- Quina és la informació mínima al cost màxim?
- Aquests són els llançaments d’estacions espacials cap a Mart.
El 18 de novembre de 2013 es va llançar un vehicle de llançament Atlas-V des de Cap Canaveral amb una estació interplanetària automàtica MAVEN, dissenyada per estudiar l’atmosfera de Mart.
Tots els sistemes de la plataforma de llançament SLC-4 funcionaven perfectament: a les 13:18 hora local, la proximitat del cosmodrom es va estremir del poderós rugit del RD-180 (els motors de fabricació russa s’utilitzen en les dues etapes del llançament de l’Atlas-V vehicle). Un equip de 300 tones de respiració de foc es va separar de la plataforma de llançament i, augmentant bruscament la seva velocitat, es va precipitar per trobar-se amb les estrelles. En 27 minuts després d'entrar a l'òrbita terrestre de referència, es van llançar els motors de l'etapa superior "Centaure": MAVEN va guanyar la segona velocitat espacial i va entrar a la trajectòria de sortida cap a Mart.
La primera maniobra correctiva està prevista per al 3 de desembre. D’aquí a deu mesos, el 22 de setembre de 2014, l’estació, després d’haver volat 300 milions de quilòmetres en el negre glaçat, hauria d’entrar a l’òrbita marciana. Començarà una missió científica amb una durada estimada d’1 any a la Terra.
El llançament del programa MAVEN es va convertir en una de les principals intrigues en el camp dels llançaments espacials el 2013: la suspensió total o parcial de la feina de les agències governamentals dels Estats Units a partir de l’1 d’octubre del 2013 va posar en risc l’expedició prevista al planeta vermell, tot i la plena preparació de tots els sistemes tècnics del coet i el sistema espacial, i també una bona "finestra de temps" per al llançament a Mart. Hi va haver una amenaça real d’interrupció de totes les dates previstes i l’ajornament del llançament de MAVEN al 2016.
I això malgrat el fet que la pròpia nau espacial ja es trobava a Cap Canaveral des de l’agost, en fase de preparació intensiva per al vol, i un vehicle de llançament Atlas-V ja preparat esperava a l’interior de la botiga de muntatge del cosmodrom.
La absurda situació la van salvar els advocats de la NASA que van trobar una llacuna a les lleis, segons la qual el llançament d’una sonda interplanetària compleix els criteris per excloure MAVEN de la llista de retallades pressupostàries forçades. El treball de cinc anys del personal de la Universitat de Colorado i del laboratori d’investigació espacial de la Universitat de Berkeley no va ser en va: una estació interplanetària per valor de 671 milions de dòlars (la creació de la sonda va costar 485 milions de dòlars, 187 milions més es van gastar en la preparació prèvia al llançament i la compra del vehicle de llançament Atlas-V) es va enviar amb seguretat a l’objectiu previst.
MAVEN es va convertir en la 45a missió a Mart i en la desena missió de reconeixement orbital de la NASA a les rodalies del planeta vermell. El nom de la sonda és una abreviatura complexa de Mars Atmosphere i Volatile EvolutioN, que reflecteix plenament les tasques de la propera expedició. MAVEN està dissenyat per estudiar l’atmosfera de Mart: una fina capa gasosa, la pressió de la qual a la capa superficial és només el 0,6% de l’atmosfera terrestre i la composició de gasos és totalment inadequada per a la respiració humana (l’atmosfera marciana és gairebé totalment). 95% - diòxid de carboni).
Una instantània de l’aparell víking, 1976
Però fins i tot aquesta feble atmosfera continua desapareixent contínuament: la petita gravetat de Mart no és capaç de mantenir la capa de gas al voltant del planeta. Cada any el vent còsmic "bufa" les capes superiors a l'espai, condemnant Mart a transformar-se en un bloc de pedra congelat, similar a la Lluna o Mercuri.
