- Vad är lägsta information till högsta kostnad?
- Det här är lanseringarna av rymdstationer till Mars.
Den 18 november 2013 lanserades ett Atlas-V-lanseringsfordon från Cape Canaveral med en automatisk interplanetär station MAVEN, utformad för att studera Mars atmosfär.
Alla system i SLC-4-startplattan fungerade perfekt-klockan 13:18 lokal tid skakade kosmodromets närhet från det kraftfulla vrålet från RD-180 (ryska tillverkade motorer används i båda stadierna av Atlas-V-lanseringen fordon). Ett 300-ton eldandningsteam bröt sig loss från skjutbordet och kraftigt ökade hastigheten rusade upp för att möta stjärnorna. På 27 minuter efter att ha kommit in i den låga jordens referensbana startades motorerna i översta steget "Centaur": MAVEN fick den andra rymdhastigheten och gick in i avgångsbanan till Mars.
Den första korrigeringsmanöver är planerad till den 3 december. Om 10 månader, den 22 september 2014, bör stationen, som har flugit 300 miljoner kilometer i den isiga svartheten, gå in i Marsbana. Ett vetenskapligt uppdrag med en beräknad varaktighet på 1 jordår börjar.
Lanseringen under MAVEN -programmet blev en av de viktigaste intrigerna inom rymduppskjutningar 2013 - helt eller delvis avbröt arbetet från amerikanska myndigheter från den 1 oktober 2013 utsatte den planerade expeditionen för den röda planeten, trots fullt redo för alla tekniska system i raket- och rymdsystemet. och också ett bra "tidsfönster" för sjösättningen till Mars. Det fanns ett verkligt hot om avbrott av alla planerade datum och uppskjutande av lanseringen av MAVEN till 2016.
Och detta trots att själva rymdfarkosten redan hade varit på Cape Canaveral sedan augusti, genomgått intensiv förberedelse för flygningen, och ett färdigt Atlas-V-uppskjutningsfordon väntade inne i kosmodromets monteringsbutik!
Den absurda situationen räddades av NASA -advokater som hittade ett kryphål i lagarna, enligt vilken lanseringen av en interplanetarisk sond uppfyller kriterierna som utesluter MAVEN från listan över påtvingade budgetnedskärningar. Det femåriga arbetet för personalen vid University of Colorado och rymdforskningslaboratoriet vid University of Berkeley var inte förgäves - en interplanetarisk station värd 671 miljoner dollar (skapandet av själva sonden kostade 485 miljoner dollar, ytterligare 187 miljoner spenderades på förlansering och inköp av Atlas-V lanseringsfordon) skickades säkert till det avsedda målet.
MAVEN blev det 45: e uppdraget till Mars och det tionde NASA -orbitalspaningsuppdraget i närheten av den röda planeten. Sondens namn är en komplex förkortning för Mars Atmosphere och Volatile EvolutioN, som helt återspeglar uppgifterna för den kommande expeditionen. MAVEN är utformad för att studera Mars atmosfär - ett tunt gasformigt skal, vars tryck i det nära ytskiktet bara är 0,6% av jordens atmosfär, och gassammansättningen är helt olämplig för mänsklig andning (Mars -atmosfären är nästan helt - 95% - koldioxid).
En ögonblicksbild av Viking -apparaten, 1976
Men även denna tunna atmosfär fortsätter att försvinna kontinuerligt - Mars lilla tyngdkraft kan inte hålla gasskalet runt planeten. Varje år "blåser" den kosmiska vinden bort de övre skikten i rymden och gör att Mars förvandlas till ett fryst stenblock, liknande månen eller kvicksilver.
Men när ska detta ske? Och hur var Mars i det förflutna när dess gasskal ännu inte var så starkt urladdat? Hur stor är försvinnandet av Mars -atmosfären i absoluta termer?
Detta är vad MAVEN -rymdfarkosten bör ta reda på: rör sig runt Mars i en elliptisk bana med ett pericenter på 150 km och ett apocenter på 6200 km, det bör bestämma det nuvarande tillståndet för de övre lagren och arten av deras interaktion med solvinden. Bestäm den exakta förlusten av atmosfär, liksom de faktorer som påverkar denna process. Bestäm förhållandet mellan stabila isotoper i atmosfären, som ska "belysa" Mars -klimatets historia. Indirekt kommer detta att kunna svara på frågan: existerade det tidigare förhållanden som tillät förekomst av flytande vatten på Mars yta?
Det enda som bedrövade NASA -specialister är att den nya orbitalproben, på grund av sin extremt långsträckta bana, inte kan användas som en repeterare av signaler från rovers.
MAVEN genomgår centrifugprovning
Det finns åtta toppmoderna instrument ombord på sonden:
- en uppsättning för att studera partiklar och fält (tre analysatorer av partiklar från "solvinden", en sensor för Langmuir -vågor (plasmasvängningar) och ett par induktionsmagnetometrar);
- en ultraviolett spektrometer, som gör det möjligt att på distans bestämma parametrarna för atmosfären och jonosfären på en avlägsen planet;
- neutral och jonisk masspektrometer för att studera den isotopiska sammansättningen av Mars atmosfär.
