Марс-2020

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Марс-2020
англ. Mars 2020
Изображение марсохода «Персеверанс» и вертолёта Ingenuity (визуализация NASA)
Изображение марсохода «Персеверанс» и вертолёта Ingenuity (визуализация NASA)
Заказчик НАСА
Производитель Соединённые Штаты Америки США
Оператор Лаборатория реактивного движения
Задачи марсоход оценит жизнепригодность планеты, займётся поиском доказательств жизни в прошлом и протестирует новые технологии
Стартовая площадка Соединённые Штаты Америки Мыс Канаверал SLC-41[1]
Ракета-носитель «Атлас-5» 541[1]
Запуск 30 июля 2020, 11:50 UTC[2]
NSSDC ID 2020-052A
SCN 45983
Элементы орбиты
Посадка на небесное тело 18 февраля 2021
Целевая аппаратура
Источник питания Радиоизотопный термоэлектрический генератор (RTG)
Логотип миссии
Mars 2020 NASA insignia.svg
mars.nasa.gov/mars2020/
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

«Марс 2020» (англ. Mars 2020 Rover Mission) — программа НАСА в рамках исследования Марса, включающая марсоход и вертолётный дрон, запуск которых ракетой-носителем был осуществлён 30 июля 2020 года[2]. Посадка на Марс в районе кратера Езеро произведена 18 февраля 2021 года[3]. Марсоход, названный по итогам конкурса среди школьников «Персеверанс» (англ. Perseverance, «Настойчивость»)[4][5], предназначен для астробиологических исследований древней среды на Марсе, поверхности планеты, геологических процессов и истории, в том числе оценки прошлой обитаемости планеты и поиска доказательств жизни в пределах доступных геологических материалов[6][7], а также сбора образцов марсианского грунта для последующей доставки их на Землю в рамках программы Mars Sample Return[8].

О «Марс-2020» НАСА сообщило 4 декабря 2012 года на осеннем заседании Американского геофизического союза в Сан-Франциско[9]. Конструкция нового марсохода была основана на конструкции предыдущего марсохода «Кьюриосити»[10]. В январе 2014 года были получены 58 предложений от исследователей и инженеров со всего мира по размещению научных приборов на марсоходе. Количество предложений было вдвое больше, чем в аналогичных конкурсах в недавнем прошлом[11][12]. Предложения были рассмотрены, и 31 июля 2014 года НАСА объявило полезную нагрузку для марсохода. Для научной программы экспедиции было отобрано семь научных приборов[13].

«Марс-2020» стала одной из трёх космических экспедиций, отправленных с Земли на Марс в июле 2020 года: помимо НАСА свои корабли отправило Космическое агентство ОАЭ («Аль-Амаль») и Китайское национальное космическое управлениеТяньвэнь-1»). Все три экспедиции достигли Марса в феврале 2021 года[14].

Цели миссии[править | править код]

Трубки для сбора образцов закрепляются на марсоход; они могут стать первым оборудованием, которое вернётся на Землю с Марса в 2031 году
Марсоход «Персеверанс»

Главной целью программы «Марс-2020» является оценка жизнепригодности Марса в далёком прошлом, поиск биосигнатур и воды, а также сбор и хранение проб с поверхности планеты. Запуск был осуществлён 30 июля 2020 года на борту ракеты Atlas V со стартового комплекса SLC-41 на мысе Канаверал. Оператором экспедиции стала Лаборатория реактивного движения НАСА[15][16][17][18].

Изначально планировалось, что марсоход должен будет собрать 31 образец камней и грунта с поверхности Марса, чтобы в последующей экспедиции эти образцы были доставлены на Землю для исследований. В 2015 году цели программы были скорректированы: планировалось собрать ещё больше образцов, распределив их в небольших контейнерах на поверхности Марса[19].

В сентябре 2013 года НАСА разместило объявление о сборе предложений исследователей по научным приборам и инструментам для новой марсианской экспедиции[20][21]. В июле 2014 года после научного конкурса были выбраны научные инструменты для «Марс-2020»[13]. Выбранные инструменты должны обеспечить детальный анализ собранных марсоходом образцов с акцентом на поиск «следов» жизни на Марсе в прошлом[22].

