Como o Planeta Vermelho foi conquistado e o que conseguimos aprender sobre ele. Tráfego na trilha marciana está aumentando

Marte cativou as pessoas desde que o vimos pela primeira vez como um objeto no céu, que inicialmente nos parecia uma estrela, e uma bela estrela, porque é vermelha. No século 1, os telescópios aproximaram nosso olhar pela primeira vez de sua superfície, cheia de padrões e formas de relevo intrigantes (XNUMX). Os cientistas inicialmente associaram isso à fervilhante civilização marciana ...

1. Mapa da superfície de Marte no século XIX.

Agora sabemos que não há canais ou estruturas artificiais em Marte. No entanto, recentemente foi sugerido que 3,5 bilhões de anos atrás, este planeta agora seco e tóxico poderia ter sido tão habitável quanto a Terra (2).

março é o quarto planeta a partir do Sol, logo após a Terra. É apenas um pouco mais da metade da Terrae sua densidade é de apenas 38%. terrestre. Leva mais tempo para completar sua revolução em torno do Sol do que a Terra, mas gira em torno de seu eixo aproximadamente na mesma velocidade. É por isso Um ano em Marte são 687 dias terrestres.e um dia em Marte é apenas 40 minutos mais longo do que na Terra.

Apesar de seu tamanho menor, a área terrestre do planeta é aproximadamente igual à área dos continentes da Terra, o que significa, pelo menos teoricamente. Infelizmente, o planeta está atualmente cercado por uma fina atmosfera composta principalmente de dióxido de carbono e é improvável que suporte a vida na Terra.

O metano também aparece periodicamente na atmosfera deste mundo árido, e o solo contém substâncias químicas que são tóxicas para a vida como a conhecemos. No entanto há água em marte, está preso nas calotas polares do planeta e escondido, talvez em grandes quantidades, sob a superfície de Marte.

2. Aparência hipotética de Marte bilhões de anos atrás

Hoje, enquanto os cientistas estão explorando superfície de marte (3), eles veem estruturas que são indubitavelmente o trabalho de fluidos de longa duração - correntes ramificadas, vales fluviais, bacias e deltas. Observações mostram que o planeta poderia ter tido um vasto oceano cobrindo seu hemisfério norte.

Em outros lugares paisagem de ursos vestígios de chuvas antigas, reservatórios, rios cortando leitos de rios no terreno. É provável que o planeta também estivesse envolto em uma atmosfera densa, o que permitia que a água permanecesse em estado líquido nas temperaturas e pressões marcianas. Em algum momento no passado, supõe-se que o planeta tenha passado por uma transformação dramática, e um mundo que antes poderia ter sido bastante semelhante à Terra tornou-se o deserto seco que exploramos hoje. Os cientistas estão se perguntando o que aconteceu? Para onde foram esses fluxos e o que aconteceu com a atmosfera marciana?

Por enquanto. Talvez isso mude nos próximos anos. A NASA espera que os primeiros humanos pousem em Marte na década de 30. Há cerca de dez anos falamos sobre esse cronograma. Os chineses estão especulando sobre planos semelhantes, mas menos específicos. Antes de embarcar nesses programas ambiciosos, vamos tentar fazer um balanço de meio século de exploração humana de Marte.

Mais da metade da missão falhou

Enviando uma nave espacial para Marte difícil, e pousar neste planeta é ainda mais difícil. A rarefeita atmosfera marciana faz com que chegar à superfície seja um grande desafio. Cerca de 60 por cento. Tentativas de pouso ao longo das décadas da história da exploração planetária foram malsucedidas.

Até agora, seis agências espaciais chegaram com sucesso a Marte - NASA, os russos Roscosmos e predecessores soviéticos, a Agência Espacial Européia (ESA), a Organização de Pesquisa Espacial Indiana (ISRO), a agência chinesa, que não apenas hospedou o orbitador, mas também pousou com sucesso e lançou o rover , explorando a superfície da nave de Zhurong e, finalmente, a agência espacial dos Emirados Árabes Unidos com a sonda "Amal" ("Esperança").

Desde a década de 60, dezenas de naves espaciais foram enviadas a Marte. O primeiro linha sonda em marte bombardeou a URSS. A missão incluiu os primeiros passes intencionais e um pouso duro (impacto) (Mars, 1962).

Primeiro cruzeiro bem sucedido em torno de Marte ocorreu em julho de 1965 usando a sonda Mariner 4 da NASA. Março de 2 i Março 3 porém, em 1971, o primeiro com o rover a bordo caiu, e o contato com Março 3 quebrou assim que chegou à superfície.