Imponerande vetenskaplig utrustning och livsstödssystem, inklusive ett inställningskontrollsystem, en dator ombord, solpaneler och utrustning för kommunikation med jorden, som ger datautbyte med hastigheter upp till 10 Mbit / s - alla passar i ett hus som mäter 2, 3 x 2, 3 x 2 m (sondbredd med öppna solpaneler - 11 m). Massan av enheter, system och vetenskaplig utrustning är 809 kg.
Var Mars liknande jorden tidigare? MAVEN kommer definitivt att klargöra denna fråga. Det viktigaste är att säkert komma till din destination. Och detta, som praktiken visar, är mycket svårt …
Krönika om flyg till Mars
Mars är den mest besökta och mest studerade himmelskroppen och överträffar även månen nära oss med dessa kriterier. Forskare lockas av mycket: den relativt korta flygtiden (även med befintlig teknik - mindre än ett år). Lämpliga ytförhållanden: inga extrema tryck och temperaturer, acceptabel bakgrundsstrålning, belysning och gravitation. Av alla planeter är Mars mest lämpad för sökandet efter utomjordiskt liv (även i det förflutna), och i framtiden är den lämplig för att landa en bemannad expedition på dess yta.
Men vägen till den röda planeten är full av olyckor och skräp från rymdfarkoster: av 45 uppskjutna expeditioner nådde drygt hälften den röda planeten. Och bara ett fåtal kunde fullt ut uppfylla det planerade programmet.
Utrymmet förlåter inte brådska och de minsta misstagen. Många av "Mars -upptäcktsresande" misslyckades med sitt uppdrag i början. Detta syftar främst på rymdkapplöpningen på 60 -talet, då det på partiets och regeringens anvisningar var nödvändigt för varje pris att skjuta upp apparaten och uppnå prioritet i rymden. Som ett resultat dog stationerna "Mars 1960A", "1960B", "Mariner-8" i jordens atmosfär på grund av olyckor med bärraketer.
Ännu fler stationer kunde komma i referensbana, men kunde inte nå avgångsbanan: någon fastnade på LEO, som Phobos-Grunt, och återvände senare till jorden i form av en bländande ljus eldboll; någon tog inte upp den nödvändiga hastigheten för ett flyg till Mars och försvann spårlöst i de stora heliocentriska banorna ("Mariner-3"). Totalt av 45 sjösatta sonder kunde endast 31 (inklusive MAVEN) nå den beräknade banan till flyget till Mars. Till ära för vårt land var den första av rymdfarkosten som satte kurs mot den röda planeten den sovjetiska sonden Mars-1 (som lanserades den 1 november 1962). Tyvärr berättar nästa stycke om honom.
Modell av den interplanetära automatstationen "Mars-1"
Den verkliga mardrömmen börjar under den månadslånga flygningen till Red Flight. Ett fel kommando - och enheten, efter att ha tappat orienteringen, förlorar förmågan att kommunicera med jorden och förvandlas till värdelös rymdskräp. En liknande olägenhet inträffade med Mars -1 -stationen - en kväveläckage från cylindrarna i inställningskontrollsystemet: kommunikationen med stationen förlorades på ett avstånd av 106 miljoner km från jorden. En annan enhet - "Zond -2" - led av ofullständigt avslöjande av solpaneler: de resulterande strömavbrotten fick den inbyggda utrustningen att fungera, "Zond -2" dog tyst ut framför sina skapare. Enligt ballistiska beräkningar skulle den 6 augusti 1965 en okontrollerad sond passera i närheten av Mars.
Den japanska sonden Nozomi omkom mycket hårt och fruktansvärt i rymden. Avsaknaden av ett eget skjutfordon med nödvändig kraft blev ett dåligt omen när de skickade en expedition till en avlägsen planet, men den listiga japanen hoppades ändå få den nödvändiga hastigheten genom komplexa gravitationsmanövrar i närheten av jorden och månen. Allt gick förstås inte enligt planen - "Nozomi" gick ur kurs. Japanerna lyckades beräkna en ny bana och återigen rikta stationen till Mars, även om de var 4 år efter schemat. Nu är det viktigaste att hålla ut i yttre rymden länge. Ack … En kraftfull soluppblåsning skadade den bräckliga fyllningen av sonden. När tiden närmar sig Mars frös hydrazin i tankarna - det var inte möjligt att utfärda en bromsimpuls, och Nozomi i förtvivlan passerade 1000 km över ytan på den röda planeten, utan att någonsin komma in i en omloppsbana nära Mars.
Under mycket kränkande omständigheter förlorade den amerikanska sonden "Mars Observer" (1993) - kommunikationen med den avbröts bara några dagar innan den anlände till Mars. Den troligaste orsaken är en motorexplosion på grund av läckage av bränslekomponenter.