Марсоход «Персеверанс» должен будет исследовать местность, которая в прошлом могла быть жизнепригодной. В поисках биосигнатур марсоход изучит образцы камней и грунта. Также будут протестированы технологии, необходимые для будущих роботизированных и пилотируемых экспедиций на Марс. В их числе — Mars Sample Return Mission (доставка образцов с поверхности Марса на Землю) и пилотируемый полёт на Марс[18][23]. Для подготовки к будущей высадке человека на Марс будет исследована технология по производству небольшого количества кислорода (O2) из диоксида углерода (CO2) с удалением пыли и других загрязнений, находящихся в марсианской атмосфере[24]. Улучшенная технология точной посадки в требуемом месте также должна повысить научную значимость будущих роботизированных экспедиций и станет ключевой для возможной высадки человека на поверхность Марса[25]. Также в ходе исследований будет осуществлён поиск подповерхностной воды, изучен марсианский климат, грунт и другие характеристики, которые могут повлиять на будущую высадку и деятельность человека на Марсе[26].

Космические аппараты программы[править | править код]

Марсоход «Персеверанс»[править | править код]

Космические аппараты программы «Марс-2020»

На марсоходе «Персеверанс» установлено семь научных инструментов
Ingenuity может фотографировать объекты вдоль трассы марсохода
Система перелёта и посадки «Марс-2020» для доставки аппаратов на Марс

Конструкция ровера (марсохода) «Персеверанс» (англ. Perseverance, в переводе — «Настойчивость») основана на конструкции предыдущего ровера «Кьюриосити»[27][28]. Инженеры переработали колёса ровера, сделав их более жёсткими по сравнению с колёсами «Кьюриосити», которые получили повреждения в процессе работы на Марсе[29]. «Персеверанс» получил более толстые и прочные алюминиевые колёса с меньшей шириной и бо́льшим диаметром (52,5 см) по сравнению с «Кьюриосити» (50 см)[30][31]. Шесть колёс из алюминия оснащены «шипами» для лучшей тяги и изогнутыми спицами из титана для пружинистой поддержки[32]. Из-за наличия большего количества научных инструментов и модифицированных колёс «Персеверанс» тяжелее «Кьюриосити»[31] на 14 % (1025 кг по сравнению с 899 кг у предыдущего ровера)[33]. Марсоход оснащён пятисуставным роботизированным манипулятором-«рукой» длиной 2,1 м. «Рука» совместно с поворачиваемой башней-турелью предназначена для захвата и анализа геологических образцов с марсианской поверхности[34].

Радиоизотопный термоэлектрический генератор (MMRTG) ровера использует тепловую энергию, выделяющуюся при естественном распаде радиоактивных изотопов и преобразует её в электроэнергию с помощью термоэлектрогенератора. Он имеет массу 45 кг и использует 4,8 кг диоксида плутония в качестве источника энергии[35].

Марсианский вертолёт Ingenuity[править | править код]

«Индженьюити» (англ. Ingenuity, в переводе — «Изобретательность») — роботизированный беспилотный вертолёт, доставленный с целью проведения демонстрационных полётов[36]. Согласно программе испытаний, опубликованной НАСА в январе 2021 года, после развёртывания вертолёт должен был совершить от 1 до 5 полётов за 30 солов, продолжительностью не более 90 секунд на расстояние до 50 метров при высоте полёта от трёх до пяти метров[36]. Несмотря на два срыва дат запуска (перенос первого старта с 11 на 18 апреля[37] и четвёртого с 29 на 30 апреля[38]), демонстрационная программа была выполнена успешно, и НАСА согласилось провести дополнительные полёты, назвав эту серию «демонстрацией операций», которые может проводить вертолёт (англ. Operations Demo Phase)[39].

В своих предложениях НАСА разработчики указывали, что снимки с вертолёта могут помочь уточнять маршруты «Персеверанс» и помогут искать новые объекты исследования[40][41], однако в принятые НАСА программы эти предложения пока не вошли. У этой концепции есть оппозиция в лице ряда авторитетных учёных НАСА, которые считают, что вертолёт лишь отнимает ресурсы времени и коммуникаций, необходимые для выполнения учёными марсохода своих главных научных задач[42]. Уже после успешного завершения демонстрационной фазы, на брифинге 30 апреля Дженнифер Троспер от имени проекта «Персеверанс» подтвердила эту позицию, выразив пожелание поскорее вернуться к научным задачам проекта. Возможность поддерживать вертолёт на вновь объявленной фазе Operations Demo (ограничив этот срок 30 солами) Троспер объяснила тем, что нынешнее местоположение ровера представило интерес с научной цели, но в дальнейшем марсоход может оторваться от вертолёта. Не отрицая возможной пользы от фотографий вертолёта, Троспер призвала найти решение, при котором вертолёт не мешал бы учёным в будущем[43].