Lançadas pela NASA em 1975, as sondas Viking consistiam em dois orbitadores, cada um com um módulo de pouso que fez com sucesso um pouso suave em 1976. Eles também realizaram experimentos biológicos em solo marciano para procurar sinais de vida, mas os resultados foram inconclusivos.

NASA continuou Programa Mariner com outro par de sondas Mariner 6 e 7. Eles foram colocados na próxima janela de carregamento e chegaram ao planeta em 1969. Durante a próxima janela de carregamento, o Mariner novamente sofreu a perda de um de seus pares de sondas.

Mariner 9 entrou com sucesso em órbita ao redor de Marte como a primeira espaçonave da história. Entre outras coisas, ele descobriu que uma tempestade de poeira assolava todo o planeta. Suas fotografias foram as primeiras a fornecer evidências mais detalhadas de que a água líquida poderia ter existido na superfície do planeta. Com base nesses estudos, constatou-se também que a área denominada Nada Olímpico é a montanha mais alta (mais precisamente, um vulcão), o que levou à sua reclassificação como Olympus Mons.

Houve muitos mais fracassos. Por exemplo, as sondas soviéticas Phobos 1 e Phobos 2 foram enviadas a Marte em 1988 para estudar Marte e suas duas luas, com foco especial em Fobos. Fobos 1 perdeu contato a caminho de Marte. Fobos 2embora tenha fotografado com sucesso Marte e Fobos, caiu antes que as duas sondas atingissem a superfície de Fobos.

Também sem sucesso Missão Mars Observer do orbitador norte-americano em 1993. Pouco depois, em 1997, outra sonda de observação da NASA, a Mars Global Surveyor, relatou entrar na órbita de Marte. Esta missão foi um sucesso completo e, em 2001, todo o planeta havia sido mapeado.

4. Reconstruções em tamanho real dos rovers Sojourner, Spirit, Opportunity e Curiosity com a participação de engenheiros da NASA.

1997 também viu um grande avanço na forma de um pouso bem-sucedido na região do Vale de Ares e levantamento de superfície usando Peregrino da NASA Lazika como parte da missão Mars Pathfinder. Além dos propósitos científicos, Missão de Desbravadores de Marte foi também uma prova de conceito para várias soluções, como o sistema de pouso com airbag e a prevenção automática de obstáculos, que mais tarde foram usados ​​em missões rover subsequentes (4). No entanto, antes de chegarem, houve outra onda de fracassos marcianos em 1998 e 1999, logo após o sucesso do Global Surveyor e Pathfinder.

Foi lamentável Missão orbital japonesa Nozomibem como orbitadores da NASA Mars Climate Orbiter, Mars Polar Lander eu penetradores Espaço Profundo 2com várias falhas.

Missão da Agência Espacial Europeia Mars Express (ESA) chegou a Marte em 2003. A bordo estava um lander Beagle 2 que foi perdido durante uma tentativa de pouso e desapareceu em fevereiro de 2004. Beagle 2 foi descoberto em janeiro de 2015 pela câmera HiRise no Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) da NASA. Acontece que ele pousou em segurança, mas ele não conseguiu implantar totalmente os painéis solares e a antena. Expresso Orbital de Marte no entanto, ele fez descobertas importantes. Em 2004, ele descobriu metano na atmosfera do planeta e o observou dois anos depois. estrelas polares.

Em janeiro de 2004, dois rovers da NASA foram nomeados Espírito da Sérvia (MER-A) I Oportunidade (MER-B) pousou na superfície de Marte. Ambos excederam em muito as cartas marcianas estimadas. Entre os resultados científicos mais significativos deste programa estava a forte evidência de que existia água líquida em ambos os locais de pouso no passado. O Rover Spirit (MER-A) esteve ativo até 2010, quando parou de enviar dados porque ficou preso em uma duna e não conseguiu se reorientar para recarregar as baterias.

Então Phoenix pousou no Pólo Norte de Marte em maio de 2008 e foi confirmado que havia gelo de água. Três anos depois, o Mars Science Laboratory foi lançado a bordo do rover Curiosity, que atingiu a superfície de Marte em agosto de 2012. Escrevemos sobre os resultados científicos mais importantes de sua missão em outro artigo desta edição do MT.