Den första som övervann det svåra avståndet och överförde ett närbildsfoto av den röda planeten var den amerikanska sonden Mariner 4, som flög i närheten av Mars i juli 1965.
Ett antal fordon gick förlorade redan i Marsbana.
Den 27 mars 1989 förlorades kommunikationen med den sovjetiska stationen "Phobos-2", som vid den tiden redan hade varit i Mars-bana i 57 dagar. Under sitt arbete överförde "Phobos-2" unika vetenskapliga resultat till jorden om Phobos termiska egenskaper, plasmamiljön på Mars och erosionen av dess atmosfär under påverkan av "solvinden". Tyvärr misslyckades uppdragets huvuduppgift - landningen av minisonder PrOP -F och DAS på ytan av Phobos -.
År 1999, under konstiga omständigheter, dog den amerikanska stationen "Mars Climate Orbiter" efter att ha brunnit ut på den första omloppet i den röda planetens atmosfär. En intern NASA -undersökning visade att specialgruppernas arbetsgrupper använde olika mätsystem - metriska och traditionella anglosaxiska (fot, pund, tum). Sedan dess har NASA förbjudit amerikanska måttenheter - alla beräkningar görs uteslutande i kilogram och meter.
Landningsplattformens dörrar stängs runt den vikta Opportunity -rovern, 2003
Mycket stora problem väntar alla som vågar landa på Mars yta - den förrädiska atmosfären är för svag för att lita på styrkan i fallskärmslinjer, men fortfarande för tät för att närma sig ytan i kosmisk hastighet. Det kan låta ovanligt, men Mars är en av de mest komplexa himlakropparna när det gäller landning!
Landning sker i flera steg: bromsmotorer, aerodynamisk bromsning i övre atmosfären, en bromsande fallskärm, bromsmotorer igen, mjuka landningsmotorer / krockkuddar eller en unik”luftventil”. Problemet med stabilisering är en separat linje.
Det tyngsta konstgjorda föremålet som kunde levereras till planetens yta var MSL -rovern, bättre känd som "Curiosity" - en apparat som väger 900 kg (vikt i gravitationsfältet på Mars - 340 kg). Men, låt oss vara ärliga, flygspecialisterna och externa observatörer var chockade över landningssystemets komplexitet och problemen som uppstod vid nedstigning i planetens atmosfär.500 tusen rader programkod, 76 squibs i en viss sekvens, separering av rovern från plattformen som hänger i luften med jetmotorerna påslagna och en mjuk nedstigning från en höjd på nylonkablar. Fantastisk!
Planet Mars: inget vatten, ingen vegetation, bebodd av amerikanska robotar.
Självporträtt av Curiosity-rovern
Många hjältar kunde överleva vibrationer och enorma överbelastningar i skeden av lansering och acceleration till Mars, motstod den kraftiga kylan i yttre rymden, men dog när de försökte landa på en lömsk himmelkropp. Så till exempel kraschade den sovjetiska "Mars-2" och blev det första konstgjorda objektet på Mars yta (1971).
Den första stationen som gjorde en mjuk landning på Mars yta var den sovjetiska Mars-3. Tyvärr, på grund av den uppkomna koronautsläppet gick stationen ur funktion 14 sekunder efter landningen.
Den europeiska sonden "Beagle-2" (landningsmodulen för orbitalproben "Mars-Express") försvann spårlöst 2003-enheten klev djärvt in i planetens röda atmosfär, men efter det kom den aldrig i kontakt med Jorden …
Mars håller sina hemligheter säkert.
PS Från och med den 21 november 2013 arbetar två Mars -rovers på ytan av den röda planeten - Opportunity (MER -B) och Curiosity (MSL). Den första arbetade under dessa förhållanden i 3586 dagar - 39 gånger längre än den beräknade perioden och kröp över ytan på 38 kilometer under denna tid.
Det finns tre rymdfarkoster i Mars-omlopp: Mars-Odysseus, Mars Orbital Reconnaissance (MRO) och den europeiska sonden Mars-Express. Odysseus varade längst - dess uppdrag har pågått i trettonde året.
Ett nytt skift tävlar för att hjälpa veteranerna - den indiska sonden Mangalyaan (lanserades den 5 november 2013), liksom ovannämnda MAVEN. Låt oss hoppas att Ryssland inom en snar framtid också kommer att delta aktivt i "marsregatan" - för 2016 och 2018. två gemensamma rysk-franska expeditioner "Exomars" planeras (ett samarbetsavtal undertecknades den 14 mars 2013). Samma år 2018 bör den uppdaterade och mer avancerade Phobos-Grunt 2-stationen gå till Mars. Den här gången kommer allt att gå bra.
HiRISE högupplöst kamera ombord på Martian Reconnaissance Orbital (MRO)
Möjlighet rover fotavtryck fångas av MRO
Ett panorama över Greeley Haven -området. Utsikt över Cape York och Endeavour Crater. Panorama togs av Opportunity -rovern under övervintringen 2012.