Анимация траектории полёта к Марсу

  Марс-2020

  Солнце

  Земля

  Марс

Старт экспедиции «Марс-2020» 30 июля 2020
Район исследований Perseverance в дельте Неретвы
(обведён чёрным эллипсом)
Кратер Езеро — место посадки и работы марсохода; глинистые участки показаны зелёным — изображение приборов CRISM / CTX

Полёт и посадка на Марс[править | править код]

Три главных компонента экспедиции «Марс-2020»: система перелёта, обеспечивающая перелёт от Земли к Марсу; система входа в атмосферу, спуска и посадки (EDLS), включающая аэрооболочку, парашют и спускаемый аппарат; «небесный кран», необходимый для точного и плавного спуска марсохода на поверхность. Дизайн ровера «Персеверанс» основан на дизайне «Кьюриосити»[27], поэтому, несмотря на различия научных приборов у марсоходов, система спуска (включая «небесный кран» и тепловой щит), а также шасси ровера были воссозданы с учётом наработок предыдущей миссии. Это решение позволило снизить как технические риски миссии, так и финансовые и временные затраты на разработку[44]. Одним из усовершенствований стала система наведения и управления под названием «Относительная навигация по поверхности» (англ. Terrain Relative Navigation, TRN), которая должна обеспечить тонкую регулировку курса на финальном участке посадки[45][46]. Система позволит обеспечить посадку с точностью в пределах 40 м и с учётом избегания препятствий[47]. Это значительное повышение точности места посадки по сравнению с предыдущей миссией НАСА, которая могла обеспечить посадку только в зоне эллипса размером 7 на 20 км[48].

Подготовка экспедиции[править | править код]

Затраты на осуществление проекта «Марс-2020» оценивались в сумме около 2,1 млрд долларов США[49] (хотя ещё как минимум 300 млн долларов будет необходимо выделить на поддержание работы марсохода после его запуска[50]). Стоимость предшествующей программы («Марсианская научная лаборатория») составила 2,5 млрд долларов. Стоимость миссии удалось снизить благодаря наличию запасных частей, оставшихся от изготовления предыдущего ровера «Кьюриосити», включая резервный радиоизотопный термоэлектрический генератор[27]. Пусковое окно, в течение которого запуск оптимален, открылось 17 июля и завершилось 15 августа 2020 года[51]. Ракета Atlas V с миссией «Марс-2020» на борту была запущена со стартового комплекса SLC-41 на мысе Канаверал во Флориде 30 июля 2020 года в 11:50 UTC (в 7:50 по местному времени). Спуск на Марс произведён 18 февраля 2021 года в 20:56 UTC. Планируемое время работы миссии на поверхности Марса — не менее одного марсианского года (668 солов или 687 земных дней)[52][26].

В сентябре 2015 года было предложено восемь возможных мест посадки марсохода: холмы Колумбии[en] в кратере Гусева, кратер Эберсвальде, кратер Холден[53][54], Долина Мавра, главная равнина Северо-восточного Сирта[en], впадина Нили[en], юго-западная часть каньона Мелас[en] и кратер Езеро[55]. С 8 по 10 февраля 2017 года в Пасадине (Калифорния) прошло заседание рабочей группы, в ходе которой эксперты рассмотрели все восемь предложенных мест для посадки и сократили список до трёх[56]. В числе оставшихся кандидатов оказались кратер Езеро, главная равнина Северо-восточного Сирта и холмы Колумбии[57]. В ноябре 2018 года в качестве места посадки миссии «Марс-2020» был выбран кратер Езеро[58].

В ходе экспедиции будет исследован кратер Езеро, в котором, по мнению исследователей, в прошлом (от 3,9 до 3,5 млрд лет назад) находилось озеро глубиной около 250 м[58]. В кратере Езеро находится высохшая дельта реки, в которой должны сохраниться осадки, возможно содержащие биосигнатуры[58][59]. Осадки (наносы) в дельте кратера содержат карбонаты и гидроокись кремния[en], которые в земных условиях сохраняют микроскопические останки миллиарды лет[60].

Для доставки на Землю собранных в ходе экспедиции «Марс-2020» образцов с поверхности Марса разрабатывается отдельная программа. Её запуск с Земли планируется на 2026 год с доставкой образцов на Землю в 2031 году[61]. 18 февраля 2021 ровер совершил посадку в назначенном месте, и начал передачу телеметрии на Землю, все показатели оставались в пределах заданных значений.

