Perseverance стартував. Як він підготує нас до колонізації Марса?

Місія марсохода Perseverance - "Наполегливість" - частина більшої космічної програми "Артеміда",

що включає місії на Місяць як підготовкадо колонізації Марса. НАСА планує відправити першу жінку на природний супутник Землі в 2024 році, а до 2028 року зробити місії людей на Місяць регулярними і створити фундамент для освоєння Марса.

Марсохід Perseverance Rover Science. Пошук життя і підготовка до життя людей на Марсі

Основні завдання: вивчення придатності Марса, пошук ознак минулого мікробного життя, збір і кешування зразків і підготовка до майбутніх людським місіям, які згодом призведуть до колонізації Марса.

Наукова стратегія для програми дослідженняМарса полягає в пошуку ознак життя на Марсі. Марсохід місії «Марс 2020» робить свій внесок у цю стратегію, а також у чотири довгострокові наукові цілі програми:

  • Визначити, чи існувало коли-небудь життя на Марсі

    Місія марсохода Mars 2020 Perseveranceфокусується на наземних дослідженнях марсіанського середовища, шукаючи збереглися ознаки біосигнатура в зразках гірських порід, які утворилися в древніх марсіанських середовищах з умовами, які могли б бути сприятливими для мікробного життя. Це перша мобільна місія, призначена для пошуку ознак минулого мікробного життя. Раніше марсоходи спочатку зосередилися на тому, що Марс колись мав придатні для життя умови.
  • Охарактеризувати клімат Марса

    Минулі марсіанські кліматичні умовизнаходяться в центрі уваги місії марсохода Perseverance. Інструменти марсохода шукають свідоцтва древньої жилого середовища, де мікробне життя могла існувати в минулому.

  • Охарактеризувати геологію Марса

    Ровер Perseverance призначений для вивченнягірських порід, щоб дізнатися більше про геологічні процеси, які згодом створили і змінили марсіанську кору і поверхню. Кожен шар породи на марсіанській поверхні містить записи про навколишнє середовище, в якій він був сформований. Марсохід шукає свідоцтва про скелі, які утворилися в воді і які зберігають свідоцтва органіки, хімічних будівельних блоків життя.

  • Підготуватися до дослідження Марса людиною

    Ровер Perseverance демонструє ключовітехнології для використання природних ресурсів у марсіанському середовищі для життєзабезпечення та палива. Він також відстежує умови довкілля, тому планувальники місій краще розуміють, як захистити майбутніх дослідників.

    Ця наукова мета пов'язана з національноюкосмічною політикою відправлення людей на Марс у 2030-х роках. Подібно до історії дослідження Місяця Землі, роботизовані місії на Марс забезпечують критичне розуміння навколишнього середовища та тестують інноваційні технології для майбутнього дослідження людиною. 

Всі цілі ставляться до потенціалу Марса як місцядля життя. Навіть якщо ровер не виявить ніяких ознак минулому житті, він коли-небудь прокладе шлях до перебування людини на Марсі. Ровер Perseverance також проводить інші наукові дослідження, пов'язані з його чотирма цілями. Наприклад, він стежить за погодою і пилом в марсіанській атмосфері. Такі дослідження важливі для розуміння щоденних і сезонних змін на Марсі і допоможуть майбутнім дослідникам краще прогнозувати марсіанську погоду.

Коли Perseverance приземлиться на Марсі?Скільки часу займе місія?

Приземлення очікується 18 лютого 2021 року політ на Марс триватиме 7 місяців. Дослідження займуть мінімум один марсіанський рік (близько 687 земних діб).

Астробіологія.МісіяMars 2020 NASA полюватиме за мікроскопічними скам'янілостями

Марсохід НАСА Perseverance приземлиться прямо вкратер Джезеро. НАСА обрало кратер Джезеро як місце посадки марсохода, тому що вчені вважають, що цей район колись був затоплений водою і був домом для стародавньої дельти річки. Понад 3,5 млрд років тому русло річки пролилося через стіну кратера та утворило озеро.

