Изучение Марса не уменьшает интереса к этой планете: Красная планета по-прежнему остается для нас загадкой, полной таинственных явлений, и представляет огромный интерес научного сообщества.
Впервые в истории с Земли по направлению к Марсу в 1971 году с космодрома Байконур стартовали ракеты-носители «Протон-К». На их борту находились автоматические межпланетные станции «Марс-2» и «Марс-3» со спускаемыми аппаратами на борту, в которых, в свою очередь, находились передвижные устройства - марсоходы. Первые советские марсоходы получили название «Прибор оценки проходимости - Марс», сокращенно - ПрОП-М.
Марсоход, находившийся на автоматической межпланетной станции «Марс-2», был доставлен на поверхность Красной планеты 27 ноября, а марсоход со станции «Марс-3» - 2 декабря. Полет «Марс-3» продолжался почти 200 дней, затем спускаемый аппарат отделился от станции, и, войдя в атмосферу планеты, снизился с помощью парашюта и достиг поверхности Марса.
Марсоход был размером с толстую книжку (25 см × 22 см × 4 см) и весил 4,5 кг. Передвигался он с помощью шагающего шасси - двух «лыж», расположенных по бокам устройства.
Задачей первого советского марсохода было измерение плотности грунта. Аппарат был спроектирован и изготовлен работниками ВНИИТрансМаш, под руководством главного конструктора А. Л. Кемурджиана.
Прием-передачу сигнала с Земли обеспечивала посадочная ступень, соединяемая с марсходом 15-метровым кабелем, который, в свою очередь, обеспечивал электропитание и управление. ПрОП-М был способен обнаруживать препятствия, отступать и обходить их. Для этого на передней части передвижного аппарата установлен датчик обнаружения препятствий. Марсоход двигался со скоростью 1 метр в час, каждые полтора часа останавливался в ожидании очередных команд с Земли.
Приходилось ждать и при наезде на препятствие. При этом в случае возникновения аварийной ситуации передвижной аппарат должен бы был ждать от 3 до 20 минут. За это время он уже мог вполне выйти из строя.
На борту ПрОП-М находилось несколько научных приборов: динамический пенетрометр и гамма-лучевой плотномер для измерения плотности и структуры грунта.
Спускаемый аппарат станции «Марс-2» стал первым модулем, достигнувшим поверхность Марса, но, к сожалению, разбился при посадке.
Полет «Марс-3» продолжался почти 200 дней, затем спускаемый аппарат (посадочный модуль) отделился от станции, и, пройдя через атмосферу планеты, снизился с помощью парашюта и достиг поверхности Марса.
С помощью специального манипулятора с борта спускаемого аппарата ПрОП-М был перемещен поверхность планеты. Сигналы с аппарата, достигнувшего поверхности Марса, были зафиксированы, начала передаваться панорама окружающей поверхности. Сигналы принимались на борту оставшейся на орбите станции «Марс-3» и передавались на Землю. Однако, через 20 секунд со спускаемого аппарата перестали поступать сигналы.
Таким образом, ни один советский марсоход не выполнил своей миссии. Не удалось ни опробовать первый шагающий марсоход, ни сделать фотографии. Начиная с 1996 года, на Марсе начали проводиться успешные научные исследования с применением американских планетоходов.
Исследование любой планеты – это научный процесс сбора, систематизации и сопоставления данных.
История изучения Марса
Исследование Марса началось ещё 3,5 тысячи лет назад в Древнем Египте. Вавилонские астрономы разработали ряд математических методов для предсказания положения планеты.
Первые телескопические наблюдения Марса были проведены Галилео Галилем в 1610 г. В течение XVII столетия астрономы обнаружили на планете различные детали поверхности. Первая карта Марса была опубликована в 1840 г. Позже астрономами были обнаружены спектральные линии молекул воды в атмосфере Марса; из-за этого открытия становится популярной мысль о возможности жизни на Марсе. В 1920-е годы был измерен диапазон температур марсианской поверхности и установлено, что поверхность Марса находится в экстремальных условиях пустыни. С 1960-х годов начались запуски автоматических межпланетных станций для изучения планеты, вначале с пролетной траектории, а затем с орбиты искусственного спутника и непосредственно на поверхности. В настоящее время Марс по-прежнему находится под наблюдением наземных телескопов, радиотелескопов и космических аппаратов, позволяющих исследовать поверхность планеты в широком диапазоне электромагнитных волн. Обнаружение на Земле метеоритов марсианского происхождения позволило исследовать химический состав поверхности планеты. Дальнейший прогресс в исследовании Марса связан с продолжением исследования планеты дистанционно управляемыми космическими аппаратами и осуществлением пилотируемого полёта на Марс.
В 1969г. организован Международный планетный патруль в составе семи обсерваторий, расположенных равномерно и недалеко от экватора. Цель патруля - наблюдение широкомасштабных атмосферных явлений и деталей поверхности планет и получение непрерывных серий снимков. Обсерватории патруля следят за облаками и пыльными бурями, а также сезонными изменениями поверхности Марса. Полученные изображения отражают марсианские сезонные изменения и показывают, что большинство марсианских пылевых бурь происходят, когда планета находится ближе всего к Солнцу.
Ведутся наблюдения за Марсом и с космического телескопа Хаббл. Но наш разговор сегодня об исследовании Марса автоматическими межпланетными станциями.