Корректировки курса[править | править код]

14 августа 2020 года НАСА объявило, что первый манёвр по корректировке траектории космического корабля прошёл успешно. Были запущены восемь двигателей и осуществлена корректировка курса. Другие корректировки курса запланированы на 30 сентября, 18 декабря 2020 года, 10 и 16 февраля 2021 года[62].

Увековечивание имён[править | править код]

На сайте NASA существовала форма, все заполнившие которую увековечат своё имя в истории освоения Марса. Все имена были записаны на специальный микрочип, который отправился в 2020 году к Красной планете в рамках космической миссии «Марс-2020»[63].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 Ray, Justin. NASA books nuclear-certified Atlas 5 rocket for Mars 2020 rover launch (англ.). Spaceflightnow (25 July 2016).
  2. 1 2 NASA Mars 2020 Watch Online (англ.). НАСА.
  3. НАСА намерено отправить исследовательскую миссию на Марс в 2020 году (16 июля 2016).
  4. Virginia Middle School Student Earns Honor of Naming NASA's Next Mars Rover (англ.). NASA.gov (5 March 2020).
  5. НАСА запустило новый марсоход «Персеверанс». Как он будет искать следы жизни на Марсе?. Русская служба Би-би-си (30 июля 2020).
  6. Chang, Alicia. Panel: Next Mars rover should gather rocks, soil (англ.). Excite News. Ассошиэйтед Пресс (9 July 2014). Дата обращения: 1 августа 2014. Архивировано 4 ноября 2014 года.
  7. Cowing, Keith. Science Definition Team for the 2020 Mars Rov (англ.). SpaceRef (20 December 2013).
  8. Глянцев, Анатолий. Историческая миссия: кто первым доставит на Землю грунт Марса. Vesti.ru (20 октября 2020).
  9. Harwood, William. NASA announces plans for new $1.5 billion Mars rover (англ.). CNET (4 December 2012).
  10. Amos, Jonathan. Nasa to send new rover to Mars in 2020 (англ.). BBC News (4 December 2012).
  11. Webster, Guy & Brown, Dwayne. NASA Receives Mars 2020 Rover Instrument Proposals for Evaluation (англ.). Jet Propulsion Laboratory (21 January 2014).
  12. Timmer, John. NASA announces the instruments for the next Mars rover (англ.). Ars Technica (1 August 2014).
  13. 1 2 Brown, Dwayne. NASA Announces Mars 2020 Rover Payload to Explore the Red Planet as Never Before (англ.). NASA (31 July 2014).
  14. В 2020 году к Марсу отправились миссии разных стран. Но не все они могут добраться до цели: запуск зондов к другим планетам по-прежнему остается очень сложным делом. Meduza.io (1 августа 2020).
  15. Ринкон, Пол. НАСА запустило новый марсоход «Персеверанс». Как он будет искать следы жизни на Марсе?. Русская служба Би-би-си (30 июля 2020).
  16. Program And Missions – 2020 Mission Plans (англ.). NASA (2015).
  17. Mann, Adam. NASA Announces New Twin Rover for Curiosity Launching to Mars in 2020 (англ.). Wired.com (4 December 2012).
  18. 1 2 Summary of the Final Report (англ.). NASA (25 September 2012).
  19. Davis, Jason. NASA considers kicking Mars sample return into high gear (англ.). The Planetary Society (28 August 2017).
  20. Announcement of Opportunity: Mars 2020 Investigations (англ.). NASA (24 September 2013).
  21. Mars 2020 Mission: Instruments (англ.). NASA.
  22. Science Team Outlines Goals for NASA's 2020 Mars Rover (англ.). NASA Jet Propulsion Laboratory (9 July 2013).
  23. Moskowitz, Clara. Scientists Offer Wary Support for NASA's New Mars Rover (англ.). Space.com (5 February 2013).
  24. Klotz, Irene. Mars 2020 Rover To Include Test Device To Tap Planet's Atmosphere for Oxygen (англ.). SpaceNews (21 November 2013).
  25. Bergin, Chris. Curiosity EDL data to provide 2020 Mars Rover with super landing skills (англ.). NASASpaceFlight (2 September 2014).
  26. 1 2 Overview - Mars 2020 Rover (англ.). Mars.NASA.gov.
  27. 1 2 3 NASA announces plans for new US$1.5 billion Mars rover (англ.). CNET (4 December 2012).
  28. NASA to Launch New Mars Rover in 2020 (англ.). Space.com (4 December 2012).
