Cómo se conquistó el Planeta Rojo y qué logramos aprender al respecto. El tráfico en el rastro marciano está aumentando

Marte ha cautivado a la gente desde que lo vimos por primera vez como un objeto en el cielo, que inicialmente nos pareció una estrella, y una estrella hermosa, porque es roja. En el siglo I, los telescopios acercaron nuestra mirada por primera vez a su superficie, llena de intrigantes patrones y accidentes geográficos (1). Los científicos inicialmente asociaron esto con la hirviente civilización marciana...

1. Mapa de la superficie de Marte en el siglo XIX.

Ahora sabemos que no hay canales ni estructuras artificiales en Marte. Sin embargo, recientemente se ha sugerido que hace 3,5 millones de años, este planeta ahora seco y tóxico podría haber sido tan habitable como la Tierra (2).

Marzo es el cuarto planeta desde el Sol, justo después de la Tierra. Es sólo un poco más de la mitad de la Tierra.y su densidad es sólo del 38 por ciento. terrestre. Se necesita más tiempo para hacer una revolución completa alrededor del Sol que la Tierra, pero gira alrededor de su eje aproximadamente a la misma velocidad. Es por eso Un año en Marte son 687 días terrestres.y un día en Marte dura solo 40 minutos más que en la Tierra.

A pesar de su menor tamaño, la superficie terrestre del planeta es aproximadamente igual a la superficie de los continentes de la Tierra, es decir, al menos teóricamente. Desafortunadamente, el planeta está actualmente rodeado por una delgada atmósfera compuesta principalmente de dióxido de carbono y es poco probable que sustente la vida en la Tierra.

El metano también aparece periódicamente en la atmósfera de este mundo reseco, y el suelo contiene sustancias químicas que son tóxicas para la vida tal como la conocemos. Aunque hay agua en marteEstá atrapado en los casquetes polares del planeta y escondido, quizás en grandes cantidades, bajo la superficie de Marte.

2. Aparición hipotética de Marte hace miles de millones de años

Hoy, mientras los científicos exploran superficie de marte (3), ven estructuras que sin duda son obra de fluidos de largo recorrido: arroyos ramificados, valles de ríos, cuencas y deltas. Las observaciones muestran que el planeta alguna vez pudo haber tenido uno vasto océano que cubre su hemisferio norte.

En otros lugares paisaje de osos rastros de duchas antiguas, embalses, ríos que cortan cauces en el suelo. Probablemente, el planeta también estaba envuelto en una atmósfera densa, lo que permitió que el agua permaneciera en estado líquido a las temperaturas y presiones marcianas. En algún momento del pasado, ahora se supone que el planeta sufrió una transformación dramática, y un mundo que alguna vez pudo haber sido bastante parecido a la Tierra se convirtió en el páramo reseco que exploramos hoy. Los científicos se preguntan qué pasó. ¿Adónde fueron estas corrientes y qué pasó con la atmósfera marciana?

Por ahora. Quizás esto cambie en los próximos años. La NASA espera que los primeros humanos aterricen en Marte en la década de 30. Hemos estado hablando de tal horario durante unos diez años. Los chinos están especulando sobre planes similares, pero menos específicos. Antes de embarcarnos en estos ambiciosos programas, intentemos hacer un balance de medio siglo de exploración humana de Marte.

Más de la mitad de la misión falló

Envío de una nave espacial a Marte difícil, y aterrizar en este planeta es aún más difícil. La atmósfera marciana enrarecida hace que llegar a la superficie sea un gran desafío. Alrededor del 60 por ciento. Los intentos de aterrizaje a lo largo de las décadas de la historia de la exploración planetaria no han tenido éxito.

Hasta ahora, seis agencias espaciales han llegado con éxito a Marte: la NASA, la Roscosmos rusa y sus predecesoras soviéticas, la Agencia Espacial Europea (ESA), la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO), la agencia china, que no solo acogió el orbitador, sino también aterrizó y lanzó con éxito el rover, explorando la superficie de la nave de Zhurong, y, finalmente, la agencia espacial de los Emiratos Árabes Unidos con la sonda "Amal" ("Esperanza").

Desde la década de 60, se han enviado decenas de naves espaciales a Marte. Primero fila sonda en marte bombardeó la URSS. La misión incluyó los primeros pases intencionales y un aterrizaje forzoso (de impacto) (Mars, 1962).

Primer crucero exitoso alrededor de Marte ocurrió en julio de 1965 utilizando la sonda Mariner 4 de la NASA. Marzo de 2 i marzo 3 sin embargo, en 1971, el primero con el rover a bordo se estrelló y el contacto con marzo 3 se rompió tan pronto como llegó a la superficie.

