У пошуках життя на Червоній планеті

Сім хвилин жаху, які потім повинні перетворитися на тривалу місію на Червоній планеті. Які дивовижні експерименти доручено провести марсоходу Perseverance і чи вдасться безпілотнику Ingenuity здійснити перший політ над планетою?

Про це пише Scientific American.

18 лютого цей марсохід NASA зробив посадку на поверхню Марса, і ось чим він буде зайнятий перші кілька місяців.

Коли справа стосується космічних місій, точний розрахунок часу має ключове значення. Щоби будь-яка подібна місія виявилася успішною, потрібна філігранна хореографія послідовності команд і дій, — тим більше якщо йдеться про посадку на поверхню іншої планети.

18 лютого NASA виконала ще один майстерний танець міжпланетної хронології, коли її ровер Perseverance ("наполегливість") торкнувся поверхні Марса і тепер зможе продовжити справу свого естетично ідентичного брата — марсохода Curiosity, який сів на поверхню Марса в 2012 році. Цього разу місія Perseverance полягає в тому, щоб знайти сліди життя на Марсі, а також провести безліч інших дивовижних експериментів.

Цей марсохід вагою 1025 кілограмів оснащений радіоізотопним термоелектричним генератором, який працює за рахунок розпаду плутонію, що повинно допомогти йому уникнути тієї долі, яка спіткала місії його попередників Opportunity і Spirit, які працювали за рахунок сонячних батарей і передчасно вийшли з ладу через пил, що вкрив їхні сонячні елементи. Однак все ж вкрай важливо, щоб після приземлення марсохід якомога швидше почав рухатися і запрацював. Цей ровер повинен провести досить амбітну кількість наукових експериментів за час своєї основної місії, яка триватиме один марсіанський рік (два земні роки). І хоча його місія, швидше за все, буде продовжена, враховуючи неймовірне багатство зразків і даних, які можна зібрати в місці приземлення Perseverance — в дельті стародавньої марсіанської річки в кратері Езеро, — вчені воліли б повернути цей марсохід на Землю радше раніше, ніж пізніше.

Але перш ніж вони займуться поверненням марсохода на Землю, Perseverance повинен буде спочатку здійснити свою семихвилинну посадку на поверхню Марса в автономному режимі — її називають "сімома хвилинами жаху", — а потім перевірити роботу своїх ключових систем і зробити перший політ над поверхнею іншої планети в історії. Досить буде сказати, що розклад роботи марсохода надзвичайно щільний. Зрозуміло, розрахунки часу проведення тих чи інших маніпуляцій в ході міжпланетних місій завжди піддаються тим чи іншим змінам залежно від того, як все йде, проте розклад на перші 100 днів перебування Perseverance на поверхні Марса вже є. (Зауважте, день на Марсі приблизно на 40 хвилин довший, ніж земний.) Ось що буде відбуватися в ці перші 100 днів.

Дні 1-10

Перше, що потрібно зробити після посадки на поверхню Марса — це запустити кілька пристроїв і зняти кришки з камер, якими ровер оснащений. Потім він зробить фотографії того, що знаходиться перед ним і позаду нього, і відправить ці знімки на Землю через орбітальний апарат Mars Odyssey агентства NASA і європейський орбітальний апарат Trace Gas Orbiter. Що потім? Потім, звичайно ж, марсохід ненадовго засне, "щоб перезарядити батареї і дочекатися наступного дня на Марсі", сказала Дженніфер Троспер (Jennifer Trosper), заступник керівника програми польоту з лабораторії реактивних двигунів NASA в Каліфорнії.

Протягом декількох наступних днів марсохід Perseverance виконає кілька важливих завдань, щоб переконатися, що всі системи працюють як слід. Він підтвердить точні координати свого місцезнаходження на Марсі, поки команда на Землі буде "перевіряти базові функції ровера - живлення, термічні показники і зв'язок", сказав Троспер. "Оскільки, якщо будь-яка з цих функцій не працює, марсохід може дуже швидко опинитися в небезпеці". Він також повинен буде визначити за положенням Сонця, де саме перебуває Земля в небі, що дозволить налагодити прямий зв'язок, а потім йому потрібно буде провести перевірку його інструментів і систем, одночасно продовжуючи відправляти на Землю фотографії довколишнього ландшафту.

"Щоб усе це зробити, нам буде потрібно чотири або п'ять днів", - сказала Троспер. Наступні п'ять днів підуть на те, щоб перейти від програмного забезпечення, яке дозволило марсоходу здійснити посадку на поверхню Марса, на програмне забезпечення, яке йому необхідно для роботи на цій планеті. Тоді ровер перевірить роботу своєї робототехнічної руки, яку він буде використовувати для збору та зберігання зразків, і йому також доведеться зробити свої перші "кроки" — трохи їздити на своїх шести колесах. Поки він буде все це робити, інша команда буде ретельно вивчати фотографії місця посадки і готуватися до ще одного важливого випробування — першого польоту над поверхнею Марса.