Вчені вважають, що вода доставляла глинистімінерали з околиць в кратері озера. Ймовірно, мікробне життя могло б існувати в Джезер протягом одного або декількох з цих вологих періодів. Якщо це так, ознаки їх останків можуть бути виявлені в донних або прибережних відкладах.

Древній берег озера Джезеро: світліші кольори представляють більш високу піднесення на цьому зображенні кратера Джезеро на Марсі, місці посадки місії НАСА «Марс 2020». Овал вказує на посадковий еліпс, де марсохід буде стосуватися Марса. Знімок кратера Джезеро, місця посадки марсохода Perseverance ( «Наполегливість»), був отриманий приладами НАСА. Вони регулярно роблять знімки потенційних місць посадки для майбутніх місій. Зображення надано NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL / ESAЦей знімок кратера Джезеро, місця посадкиМарсоход Perseverance, був отриманий приладами НАСА, які регулярно знімають зображення потенційних місць посадки для майбутніх місій. НАСА обрало кратер Джезеро як місце посадки марсохода Perseverance, тому що вчені вважають, що цей район колись був затоплений водою і був будинком для стародавньої дельти річки. Зображення надано NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL

На стародавньому Марсі вода кресала канали тапереносила опади, щоб сформувати віяла і дельти в озерних басейнах. Вивчення спектральних даних, отриманих з орбіти, показує, що в деяких з цих відкладень є мінерали, які вказують на хімічне зміна води. Тут, в дельті кратера Джезеро, відкладення містять глини і карбонати.

На Землі карбонати допомагають формуватиструктури, які досить витривалі, щоб виживати в викопному вигляді протягом мільярдів років. У тому числі у вигляді черепашок, коралів і деяких строматолитов - каменів, утворених на цій планеті стародавньої мікробної життям уздовж берегових ліній, де було багато сонячного світла і води.

Можливість існування строматолітоподобних структур на Марсі пояснює, чому концентрація карбонатів, які відстежують берегову лінію Джезеро, робить цей район таким привабливим для вчених.

Що бере з собою марсохід Perseverance у місію на Марс?

  • SHERLOC — сканер довкілля з використанням комбінаційного розсіювання світла та люмінесценції для органічних та хімічних речовин.
  • Ingenuity Mars Helicopter – перший вертоліт, який НАСА спробує запустити в атмосфері на Марсі.
  • Зразки скафандра для майбутніх космонавтів подорожі на Марс і Місяць.
  • Метеорит з Марса, чиї відомі властивостібудуть виступати як інструмент калібрування для порівняння роботи інструменту ровера. Це додасть додаткової впевненості будь-яким відкриттям, які може зробити робот.

SHERLOC. збере матеріали, перевірить скафандри і поверне метеорит з Марса додому

Сканирующая середовище проживання з використаннямкомбінаційного розсіювання та люмінесценції для органічних і хімічних речовин має прізвисько: SHERLOC. Встановлений на роботизованою руці ровера, SHERLOC використовує спектрометри, лазер і камеру для пошуку органічних речовин і мінералів, які були змінені водним середовищем і можуть бути ознаками минулого мікробного життя.

Його основне завдання - дрібномасштабне виявлення мінералів, органічних молекул і потенційних біосигнатура.

Що треба знати про пристрій?

  • SHERLOC працює вдень або вночі.
  • Йому не потрібні дотики. Perseverance поміщає SHERLOC приблизно на 5 см вище за його мету для збору даних. Така методика не забруднює місце розслідування.
  • SHERLOC має збільшувальне скло, як детектив авторства Конана Дойля, щоб бачити дрібні деталі.
  • SHERLOC збирає докази. Він використовує ультрафіолетове лазерне світло для виявлення органічних хімікатів майже так само, як сучасні слідчі на місці злочину шукають докази.

Назва приладу SHERLOC була надихнутаперсонажем Артура Конана Дойля, Шерлоком Холмсом, вигаданим детективом, який розкривав злочини, використовуючи наукові спостереження. SHERLOC теж спостерігає і вимірює. Він шукатиме можливі докази минулого життя на Марсі. Доктор Джон Х. Вотсон був партнером Холмса у розгадуванні таємниць. Прилад має камеру WATSON, і вона теж допомагає розгадувати загадки про життя на Марсі.