С 1960-х годов к Марсу было запущено много космических аппаратов. Самые известные из них: «Викинги», «Маринеры», «Марс» (советские космические аппараты), «Марс Глобал Сервейор», марсоходы «Соджонер» (1997 г.), «Спирит» (2004- 2010 гг.), «Опортьюнити» (с 2004 г. и до сих пор), «Кьюриосити» (c 2012 г.) и др.
«Маринер-4»
Американский «Маринер-3» стал первым космическим аппаратом, исследовавшим Марс с пролётной траектории. Эта автоматическая межпланетная станция предназначалась для проведения научных исследований Марса, передачи информации о межпланетном пространстве и о пространстве около Марса, получения снимков поверхности планеты и проведения эксперимента по радиозатмению Марсом сигнала со станции для получения информации об атмосфере и ионосфере. Космический аппарат совершил первый успешный облёт Марса и стал первым космическим аппаратом, который сделал снимки другой планеты с близкого расстояния и передал их на Землю. Правда, полученные снимки были не очень высокого качества, но «Маринер-4» установил, что атмосфера Марса по плотности не превышает 1 % земной и состоит в основном из углекислого газа. Атмосферное давление варьировалось от 4,1 до 7,0 миллибар (до этого предполагали, что атмосферное давление около 85 миллибар) и атмосфера Марса состоит в основном из азота. Дневная температура была −100 градусов по Цельсию.
«Маринер-9»
Этот аппарат стал первым искусственным спутником Марса. Станция была запущена 30 мая 1971 г. После завершения периода марсианских пылевых бурь аппарат стал отправлять на Землю чёткие фотоснимки поверхности Марса. Аппарат передал в общей сложности 7329 изображений около 80 % поверхности планеты. На изображениях были видны русла высохших рек, кратеры, огромные вулканические образования, гигантскую систему каньонов длиной свыше 4000 километров, свидетельства о наличии ветровой и водной эрозии и смещения пластов, погодные фронты, туман и ещё много интересных подробностей. Также были сфотографированы и спутники Марса, Фобос и Деймос. Эти открытия стали важной основой для планирования будущих полётов.
Спускаемый аппарат советской автоматический межпланетной станции «Марс-3» первым совершил посадку на Марс в 1971 г. Она была предназначена для исследования Марса как с орбиты, так и непосредственно с поверхности планеты. Аппарат передал панораму окружающей поверхности. На его борту был установлен вымпел с изображением герба СССР.
«Викинг»
Американские аппараты «Викинг» изучали Марс в течение нескольких лет (с 1976 года) как с орбиты, так и непосредственно на поверхности. Были проведены эксперименты по обнаружению микроорганизмов в грунте, не давшие положительного результата. Впервые был сделан химический анализ грунта и переданы фотографии поверхности. Посадочные аппараты длительное время вели наблюдения марсианской погоды, а по данным орбитальных модулей была составлена подробная карта Марса. Программа «Викинг» - космическая программа НАСА по изучению Марса на предмет наличия жизни на этой планете. «Викинги» впервые передали с поверхности Марса цветные фотографии высокого качества. На них видна пустынная местность с красноватой почвой, усеянная камнями.
Основными элементами в почве, по данным спектрометра «Викингов», были кремний (13-15 %), железо (12-16 %), кальций (3-8 %), алюминий (2-7 %), титан (0,5-2 %).
Оба аппарата взяли образцы почвы в качестве проб для анализа на наличие жизни - выявлена относительно высокая химическая активность грунта, но однозначных следов жизнедеятельности микроорганизмов обнаружить не удалось.
Вывод по результатам этих экспериментов: либо количество микроорганизмов в местах посадок «Викингов» ничтожно мало, либо их нет вообще. Аналогичные эксперименты в пустынных местностях на Земле однозначно указывали на наличие жизни.
Орбитальный зонд «Марс Одиссей»
«Марс Одиссей» - орбитальный аппарат НАСА, исследующий Марс. Аппарат был запущен 7 апреля 2001 г. Главная задача, стоящая перед аппаратом, заключалась в изучении геологического строения планеты и поиске минералов. Аппарат получил данные, свидетельствующие о крупных запасах воды на Марсе. По-видимому, в некоторых областях на глубине порядка 45 см залегает порода, состоящая из замёрзшей воды на 70 % по объёму. Позже это предположение было подтверждено и другими аппаратами, но окончательно вопрос о наличии воды на Марсе был решен в 2008 году, когда зонд «Феникс», севший вблизи северного полюса планеты, получил воду из марсианского грунта
Зонд «Феникс»
«Феникс» - посадочный модуль НАСА для изучения Марса, работавший в 2008 году. На его борту находился комплекс приборов, позволявших изучать геологическую историю воды, а также выявление условий, благоприятных для жизни микроорганизмов. Неофициальный лозунг проекта: «За водой!» Аппарат должен был ответить на три ключевых вопроса: пригодны ли полярные районы Марса для жизни, тает ли там периодически лед и как менялись погодные условия в зоне приземления в исторический период, а также исследовать особенности марсианского климата.
18 июня 2008 г. этот зонд нашёл лёд, который потом растаял. После тщательного исследования выяснилось, что лед был водяной.
