"Семь минут ужаса". Марсоход Perseverance совершает посадку на Марс - трансляция
Всего за несколько дней последний из трех космических кораблей, отправленных землянами в прошлом году, достигнет орбиты Марса. У двух из них, китайского Tianwen-1 и американского миссионерского корабля Mars 2020, есть вездеходы. Хотя посадка китайского робота запланирована только через несколько месяцев, модуль EDLS, содержащий марсоход Perseverance и дрон Ingenuity, начнет этот маневр "на ходу". За 9 дней стоит скрестить пальцы, ведь успешные приземления на поверхность Красной планеты не так очевидны.
Первые изображения с камер Perseverance отправленных на Землю
Марс 2020
Но сначала давайте вспомним, что такое миссия Mars 2020 и почему есть чего ждать. Основным элементом этой миссии является марсоход Perseverance, который является чем-то вроде разрабатываемой версии марсохода Curiosity. Nasa использовало проектные предположения этого транспортного средства, изменяя его отдельные элементы, такие как шасси, на основе многолетнего опыта использования Curiosity.
Инструменты исследования Perseverance намного более современны. Однако больше всего все ждут запуска первого вертолета Martian Ingenuity, который должен совершить до 5 полетов над поверхностью планеты. Если предположения конструкторов окажутся успешными и небольшой дрон сможет поддерживать марсоход, откроется новая глава в изучении других небесных тел.
Семь минут ужаса
Чтобы понять, почему стоит держать пальцы скрещенными, проследим за маневром приземления этого драгоценного груза на поверхность Красной планеты. После выхода на орбиту EDLS отделится от путевого модуля, замедлит вращение, а затем войдет в атмосферу планеты со скоростью около 19 000 км / ч. После замедления в результате трения теплозащитного экрана об атмосферные частицы до скорости около 1500 км / ч на высоте 11 км раскрывается парашют длиной 21,5 метра.
Тепловой экран будет отброшен, и радар местности марсохода начнет исследовать местность, чтобы выбрать оптимальное место для приземления. После замедления до скорости 320 км / ч и достижения высоты 2100 км задняя крышка с парашютом будет откинута назад, и ракетные двигатели подъемного модуля продолжат торможение.
При скорости спуска 3 км / ч и достижении высоты над поверхностью 20 метров транспортный модуль будет спускать марсоход на 6,4-метровых тросах. После получения сигнала о том, что марсоход устойчиво стоит на поверхности планеты, ракетный модуль отсоединит канаты и «прыгнет» на безопасное расстояние, разбившись.
Вся операция от входа в атмосферу должна занять 410 секунд, которые команда, готовившая миссию, назвала «Семь минут террора». Колоссальные скорости и температуры, несколько эшелонов, рискованные маневры - многое может пойти не так, как планировалось.
Вы можете найти интерактивную презентацию НАСА со всей процедурой здесь .
Польза от Perseverance, конечно же, заключается в том, что тот же маневр уже использовался в 2012 году, когда марсоход Curiosity был успешно доставлен на Марс. НАСА опубликовало интересное видео с этого события, демонстрирующее реакцию команды на успешное «завершение» следующих этапов этой операции.
Красная планета не любит красный цвет
Первые попытки достичь орбиты или поверхности Красной планеты были предприняты Советским Союзом. Первые две миссии зондирования Марса, Mars 1M No. 1 и Mars 1M No. 2 закончилось аналогично, корабли не смогли покинуть орбиту Земли из-за аварии. Один сгорел на высоте 120 км, другой даже не достиг такого потолка.
Другая серия испытаний началась в 1962 году, когда было запущено 3 корабля: «Марс 2МВ-4 № 1», «Марс 1» и «Марс 2МВ-3 № 1», последнему было поручено приземлиться на поверхность планеты. К сожалению, на этот раз все было ужасно, хотя Марс-1 успел взлететь в сторону Марса, но где-то по пути сломался, 2МВ-4 №1 взорвался при выходе на орбиту, а 2МВ-3 №1 не справился, потому что он сломался на парковочной орбите.
