Žemė artėja prie gyvenimo Marse

Žemė artėja prie gyvenimo Marse

Olga Закутная,
Rusijos mokslų akademijos kosminių tyrimų institutas
"Kommersant Science" №5, 2017 m. Liepos mėn

Liepa ir rugpjūtis yra "žemas sezonas". Ne tik Šiaurės pusrutulyje, bet ir Marse; bent jau 2017 m. Svarbu tai, kad savo judėjime Marsas šiuo metu nustato saulę, palyginti su stebėtojais iš Žemės: saulės korona trukdo radijo ryšiui, ir kelias savaites ji visiškai nutraukia.

TGO orbitos mažinimo schema, naudojant atmosferą. Paveikslas: ESA

Šiuo metu erdvėlaiviai, kurie yra ant Marso arba aplink jį aplink orbitą (dabar jie yra du ir šeši, atitinkamai, jei skaičiuojame tik tuos, kurie dirba), yra "poilsio". "Rusijos ir Europos" misijos "ExoMars 2016" TGO aparato "naujokas" vasaros laikotarpiu yra laikas, kai orbitos mažinimo operacijos sustabdomos naudojant atmosferą.

Marso gyventojai

Aparatūra (agentūra)ĮveskitePaleisti / atvykti
"Mars Odyssey" (NASA)Orbita2001/2001
"Mars Express" (ESA)Orbita2003/2003
Galimybė (NASA)Rover2003/2004
Marso žvalgybos orbitar (NASA)Orbita2005/2006
Mangaljanas-1 (IRSO)Orbita2013/2014
MAVEN (NASA)Orbita2013/2014
Smalsumas (NASA)Rover2011/2012
TGO / "ExoMars 2016"Orbita2016/2016

Bendras kosminio laivo vaizdas Trace gas orbiter prie Baikonūro kosmodromo. Du įtaisai, padengti aukso spalvos elektrošoko izoliacija viršutiniame dešiniajame kampe, pagaminta IKI RAN. Aukščiau – spektrometrinis kompleksas ASC, žemyn žemyn – neutrono teleskopas FREND. Foto: ESA / Roskosmos / IKI RAN / DRAUGAS

Nuo 2017 m. Kovo 15 d. TGO mažina orbitos aukštį. Šis procesas nėra labai gerai vadinamas aerozoliu (angl. Term aerobrakingas) Jei verčiate tai pagal reikšmę, jūs gausite "aerodinaminį vilkimą", tačiau reikia prisiminti, kad manevro reikšmė yra ne tiek greičio mažinimas, kiek sumažina aukštį – tolimiausio taško atstumas nuo Marso paviršiaus (apokentras, ar apoorus). Tai pasiekiama būtent sumažinant greitį pericentruje – orbitos, arčiausiai planetos, tašką (dar vadinamą periary Marsu).

Balistiniai įstatymai nustato, kad aparatas sklandžiausi judesio perikentre, o jei jį priversti stabdyti čia, jam nebus pakankamai energijos, kad "pasiektų" aukštį apocentre. TGO greitis per centre sumažėja, priverstinai "nuleidžiamas" aparatas. Tuo pačiu metu jis, atrodo, "stebina" apie viršutinius Marso atmosferos sluoksnius. Nors tokiuose aukščiuose (šiek tiek daugiau nei 120 km) jis yra labai retentuotas, tačiau vis tiek yra pakankamai molekulių koncentracijos, kad TGO galėtų sulėtinti dėl susidūrimo su jais.Norėdami pasiekti 400 kilometrų, skirtų darbo orbitai, užtruks tik šiek tiek daugiau nei metus. Prieš pradedant seriją aerodinaminių stabdymo manevrų, labai aukšto elipsės orbitos apocentro aukštis siekė apie 33 tūkstančius km.