Орбитальный зонд «Марс-экспресс»
«Марс-экспресс » - космический аппарат Европейского космического агентства, предназначенный для изучения Марса. 2 июня 2003 г. стартовал на космодроме «Байконур» с помощью ракеты-носителя «Союз-ФГ». Измерения приборов позволили получить ряд важных научных результатов, многие из которых только готовятся к научным публикациям. Впервые обнаружен водяной лёд в южной полярной шапке в конце марсианского лета. «Марс-экспресс» обнаружил в атмосфере Марса метан, что может свидетельствовать о наличии жизни на планете (метан не может долго находится в марсианской атмосфере, следовательно его запасы пополняются либо в результате жизнедеятельности микроорганизмов, либо вследствие геологической активности). Для поддержания его количества в атмосфере на Марсе должен быть источник метана. Таким источником могла бы быть тектоническая деятельность. Благодаря снимкам косморобота, учёные смогли сконструировать и представить трёхмерные модели марсианских ландшафтов.
Станция обнаружила плотные облака из сухого льда, которые отбрасывают тень на поверхность планеты и даже влияют на её климат.
Что сейчас?
На орбитах вокруг Марса работают три искусственных спутника:
- «Марс Одиссей» , орбитальный аппарат НАСА, исследующий Марс. Главная задача, стоящая перед аппаратом, заключается в изучении геологического строения планеты и поиске минералов (с 24 октября 2001 года). Аппарату удалось получить данные, свидетельствующие о крупных запасах воды на Марсе.
- «Марс-экспресс» , космический аппарат Европейского космического агентства, предназначенный для изучения Марса (с 25 декабря 2003 г.)
- , многофункциональная автоматическая межпланетная станция НАСА, предназначенная для исследования Марса, (с 10 марта 2006 г.). Запущен 12 августа 2005 г. с космодрома на мысе Канаверал. Содержит ряд научных приборов: камеры, спектрометры, радары, которые необходимы для анализа рельефа, поиска минералов и льда на Марсе. Телекоммуникационная система спутника передаёт Землю данных больше, чем все предыдущие межпланетные аппараты вместе взятые. Кроме того, используется в качестве сильного спутника-ретранслятора для других исследовательских программ.
В настоящее время на поверхности Марса работают марсоходы: «Оппортьюнити» и «Кьюриосити».
- Поиск и описание разнообразия горных пород и почв, которые свидетельствуют о прошлой водной активности планеты, поиск образцов с содержанием минералов.
- Определение распространения и состава минералов, горных пород и почв, которые окружают место посадки.
- Определить, какие геологические процессы сформировали рельеф местности и химический состав.
- Проведение наблюдений за поверхностью, сделанных при помощи инструментов Марсианского разведывательного спутника.
- Поиск железосодержащих минералов.
- Классификация минералов и геологического ландшафта, а также определение процессов сформировавших их.
- Оценка условий, которые могли бы быть благотворны для зарождения жизни на Марсе.
«Кьюрио́сити» - автономная химическая лаборатория. Аппарат должен будет за несколько месяцев пройти от 5 до 20 километров и провести полноценный анализ марсианских почв и компонентов атмосферы.
Дальнейшее изучение Марса
Дальнейшее изучение Марса связано с двумя основными направлениями: продолжением исследования планеты космическими аппаратами и осуществление пилотируемого полёта на Марс .
- «MAVEN» - аппарат НАСА, планируемый к запуску в 2013 году для изучения атмосферы.
- «Mars Science Orbiter», «Миссия по обнаружению газа на Марсе» - запуск назначен на январь 2016 года.
Также отправку миссий планирует Индия и Китай.
MarsExplorationRover– это знаменитая программа NASA, направленная на всестороннее исследование планеты Марс. В рамках данной программы практически одновременно на поверхность «красной планеты» были доставлены два марсохода – Spirit и Opportunity. В 2012 году, в связи с выходом из строя аппарата Spirit и с постановкой новых научных задач, NASA доставляет на поверхность планеты марсоход нового поколения Curiosity, который ощутимо больше и тяжелее своих предшественников.
Первые шаги по планете Марс: Spirit и Opportunity
Марсоход Spirit опустился на поверхность Марса 3 января 2004 года. Opportunity присоединился к нему уже 25 января того же года. Что касается третьего всемирно известного марсохода Curiosity, то он достиг поверхности Марса 6 августа 2012 года, и сразу же приступил к работе.
Нужно сказать, что Spirit осуществил ряд интересных открытий. В частности, по результатам проб марсианского грунта, сделанных этим аппаратом, учёные смогли выдвинуть гипотезу о том, что в прошлом на Марсе были отличные условия для жизни микроорганизмов. Не смотря на то, что миссия этого марсохода должна была продлиться 90 дней, его использовали свыше шести лет. Связь со Spirit прервалась 23 июля 2010 года.
Opportunity, прибывший на три недели позже, чем Spirit работает до сих пор. Нужно отметить, что именно Opportunity смог найти на Марсе следы целого пересохшего океана. Кроме того, ему принадлежат очень точные измерения различных параметров марсианской атмосферы.
Исследование Марса Curiosity
Марсоход Curiosity – это не просто прекрасный марсианский вездеход нового поколения, но ещё и довольно крупная автономная химическая лаборатория. Основной задачей использования данного аппарата является проведение целого ряда глубоких исследований грунта и атмосферы. Сейчас марсоход занимается изучением геологической истории «красной планеты» в кратере Гейла, где есть возможность работать с глубинными грунтами.