Però, quan hauria de passar això? I com era Mart en el passat llunyà, quan la seva closca de gas encara no estava descarregada amb tanta força? Quina és la taxa de desaparició de l’atmosfera marciana en termes absoluts?
Això és el que hauria d'esbrinar la sonda MAVEN: moure's per Mart en una òrbita el·líptica amb un pericentre de 150 km i un apocentre de 6200 km, ha de determinar l'estat actual de les capes superiors i la naturalesa de la seva interacció amb el vent solar. Establir la taxa exacta de pèrdua d’atmosfera, així com els factors que afecten aquest procés. Determineu la proporció d’isòtops estables a l’atmosfera, que haurien de “donar llum” a la història del clima marcià. Indirectament, això podrà respondre a la pregunta: existien en el passat condicions que permetessin la presència d’aigua líquida a la superfície de Mart?
L'únic que va entristir els especialistes de la NASA és que la nova sonda orbital, a causa de la seva òrbita extremadament allargada, no es pot utilitzar com a repetidor de senyals dels rovers.
MAVEN se sotmet a proves de centrifugació
A bord de la sonda hi ha 8 instruments d’última generació:
- un conjunt per estudiar partícules i camps (tres analitzadors de partícules del "vent solar", un sensor d'ones de Langmuir (oscil·lacions de plasma) i un parell de magnetòmetres d'inducció);
- un espectròmetre ultraviolat, que permet determinar remotament els paràmetres de l'atmosfera i la ionosfera d'un planeta distant;
- Espectròmetre de masses neutre i iònic per estudiar la composició isotòpica de l'atmosfera de Mart.
Impressionants equips científics i sistemes de suport vital, inclosos un sistema de control d’actituds, un ordinador de bord, plaques solars i equips per a la comunicació amb la Terra, que proporcionen intercanvi de dades a velocitats de fins a 10 Mbit / s. 3 x 2, 3 x 2 m (amplada de la sonda amb panells solars oberts: 11 m). La massa de dispositius, sistemes i equips científics és de 809 kg.
Mart era similar a la Terra en un passat llunyà? MAVEN aclarirà definitivament aquest tema. El més important és arribar amb seguretat a la vostra destinació. I això, com demostra la pràctica, és molt difícil …
Crònica de vols a Mart
Mart és el cos celeste més visitat i estudiat, superant fins i tot la lluna que ens és propera per aquests criteris. Als investigadors els atrau molt: el temps de vol relativament curt (fins i tot amb les tecnologies existents - menys d’un any). Condicions superficials adequades: sense pressions i temperatures extremes, radiació de fons acceptable, il·luminació i gravetat. De tots els planetes, Mart és el més adequat per a la recerca de vida extraterrestre (fins i tot en un passat llunyà) i, en el futur, és adequat per aterrar una expedició tripulada a la seva superfície.
No obstant això, el camí cap al planeta vermell està ple d’accidents i deixalles de les naus espacials: de les 45 expedicions llançades, poc més de la meitat van arribar al planeta vermell. I només uns pocs van poder complir plenament el programa previst.
L’espai no perdona les presses i els més mínims errors. Molts dels "exploradors de Mart" van fallar en la seva missió al principi. Això es refereix principalment a la cursa espacial dels anys 60, quan, segons les instruccions del partit i del govern, es va exigir a tota costa llançar l’aparell i assolir la prioritat a l’espai. Com a resultat, les estacions "Mars 1960A", "1960B", "Mariner-8" van morir a l'atmosfera terrestre a causa d'accidents amb coets portadors.
Fins i tot més estacions van poder entrar en òrbita de referència, però no van poder assolir la trajectòria de sortida: algú es va quedar atrapat a LEO, com Phobos-Grunt, i després va tornar a la Terra en forma de bola de foc fulgurant; algú no va agafar la velocitat necessària per a un vol a Mart i va desaparèixer sense deixar rastre a les vastes òrbites heliocèntriques ("Mariner-3"). En total, de les 45 sondes llançades, només 31 (incloent MAVEN) van poder assolir la trajectòria calculada fins al vol a Mart. Per al crèdit del nostre país, la primera de les naus espacials que va dirigir el planeta vermell va ser la sonda soviètica Mars-1 (llançada l'1 de novembre de 1962). Malauradament, el següent paràgraf parla d’ell.