SHERLOC візьме з собою невеликі шматочки скафандрів, щоб перевірити, як вони витримують сувору марсіанську середу.

Справа в тому, що НАСА готується відправити першужінку і наступного чоловіка на Місяць, що є частиною ширшої стратегії надсилання перших астронавтів на поверхню Марса. Але перш ніж вони дістануться до них, вони зіткнуться з критичним питанням: що вони мають носити на Марсі, де тонка атмосфера дозволяє більшій кількості випромінювання від Сонця та космічної радіації досягати поверхні?

Досвідчений дизайнер космічних скафандрів Емі Россв Космічному центрі імені Джонсона в НАСА в Х'юстоні розробляє нові костюми для Місяця і Марса. Саме зразки її прототипів скафандра відправляться на Марс.

На цьому малюнку показана ілюстрація прототипукостюма космонавта зліва разом із зразками костюма, включеними в калібровану мішень, внизу праворуч, належать інструменту SHERLOC на борту ровера Perseverance. Їх будуть спостерігати, щоб побачити, як вони витримують інтенсивне випромінювання марсіанської поверхніMars 2020 SHERLOC Calibration Target: метакалібрування длясканованого довкілля Mars 2020 з приладомкомбінаційного розсіювання та люмінесценції для органічних та хімічних речовин (SHERLOC). Надано: НАСАДизайнер скафандрів Емі Росс з космічного центру імені Джонсона НАСА підтримує Z-2, прототип скафандра. Надано: НАСА

У той час як марсохід досліджуватиме кратерДжазеро, збираючи зразки каміння та ґрунту для майбутнього повернення на Землю, п'ять невеликих шматочків матеріалу скафандра будуть вивчені приладом SHERLOC. Матеріали вбудовані разом з фрагментом марсіанського метеорита в його калібрувальну мету.

Рохіт Бхарти з місії НАСА «Марс 2020» зберігаєшматочок метеорита, який, як встановили вчені, прийшов з Марса. Цей зріз, ймовірно, буде використовуватися тут, на Землі, для тестування лазерного інструменту для марсохода NASA Mars 2020; окремий зріз відправиться на Марс на ровері. Зображення надано NASA / JPL-Caltech
Крупний план фрагмента метеорита, який вченівизначили, прийшов з Марса. Цей зріз, ймовірно, буде використовуватися тут, на Землі, для тестування лазерного інструменту для марсохода NASA Mars 2020; окремий зріз відправиться на марс на ровері. Натисніть на зображення для повного зображення і підписи. Зображення надано NASA / JPL-Caltech

Вчені використовують ці технології, щоб переконатися в правильності налаштувань приладу, порівнюючи свідчення на Марсі з показаннями базового рівня, які вони отримали на Землі.

Вертоліт Ingenuity. Чи можемо ми літати на Марсі?

Закони фізики можуть сказати, що це майженеможливо. Місія НАСА «Марс 2020» представить технологічну демонстрацію, яка дозволить випробувати легкий вертоліт, який буде виконувати контрольований політ на Марс. Чоппер Ingenuity важить близько 1,8 кг, але на нього покладено досить амбіцій.

Брати Райт показали, що за допомогоюекспериментального літака можливий потужний політ в атмосфері Землі. З вертольотом Ingenuity вчені спробують зробити те ж саме на Марсі, заявив Ховард Грип, головний пілот чопера в Лабораторії реактивного руху (JPL) НАСА в Південній Каліфорнії.

Портрет наполегливості і винахідливості(Концепція художника). У лютому 2021 року марсохід Perseverance Mars 2020 NASA і вертоліт Ingenuity Mars NASA (показаний в концепції художника) стануть двома новітніми дослідниками агентства на Марсі. Обидва були названі студентами в рамках конкурсу творів. Надано: НАСА / JPL-CaltechКоли марсіанський вертоліт Ingenuity NASAспробує зробити свій перший випробувальний політ на Червону планету, марсохід Perseverance Mars 2020 агентства буде поруч, як видно з концепції цього художника. Надано: НАСА / JPL-Caltech.

