan förekommer också med jämna mellanrum i atmosfären i denna uttorkade värld, och jorden innehåller kemikalier som är giftiga för livet som vi känner det. Fastän det finns vatten på Mars, den är fångad i planetens polära iskappor och gömd, kanske i stora mängder, under Mars yta.

2. Hypotetisk syn på Mars för miljarder år sedan

Idag, medan forskare utforskar ytan av mars (3), de ser strukturer som utan tvekan är ett verk av långvariga vätskor – förgrenande bäckar, floddalar, bassänger och deltan. Observationer visar att planeten en gång kunde ha haft en det stora havet som täcker dess norra halvklot.

På andra håll björnarnas landskap spår av gamla regnskurar, reservoarer, floder som skär genom flodbäddar på marken. Förmodligen var planeten också höljd i en tät atmosfär, vilket gjorde att vatten kunde förbli i flytande tillstånd vid temperaturer och tryck på mars. Någon gång i det förflutna ska planeten nu ha genomgått en dramatisk förvandling, och en värld som en gång kan ha varit ganska jordliknande blev den uttorkade ödemarken som vi utforskar idag. Forskare undrar vad som hände? Var tog dessa bäckar vägen och vad hände med Mars atmosfär?

Tills vidare. Kanske kommer detta att förändras under de närmaste åren. NASA hoppas att de första människorna kommer att landa på Mars på 30-talet. Vi har pratat om det här schemat i ungefär tio år. Kineserna spekulerar om liknande planer, men mindre specifikt. Innan vi börjar dessa ambitiösa program, låt oss försöka göra en inventering av ett halvt sekel av mänsklig utforskning av Mars.

Mer än hälften av uppdraget misslyckades

Skickar en rymdfarkost till Mars svårt, och att landa på denna planet är ännu svårare. Den tunna Marsatmosfären gör det till en enorm utmaning att nå ytan. Cirka 60 procent. Landningsförsök under decennier av planetarisk utforskning har misslyckats.

Hittills har sex rymdorganisationer framgångsrikt nått Mars - NASA, Rysslands Roscosmos och sovjetiska föregångare, European Space Agency (ESA), Indian Space Research Organisation (ISRO), den kinesiska byrån, som inte bara placerade en orbiter utan också framgångsrikt landade och lanserade en rover, utforskade ytan av Zhurong Nave, och slutligen Förenade Arabemiratens rymdorganisation med Amal (Hope)-sonden.

Sedan 60-talet har dussintals rymdfarkoster skickats till Mars. Först antal sond på Mars sköt mot Sovjetunionen. Uppdraget inkluderade de första avsiktliga passen och en hård (påverkan) landning (Mars, 1962).

Första lyckade kryssningsflygningen runt Mars inträffade i juli 1965 med hjälp av NASA:s Mariner 4-sond. mars 2 i Mars 3 1971 kraschade dock den första rovern med en Mars rover ombord, och kontakt med Mars 3 den bröt av så fort den nådde ytan.

Lanserades av NASA 1975, Vikingsonderna bestod av två orbiters, var och en med en landare som framgångsrikt mjuklandade 1976. De genomförde också biologiska experiment på Mars mark för att upptäcka tecken på liv, men resultaten var ofullständiga.

NASA förlängning Mariner-program med ytterligare ett par Mariner 6 och 7 sonder. De placerades i nästa lastningsfönster och nådde planeten 1969. Under nästa laddningsfönster tappade Mariner återigen ett av sina sondpar.

mariner 9 gick framgångsrikt in i omloppsbana runt Mars som den första rymdfarkosten i historien. Han upptäckte bland annat att en dammstorm rasade över planeten. Hans fotografier var de första som gav mer detaljerade bevis för att flytande vatten en gång kan ha funnits på planetens yta. Baserat på dessa studier fann man också att det namngivna området Inget olympiskt är det högsta berget (närmare bestämt en vulkan), vilket ledde till dess omklassificering till Olympus Mons.