  29. Curiosity wheel damage: The problem and solutions (англ.). The Planetary Society (19 August 2014).
  30. Mars 2020 rover receives upgraded eyesight for tricky skycrane landing (англ.). NASASpaceFlight (11 October 2016).
  31. 1 2 Mars 2020 – Body: New Wheels for Mars 2020 (англ.). NASA/JPL.
  32. Mars 2020 Rover – Wheels (англ.). NASA.
  33. NASAfacts: Mars 2020/Perseverance (англ.) (26 July 2020). Архивировано 26 июля 2020 года.
  34. Mars 2020 Rover's 7-Foot-Long Robotic Arm Installed (англ.). NASA (28 July 2019).
  35. Mars 2020 Rover Tech Specs (англ.). JPL/NASA.
  36. 1 2 Ingenuity Mars Helicopter Landing Press Kit (англ.) (pdf). NASA (January 2021). Дата обращения: 18 июня 2021.
  37. NASA’s Mars Helicopter to Make First Flight Attempt Sunday (англ.). News #8915 08.04.2021. NASA (09.04.2021).
  38. Mars Helicopter’s Flight Four Rescheduled (англ.). Status report #296. NASA JPL (29.04.2021). Дата обращения: 17 июня 2021.
  39. NASA’s Ingenuity Helicopter to Begin New Demonstration Phase (англ.). News #8936 30.04.2021. NASA (30.04.2021).
  40. Brown, Dwayne & Wendel, Joanna & Agle, DC & Northon, Karen. Mars Helicopter to Fly on NASA’s Next Red Planet Rover Mission (англ.). NASA.gov (11 May 2018).
  41. Mars Helicopter Technology Demonstrator (англ.). American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) (2018).
  42. Jeff Foust. Decision expected soon on adding helicopter to Mars 2020 (англ.). spacenews.com (04.05.2018).
  43. Jennifer Trosper. NASA’s Ingenuity Mars Helicopter’s Next Steps (Media Briefing). NASA/JPL. Время от начала источника: 22:27 и далее.
  44. Dreier, Casey. New Details on the 2020 Mars Rover (англ.). The Planetary Society (10 January 2013).
  45. Agle, D.C. A Neil Armstrong for Mars: Landing the Mars 2020 Rover (англ.). NASA (1 July 2019).
  46. Mars 2020 Rover: Entry, Descent, and Landing System (англ.). NASA (2016).
  47. Berger, Eric. Here's an example of the crazy lengths NASA goes to land safely on Mars (англ.). Ars Technica (7 October 2019).
  48. NASA Mars Rover Team Aims for Landing Closer to Prime Science Site (англ.). NASA/JPL (6 November 2012).
  49. Foust, Jeff. Mars 2020 rover mission to cost more than $2 billion (англ.). SpaceNews (20 July 2016).
  50. Следующий марсоход НАСА запишет трехмерное видео посадки на Марс. RIA.ru (1 ноября 2017).
  51. Foust, Jeff. Mars 2020 launch slips again (англ.). SpaceNews (30 June 2020).
  52. Ray, Justin. NASA books nuclear-certified Atlas 5 rocket for Mars 2020 rover launch (англ.). Spaceflight Now (25 July 2016).
  53. Hand, Eric. Mars scientists tap ancient river deltas and hot springs as promising targets for 2020 rover (англ.). Science News (6 August 2015).
  54. PIA19303: A Possible Landing Site for the 2020 Mission: Jezero Crater (англ.). NASA (4 March 2015).
  55. Farley, Ken. Researcher discusses where to land Mars 2020 (англ.). Phys.org (8 September 2015).
  56. 2020 Landing Site for Mars Rover Mission (англ.). NASA Jet Propulsion Laboratory. Архивировано 20 апреля 2017 года.
  57. Witze, Alexandra. Three sites where NASA might retrieve its first Mars rock (англ.). Nature (11 February 2017).
  58. 1 2 3 Chang, Kenneth. NASA Mars 2020 Rover Gets a Landing Site: A Crater That Contained a Lake (англ.). The New York Times (19 November 2018).
  59. Wall, Mike. Jezero Crater or Bust! NASA Picks Landing Site for Mars 2020 Rover (англ.). Space.com (19 November 2018).
  60. Kaplan, Sarah. The Perseverance rover will visit the perfect spot to find signs of life, new studies show (англ.). The Washington Post (16 November 2019).
  61. Concepts for Mars Sample Return (англ.). Mars.NASA.gov.
  62. Mars missions complete first course corrections on journey to Red Planet (англ.). Spaceflight Now (19 August 2020).
  63. Send your name to Mars (англ.) (16 March 2020).

Ссылки[править | править код]