Lanzadas por la NASA en 1975, las sondas Viking consistían en dos orbitadores, cada uno con un módulo de aterrizaje que realizó con éxito un aterrizaje suave en 1976. También realizaron experimentos biológicos en suelo marciano para buscar signos de vida, pero los resultados no fueron concluyentes.

Secuela de la NASA Programa Mariner con otro par de sondas Mariner 6 y 7. Se colocaron en la siguiente ventana de carga y llegaron al planeta en 1969. Durante la siguiente ventana de carga, Mariner volvió a sufrir la pérdida de uno de sus pares de sondas.

9 Mariner entró con éxito en órbita alrededor de Marte como la primera nave espacial de la historia. Entre otras cosas, descubrió que una tormenta de polvo estaba azotando el planeta. Sus fotografías fueron las primeras en proporcionar evidencia más detallada de que alguna vez pudo haber existido agua líquida en la superficie del planeta. Con base en estos estudios, también se encontró que el área nombrada nada olímpico es la montaña más alta (más precisamente, un volcán), lo que llevó a su reclasificación como Olympus Mons.

Hubo muchos más fracasos. Por ejemplo, las sondas soviéticas Phobos 1 y Phobos 2 fueron enviadas a Marte en 1988 para estudiar Marte y sus dos lunas, con un enfoque especial en Fobos. Fobos 1 perdió el contacto en el camino a Marte. Fobos 2aunque fotografió con éxito a Marte y Fobos, se estrelló antes de que los dos módulos de aterrizaje golpearan la superficie de Fobos.

También sin éxito Misión Mars Observer del orbitador estadounidense en 1993. Poco después, en 1997, otra sonda de observación de la NASA, la Mars Global Surveyor, informó que entró en la órbita de Marte. Esta misión fue todo un éxito, y en 2001 todo el planeta había sido cartografiado.

4. Reconstrucciones a tamaño real de los rovers Sojourner, Spirit, Opportunity y Curiosity con la participación de ingenieros de la NASA.

1997 también vio un gran avance en la forma de un aterrizaje exitoso en la región del Valle de Ares y un levantamiento de superficie usando Lazika Viajero de la NASA como parte de la misión Mars Pathfinder. Además de los fines científicos, Misión Mars Pathfinder también fue una prueba de concepto para varias soluciones, como el sistema de aterrizaje con bolsa de aire y la evitación automática de obstáculos, que luego se usaron en misiones posteriores del rover (4). Sin embargo, antes de que llegaran, hubo otra ola de fallas marcianas en 1998 y 1999, poco después del éxito de Global Surveyor y Pathfinder.

fue desafortunado Misión orbital japonesa Nozomiasí como los orbitadores de la NASA Orbitador climático de Marte, Módulo de aterrizaje polar de Marte yo penetradores Deep Space 2con varios fracasos.

Misión Mars Express de la Agencia Espacial Europea (ESA) llegó a Marte en 2003. A bordo había un módulo de aterrizaje Beagle 2 que se perdió durante un intento de aterrizaje y desapareció en febrero de 2004. sabueso 2 fue descubierto en enero de 2015 por la cámara HiRise en el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA. Resultó que aterrizó a salvo, pero no pudo desplegar completamente los paneles solares y la antena. Expreso orbital de Marte sin embargo, hizo importantes descubrimientos. En 2004, descubrió metano en la atmósfera del planeta y lo observó dos años después. estrellas polares.

En enero de 2004, dos rovers de la NASA fueron nombrados Espíritu de Serbia (MER-A) Yo Oportunidad (MER-B) aterrizó en la superficie de Marte. Ambos excedieron con creces los horarios marcianos estimados. Entre los resultados científicos más significativos de este programa se encuentra una fuerte evidencia de que existió agua líquida en ambos sitios de aterrizaje en el pasado. Rover Spirit (MER-A) estuvo activo hasta 2010 cuando dejó de enviar datos porque se quedó atascado en una duna y no podía reorientarse para recargar sus baterías.

entonces fénix aterrizó en el Polo Norte de Marte en mayo de 2008 y se confirmó que tenía hielo de agua. Tres años más tarde, se lanzó el Laboratorio de Ciencias de Marte a bordo del rover Curiosity, que llegó a la superficie de Marte en agosto de 2012. Escribimos sobre los resultados científicos más importantes de su misión en otro artículo de este número de MT.

