- Jaké jsou minimální informace za maximální cenu?
- Toto jsou starty vesmírných stanic na Mars.
18. listopadu 2013 byla z mysu Canaveral vypuštěna nosná raketa Atlas-V s automatickou meziplanetární stanicí MAVEN, určenou ke studiu atmosféry Marsu.
Všechny systémy odpalovací rampy SLC-4 fungovaly perfektně-v 13:18 místního času se blízkost kosmodromu otřásla silným hukotem RD-180 (v obou fázích startu Atlas-V jsou použity motory ruské výroby vozidlo). 300tunový tým dýchající ohně se odtrhl od odpalovací rampy a prudce zvýšil rychlost a vyrazil vstříc hvězdám. Po 27 minutách po vstupu na referenční oběžnou dráhu Země byly spuštěny motory horního stupně „Kentaur“: MAVEN získal druhou vesmírnou rychlost a vstoupil na dráhu odletu na Mars.
První opravný manévr je naplánován na 3. prosince. Za 10 měsíců, 22. září 2014, by měla stanice po nalétání 300 milionů kilometrů v ledové temnotě vstoupit na oběžnou dráhu Marsu. Začne vědecká mise s odhadovaným trváním 1 pozemský rok.
Start v rámci programu MAVEN se stal jednou z hlavních intrik v oblasti vesmírných startů v roce 2013 - úplné nebo částečné pozastavení práce amerických vládních agentur od 1. října 2013 ohrozilo plánovanou expedici na Rudou planetu, a to navzdory plná připravenost všech technických systémů raketového a vesmírného systému. a také dobré „časové okno“pro start na Mars. Skutečně hrozilo narušení všech plánovaných termínů a odložení spuštění MAVEN na rok 2016.
A to přesto, že samotná kosmická loď už byla na mysu Canaveral od srpna, procházela intenzivní přípravou k letu a uvnitř montážní dílny kosmodromu čekala připravená nosná raketa Atlas-V!
Absurdní situaci zachránili právníci NASA, kteří našli mezeru v zákonech, podle nichž start meziplanetární sondy splňuje kritéria vylučující MAVEN ze seznamu vynucených škrtů v rozpočtu. Pětiletá práce zaměstnanců University of Colorado a laboratoře kosmického výzkumu University of Berkeley nebyla marná - meziplanetární stanice v hodnotě 671 milionů dolarů (vytvoření samotné sondy stálo 485 milionů dolarů, dalších 187 milionů byly vynaloženy na předstartovní přípravu a nákup nosné rakety Atlas-V) byly bezpečně odeslány do zamýšleného cíle.
MAVEN se stal 45. misí na Mars a desátou orbitální průzkumnou misí NASA v blízkosti Rudé planety. Název sondy je komplexní zkratkou pro Mars Atmosphere a Volatile EvolutioN, která plně odráží úkoly nadcházející expedice. MAVEN je určen ke studiu atmosféry Marsu - tenké plynné skořápky, jejíž tlak v vrstvě blízkého povrchu je pouze 0,6% zemské atmosféry, a složení plynu je zcela nevhodné pro lidské dýchání (atmosféra Marsu je téměř celá - 95% - oxid uhličitý).
Snímek vikingského aparátu, 1976
Ale i tato chatrná atmosféra neustále mizí - malá gravitace Marsu není schopna udržet plynový obal kolem planety. Kosmický vítr každoročně „odfukuje“své horní vrstvy do vesmíru, čímž odsouvá Mars k přeměně na zmrzlý blok kamene, podobný Měsíci nebo Merkuru.
Ale kdy by se to mělo stát? A jaký byl Mars v dávné minulosti, když jeho plynová schránka ještě nebyla tak silně vybitá? Jaká je míra vymizení atmosféry Marsu v absolutním vyjádření?
Právě na to by měla přijít kosmická loď MAVEN: pohyb po Marsu po eliptické dráze s pericentrem 150 km a apocentrem 6200 km by měl určit aktuální stav horních vrstev a povahu jejich interakce se slunečním větrem. Stanovte přesnou míru ztráty atmosféry a faktory ovlivňující tento proces. Určete poměr stabilních izotopů v atmosféře, který by měl „osvětlit“historii marťanského klimatu. Nepřímo to bude schopno odpovědět na otázku: existovaly v minulosti podmínky, které umožňovaly přítomnost kapalné vody na povrchu Marsu?
Jediná věc, která zarmoutila specialisty NASA, je, že novou orbitální sondu nelze kvůli extrémně prodloužené dráze použít jako opakovač signálů z roverů.
MAVEN prochází testem odstředivky
Na palubě sondy je 8 nejmodernějších přístrojů:
- sada pro studium částic a polí (tři analyzátory částic „slunečního větru“, senzor Langmuirových vln (oscilace plazmy) a dvojice indukčních magnetometrů);
- ultrafialový spektrometr, který umožňuje vzdáleně určovat parametry atmosféry a ionosféry vzdálené planety;
- neutrální a iontový hmotnostní spektrometr pro studium izotopového složení atmosféry Marsu.