Outra tentativa frustrada de pousar em Marte pela ESA européia e pela Roscosmos russa foi Lendaunic Schiaparellique se desconectou do ExoMars Trace Gas Orbiter. A missão chegou a Marte em 2016. No entanto, Schiaparelli, ao descer, abriu prematuramente seu pára-quedas e caiu na superfície. No entanto, ele forneceu dados importantes durante uma descida de pára-quedas, então o teste foi considerado um sucesso parcial.

Dois anos depois, outra sonda pousou no planeta, desta vez estacionária. Introspecçãoque realizou um estudo que determinou o diâmetro do núcleo de Marte. As medições do InSight mostram que o diâmetro do núcleo de Marte está entre 1810 e 1850 quilômetros. Isso é quase metade do diâmetro do núcleo da Terra, que é de aproximadamente 3483 km. Ao mesmo tempo, no entanto, mais do que algumas estimativas mostraram, o que significa que o núcleo marciano é mais raro do que se pensava anteriormente.

A sonda InSight tentou, sem sucesso, penetrar fundo no solo marciano. Já em janeiro, o uso do "mole" polonês-alemão foi abandonado, ou seja, sonda térmica, que deveria ir fundo no solo para medir o fluxo de energia térmica. A toupeira encontrou muita fricção e não afundou o suficiente no chão. A sonda também está ouvindo ondas sísmicas de dentro do planeta. Infelizmente, a missão InSight pode não ter tempo suficiente para fazer mais descobertas. A poeira se acumula nos painéis solares do dispositivo, o que significa que o InSight recebe menos energia.

Nas décadas recentes movimento na órbita do planeta também aumentou sistematicamente. Propriedade da NASA Mars Odyssey entrou na órbita de Marte em 2001. Sua missão é usar espectrômetros e dispositivos de imagem para procurar evidências passadas ou presentes de água e atividade vulcânica em Marte.

Em 2006, uma sonda da NASA chegou em órbita. Orbital de Reconhecimento de Marte (MRO), que deveria realizar uma pesquisa científica de dois anos. A sonda começou a mapear a paisagem e o clima marciano para encontrar locais de pouso adequados para as próximas missões de aterrissagem. A MRO tirou a primeira imagem de uma série de avalanches ativas perto do pólo norte do planeta em 2008. O orbitador MAVEN chegou em órbita ao redor do Planeta Vermelho em 2014. Os objetivos da missão são principalmente determinar como a atmosfera e a água do planeta foram perdidas durante esse período. Do ano.

Na mesma época, sua primeira sonda orbital marciana, Missão da órbita de Marte (MAMA), também chamado Mangalyaan, lançamento da Organização Indiana de Pesquisa Espacial (ISRO). Ele entrou em órbita em setembro de 2014. A ISRO da Índia tornou-se a quarta agência espacial a chegar a Marte, depois do programa espacial soviético, NASA e ESA.

5. Veículo todo-o-terreno chinês Zhuzhong

Outro país do clube marciano são os Emirados Árabes Unidos. Pertencente a eles aparelho orbital Amal ingressou em 9 de fevereiro de 2021. Um dia depois, a sonda chinesa fez o mesmo. Tianwen-1, transportando o lander e rover Zhurong de 240 kg (5), que aterrissou com sucesso em maio de 2021.

Um explorador de superfície chinês juntou-se a três espaçonaves dos EUA atualmente ativas e ativas na superfície do planeta. Curiosidade de Lazikov i Perseverançaque também desembarcou com sucesso em fevereiro, e Insight. E se você contar Drone voador engenhoso lançado pela última missão dos EUA, separadamente, ou seja, as máquinas-humano trabalhando na superfície de Marte no momento cinco.

O planeta também é explorado por oito orbitadores: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 orbiter e Amal. Até agora, nenhuma amostra foi enviada de Marte, e a aproximação de pouso para a lua de Phobos (Phobos-Grunt) durante a decolagem em 2011 não foi bem sucedida.

Fig. 6. Imagens da superfície de Marte do instrumento CaSSIS do orbitador Exo Mars.

Toda essa "infraestrutura" de pesquisa marciana continua a fornecer novos dados interessantes sobre esse assunto. Planeta vermelho. Recentemente, o ExoMars Trace Gas Orbiter detectou cloreto de hidrogênio na atmosfera marciana. Os resultados são publicados na revista Science Advances. “O vapor é necessário para liberar o cloro e o hidrogênio é necessário pelo subproduto da água para formar o cloreto de hidrogênio. O mais importante nesses processos químicos é a água”, explicou. Kevin Olsen da Universidade de Oxford, em um comunicado de imprensa. Segundo os cientistas, a existência de vapor de água apoia a teoria de que Marte está perdendo grandes quantidades de água ao longo do tempo.