Марсоход, который весит на Земле 900 кг 3 метра длины и 2,7 метра ширины, имеет 3 пары колес диаметром 50 см, способен передвигаться в любом направлении и передавать на Землю данные о проб грунта, снимки с поверхности планеты и другую ценную информацию. Ожидаемое время миссии 1 марсианский год, что равно 687 земных дней.
Первая цель после посадки, которую NASA Curiosity благополучно совершил 6 августа этого года в кратер Гейла диаметром в 150 км, стало путешествие к подножью горы Шарпа. Сама гора имеет высоту 5,5 км. Задача изучить версию воздействия водных потоков, которыми когда-то подвергались склоны горы Шарпа, но на данный момент марсоход на месте посадки обнаружил не так много воды, как того ожидалось по расчетам, всего 1,5%. А ведь предполагали ее наличие от 5,6 до 6,5%.
Основные результаты работы Curiosity состоят в том, что им была определена двухслойность марсианского грунта. Первый, так называемый сухой слой, практически не содержит воды. В то же время, на глубине свыше 40 см. содержание воды составляет порядка 4%.
И вот, получены качественные при помощи наложенных фильтров снимки с марса, который передал марсоход Curiosity. На одном из снимков виднеется подножье горы Шарпа к которой следует Curiosity.
Тем не менее, первые данные настоящей хроники с Марса получены. Температура окружающего воздуха +3 градуса по Цельсию и несколько любопытных снимков, на одном из них хорошо видна гора Шарпа к которой движется марсоход. Правда, достигнет ее он только к новому году на земле, ведь его скорость очень низкая, всего 0,14 км/ч.
(Видео поверхности планеты Марс, переданное марсоходом Curiosity)
Перед тем, как направиться к горе, марсоход NASA Curiosity проверил всю аппаратуру, сделал множество снимков, пошевелил буром и опробовал лазерную пушку, назначение которой не защита от марсиан, а сбор анализа образцов почвы и воздуха на расстоянии.
На данный момент из трёх марсоходов, запущенных в период с 2003 года, на Марсе работают два. За это время сделано множество научных открытий разных масштабов.
Ведущие мировые эксперты полагают, что основой успеха американских марсоходов является умение их создателей учиться на собственных ошибках. Соответственно, каждый новый аппарат становится более совершенным, чем его предшественники.
Любопытный факт. Сотрудники Nasa предусмотрели вариант первого знакомства с "марсианами". Так после приземления, марсоход первым делом обратился с приветствием к пустынной планете голосом директора NASA Чарльза Болдена и переслал на землю песню Will.I.Am.
6 августа 2012 года марсоход Curiosity после восьмимесячного перелета в районе кратера Гейла на Марсе, сообщает НАСА.
10 октября 1960 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая должна была вывести на траекторию полета к Марсу советскую автоматическую межпланетную станцию (АМС) "Марс" (1960А). Это была первая в истории человечества попытка достичь поверхности Марса. Из‑за аварии ракеты‑носителя (РН) пуск закончился неудачей.
14 октября 1960 года
в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая должна была вывести на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс" (1960В). Программа полета предусматривала достижение станцией поверхности Марса. Из‑за аварии РН пуск закончился неудачей .
24 октября 1962 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая вывела на околоземную орбиту советскую АМС "Марс‑1С" ("Спутник‑22").
Старт станции в сторону Марса не состоялся из‑за взрыва последней ступени ракеты‑носителя.
1 ноября 1962 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑1". Первый успешный пуск в сторону Марса. Сближение АМС "Марс‑1" с Марсом наступило 19 июня 1963 года (от Марса около 197 тысяч километров, по баллистическим расчетам), после чего станция вышла на траекторию движения вокруг Солнца. Связь с АМС была потеряна.
4 ноября 1962 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая вывела на околоземную орбиту советскую АМС "Марс‑2А" ("Спутник‑24"). Старт станции в сторону Марса не состоялся.
5 ноября 1962 года спутник "Марс‑2А" прекратил существование, войдя в плотные слои атмосферы.
5 ноября 1964 года
в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas Agena‑D, которая вывела на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mariner‑3. Станция была выведена на нерасчетную траекторию и в район Марса не попала . Mariner‑3 находится на солнечной орбите.
28 ноября 1964 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas Agena‑D, которая вывела на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mariner‑4. Станция была предназначена для исследования Марса с пролетной траектории.
14 июля 1965 года станция Mariner‑4 совершила пролет около Марса, пройдя на расстоянии 9920 километров от его поверхности. Аппарат передал 22 крупных плана поверхности Марса, а так же подтвердил предположение о том, что тонкая атмосфера Марса состоит из углекислого газа, давлением 5‑10 миллибар. Было зафиксировано наличие у планеты слабого магнитного поля. Станция продолжала функционировать до конца 1967 года. Сейчас Mariner 4 находится на солнечной орбите.
30 ноября 1964 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Молния 8К78", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Зонд‑2". Контакт со станцией был потерян 4‑5 мая 1965 года.
27 марта 1969 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя (РН) "Протон‑К / Д", которая должна была вывести на траекторию полета к Марсу АМС "Марс". Из‑за аварии РН пуск закончился неудачей.