Model de l'estació automàtica interplanetària "Mars-1"
L’autèntic malson comença durant el vol de mesos a Red Flight. Una ordre equivocada: el dispositiu, que ha perdut l’orientació, perd la capacitat de comunicar-se amb la Terra, convertint-se en restes espacials inútils. Una molèstia similar es va produir amb l'estació Mars-1: una fuita de nitrogen dels cilindres del sistema de control d'actitud: la comunicació amb l'estació es va perdre a una distància de 106 milions de km de la Terra. Un altre dispositiu, "Zond-2", va patir la divulgació incompleta de plaques solars: les corts d'energia resultants van provocar un mal funcionament de l'equip de bord, "Zond-2" va morir tranquil·lament davant dels seus creadors. Segons càlculs balístics, el 6 d’agost de 1965 se suposava que passaria una sonda no guiada a les rodalies de Mart.
La sonda japonesa Nozomi va morir molt fort i terriblement a la immensitat de l'espai. La manca del seu propi vehicle de llançament de la potència necessària es va convertir en un mal auguri en enviar una expedició a un planeta llunyà, però, els astuts japonesos esperaven obtenir la velocitat necessària mitjançant maniobres gravitacionals complexes a les rodalies de la Terra i la Lluna. Per descomptat, tot no va anar segons el pla: "Nozomi" va sortir del rumb. Els japonesos van aconseguir calcular una nova trajectòria i tornar a dirigir l’estació cap a Mart, encara que tinguessin 4 anys de retard. Ara el més important és mantenir-se a l’espai exterior durant molt de temps. Ai … Una potent bengala solar va danyar el fràgil farciment de la sonda. Quan es va acostar a Mart, la hidrazina es va congelar als tancs; no era possible emetre un impuls de frenada i Nozomi, desesperat, va passar 1000 km per sobre de la superfície del planeta vermell, sense entrar mai en una òrbita quasi marciana.
En circumstàncies molt ofensives, es va perdre la sonda nord-americana "Mars Observer" (1993); la comunicació amb ella es va interrompre pocs dies abans d'arribar a Mart. La causa més probable és una explosió del motor a causa de la fuga de components del combustible.
El primer a superar la difícil distància i transmetre una fotografia detallada del planeta vermell va ser la sonda americana Mariner 4, que va volar a les rodalies de Mart el juliol de 1965.
Ja es van perdre diversos vehicles a l'òrbita de Mart.
El 27 de març de 1989 es va perdre la comunicació amb l'estació soviètica "Phobos-2", que en aquell moment ja portava 57 dies en òrbita de Mart. Durant el seu treball, "Phobos-2" va transmetre a la Terra resultats científics únics sobre les característiques tèrmiques de Phobos, el medi plasmàtic de Mart i l'erosió de la seva atmosfera sota la influència del "vent solar". Per desgràcia, la tasca principal de la missió, l’aterratge de mini-sondes PrOP-F i DAS a la superfície de Phobos, va fracassar.
El 1999, en circumstàncies curioses, va morir l'estació nord-americana "Mars Climate Orbiter", que va cremar a la primera òrbita de l'atmosfera del planeta vermell. Una investigació interna de la NASA va demostrar que els grups de treball d’especialistes utilitzaven diferents sistemes de mesura: mètriques i anglosaxons tradicionals (peus, lliures, polzades). Des de llavors, la NASA ha prohibit les unitats de mesura nord-americanes: tots els càlculs es fan exclusivament en quilograms i metres.