2018 m. Balandžio mėn. Stabdymo manevrai turėtų būti užbaigti. Po to, padedant TGO varikliams, įeinantiems į apoariumo plotą, reikia perikentrą padidinti iki maždaug 400 km

Stabdymo valdymo operacijos atliekamos iš Europos kosmoso operacijų centro (Europos kosmoso operacijų centras, arba ESOC, faktiškai skrydžio valdymo centras), naudojant nuotolinio kosminio ryšio sistemų ESTRACK (ESA) ir DSN (NASA) antenas. Šis stabdymo metodas reikalauja reguliariai matuoti prietaiso padėtį tuo metu, kai jis praeina iš apokentro. Orbitinis laikotarpis yra apie 14 valandų, o jo aukštis mažėja, jis taps dar trumpesnis (proceso pabaigoje bus 2 valandos). Akivaizdu, kad jei radijo ryšys "su Marsu" sulaužytas, tai yra gana rizikinga atlikti šį manevrą. Todėl pertrauka numatyta rugpjūčio mėnesį.

TGO anksčiau buvo perkeltas į daugiau ar mažiau stabilią orbitą su gana aukštu centru.Manevravimas bus atnaujintas 2008 m. Rugpjūčio pabaigoje. Iki liepos pabaigos telemetrijos informacija bus gauta iš TGO valdybos, o įrenginio techninės priežiūros komandos bus išsiųstos. Tada dvi savaites TGO bus "tyliai", kai Marse dingsta už Saulės. Atnaujinus radijo ryšį, atnaujinta programinė įranga bus siunčiama laive, o tada, remiantis patikrinimų rezultatais, bus atnaujintos stabdymo operacijos.

Atrodytų, kad dabar mokslinės programos "TGO" dalyviams atėjo laikas pailsėti, tačiau, nepaisant vasaros, darbas Žemėje yra viskas. Dabar mokslinės misijos metu rengiami operacijų planai. Tyrėjai – eksperimentų vadovai turėtų nuspręsti, kokios pastabos turėtų būti išdėstytos pirmiausia ir kaip paskirstyti šias pastabas pagal orbitos perėjimo tvarkaraštį, dalytis ištekliais, pvz., Duomenų kiekiu ar kryptimi, nurodant erdvėlaivius ir dar daugiau.

Birželio pabaigoje Rusijos mokslų akademijos kosminių tyrimų institutas surengė kitą darbo susitikimą dėl "ExoMars 2016" misijos. Čia surinkti visų mokslinių eksperimentų lyderiai, visas projektas ir skrydžio valdymo srities specialistai.Be būsimų planų buvo aptarti pirmųjų mokslinio instrumento bandymų, kurie vyko 2016 m. Rudenį ir 2017 m. Pavasarį, rezultatai. Jų pagrindinis tikslas buvo patikrinti įrenginių našumą ir kalibravimą.

"ExoMars" (ExoMars) – Europos kosmoso agentūros bendra programa (Europos kosmoso agentūra, ESA / ESA) ir Rusijos valstybinė korporacija "Roscosmos", skirta žvalgyti Marsą. Pagrindinis programos tikslas yra ieškoti įrodymų, kad gyvenimas yra ant Marso. 2013 m. Kovo 14 d. Buvo pasirašyta "Roscosmos" ir Europos kosmoso agentūros sutartis dėl bendradarbiavimo Marso ir kitų Saulės sistemos įstaigų mokslinių tyrimų srityje. Susitarimas nustato Rusijos dalyvavimą "ExoMars" projekte ir numato galimus Jupiterio ir Moon mokslinių tyrimų projektus.

Pagal programą "ExoMars" jau yra paleista automatinė tarpplanetinė stotis "ExoMars-2016", planuojama "ExoMars-2020" stotis.

Europos roveris "ExoMars" roveris bus paleista į kosmosą 2020 m. Vaizdas: ESA

Pagrindinis rangovas projekto techninei paramai iš Rusijos yra Sankt Peterburgo mokslo ir gamybos asociacijaLavochkin, dėl mokslinio darbo krūvio projekto – kosminių tyrimų institutas Rusijos mokslų akademijos. Mokslinis projekto vadovas iš Rusijos yra akademikas Levas Zeleny.