24 февраля 1969 года
в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas SLV‑3C Centaur‑D, которая вывела на траекторию полета к Марсу автоматическую межпланетную станцию Mariner‑6. 31 июля 1969 года
станция Mariner‑6 пролетела на высоте 3437 километров над экваториальной областью Марса . Сейчас Mariner‑6 находится на солнечной орбите.
27 марта 1969 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas SLV‑3C Centaur‑D, которая вывела на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mariner‑7. 5 августа 1969 года станция Mariner‑7 пролетела на высоте 3551 километров над южным полюсом Марса.
Mariner-6 и Mariner-7 произвели измерения температуры поверхности и атмосферы, анализ молекулярного состава поверхности и давления атмосферы. Кроме этого, было получено около 200 изображений. Была измерена температура южной полярной шапки, которая оказалась очень низкой ‑125° С. Сейчас Mariner‑7 находится на солнечной орбите.
27 марта 1969 года при запуске советской АМС "Марс 1969А" произошла авария на участке выведения на околоземную орбиту.
2 апреля 1969 года при запуске советской АМС "Марс 1969В" произошла авария на участке выведения на околоземную орбиту.
8 мая 1971 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas SLC‑3C Centaur‑D, которая должна была вывести на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mariner‑ 8. Космический аппарат не смог покинуть земной орбиты. Из‑за сбоя в работе второй ступени ракетоносителя аппарат упал в Атлантический океан примерно в 900 милях от мыса Канаверал.
10 мая 1971 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на околоземную орбиту спутник "Космос‑419", однако на траекторию полета к Марсу космический аппарат не перешел. 12 мая 1971 года аппарат вошел в плотные слои земной атмосферы и сгорел.
19 мая 1971 года
в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑2". Однако, на заключительном этапе полета из‑за программной ошибки бортовая ЭВМ спускаемого аппарата дала сбой, в результате чего угол его входа в марсианскую атмосферу оказался больше расчетного, и 27 ноября 1971 года
он разбился о поверхность Марса . На борту аппарата был закреплен вымпел СССР.
28 мая 1971 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑3". 2 декабря 1971 года спускаемый аппарат АМС "Марс‑ 3" совершил мягкую посадку на поверхность Марса. После посадки станция была приведена в рабочее состояние и начала передавать на Землю видеосигнал. Передача продолжалась 20 секунд и резко прекратилась. Орбитальный космический аппарат передавал данные на Землю до августа 1972 года.
30 мая 1971 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Atlas SLV‑3C Centaur‑D, которая вывела на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mariner‑9. Космический аппарат (КА) прибыл к Марсу 3 ноября 1971 года и вышел на орбиту 24 ноября 1971 года. КА были сделаны первые снимки спутников Марса Фобоса и Деймоса в высоком разрешении. На поверхности планеты были обнаружены рельефные образования, напоминающие реки и каналы. Mariner‑9 все еще находится на орбите Марса. с 13 ноября 1971 года по 27 октября 1972 года передал 7329 снимков.
21 июля 1973 года в СССР с космодрома Байконур, был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑4" . 10 февраля 1974 года станция подошла к Марсу, однако корректирующая двигательная установка не включилась. Поэтому аппарат пролетел на высоте 1844 километров над средним радиусом Марса (5238 километров от центра). Единственное, что он успел сделать, это по команде с Земли включить свою фототелевизионную установку с короткофокусным объективом "Вега‑3МСА". Был проведен один 12‑кадровый цикл съемки Марса на дальностях 1900‑2100 километров. Однострочные оптико‑механические сканеры передали также две панорамы планеты (в оранжевом и красно‑инфракрасном диапазонах). Станция, пройдя мимо планеты, вышла на гелиоцентрическую орбиту.
25 июля 1973 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑5". 12 февраля 1974 года АМС "Марс‑5" была выведена на орбиту вокруг Марса. Со станции были переданы фототелевизионные изображения Марса с разрешением до 100 метров, проведены серии исследований поверхности и атмосферы планеты. Всего со станции "Марс‑5" было получено 15 нормальных снимков с помощью фототелевизионного устройства (ФТУ) с короткофокусным объективом "Вега‑3МСА" и 28 снимков с помощью ФТУ с длиннофокусным объективом "Зуфар‑2СА". Удалось получить 5 телепанорам. Последний сеанс связи с АМС, в котором была передана телепанорама Марса, состоялся 28 февраля 1974 года.
5 августа 1973 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу АМС "Марс‑6" . |
12 марта 1974 года станция "Марс‑6" совершила пролет мимо планеты Марс, пройдя на расстоянии 1600 километров от поверхности планеты. Непосредственно перед пролетом от станции был отделен спускаемый аппарат, который вошел в атмосферу планеты и на высоте порядка 20 километров в действие была введена парашютная система. В непосредственной близости от поверхности планеты Марс радиосвязь со спускаемым аппаратом прекратилась. Спускаемый аппарат достиг поверхности планеты в точке с координатами 24 градусов южной широты и 25 градусов западной долготы.
Информация со спускаемого аппарата во время его снижения принималась космическим аппаратом "Марс‑6", продолжавшим движение по гелиоцентрической орбите с минимальным расстоянием от поверхности Марса ‑ 1600 километров, и ретранслировалась на Землю.