Det var många fler misslyckanden. Till exempel skickades de sovjetiska sonderna Phobos 1 och Phobos 2 till Mars 1988 för att studera Mars och dess två månar, med särskilt fokus på Phobos. Phobos 1 Tappade kontakten på vägen till Mars. Phobos 2även om den framgångsrikt fotograferade Mars och Phobos, kraschade den innan de två landarna träffade Phobos yta.

Också misslyckat uppdrag av den amerikanska Mars Observer orbiter år 1993. Kort därefter, 1997, rapporterade en annan NASA-observationssond, Mars Global Surveyor, att han gick in i Mars-banan. Detta uppdrag var en fullständig framgång och 2001 hade hela planeten kartlagts.

4. Rekonstruktioner i naturlig storlek av Mars-rovers Sojourner, Spirit, Opportunity och Curiosity med deltagande av NASA-ingenjörer.

1997 skedde också ett stort genombrott i form av en framgångsrik landning i Ares Valley-området och utforskning av ytan med hjälp av Lasika NASA Sojourner som en del av Mars Pathfinder-uppdraget. Förutom vetenskapliga syften, Mars Pathfinder Mission det var också ett proof-of-concept för olika lösningar, såsom landningssystemet för krockkuddar och automatiskt undvikande av hinder, som senare användes i efterföljande roveruppdrag (4). Innan de anlände fanns det dock ytterligare en våg av Mars-misslyckanden 1998 och 1999, kort efter framgångarna med Global Surveyor och Pathfinder.

Det var olyckligt Japanska orbiter-uppdraget Nozomisåväl som NASA orbiters Mars Climate Orbiter, Mars Polar Lander Jag är en penetrator Deep Space 2med olika fel.

Europeiska rymdorganisationen Mars Express uppdrag (ESA) nådde Mars 2003. Ombord fanns landaren Beagle 2, som förlorades under ett landningsförsök och försvann i februari 2004. Beagle 2 upptäcktes i januari 2015 av HiRise-kameran på NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Det visade sig att han landade säkert, men han kunde inte använda solpanelerna och antennen fullt ut. Orbital Mars Express dock gjorde han viktiga upptäckter. 2004 upptäckte han metan i planetens atmosfär och observerade det två år senare. polarstjärnor.

I januari 2004 namngav NASA två Mars-rovers Anden i Serbien (MER-A) I Möjlighet (MER-B) landade på Mars yta. Båda överträffade markant de beräknade tidtabellerna för mars. Bland de viktigaste vetenskapliga resultaten av detta program var övertygande bevis för att flytande vatten tidigare fanns vid båda landningsplatserna. Spirit Rover (MER-A) var aktiv fram till 2010, då den slutade skicka data eftersom den fastnade i en sanddyn och inte kunde omorientera sig för att ladda batterierna.

Sen Phoenix landade på Mars nordpol i maj 2008, och närvaron av vattenis bekräftades. Tre år senare lanserades Mars Science Laboratory ombord på Curiosity-rovern, som nådde Mars yta i augusti 2012. Vi skriver om de viktigaste vetenskapliga resultaten av hans uppdrag i en annan artikel i detta nummer av MT.

Ett annat misslyckat försök att landa på Mars av Europeiska ESA och det ryska Roscosmos var Landaunik Schiaparellisom kopplades bort från ExoMars Trace Gas Orbiter. Uppdraget anlände till Mars 2016. Men under nedstigningen öppnade Schiaparelli sin fallskärm i förtid och kraschade till ytan. Han tillhandahöll dock nyckeldata under fallskärmsnedstigningen, så testet ansågs vara en delvis framgång.

Två år senare landade en annan sond på planeten, denna gång en stationär. Insiktsom gjorde forskning om det diametern på Mars kärna har bestämts. InSight-mätningar visar att diametern på Mars kärna är mellan 1810 1850 och 3483 XNUMX kilometer. Detta är nästan hälften av diametern på jordens kärna, som är cirka XNUMX km. Samtidigt är den dock större än vad vissa uppskattningar har visat, vilket innebär att marskärnan är mindre vanlig än man tidigare trott.