Otro intento fallido de aterrizar en Marte por parte de la ESA europea y el Roscosmos ruso fue Lendaunik Schiaparellique se desconectó del ExoMars Trace Gas Orbiter. La misión llegó a Marte en 2016. Sin embargo, Schiaparelli, mientras descendía, abrió prematuramente su paracaídas y se estrelló contra la superficie. Sin embargo, proporcionó datos clave durante un descenso en paracaídas, por lo que la prueba se consideró un éxito parcial.

Dos años más tarde, otra sonda aterrizó en el planeta, esta vez estacionaria. Visiónque realizó un estudio que determinó el diámetro del núcleo de Marte. Las mediciones de InSight muestran que el diámetro del núcleo de Marte está entre 1810 y 1850 kilómetros. Esto es casi la mitad del diámetro del núcleo de la Tierra, que es de aproximadamente 3483 km. Al mismo tiempo, sin embargo, más de lo que han mostrado algunas estimaciones, lo que significa que el núcleo marciano es más raro de lo que se pensaba.

La sonda InSight intentó sin éxito profundizar en el suelo marciano. Ya en enero, se abandonó el uso del "topo" polaco-alemán, es decir sonda térmica, que se suponía que iba a profundizar en el suelo para medir el flujo de energía térmica. El Topo encontró mucha fricción y no se hundió lo suficiente en el suelo. La sonda también está escuchando ondas sísmicas desde el interior del planeta. Desafortunadamente, es posible que la misión InSight no tenga suficiente tiempo para hacer más descubrimientos. El polvo se acumula en los paneles solares del dispositivo, lo que significa que InSight recibe menos energía.

En décadas recientes el movimiento en la órbita del planeta también aumentó sistemáticamente. Propiedad de la NASA Mars Odyssey entró en la órbita de Marte en 2001. Su misión es utilizar espectrómetros y dispositivos de imágenes para buscar evidencia pasada o presente de agua y actividad volcánica en Marte.

En 2006, una sonda de la NASA llegó a la órbita. Orbitador de reconocimiento de Marte (MRO), que debía realizar una encuesta científica de dos años. El orbitador comenzó a mapear el paisaje y el clima marcianos para encontrar sitios de aterrizaje adecuados para las próximas misiones de aterrizaje. MRO tomó la primera imagen de una serie de avalanchas activas cerca del polo norte del planeta en 2008. El orbitador MAVEN llegó a la órbita alrededor del Planeta Rojo en 2014. Los objetivos de la misión son principalmente determinar cómo se ha perdido la atmósfera y el agua del planeta durante este tiempo. del año.

Casi al mismo tiempo, su primera sonda orbital marciana, Misión de la órbita de Marte (MAMA), también llamado mangaliaan, lanzamiento de la Organización de Investigación Espacial India (ISRO). Entró en órbita en septiembre de 2014. La ISRO de la India se ha convertido en la cuarta agencia espacial en llegar a Marte, después del programa espacial soviético, la NASA y la ESA.

5. Vehículo todo terreno chino Zhuzhong

Otro país del club marciano son los Emiratos Árabes Unidos. perteneciente a ellos nave espacial orbital Amal se incorporó el 9 de febrero de 2021. Un día después, la sonda china hizo lo mismo. Tianwen-1, que transportaba el módulo de aterrizaje y el rover Zhurong de 240 kg (5), que realizó un aterrizaje suave con éxito en mayo de 2021.

Un explorador de superficie chino se ha unido a tres naves espaciales estadounidenses actualmente activas y activas en la superficie del planeta. La curiosidad de Lázikov i Perseveranciaque también aterrizó con éxito este febrero, y Insight. y si cuentas Ingenioso dron volador lanzado por la última misión de EE. UU., por separado, es decir, máquinas humanas que trabajan en la superficie de Marte en este momento cinco.

El planeta también es explorado por ocho orbitadores: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 orbiter y Amal. Hasta el momento, no se ha enviado ni una sola muestra desde Marte, y la aproximación de aterrizaje a la luna de Phobos (Phobos-Grunt) durante el despegue en 2011 no tuvo éxito.

Fig. 6. Imágenes de la superficie de Marte del instrumento CaSSIS del orbitador Exo Mars.

Toda esta "infraestructura" de investigación marciana sigue aportando nuevos datos interesantes sobre este tema. Planeta rojo. Recientemente, el ExoMars Trace Gas Orbiter detectó cloruro de hidrógeno en la atmósfera marciana. Los resultados se publican en la revista Science Advances. “Se necesita vapor para liberar cloro, y el subproducto del agua necesita hidrógeno para formar cloruro de hidrógeno. Lo más importante en estos procesos químicos es el agua”, explicó. kevin olsen de la Universidad de Oxford, en un comunicado de prensa. Según los científicos, la existencia de vapor de agua respalda la teoría de que Marte pierde grandes cantidades de agua con el tiempo.