Les portes de la plataforma d’aterratge es tanquen al voltant del rover Opportunity plegat, 2003
Hi ha molts problemes que esperen aterrar a la superfície de Mart: l'atmosfera traïdora és massa feble per confiar en la força de les línies de paracaigudes, però encara massa densa per apropar-se a la superfície a velocitat còsmica. Pot semblar inusual, però Mart és un dels cossos celestes més complexos pel que fa a l’aterratge.
L'aterratge té lloc en diverses etapes: motors de frenada, frenades aerodinàmiques a l'atmosfera superior, un paracaigudes desaccelerant, motors de frenada de nou, motors / airbags d'aterratge suau o una "vàlvula d'aire" única. El problema de l’estabilització és una línia diferent.
L'objecte més pesat de l'home que es podia lliurar a la superfície del planeta era el rover MSL, més conegut com a "Curiosity", un aparell que pesava 900 kg (pes al camp gravitacional de Mart - 340 kg). Però, siguem sincers, els especialistes en vol i els observadors externs van quedar sorpresos per la complexitat del pla d’aterratge i els problemes que es van trobar durant el descens a l’atmosfera del planeta.500 mil línies de codi de programa, 76 esquibs en una seqüència determinada, separació del rover de la plataforma que penja a l'aire amb els motors a reacció engegats i un suau descens des d'una alçada en cables de niló. Fantàstic!
Planeta Mart: sense aigua, sense vegetació, habitat per robots americans.
Autoretrat del rover Curiosity
Molts herois van poder sobreviure a les vibracions i les enormes sobrecàrregues en les etapes del llançament i l’acceleració cap a Mart, van resistir el fred sever de l’espai exterior, però van morir mentre intentaven aterrar sobre un insidiós cos celeste. Així, per exemple, el "Mars-2" soviètic es va estavellar i es va convertir en el primer objecte artificial de la superfície de Mart (1971).
La primera estació que va aterrar suaument a la superfície de Mart va ser la soviètica Mars-3. Per desgràcia, a causa de la descàrrega de corona sorgida, l'estació va quedar fora d'ordre 14 segons després d'aterrar.
La sonda europea "Beagle-2" (el mòdul d'aterratge de la sonda orbital "Mars-Express") va desaparèixer sense deixar rastre el 2003: el dispositiu va entrar amb valentia a l'atmosfera carmesí del planeta, però després no va entrar mai en contacte amb el Terra …
Mart guarda els seus secrets amb seguretat.
P. S. A partir del 21 de novembre de 2013, dos rovers de Mart funcionaven a la superfície del planeta vermell: oportunitat (MER-B) i Curiosity (MSL). El primer va treballar en aquestes condicions durant 3586 dies, 39 vegades més que el període estimat i es va arrossegar per la superfície de 38 quilòmetres durant aquest temps.
Hi ha tres naus espacials en òrbita de Mart: Mars-Odysseus, Mars Orbital Reconnaissance (MRO) i la sonda europea Mars-Express. L’Odisseu va durar més temps: la seva missió es desenvolupa des de fa tretze anys.
S’està executant un nou canvi per ajudar els veterans: la sonda índia Mangalyaan (llançada el 5 de novembre de 2013), així com l’esmentat MAVEN. Esperem que en un futur proper Rússia també participi activament a la "regata marciana", per al 2016 i el 2018. estan previstes dues expedicions conjuntes rus-franceses "Exomars" (es va signar un acord de cooperació el 14 de març de 2013). El mateix 2018, l’estació Phobos-Grunt 2 actualitzada i més avançada hauria d’anar a Mart. Aquesta vegada tot anirà bé.
Càmera d'alta resolució HiRISE a bord del Martian Reconnaissance Orbital (MRO)
Petjades del rover d’oportunitat capturades per MRO
Una panoràmica de la zona de Greeley Haven. Vista del cap York i del cràter Endeavour. El panorama el va prendre el rover d’Opportunity durant l’hivernada del 2012.