В 1964 году была отправлена миссия «Зонд-2», которой наконец удалось продвинуться к Марсу, но через некоторое время она потеряла с ним связь и прибыла на планете в виде бесполезного куска металлолома.
Следующая часть этой технологической драмы произошла в 1969 году, когда миссии Mars 2M № 521 и Mars 2M № 522 взорвались при попытке покинуть Землю. Уже на стадии проектирования миссии боролись со значительными проблемами. Первоначально они должны были состоять из орбитального аппарата и спускаемого аппарата, но из-за конструктивных проблем с последним его заменили ударным. Однако, когда возникали проблемы с контролем веса корабля, в конечном итоге все ограничивалось самим орбитальным аппаратом.
Коммунистический колосс вернулся к этой теме в начале 1970-х, и на этот раз был достигнут некоторый прогресс. Запущенные в 1971 году миссии Mars 2 и Mars 3 наконец вышли на орбиту Красной планеты, и орбитальные аппараты поступили на службу. Им даже удалось отправить посадочные аппараты на поверхность планеты, но здесь удача снова их оставила. Первый разбился при посадке, а второй сломался через несколько секунд после начала передачи.
Полеты на Марс 4, 5, 6 и 7, запущенные в 1973 году, также закончились частичными отказами, в основном из-за ненадежной электроники. Марс 4 не смог начать тормозной маневр и «пропустил» орбиту планеты. Марс 5 сразу после выхода на орбиту был поврежден небольшим метеоритом и прекратил работу через несколько дней. Посадочный модуль "Марс-6" разбился о поверхность планеты. Ошибка в расчете бортового компьютера «Марс 7» решила сбросить спускаемый аппарат в место ... где не было планеты.
Таким образом, несмотря на обширную марсианскую программу и большое количество миссий, СССР не смог разместить на поверхности Марса ни один рабочий посадочный модуль (кроме нескольких секунд Марса-3). Красная планета оказалась крайне неблагоприятной для красной империи.
Незадолго до распада СССР космические аппараты «Фобос-1» и «Фобос-2» были отправлены на посадку на Луну Марса. Первая ракета была потеряна из-за ряда человеческих и аппаратных ошибок, вторая смогла провести некоторые исследования на орбите, но была потеряна при подготовке к попытке доставить посадочные аппараты на поверхность Фобоса и советских компьютеры снова вышли из строя.
Американцы любят красный
То, чего не добился СССР, сделали американцы, хотя и не без проблем. Зонды программы Mariner взлетели с разной удачей, но это первая успешная марсианская миссия, и в 1964 году Mariner 4 совершил запланированный полет над планетой. В 1971 году Mariner 9 вышел на орбиту Марса, став первым искусственным спутником этой планеты (близнец Mariner 8 встретил «советскую» судьбу, провал при взлете).
Миссии «Викинг-1» и «Викинг-2» были чрезвычайно успешными: они первыми смогли безопасно приземлиться и провести серию наземных исследований Марса. Посадочный модуль «Викинг-1», проработавший более 6 лет и завершивший свою карьеру не из-за технических проблем, а из-за ошибки человека, произвел особое впечатление. Сам процесс посадки имеет много общего с описанным во введении, только заключительный этап был проще, посадочный модуль использовал тормозные двигатели.
Возвращение на Марс в 1990-е годы началось для американцев не очень хорошо. Их зонд Mars Observer достиг орбиты планеты в 1993 году, но во время связанных с ним маневров контакт с ним был потерян, и мы до сих пор не знаем, что с ним произошло.
В 1997 году на орбиту был выведен зонд Mars Global Surveyor, но самым важным событием того периода была посадка миссии Mars Pathfinder в том же году, в котором, помимо самого посадочного модуля, был выпущен первый марсоход Sojourner и был доставлен на поверхность Марса. Марсоход преодолел 52 метра по поверхности Марса за более чем 2 месяца работы. Посадка Pathfinder произошла с помощью парашюта и ... набора подушек безопасности, окружающих весь посадочный модуль.