Дні 11-60

Усередині корпусу марсохода Perseverance захований маленький "пасажир" висотою в пів метра на ім'я Ingenuity. Цей "марсіанський вертоліт" з чотирма обертовими лопатями спробує зробити перший в історії аеродинамічний політ в атмосфері іншої планети - технологічна демонстрація того, що може стати прелюдією до летючих безпілотників-розвідників у ході майбутніх місій за участю людей. Для того, щоб Ingenuity здійснив свій політ, марсоходу потрібно буде знайти ту пласку ділянку, обрану командою цього вертольота, яка розташована приблизно в 10 днях їзди від місця посадки Perseverance — тобто на відстані в 1 кілометр від цієї точки, бо марсохід може розвивати швидкість в 100 метрів на день.

Як тільки Perseverance знайде потрібне місце, він почне повільно готуватися до запуску. Ingenuity перебуває в нижній частині Perseverance і розміщений боком, тобто його спочатку потрібно буде повільно повернути і опустити на поверхню. Його опори будуть розгорнуті з допомогою пружин, і цей вертоліт повинен буде отримати останню порцію заряду від Perseverance, перш ніж він переключиться на свої власні сонячні батареї. Потім, коли буде завершена перевірка всіх систем і все буде готово, вертоліт м'яко опустять на поверхню Марса. Теоретично весь цей процес - якщо не брати до уваги заряду батарей - повинен займати всього кілька хвилин. Але інженери будуть діяти надзвичайно акуратно, попутно роблячи безліч фотографій, тож весь процес розгортання вертольота займе "близько одного марсіанського тижня", як сказав Джошуа Ревич (Joshua Ravich), керівник команди управління вертольотом в лабораторії реактивних двигунів.

Далі почнеться місія вертольота. У нього буде приблизно 30 днів для того, щоб зробити п'ять автономних польотів над поверхнею Марса, і кожен з цих польотів триватиме не більше 90 секунд. Спочатку польоти будуть низькими і короткими, проте поступово вертоліт повинен буде підніматися вище і потенційно долати відстані в кілька сотень метрів. "П'ятий політ буде найскладнішим, і в ході нього вертоліт повинен буде піднятися, пролетіти певну відстань, самостійно вибрати нове місце посадки і сісти на це місце", — пояснив Ревич. За день вертоліт може зробити тільки один політ, а між польотами він повинен заряджатися. За ходом польотів буде спостерігати марсохід Perseverance, який буде робити фотографії і навіть, імовірно, відеозаписи.

Дні 60-100

На цьому етапі інженери допускають деяку похибку в термінах виконання запланованих завдань, і 60-й день стане найранішим, а 100-й день стане найпізнішим терміном, коли вони будуть виконані. У будь-якому випадку завершення тестових польотів вертольота - п'ять польотів або 30 днів, що трапиться раніше, - ознаменує собою завершення першої фази місії. З цього моменту увага буде зосереджена на наукових завданнях марсохода. "Інженери передадуть естафету науковій команді - сказала Кейті стек Морган (Katie Stack Morgan), заступник керівника наукової програми Perseverance. - Як тільки вертоліт завершить свої польоти, в гру вступлять наші наукові інструменти".

Наукова команда вибере перше місце, куди марсохід відправиться в свої перші тижні на Марсі. "Залежно від того, де ми сидимо, у нас буде список точок, з яких ми зможемо вибирати, - сказала Морган. - Я припускаю, що ми спочатку проведемо наукове дослідження дна кратера, перш ніж перейти до дослідження дельти річки, тому що там, найімовірніше, ми знайдемо вулканічну породу, а вулканічні породи дуже зручні для отримання точних даних про абсолютний вік". Це дозволить визначити вихідну тимчасову позначку для вивчення тих зразків, які марсохід збере надалі.

Протягом наступних кількох днів Perseverance буде збирати свої перші зразки на поверхні Марса і залишить там свою першу трубку розміром з сигару — маленьку "закладку", яку зможе забрати наступна місія на Марс, щоб доставити її на Землю. Її основний інструмент MOXIE, який буде захоплювати вуглекислий газ з атмосфери Марса для його подальшої трансформації на придатний для дихання кисень, швидше за все, буде довгий час зберігати працездатність так само, як і MEDA (інструмент для оцінки погоди на Марсі) і RIMFAX, який за допомогою радара буде шукати сліди води або льоду під поверхнею.

Ця місія почнеться не так, як починалися інші місії до неї, - враховуючи демонстрацію можливостей вертольота на його ранньому етапі. Однак, коли польоти вертольота завершаться і марсохід успішно здійснить перевірку всіх своїх систем і інструментів, щоб гарантувати, що все працює як потрібно, почнеться його основна місія на поверхні Марса. Після перших 100 днів на Марсі, можливо, десь у червні, марсохід Perseverance буде готовий провести одну з найбільш захопливих операцій з пошуку слідів життя на Марсі. На той момент він уже буде працювати "на повну потужність", як сказала Троспер, і хто знає, що він може знайти на Марсі?

Джонатан О'Каллахан

Джерело: zikua.tv