9 августа 1973 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон‑К" с разгонным блоком "Д", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Марс‑7".
9 марта 1974 года (раньше, чем "Марс‑6") станция "Марс‑7" совершила пролет мимо планеты Марс, пройдя на расстоянии 1300 километров от его поверхности. При приближении к планете от станции отделился спускаемый аппарат. Программа полета предусматривала совершение посадки на поверхность Марса. Из‑за нарушения в работе одной из бортовых систем, спускаемый аппарат прошел мимо планеты и вышел на гелиоцентрическую орбиту. Целевая задача станцией не была выполнена.
Проект Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (НACA, США) 1975 года - "Викинг‑1" (Viking‑1) и " Викинг‑2" (Viking‑2) ‑ включал в себя запуск с разницей в несколько недель двух летательных аппаратов, состоящих из орбитального и посадочного модулей. Впервые в истории американской космонавтики они, достигнув Марса, совершили посадку на его поверхность.
20 августа 1975 года с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Titan‑3E", которая вывела на орбиту американский КА Viking‑1. Космический аппарат вышел на орбиту Марса 19 июня 1976 года . Спускаемый аппарат осуществил посадку на Марс 20 июля 1976 года . Был отключен 25 июля 1978 года, когда иссякло топливо для коррекции высоты полета орбитального модуля.
9 сентября 1975 года с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Титан‑3E‑Центавр", которая вывела на орбиту американский КА Viking‑2. Космический аппарат вышел на орбиту Марса 24 июля 1976 года. Спускаемый аппарат осуществил посадку 7 августа 1976 года на Равнине Утопия.
7 июля 1988 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон 8К82К" с разгонным блоком "Д2", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Фобос‑1" для исследования спутника Марса Фобоса. 2 сентября 1988 года "Фобос‑1" был утерян на пути к Марсу в результате ошибочной команды.
12 июля 1988 года в СССР с космодрома Байконур был осуществлен пуск ракеты‑носителя "Протон 8К82К" с разгонным блоком "Д2", которая вывела на траекторию полета к Марсу советскую АМС "Фобос‑2". Основная задача ‑ доставка на поверхность Фобоса спускаемых аппаратов (СКА) для изучения спутника Марса.
"Фобос‑2" вышел на орбиту Марса 30 января 1989 года. Было получено 38 изображений Фобоса с разрешением до 40 метров, измерена температура поверхности Фобоса. Связь с аппаратом была потеряна 27 марта 1989 года. СКА доставить не удалось.
25 сентября 1992 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Titan‑3, которая вывела на траекторию полета к Марсу американскую АМС Mars Observer с модулем USS Thomas O.Paine, предназначенную для проведения научных наблюдений в течение четырехлетнего нахождения на орбите Марса. Контакт с Mars Observer был потерян 21 августа 1993 года, когда ему оставалось всего три дня до выхода на орбиту. Точная причина не известна, предположительно КА взорвался во время повышения давления в топливных баках при подготовке к выходу на орбиту.
7 ноября 1996 года в США с космодрома Cape Canaveral был осуществлен пуск ракеты‑носителя Delta‑2‑7925A / Star‑48B, которая вывела на околомарсианскую орбиту американскую исследовательскую станцию Mars Global Surveyor. КА был предназначен для сбора информации о характере поверхности Марса, ее геометрии, составе, гравитации, динамики атмосферы и магнитном поле.
4 декабря 1996 года в США по программе НАСА по изучению Марса с помощью ракеты‑носителя "Дельта‑2" был запущен аппарат Mars Pathfinder. Помимо научного оборудования и систем связи на борту спускаемого модуля находился небольшой марсоход Sojourner.
8 ноября 2011 года с помощью ракеты‑носителя "Зенит‑2 SБ" стартовала российская АМС "Фобос‑Грунт", предназначенная для доставки образцов грунта с естественного спутника Марса, Фобоса, на Землю. В результате нештатной ситуации не смогла покинуть окрестности Земли, оставшись на низкой околоземной орбите. 15 января 2012 года сгорела в плотных слоях земной атмосферы.
26 ноября 2011 года с помощью ракеты‑носителя Atlas V стартовал исследовательский марсоход Curiosity (США) - ключевое звено "Марсианской научной лаборатории" (Mars Science Laboratory). Аппарат должен будет за несколько месяцев пройти от 5 до 20 километров и провести полноценный анализ марсианских почв и компонентов атмосферы.
Планируется, что марсоход Curiosity проживет на поверхности планеты один марсианский год ‑ 687 земных дней или 669 марсианских.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Еще многие сотни лет назад Марс привлекал внимание и ученых, и обывателей со всего мира. Ему поклонялись, его боялись, но всегда хотела узнать, что он в действительности из себя представляет. Со времен, когда люди начали исследование Марса, прошло не так много времени, но накопленный научный материал уже позволяет составить представление о том, что это за планета.
Причины научного интереса
Среди планет солнечной системы Марс считается наиболее близким по условиям к Земле, однако главные вопросы относительно этой планеты еще не решены.
- На поверхности Марса раньше было много воды в жидком состоянии, а климат можно было назвать теплым. Затем произошло нечто, из-за чего водоемы на планете исчезли, а климат резко стал сухим. Ученые хотят выяснить причины произошедшего, это стало основной целью исследования Марса.