Впоследствии Mars Climate Orbiter был утерян в результате человеческой ошибки. Как показало расследование, наземный пульт и зонд использовали разные единицы измерения, первый работал по англосаксонской системе, а корабль - по метрической системе. Это определенно одна из самых глупых катастроф в истории освоения космоса.
В декабре 1999 года была столь же неудачная попытка приземлиться на Mars Polar Lander, который разбился во время маневра. Импакторы миссии Deep Space 2, перевозимые на том же корабле, не заработали после запланированного удара о поверхность Марса.
В то время как в 90-е у американцев могло быть колебание настроения, первое десятилетие 21 века - время величайших успехов на марсианском поприще. Успешные посадки и работа марсоходов Spirit и Opportunity (запланировано 92,5 земных дня эксплуатации, завершено ... 15 лет), орбитальных аппаратов Mars Odyssey и Mars Reconnaissance, работающих и по сей день, открытие льда сделанное спускаемым аппаратом Pheoenix, говорит само за себя.
В контексте приземлений и Spirit, и Opportunity повторили маневр с подушкой безопасности, разработанный для миссии Mars Pathfinder.
В 2010-2019 годах НАСА было меньше полетов на Марс, но миссии марсохода Curiosity и InSight уже вошли в историю. Жалко, что севший на него польский крот не смог преодолеть марсианский грунт. Как уже было сказано, в случае с Curiosity метод спуска посадочного модуля на тросах, прикрепленных к ракетному модулю, применялся впервые, марсоход оказался слишком тяжелым для подушек безопасности. В свою очередь, гораздо более легкий InSight приземлился с помощью тормозных двигателей.
Остальным не повезло
Трудно сказать о других странах, отправляющих свои миссии на Марс, что они были бы впечатляюще успешными. Европейское Космическое Агенство вывело на орбиту Mars Express и ExoMars (вместе с русскими), но им пришлось выдержать крушения посадочных устройств Beagle и Schiaparelli.
Первому удалось приземлиться, но из-за отказа лифта солнечной батареи он не смог обнажить антенны и не установить контакт.
Schiaparelli, напротив, не смог замедлить вращение вокруг своей оси, что привело к ошибочным показаниям индикаторов, из-за которых процедура приземления началась слишком высоко. В результате получился ... большой кратер. Эта катастрофа привела к переносу еще одной миссии ExoMars на 2022 год, для которой указанная посадка была испытанием, к сожалению, неудачным.
Независимая российская попытка из 90-х, Марс 96, как и многие советские, закончилась катастрофой при запуске. Таким же образом закончилась совместная миссия страны с Китаем, в которой русские хотели снова высадиться на Фобосе, а в Поднебесной - впервые выйти на орбиту Марса.
Японский полет космического корабля Нозоми оказался крайне неудачным, отказ которого привел к отклонению его от курса, а его корректировка потребовала значительную часть запасов топлива. Как будто этого было недостаточно, Нозоми также был "поражен" солнцем, и некоторые электронные устройства были повреждены в результате сильной вспышки. Попытка спасти зонд, новый маршрут с использованием земной гравитации, была бы успешной, но в решающий момент его главный двигатель отказал, и он не сработал.
Тем не менее, Индия успешно дебютировала в вопросе о Марсе, чей орбитальный аппарат MOM успешно достиг орбиты Марса в 2014 году и работает там по сей день. Сегодня на орбиту Красной планеты прибыл арабский космический корабль «Надежда», завтра мы ожидаем там китайский корабль «Тяньвэнь-1».
Как видите, выход на орбиту несет в себе ряд опасностей, но это ничто по сравнению с коротким маневром приземления. В этом году мы станем свидетелями двух таких попыток, и, надеюсь, обе будут успешными. Если мы хотим надеяться колонизировать Красную планету в разумные сроки, нам нужны данные, данные и другие данные. Особенно ценны те, которые мы можем собрать напрямую.