InSight-sonden försökte utan framgång gräva djupare ner i Mars-jorden. Redan i januari övergav de användningen av den polsk-tyska "mullvaden", d.v.s. termisk sond, som var tänkt att vara nedgrävd i marken för att mäta flödet av termisk energi. Mullvaden stötte på mycket friktion och sjönk inte tillräckligt djupt ner i marken. Sonden lyssnar också seismiska vågor inifrån planeten. Tyvärr kanske InSight-uppdraget inte har tillräckligt med tid för att göra fler upptäckter. Damm samlas på enhetens solpaneler, vilket gör att InSight får mindre ström.

Under de senaste decennierna rörelsen i planetens omloppsbana ökade också systematiskt. Ägs av NASA Mars Odyssey gick in i Mars omloppsbana 2001. Dess uppdrag är att använda spektrometrar och avbildningsenheter för att söka efter tidigare eller nuvarande bevis på vatten och vulkanisk aktivitet på Mars.

2006 anlände en sond som tillhörde NASA i omloppsbana. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), som skulle genomföra en tvåårig vetenskaplig undersökning. Orbiter har börjat kartlägga Mars landskap och väder för att hitta lämpliga landningsplatser för kommande landningsuppdrag. MRO tog den första bilden av en serie aktiva laviner nära planetens nordpol 2008. MAVEN orbiter anlände i omloppsbana om den röda planeten 2014. Uppdragets mål är främst att fastställa hur planetens atmosfär och vatten gick förlorade under denna tid. årets.

Ungefär samtidigt, hans första Mars orbital sond, Mars Orbit Mission (MAMA), även kallad Mangalyaan, lansering av den indiska rymdforskningsorganisationen (ISRO). Den gick in i omloppsbana i september 2014. Indiens ISRO har blivit den fjärde rymdorganisationen att nå Mars, efter det sovjetiska rymdprogrammet, NASA och ESA.

5. Kinesiska terrängfordon Zhuzhong

Ett annat land i Mars-klubben är Förenade Arabemiraten. Tillhör dem orbiter Nästan gick med den 9 februari 2021. En dag senare gjorde den kinesiska sonden samma sak. Tianwen-1, med en landare och 240 kg Zhurong-rover (5), som framgångsrikt mjuklandade i maj 2021.

Den kinesiska ytutforskaren ansluter sig till tre amerikanska sonder som för närvarande är aktiva och aktiva på planetens yta. Lazikovs nyfikenhet i Uthållighetsom också framgångsrikt landade i februari i år, och Insight. Och om man räknar Genialisk flygande drönare släppt av det senaste amerikanska uppdraget, separat, det vill säga, man-maskiner som arbetar på Mars yta för tillfället är fem.

Planeten utforskas också av åtta orbiters: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 och Amal. Hittills har inga prover skickats från Mars, och landningsinflygningen till Phobos Moon (Phobos-Grunt) under starten 2011 misslyckades.

6. Bilder av Mars yta från CaSSIS-instrumentet från Exo Mars orbiter.

All denna marsforsknings-"infrastruktur" fortsätter att tillhandahålla nya och intressanta data om denna fråga. röd planet. Nyligen upptäckte ExoMars Trace Gas Orbiter väteklorid i Mars atmosfär. Resultaten publicerades i tidskriften Science Advances. "Ånga behövs för att frigöra klor, och vattenbiprodukten behöver väte för att bilda väteklorid. Det viktigaste i dessa kemiska processer är vatten”, förklarade han. Kevin Olsen från University of Oxford, i ett pressmeddelande. Forskare säger att förekomsten av vattenånga stöder teorin att Mars förlorar stora mängder vatten över tiden.