Ось що потрібно знати про  Ingenuity

  • Ingenuity - це льотне випробування

    Вір    толет має чотири спеціально виготовленіуглепластіковиє лопаті, які обертаються в протилежних напрямках зі швидкістю близько 2400 оборотів в хвилину - у багато разів швидше, ніж пасажирський вертоліт на Землі. Він також має інноваційні сонячні елементи, батареї і інші компоненти. Ingenuity не несе в собі наукових інструментів і є окремим експериментом з марсоходом Mars 2020 Perseverance.
  • Це буде важке завдання

    Що заважає гелікоптерові летіти на Марсі?Атмосфера Марса на 99% менш щільна, ніж у Землі, тому гелікоптер Ingenuity повинен бути легким, з лопатями ротора, які набагато більше і обертаються набагато швидше, ніж потрібно для гелікоптера з такою ж масою на Землі.

    У кратері Джезеро, де Perseverance приземлиться зIngenuity, температура вночі опускається до –90 °C. Проте команда Ingenuity на Землі перевірила вертоліт за марсіанських температур і вважає, що він повинен працювати на Марсі. Як і передбачалося, холод сприяє розширенню конструкції багатьох частин чопера.

    Крім того, диспетчери польотів у JPL не зможуть.керувати вертольотом за допомогою джойстика. Команди мають бути відправлені заздалегідь, причому інженерні дані повертаються з космічного корабля ще довго після кожного польоту. У той же час Ingenuity буде достатньо автономії, щоб приймати власні рішення про те, як летіти до дорожньої точки і зберігати себе в теплі.
  • Ingenuity— відповідне ім'я для робота, яке є результатом екстремальної творчості

    Учениця старшої школи Ваніза Рупані зі штатуАлабама спочатку представила ім'я Ingenuity ("Винахідність") для марсохода Mars 2020, перш ніж він отримав назву Perseverance - "Наполегливість". Але представники НАСА вирішили, що ця відповідна назва для вертольота, враховуючи, скільки творчого мислення використовувала команда для цієї місії.
  • Ingenuityвже продемонстрував технічні досягнення</ P>

    Інженери JPL відчували дедалі досконалішімоделі вертольота у спеціальних космічних симуляторах. У січні 2019 року фактичний вертоліт, який летить із марсоходом Perseverance на Червону планету, пройшов остаточну оцінку. Збій будь-якого з цих етапів послужив би основою для експерименту.

  • команда Ingenuityбуде розраховувати на один успіх місії за раз

    У команди Ingenuity є список етапів, які вони повинні пройти, перш ніж Чоппер зможе злетіти і приземлитися навесні 2021 року.

    Етапи включають в себе такі завдання:

    - вижити після запуску з мису Канаверал, транспортування на Марс та посадки на Червону планету,
    - безпечне відокремитися від Perseverance,
    - автономно зігрітися в холодні марсіанські ночі,
    - самостійно зарядитися за допомогою своєї сонячної панелі.

    Коли всі етапи будуть виконані, Ingenuityзробить свою першу спробу польоту. Якщо все вийде, команда Ingenuity зробить ще чотири пробних польоту протягом 30-марсіанського дня (31-земного дня).
  • Успіх Ingenuity змінить дослідження Марса

    Ingenuity призначений для демонстраціїтехнологій, потрібних для польоту в марсіанській атмосфері. У разі успіху ці технології можуть дозволити використовувати інші передові роботизовані літальні апарати, які можуть бути включені до майбутніх місій роботів та людей на Марс. Вони можуть пропонувати унікальну точку огляду, яка не забезпечується нинішніми орбітальними апаратами.

Для самого першого польоту вертоліт злетить накілька футів від землі, зависне в повітрі на 20-30 секунд і приземлиться. Це стане важливою віхою: найперший політ на надпотужної атмосфері Марса! Після цього команда зробить додаткові експериментальні польоти зі збільшенням відстані і більшої висоти. Після того, як вертоліт завершить демонстрацію технологій, Perseverance продовжить свою наукову місію.