Propiedad de la NASA Orbitador de reconocimiento de Marte También notó recientemente algo extraño en la superficie de Marte. Se registra con una tarjeta de embarque. Cámara HiRise un pozo profundo (7), que parece una mancha negra oscura con un diámetro de unos 180 metros. La investigación adicional resultó ser aún más sorprendente. Resultó que la arena suelta se encuentra en el fondo de la cavidad y cae en una dirección. Los científicos ahora están tratando de determinar ¿Podría el pozo profundo estar conectado a una red de túneles subterráneos dejados por lava que fluye rápidamente?.

Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que los volcanes extintos podrían quedar atrás Grandes tubos de lava de cuevas en Marte. Estos sistemas pueden resultar un lugar muy prometedor para el futuro despliegue de bases marcianas.

¿Qué le espera al Planeta Rojo en el futuro?

En el marco del programa. ExoMars, la ESA y Roscosmos planean enviar el rover Rosalind Franklin en 2022 para buscar evidencia de la existencia de microorganismos en Marte, pasado o presente. El módulo de aterrizaje que se supone que debe entregar el rover se llama Kazachok. Misma ventana en 2022 órbita de marte EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Researchers) de la Universidad de California en Berkeley volará con dos naves espaciales en una misión destinada a estudio de estructura, composición, Volatilidad i dinámica de la magnetosfera de marte Oraz procesos de salida.

La agencia india ISRO planea dar seguimiento a su misión en 2024 con una misión llamada Mars Orbiter Misión 2 (MAMÁ-2). Es posible que, además del orbitador, India también quiera enviar un rover para aterrizar y explorar el planeta.

Las sugerencias de viaje un poco menos específicas incluyen el concepto finlandés-ruso MetNet de marzoque implica el uso de muchas pequeñas estaciones meteorológicas en Marte para crear una extensa red de observaciones para estudiar la estructura de la atmósfera, la física y la meteorología del planeta.

Marte-Grunt este, a su vez, es el concepto ruso de una misión dirigida a entregar una muestra de suelo marciano a la Tierra. El equipo de ESA-NASA desarrolló el concepto de una arquitectura de despegue y retorno de tres Marte que utiliza un rover para almacenar pequeñas muestras, un escalón de escalada de Marte para ponerlas en órbita y un orbitador para comunicarse con ellas por aire. Marte y devolverlos a la Tierra.

Accionamiento eléctrico solar puede permitir un despegue para devolver muestras en lugar de tres. La agencia japonesa JAXA también está trabajando en un concepto de misión llamado MELOS rover. buscar biofirmas vida existente en Marte.

por supuesto que hay más proyectos de misiones tripuladas. La exploración espacial de EE. UU. se estableció como un objetivo a largo plazo en la visión de exploración espacial anunciada en 2004 por el entonces presidente de EE. UU., George W. Bush.

28 de septiembre de 2007 Administrador de la NASA miguel d Grifo declaró que la NASA tiene como objetivo enviar un hombre a Marte para 2037. En octubre de 2015, la NASA publicó el plan oficial para la exploración y colonización humana de Marte. Se llamó Journey to Mars y fue detallado por MT en ese momento. Probablemente ya no sea relevante, ya que preveía el uso de la Estación Espacial Internacional en órbita terrestre, y no la Luna, y la estación lunar como etapa intermedia. Hoy se habla más de regresar a la Luna como una forma de llegar a Marte.

También apareció en el camino. Элон Маск y SpaceX con sus planes ambiciosos ya veces considerados poco realistas para misiones convencionales a Marte para la colonización. En 2017, SpaceX anunció planes hasta 2022, seguidos de dos vuelos no tripulados más y dos vuelos tripulados en 2024. Starship debe tener una capacidad de carga de al menos 100 toneladas. Varios prototipos de Starship se han probado con éxito como parte del programa de desarrollo de Starship, incluido un aterrizaje completamente exitoso.

Marte es, con mucho, el cuerpo cósmico más estudiado y conocido después o igual a la Luna. Los planes ambiciosos, hasta la colonización, son una perspectiva bastante vaga en este momento. Lo cierto, sin embargo, es que el movimiento de ida y vuelta superficie del planeta rojo crecerá en los próximos años.