Působivé vědecké vybavení a systémy na podporu života, včetně systému řízení polohy, palubního počítače, solárních panelů a zařízení pro komunikaci se Zemí, zajišťující výměnu dat rychlostí až 10 Mbit / s - to vše se vejde do pouzdra o velikosti 2, 3 x 2, 3 x 2 m (šířka sondy s otevřenými solárními panely - 11 m). Hmotnost zařízení, systémů a vědeckých zařízení je 809 kg.
Byl Mars v dávné minulosti podobný Zemi? MAVEN tento problém určitě objasní. Hlavní věcí je bezpečně se dostat do cíle. A to, jak ukazuje praxe, je velmi obtížné …
Kronika letů na Mars
Mars je nejnavštěvovanějším a nejstudovanějším nebeským tělesem a podle těchto kritérií překonal i Měsíc blízko nás. Výzkumníky láká hodně: relativně krátká doba letu (i se stávajícími technologiemi - necelý rok). Vhodné podmínky povrchu: žádné extrémní tlaky a teploty, přijatelné záření pozadí, osvětlení a gravitace. Mars je ze všech planet nejvhodnější pro hledání mimozemského života (i v dávné minulosti) a v budoucnu je vhodný pro přistání expedice s posádkou na jeho povrch.
Cesta k Rudé planetě je však plná nehod a úlomků kosmických lodí: ze 45 zahájených expedic se na Červenou planetu dostala jen něco málo přes polovinu. A jen málokdo dokázal plánovaný program plně naplnit.
Prostor neodpouští spěch a sebemenší chyby. Mnoho „průzkumníků Marsu“svou misi na začátku propadlo. To se týká hlavně vesmírné rasy 60. let, kdy podle pokynů strany a vlády bylo za každou cenu požadováno spuštění aparátu a dosažení priority ve vesmíru. V důsledku toho zemřely stanice „Mars 1960A“, „1960B“, „Mariner-8“v zemské atmosféře v důsledku nehod s nosnými raketami.
Ještě více stanic se dokázalo dostat na referenční oběžnou dráhu, ale nemohlo dosáhnout trajektorie odletu: někdo uvízl na LEO, jako Phobos-Grunt, a později se vrátil na Zemi v podobě oslnivě jasné ohnivé koule; někdo nenabral potřebnou rychlost pro let na Mars a beze stopy zmizel na obrovských heliocentrických drahách („Mariner-3“). Celkově ze 45 vypuštěných sond bylo pouze 31 (včetně MAVEN) schopno dosáhnout vypočítané trajektorie letu k Marsu. Ke cti naší zemi je, že první z kosmických lodí, která stanovila kurz pro Rudou planetu, byla sovětská sonda Mars-1 (vypuštěna 1. listopadu 1962). Další odstavec o něm bohužel vypovídá.
Model meziplanetární automatické stanice "Mars-1"
Skutečná noční můra začíná během měsíce trvajícího letu do Red Flight. Jeden špatný příkaz - a zařízení, které ztratilo orientaci, ztrácí schopnost komunikovat se Zemí a mění se v zbytečný vesmírný odpad. K podobnému obtěžování došlo i u stanice Mars -1 - únik dusíku z válců systému řízení polohy: komunikace se stanicí byla ztracena ve vzdálenosti 106 milionů km od Země. Další zařízení - „Zond -2“- trpělo neúplným odhalením solárních panelů: výsledné výpadky proudu způsobily poruchu palubního zařízení, „Zond -2“tiše vymřel před svými tvůrci. Podle balistických výpočtů měla 6. srpna 1965 v blízkosti Marsu projít neřízená sonda.
Japonská sonda Nozomi zahynula v rozlehlosti vesmíru velmi tvrdě a strašně. Nedostatek vlastní nosné rakety potřebné síly se stal špatným znamením při vyslání expedice na vzdálenou planetu, nicméně mazaní Japonci doufali, že získají potřebnou rychlost složitými gravitačními manévry v blízkosti Země a Měsíce. Všechno samozřejmě nešlo podle plánu - „Nozomi“odešla mimo kurz. Japoncům se podařilo vypočítat novou trajektorii a znovu nasměrovat stanici na Mars, i když byli o 4 roky pozadu oproti plánu. Teď hlavní je vydržet ve vesmíru na dlouhou dobu. Běda … Silná sluneční erupce poškodila křehkou výplň sondy. V době, kdy se blížilo k Marsu, v nádržích zamrzl hydrazin - nebylo možné vydat brzdný impuls a Nozomi v zoufalství prošla 1000 km nad povrchem Rudé planety, aniž by kdy vstoupila na oběžnou dráhu poblíž Marsu.
Za velmi urážlivých okolností došlo ke ztrátě americké sondy „Mars Observer“(1993) - komunikace s ní byla přerušena jen pár dní před příjezdem na Mars. Nejpravděpodobnější příčinou je výbuch motoru v důsledku úniku palivových součástí.
První, kdo překonal obtížnou vzdálenost a vyslal detailní fotografii Rudé planety, byla americká sonda Mariner 4, která v červenci 1965 letěla v blízkosti Marsu.