Ägs av NASA Mars Reconnaissance Orbiter han märkte också nyligen något konstigt på Mars yta. Det är registrerat med boardingkort HiRise kamera ett djupt hål (7), som ser ut som en svart mörk fläck med en diameter på cirka 180 meter. Ytterligare forskning visade sig vara ännu mer överraskande. Det visade sig att det fanns lös sand i botten av håligheten, och den föll åt ett håll. Forskare försöker nu fastställa skulle det djupa hålet kunna kopplas till ett nätverk av underjordiska tunnlar som lämnats av snabbt strömmande lava.

Forskare har länge misstänkt att utdöda vulkaner kan lämnas kvar stora grottlavarör på Mars. Dessa system kan visa sig vara mycket lovande platser för framtida placering av marsbaser.

Hur ser framtiden ut för den röda planeten?

Inom ramen för programmet ExoMars, ESA och Roscosmos planerar att skicka Rosalind Franklin-rover 2022 för att söka efter bevis på förekomsten av mikroorganismer på Mars i det förflutna eller nuet. Landaren som rovern är tänkt att leverera kallas Kazachok. Samma fönster 2022 Mars bana UC Berkeleys EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) ska flyga med två rymdfarkoster på ett uppdrag som syftar till att studie av struktur, sammansättning, volatilitet i dynamiken i Mars magnetosfär Oraz atmosfäriska flyktprocesser.

Den indiska byrån ISRO planerar att följa upp sitt uppdrag med ett uppdrag som kallas Mars Orbiter Mission 2 (MOM-2). Det är möjligt att Indien förutom orbitern också vill skicka en rover för att landa och utforska planeten.

Något mindre specifika reseförslag inkluderar det finsk-ryska konceptet Mars MetNetvilket innebär att man använder många små väderstationer på Mars för att skapa ett omfattande nätverk av observationer för att studera planetens atmosfäriska struktur, fysik och meteorologi.

Mars-Grunt detta är i sin tur det ryska konceptet för ett uppdrag som syftar till leverera ett prov av marsjord till jorden. ESA-NASA-teamet har utvecklat ett koncept för en tre-start-och-retur-arkitektur från Mars som använder en rover för att lagra små prover, ett Mars stigande steg för att skicka dem i omloppsbana och en orbiter för att kommunicera med dem över luften . Mars och återför dem till jorden.

Solel-elektrisk drivning kan tillåta en start för att returnera prover istället för tre. Den japanska byrån JAXA arbetar också med ett uppdragskoncept som kallas MELOS-rover. leta efter biosignaturer existerande liv på Mars.

Naturligtvis finns det mer bemannade uppdragsprojekt. USA:s rymdutforskning sattes som ett långsiktigt mål i den rymdutforskningsvision som tillkännagavs 2004 av USA:s dåvarande president George W. Bush.

28 september 2007, NASA-administratör. Michael D. Grip NASA har som mål att skicka människor till Mars 2037. I oktober 2015 publicerade NASA en formell plan för mänsklig utforskning och kolonisering av Mars. Den kallades "Resan till Mars" och beskrevs i detalj av MT på den tiden. Det är förmodligen inte längre relevant, eftersom det involverade användningen av den internationella rymdstationen i jordens omloppsbana, snarare än månen, och en månstation som ett mellanstadium. Idag pratas det mer om att återvända till månen som ett sätt att ta sig till Mars.

Han dök också upp på vägen Elon Musk och SpaceX med sina ambitiösa och ibland ansett orealistiska planer för konventionella uppdrag till Mars för kolonisering. 2017 tillkännagav SpaceX planer fram till 2022, följt av ytterligare två obemannade flygningar och ytterligare två besättningsflygningar 2024. Starship måste ha en lastkapacitet på minst 100 ton. Flera Starship-prototyper testades framgångsrikt som en del av Starship-utvecklingsprogrammet, inklusive en helt framgångsrik landning.

Mars är den överlägset mest studerade och välkända kosmiska kroppen efter eller lika med månen. Ambitiösa planer, inklusive kolonisering, är en, ganska vag, utsikt för tillfället. Säkert är dock att rörelsen fram och tillbaka ytan av den röda planeten kommer att växa under de kommande åren.