- Второй важнейшей целью исследований Марса является построение его детальной модели. Сейчас ничего не известно о внутреннем Марса, почти нет данных о поверхности планеты, физических и химических процессах. Это важнейшие данные для понимания перспектив использования Марса.
- Третья цель исследования связана с поиском ответа на вопрос — есть ли на Марсе, и если нет, то существовала ли когда-то.
- Последней целью является освоение планеты. Марс представляется наиболее подходящей для освоения и в будущем.
Исследование Марса с помощью телескопов
В 1610 Галилео Галилей положил основу изучения планеты, проведя первое исследование Марса с помощью созданного им же телескопа. Тогда впервые были обнаружены и зафиксированы такие особенности рельефа, как вулканы и марсианские каналы.
Последователями Галилея были открыты следующие факты о планете:
- Ученые увидели пятно моря Сырт. Наблюдения за ним позволили вычислить, что год на Марсе длится 687 земных суток, а полный оборот планета совершает за 24,5 часа.
- Были обнаружены полярные ледяные шапки и зависящие от времени года периоды их таяния.
- Были созданы первые карты Марса.
- Наблюдения за преломлением света в атмосфере Марса позволили предположить наличие воды в его атмосфере.
- Обнаружены Марса – Фобос и Деймос.
Дистанционные исследования Марса с помощью космических аппаратов
Благодаря космическим исследованиям планеты в 1920-е годы удалось установить, что на всей территории Марса преобладают суровые пустынные условия. Уже тогда стало ясно, что человеку будет тяжело освоить территории планеты, в отличие от техники, которую можно создать подходящей для нахождения там.
Советский зонд Марс-1 стал первым, созданным аппаратов, целью которого было достичь поверхность Марса для научных исследований. Но миссия потерпела неудачу. С 1960 по 1969 годы три зонда вышли из строя еще на старте, три не вышли на околоземную орбиту, один не был способен приземлиться на территорию Марса. Два зонда оказались недееспособны, когда достигли орбиты планеты.
В программу исследования Марса СССР входили не только спускаемые аппараты, но и орбитальные зонды. Их целью было достижение орбиты Марса и отправление сигналов на Землю, в том числе и передача фото поверхности планеты, данных о радиации и атмосфере. Однако все зонды такого типа рано или поздно пропадали с локаторов советских ученых.
После первых неудач СССР разработали более многофункциональные автоматические аппараты, Марс-2 и Марс-3. Цель этих машин заключалась в курсировании вокруг Марса и совершении посадки. Запуск состоялся в 1971 году, сигналы с машин поступали до марта 1972 года, позволив советским ученым таким образом собрать хороший научный материал: 60 фотографий, позволяющим воссоздать рельеф Марса, узнать особенности гравитации и магнитных полей планеты.
После удачных запусков СССР отправляли еще 4 зонда, 3 из которых отправили данные на Землю. Марс-4 пролетел по радиусу планеты на расстоянии 2200 км, впервые была зафиксирована ионосфера марсианских ночей.
Программы НАСА
История исследования Марса для НАСА началась в 1964 году, когда были запущены два космических аппарата. Успешным оказался второй, Mariner 4, который в 1965 пролетел мимо планеты и сделал первое фото Марса крупным планом. Кроме того, расположенный на аппарате магнитофон передал ученым информацию об ударных кратерах. В ходе этой первой успешной миссии были собраны данные для подготовки новых машин для отправления на Марс.
В следующие года на основе исследований 1964 года были сделаны попытки отправки зондов, однако удачным оказалась только отправка Mariner 9, который впервые успешно вышел на орбиту Марса. Однако во время прибытия к Марсу его ожидала песчаная буря, не позволяющая детально исследовать планету. В этот период аппарат занимался изучением спутника с помощью космических аппаратов. Были сделаны важные открытия, связанные с Фобосом.
Когда погода на планете наладилась, аппарат сделал первые качественные фото, доказавшие, что на Марсе когда-то могла течь вода. Также был обнаружен вулкан, названный Олимпом, — это самая высокая гора в Солнечной системе.
Программа Viking
В 1975 году в рамках этой программы были запущены корабли Viking 1 и 2. Это были первые аппараты, успешно приземлившиеся и работавшие на поверхности Марса.
Учеными были заданы следующие задачи наблюдения и передачи данных о Марсе: фиксация метеорологических, сейсмических и магнитных свойств планеты, а также отчеты о биологических экспериментах на борту Викинга.
Были обнаружены устья рек, размытые долины, признаки выпадения дождей в прошлом. Некоторые из данных даже свидетельствуют о наличии признаком микробной жизни на Марсе.
Станция Марс Масфайндер
4 июля 1997 года американский корабль Марс Масфайндер приземлился на марсианской станции. На своем борту он привез первого робота для изучения поверхности планеты. Аппарат кроме того проверял в действии множество новых технологий: систему подушек безопасности, автоматические системы предотвращения препятствий. Данный аппарат стал подготовкой к более масштабному исследованию.
Mars Global Surveyor
Этот новый космический аппарат, запущенный 12 сентября 1997 года, стал первым полностью успешным проектом за последние двадцать лет. Первый этап работы аппарата, начавшийся в 1999 году, заключался в первичной картографической экспедиции и продлился один марсианский год, что равняется двум земным.