Mokslinė apkrova laive TGO apima keturis prietaisų kompleksus. Labiausiai įspūdingas yra "CaSSIS" fotoaparato kompleksas, skirtas spalvotai ir stereo poros gamybai. Jo pirmosios Marso nuotraukos jau patenkintos kosmoso entuziastais: ESA tinklalapyje buvo paskelbti labiausiai sėkmingi, ypač spalvoti fobos vaizdai, ir stereofoninių pora vaizdų iš "Nights" labirinto ploto. Rusijos žurnalistų spaudos konferencijoje aprašant prietaiso savybes, jo vadovas Nikas Thomasas (profesorius Berno universitete, Šveicarija) teigė, kad CaSSIS kamerų rezoliucija "nepakanka, norint pamatyti autobusą iš Sankt Peterburgo iš Maskvos". Bet jau iš Tvero tikriausiai pasirodė: CaSSIS sugebės atskirti 4,5 m dydžio reljefo duomenis nuo tik 400 km aukščio (tiksliau, kameros skiriamoji geba yra 4,5 m / pikselis).

Stereofoninė pora, kurią gauna CaSSIS fotoaparatai. Nuotrauka: ESA / Roscosmos / CaSSIS

Per pirmuosius įtraukimus CaSSIS veikė tinkamai, kilo problemų su programine įranga.Jas planuojama nustatyti fiksuojant naująją programinės įrangos versiją, kuri artimiausiu metu bus įkeliama į įrenginį.

Du spektrometrijos kompleksai ACS (sukurtas instituto kosminių tyrimų Rusijos mokslų akademijos, mokslinis vadovas Olegas Korablevas) ir NOMAD (bendras projektas institutų Belgijoje, Ispanijoje, Italijoje ir Jungtinėje Karalystėje, mokslinių tyrimų vadovas Анн-Карин Вандал, darbuotojas kosminės aeronomijos instituto, Belgija) daugiausia dėmesio skiriama tyrinėjant atmosferą Marso. Abiejuose kompleksuose yra trys spektrometrai, veikiantys skirtingose ​​infraraudonųjų ir ultravioletinių spindulių juostose.

ACS spektrometrijos kompleksas skirtas analizuoti Marso atmosferos cheminę sudėtį, visų pirma, gyvenimo palydovo – metano turinį. Foto: Roscosmos / ESA / ACS / IKI

Uždavinys ištirti mažus atmosferos elementus yra svarbiausias TGO. Galbūt populiariausias iš jų yra metanas, kuris tada įrašomas į Marso atmosferą, tarsi "stebėtojų" "dingsta". Yra žinoma, kad ant Žemės metanas aktyviai gamina gyvieji organizmai. Marse nėra matomo gyvenimo, be to, beveik nėra metano, dėl jo nestabilumo jis greitai suskaidomas veikiant saulės spinduliavimui.Tačiau kai kurie metano požymiai vis dar užfiksuojami, kartais jie yra labai dideli. Ar tai gali būti dar neaptiktų bakterijų šaltinis? O gal tai yra paslėpta geologinė veikla? Su tuo ir norime suprasti projekto kūrėjus.

Be metano, įdomūs yra hidroksilo junginiai, įvairios neorganinės rūgštys ir daugelis kitų. Tokių sudedamųjų dalių koncentracija gali būti tokia maža, kaip keletas dalelių trilijonų, ir norint jas užregistruoti, reikia labai didelio jautrumo ir ilgo stebėjimo laiko.

Modulis Schiaparelli, kurio užduotis buvo išspręsti iškrovimą ant Marso paviršiaus, saugiai atskirti nuo TGO 2016 m. spalio 16 d., bet po trijų dienų dėl aukščio nustatymo gedimo ji sudužo ant planetos paviršiaus. Vaizdas: ESA / D. Ducros

Spektrometrai "ExoMars" gali veikti dviem režimais. Pirmasis yra stebėjimas žemyne, ty žemyn. Taigi, šviesa, atspindinta iš Marso ar švytėjimas atmosferoje, yra matoma, kai kalbama apie naktinę planetos pusę. Tačiau antrasis režimas yra įdomiau – stebėjimai saulės ar žvaigždžių, kai jie šviečia per atmosferos kraštą.Abiem atvejais pagal spektro absorbcijos juostas galima spręsti apie atmosferos sudedamąsias dalis, tačiau antrojoje režime taip pat galima suprasti, kokio aukščio yra viena ar kita medžiaga. Ir tai labai svarbu Marso atmosferos modeliams.