Propriedade da NASA Orbital de Reconhecimento de Marte ele também notou recentemente algo estranho na superfície de Marte. Ele faz o check-in com um cartão de embarque. Câmera HiRise um poço profundo (7), que se parece com uma mancha preta escura com um diâmetro de cerca de 180 metros. Outras pesquisas se mostraram ainda mais surpreendentes. Descobriu-se que a areia solta fica no fundo da cavidade e cai em uma direção. Os cientistas estão agora tentando determinar o poço profundo poderia ser conectado a uma rede de túneis subterrâneos deixados por lava de fluxo rápido.

Cientistas suspeitam há muito tempo que vulcões extintos podem ser deixados para trás grandes tubos de lava de caverna em Marte. Esses sistemas podem revelar-se um lugar muito promissor para a futura implantação de bases marcianas.

O que espera o Planeta Vermelho no futuro?

No âmbito do programa ExoMars, ESA e Roscosmos planejam enviar o rover Rosalind Franklin em 2022 para buscar evidências da existência de microrganismos em Marte, no passado ou no presente. O módulo de pouso que o rover deve entregar é chamado Kazachok. Mesma janela em 2022 órbita de Marte EscaPADE (Pesquisadores de Aceleração e Dinâmica de Escape e Plasma) da Universidade da Califórnia em Berkeley devem voar com duas naves espaciais em uma missão destinada a estudo de estrutura, composição, Volatilidade i dinâmica da magnetosfera de Marte Oraz processos de saída.

A agência indiana ISRO planeja acompanhar sua missão em 2024 com uma missão chamada Mars Orbiter Missão 2 (MOM-2). É possível que, além do orbitador, a Índia também queira enviar um rover para pousar e explorar o planeta.

Sugestões de viagem um pouco menos específicas incluem o conceito russo-finlandês Março MetNetque envolve o uso de muitas pequenas estações meteorológicas em Marte para criar uma extensa rede de observações para estudar a estrutura da atmosfera, física e meteorologia do planeta.

Marte-Grunt este, por sua vez, é o conceito russo de uma missão destinada a entregar uma amostra de solo marciano para a Terra. A equipe da ESA-NASA desenvolveu o conceito de uma arquitetura de decolagem e retorno de três Marte que usa um rover para armazenar pequenas amostras, um degrau de escalada de Marte para enviá-las à órbita e um orbitador para se comunicar com elas pelo ar. Marte e devolvê-los à Terra.

Acionamento elétrico solar pode permitir que uma decolagem retorne amostras em vez de três. A agência japonesa JAXA também está trabalhando em um conceito de missão chamado MELOS rover. procurar bioassinaturas vida existente em Marte.

Claro que há mais projetos de missão tripulada. A exploração espacial dos EUA foi definida como uma meta de longo prazo na visão de exploração espacial anunciada em 2004 pelo então presidente dos EUA, George W. Bush.

28 de setembro de 2007 Administrador da NASA Miguel D. Grifo afirmou que a NASA pretende enviar um homem a Marte até 2037. Em outubro de 2015, a NASA divulgou o plano oficial para exploração humana e colonização de Marte. Chamava-se Journey to Mars e foi detalhado pelo MT na época. Provavelmente não é mais relevante, pois previa o uso da Estação Espacial Internacional na órbita da Terra, e não da Lua, e a estação lunar como estágio intermediário. Hoje, fala-se mais sobre o retorno à Lua como forma de chegar a Marte.

Ele também apareceu no caminho Máscara do ego e SpaceX com seus planos ambiciosos e às vezes considerados irreais para missões convencionais a Marte para colonização. Em 2017, a SpaceX anunciou planos até 2022, seguidos por mais dois voos não tripulados e dois voos tripulados em 2024. Starship deve ter uma capacidade de carga de pelo menos 100 toneladas. Vários protótipos de naves estelares foram testados com sucesso como parte do programa de desenvolvimento de naves estelares, incluindo um pouso totalmente bem-sucedido.

Marte é de longe o corpo cósmico mais estudado e conhecido depois ou igual à Lua. Planos ambiciosos, até a colonização, são uma perspectiva bastante vaga no momento. O que é certo, porém, é que o movimento de ida e volta superfície do planeta vermelho vai crescer nos próximos anos.