Полученные в ходе этого исследования данные превосходили по качеству и количеству информацию, полученную за весь период научного изучения Марса. В данный момент эти данные находятся в общем доступе.
Этот аппарат продолжил исследование водного вопроса планеты. Благодаря ему ученые выдвинули следующую гипотезу: на марсе есть вода в жидком виде, но она сосредоточена под поверхностью воды. Однако иногда происходит ее выход на поверхность, что приводит к появлению размытых каналов и оврагов.
Продолжались и изучения магнитного поля Марса. Были получены данные, свидетельствующие о локализации источников магнитного поля не в ядре планеты, а в ее коре.
В 2006 аппарат потерял связь с Землей, и что с ним сейчас – до сих пор неизвестно.
Марс Одиссея и Марс Экспресс
В 2001 году Марс Одиссея прибыл на Марс с целью обнаружить воду на планете. Уже в следующем году аппарат обнаружил большое количество водорода, что свидетельствует о нахождении больших залежей льда в нескольких метрах от поверхности под землей.
В 2003 Европейское космическое агентство запускает с Байконура Марс Экспресс, оснащенный механической рукой и спектрометром, что позволило машине исследовать почву под поверхностью для поиска биосигналов. Как и предыдущие исследования НАСА, Марс Экспресс подтвердил наличие водяного пара и углекислого газа на южном полюсе планеты. Позже были найдены 2 американских аппарата, утративших связь с Землей.
Орбитальное распознавание Марса
В 2005 под руководством Локхида Мартина в Лаборатории реактивного движения был построен многоцелевой космический корабль стоимостью 720 миллионов долларов. В 2006 он достиг марсианской орбиты.
Этот современный аппарат и сегодня занимается анализом почвы и рельефом благодаря чувствительным камерам на борту. Он изучает марсианскую погоду, тестирует телекоммуникационные системы, служит передатчиком информации с поверхности планеты.
К последним его целям относится работа в качестве спутника для новейших миссий на Марсе.
Фобос-Грунт
Фобос-Грунт – это миссия Роскосмоса, начатая 8 ноября 2011. Ее цель состояла в извлечении образца Фобоса для его дальнейшего отправления на Землю и размещении на орбите Марка китайского зонда. Однако миссия потерпела поражение и аппарат не смог выйти за пределы околоземной орбиты.
Curiosity марсоход и орбитальная миссия MAVEN
В 2012 году на Марс высадился марсоход Curiosity. Он привез на Марс инструменты и аппаратуру, предназначенную для поиска условий для жизни на планете.
Для передачи информации НАСА так же был запущен MAVEN, который сейчас находится на орбите Марса и помогает поддерживать связь между техникой на Марсе и учеными на Земле.
Миссия Орбита Марса
В 2014 году на орбиту Марса был успешно доставлен Мангальян, первый в истории азиатский аппарат, успешно показавший себя в исследовании Марса.
Помимо главной цели – демонстрации развивающихся восточных технологий, аппарат изучает атмосферу Марса и передает данные о ней на Землю. Главное достижение проекта — его низкая цена, 71 млн. долларов.
Другие попытки азиатских стран принять участие в программе изучения Марса, оказались неудачными и были предприняты Китаем и Японией.
Ситуация в настоящее время
- Всего к Марсу было отправлено 44 миссии. Из них 16 успешных, 7 – частично успешных, 21 – неудачных.
- На орбите Марса расположены 6 космических аппаратов: 3 американских, европейский, индийский и российско-европейский.
- На поверхности планеты работают 2 американских марсохода
- Главное направление работы сегодня – изучение биологических следов на Марсе и перспектив жизни на нем.
Дальнейшие планы в изучении Марса
Следующее сближение Марса и Земли произойдет в 2020 году. Все страны-участники марсианской программы активно готовятся к этому моменту.
- Создание разведочного аппарата для экипажа «Орион». Данный аппарат призван изучить условия пребывания астронавтов на Марсе, подготовить следующие шаги для освоения Марса как места обитания человека. В данный момент проводится подготовка людей для будущей отправки на Марс, изучаются всевозможные сложности от технических, до психологических. Старт миссии разведывательного аппарата назначен на 2020 год. Момент отправления человека назначен на 2030 год.
- Второй этап российско-европейской миссии проекта ExoMars. В 2020 также планируется доставка на поверхность планеты нового марсохода
- Индия планирует доставить на орбиту Марса свой второй зонт
- Китай хочет стать полноправным участником марсианской программы и отправить свой зонд и марсоход.
- ОАЭ и США готовят совместную миссию по отправке аппарата Mars Hope
- В 2022 Япония планирует запустить программу, позволяющую доставить на Землю грунт с Фобоса и Деймоса.
- 2024 назначен годом отправки российского аппарата по сбору образцов грунта со спутников Марса.
Таким образом, история исследования Марса – это сложный путь побед и поражений, ведь каждая третья миссия заканчивалась неудачей. Даже сейчас не все проекты оказываются успешными, и дорогое оборудование, в которое вложены силы многих ученых, становится очередным космическим мусором.
Тем временем отправление на Марс человека намечено уже на 30-е годы. Ученым всего мира нужно объединить усилия, чтобы первый полет человека стал мировым достижением, а не трагедией. Ведь заселение космоса открывает огромные перспективы существования человечества в целом.