Řada vozidel byla ztracena již na oběžné dráze Marsu.
27. března 1989 byla ztracena komunikace se sovětskou stanicí „Phobos-2“, která v té době již byla na oběžné dráze Marsu 57 dní. Během své práce „Phobos-2“přenesl na Zemi jedinečné vědecké výsledky o tepelných charakteristikách Phobosu, plazmatickém prostředí Marsu a erozi jeho atmosféry pod vlivem „slunečního větru“. Bohužel, hlavní úkol mise - přistání mini -sond PrOP -F a DAS na povrchu Phobosu - selhal.
V roce 1999 za podivných okolností zahynula americká stanice „Mars Climate Orbiter“, která vyhořela na první oběžné dráze v atmosféře Rudé planety. Interní vyšetřování NASA ukázalo, že pracovní skupiny specialistů používají různé měřicí systémy - metrické a tradiční anglosaské (stopy, libry, palce). Od té doby NASA zakázala americké měrné jednotky - všechny výpočty jsou prováděny výhradně v kilogramech a metrech.
Dveře přistávací plošiny se zavírají kolem složeného roveru Opportunity, 2003
Každý, kdo se odváží přistát na povrchu Marsu, čeká velmi velké potíže - zrádná atmosféra je příliš slabá na to, aby se mohla spolehnout na sílu padákových linií, ale přesto příliš hustá na to, aby se přiblížila k povrchu kosmickou rychlostí. Může to znít neobvykle, ale Mars je z hlediska přistání jedním z nejsložitějších nebeských těles!
Přistání probíhá v několika fázích: brzdící motory, aerodynamické brzdění v horních vrstvách atmosféry, zpomalující padák, opět brzdové motory, motory s měkkým přistáním / airbagy nebo jedinečný „vzduchový ventil“. Problém stabilizace je samostatný řádek.
Nejtěžším člověkem vyrobeným předmětem, který mohl být dodán na povrch planety, byl rover MSL, lépe známý jako „Curiosity“- zařízení o hmotnosti 900 kg (hmotnost v gravitačním poli Marsu - 340 kg). Ale buďme upřímní, letoví specialisté a vnější pozorovatelé byli ohromeni složitostí přistávacího schématu a problémy, se kterými se setkávali během sestupu v atmosféře planety.500 tisíc řádků programového kódu, 76 žabek v určitém pořadí, oddělení roveru od plošiny visící ve vzduchu se zapnutými proudovými motory a měkký sestup z výšky na nylonových kabelech. Fantastický!
Planeta Mars: žádná voda, žádná vegetace, obývaná americkými roboty.
Autoportrét roveru Curiosity
Mnoho hrdinů dokázalo přežít vibrace a obrovské přetížení ve fázích startu a zrychlení na Mars, odolalo silnému chladu vesmíru, ale zemřelo při pokusu o přistání na zákeřném nebeském těle. Například sovětský „Mars-2“havaroval a stal se prvním člověkem vyrobeným objektem na povrchu Marsu (1971).
První stanicí, která provedla měkké přistání na povrchu Marsu, byl sovětský Mars-3. Bohužel, kvůli vzniklému korónovému výboje, stanice zhasla 14 sekund po přistání.
Evropská sonda „Beagle-2“(přistávací modul orbitální sondy „Mars-Express“) zmizela beze stopy v roce 2003-zařízení odvážně vstoupilo do karmínové atmosféry planety, ale poté se již nikdy nedotklo Země …
Mars bezpečně uchovává svá tajemství.
P. S. K 21. listopadu 2013 operují na povrchu Rudé planety dva rovery Mars - Opportunity (MER -B) a Curiosity (MSL). První pracoval v těchto podmínkách 3586 dní - 39krát déle než odhadované období a během této doby se plazil po povrchu 38 kilometrů.
Na oběžné dráze Marsu jsou tři kosmické lodě: Mars-Odysseus, Mars Orbital Reconnaissance (MRO) a evropská sonda Mars-Express. Odysseus vydržel nejdéle - jeho mise trvá již třináctý rok.
Na pomoc veteránům závodí nová směna - indická sonda Mangalyaan (vypuštěna 5. listopadu 2013), stejně jako zmíněný MAVEN. Doufejme, že se v blízké budoucnosti také Rusko aktivně zúčastní „marťanské regaty“- pro roky 2016 a 2018. jsou naplánovány dvě společné rusko-francouzské expedice „Exomars“(dohoda o spolupráci byla podepsána 14. března 2013). Ve stejném roce 2018 by měla aktualizovaná a pokročilejší stanice Phobos-Grunt 2 zamířit na Mars. Tentokrát vše dobře dopadne.
Kamera HiRISE s vysokým rozlišením na palubě Marťanské průzkumné oběžné dráhy (MRO)
Stopy roveru příležitosti zachycené MRO
Panorama oblasti Greeley Haven. Pohled na mys York a kráter Endeavour. Panorama pořídil rover Opportunity během zimování v roce 2012.