Nepatogumas yra tas, kad stebėjimai ant galo yra riboti laiku: kai saulė išsidėsto arba eina už horizonto. Prie to pridedami reikalavimai dėl šiluminio režimo (įtaisai negali būti įjungti ir išjungti įprastu elektros jungikliu) ir rekomendacijos (stebėjimams ant galo reikia teisingai parinkti prietaisą). Atsižvelgiant į TGO orbitos parametrus, gaunamas tam tikras skaičius "langų" stebėjimui. Ir dabar eksperimento vadovai kartu su aparato valdymo specialistais "skirsto orbitą", rengia mokslinio stebėjimo strategiją ir planą pagrindinės mokslinės misijos pagrindu. Ši misija tęsis nuo 2018 m. Balandžio iki 2019 m. Pabaigos. Žinoma, po to aparatas neišsijungia ir mokslinės pastabos nesibaigia, tačiau "planavimo horizontas" vis dar ribojamas šiomis sąlygomis.

FREND neutroninė teleskopas su "Lyulin-MO" dozimetrine įranga (taip pat sukurta IKI RAS, dalyvaujant Bulgarijos mokslų akademijos kosminių tyrimų ir technologijų institutui) yra galbūt labiausiai nepretenzingas prietaisas.Tam nereikalingos specialios gairės (nors jis gali veikti tik tada, kai žiūri į žemiausią lygį), joje nėra judančių dalių, o viena iš svarbių mokslo užduočių yra susijusi su radiacijos fono matavimu Marso orbitoje. Dėka šioms savybėms, tai buvo FREND, kuri buvo įtraukta ilgiausiai: ji surinko mokslinius duomenis net skrydžio į Marsą metu ir dirbo beveik visą bandymo periodinių įjungimų periodą (kiti įtaisai buvo įjungti periodiškai).

Pagrindinis neutronų teleskopo FREND uždavinys yra nustatyti vandenilio ir vandens kiekį Marso dirvoje, remiantis neutronų srautu. Foto: Roscosmos / ESA / DRAUGAS / IKI

Pagrindinis šio laikotarpio FREND rezultatas buvo duomenys apie fronto spindulių neutronų komponentą orbitoje aplink Marsą. Tai svarbi kalibravimo informacija. Vėliau, jau esant darbo orbitoje, bus svarbu atskirti duomenis apie neutronų srautą iš Marso dirvožemio iš neutronų srauto iš kosmoso. Ir dozimetrinis vienetas, kuris išmatavo foninės spinduliuotės lygį, parodė, kad kelionės metu nuo Žemės iki Marso ir atgal kosminiai keliautojai surinks apie 60% dozės, kurią astronautai gali surinkti per savo darbą.

Pagrindinė FREND eksperimento užduotis yra rekonstruoti neutronų albedo duomenų žemėlapį apie tai, kaip vandenilis ir vanduo (amžinoji salietė) yra paskirstyti viršutiniame Marso dirvožemio sluoksnyje. "Manoma, kad vanduo yra palanki aplinka gyvybei gimdyti", – sako eksperimento vadovas Igoris Mitrofanovas. "Remiantis ankstesnių studijų rezultatais, mes galėjome surasti savotiškų oazių po Marso paviršiaus, kur yra daugiau vandens nei aplinkinėse vietovėse. Ir jei mes sujungsime šiuos duomenis su informacija apie metaną, kuris gaus ACS ir NOMAD, galbūt mes priartėsime atsakydami į klausimą apie gyvenimą Marse. "


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: