Come è stato conquistato il Pianeta Rosso e cosa siamo riusciti a conoscerlo. Il traffico sul sentiero marziano è in aumento

Marte ha affascinato le persone sin da quando l'abbiamo visto per la prima volta come un oggetto nel cielo, che inizialmente ci sembrava una stella, e una bellissima stella, perché è rossa. Nel I secolo, i telescopi avvicinarono per la prima volta il nostro sguardo alla sua superficie, piena di intriganti motivi e morfologie (1). Inizialmente gli scienziati lo associarono alla ribollente civiltà marziana...

1. Mappa della superficie di Marte nel XNUMX° secolo.

Ora sappiamo che non ci sono canali o strutture artificiali su Marte. Tuttavia, è stato recentemente suggerito che 3,5 miliardi di anni fa questo pianeta ormai secco e tossico avrebbe potuto essere abitabile quanto la Terra (2).

Marzo è il quarto pianeta dal Sole, subito dopo la Terra. È solo poco più della metà della Terrae la sua densità è solo del 38 percento. terrestre. Ci vuole più tempo per fare una rivoluzione completa attorno al Sole rispetto alla Terra, ma ruota attorno al suo asse più o meno alla stessa velocità. Ecco perché Un anno su Marte è 687 giorni terrestri.e un giorno su Marte è solo 40 minuti più lungo che sulla Terra.

Nonostante le sue dimensioni più ridotte, l'area terrestre del pianeta è approssimativamente uguale all'area dei continenti della Terra, il che significa, almeno in teoria. Sfortunatamente, il pianeta è attualmente circondato da una sottile atmosfera composta principalmente da anidride carbonica ed è improbabile che supporti la vita sulla terra.

Anche il metano appare periodicamente nell'atmosfera di questo mondo arido e il suolo contiene sostanze chimiche tossiche per la vita come la conosciamo. Anche se c'è acqua su Marte, è bloccato nelle calotte polari del pianeta e nascosto, forse in grandi quantità, sotto la superficie di Marte.

2. Aspetto ipotetico di Marte miliardi di anni fa

Oggi, mentre gli scienziati stanno esplorando superficie di Marte (3), vedono strutture che sono indubbiamente opera di fluidi di lunga durata: corsi d'acqua ramificati, valli fluviali, bacini e delta. Le osservazioni mostrano che un tempo il pianeta avrebbe potuto averne uno vasto oceano che copre il suo emisfero settentrionale.

Altrove paesaggio di orsi tracce di antichi acquazzoni, bacini idrici, fiumi che tagliano i letti dei fiumi sul terreno. Probabilmente, il pianeta era anche avvolto da un'atmosfera densa, che permetteva all'acqua di rimanere allo stato liquido a temperature e pressioni marziane. In passato, si suppone che il pianeta abbia subito una trasformazione drammatica, e un mondo che una volta avrebbe potuto essere abbastanza simile alla Terra è diventato il deserto arido che esploriamo oggi. Gli scienziati si chiedono cosa sia successo? Dove sono finiti questi flussi e cosa è successo all'atmosfera marziana?

Per adesso. Forse questo cambierà nei prossimi anni. La NASA spera che i primi esseri umani atterreranno su Marte negli anni '30. Si parla di un programma del genere da circa dieci anni. I cinesi stanno speculando su piani simili, ma in modo meno specifico. Prima di intraprendere questi ambiziosi programmi, proviamo a fare il punto su mezzo secolo di esplorazione umana di Marte.

Più della metà della missione fallì

Invio di un'astronave su Marte difficile, e atterrare su questo pianeta è ancora più difficile. L'atmosfera rarefatta di Marte rende l'arrivo in superficie un'enorme sfida. Circa il 60 per cento. I tentativi di atterraggio nel corso dei decenni della storia dell'esplorazione planetaria non hanno avuto successo.

Finora, sei agenzie spaziali hanno raggiunto con successo Marte: la NASA, il Roscosmos russo e i predecessori sovietici, l'Agenzia spaziale europea (ESA), l'Organizzazione per la ricerca spaziale indiana (ISRO), l'agenzia cinese, che non solo ha ospitato l'orbiter, ma anche è atterrato con successo e ha lanciato il rover, esplorando la superficie della navata di Zhurong, e, infine, l'agenzia spaziale degli Emirati Arabi Uniti con la sonda "Amal" ("Speranza").

Dagli anni '60, dozzine di veicoli spaziali sono stati inviati su Marte. Primo Ryad sonda su marte bombardò l'URSS. La missione includeva i primi sorpassi intenzionali e un atterraggio duro (a impatto) (Marte, 1962).

Prima crociera di successo intorno a Marte si è verificato nel luglio 1965 utilizzando la sonda Mariner 4 della NASA. marzo 2 i Март 3 tuttavia, nel 1971, il primo con il rover a bordo si schiantò, e il contatto con Март 3 si è rotto non appena ha raggiunto la superficie.

Lanciate dalla NASA nel 1975, le sonde Viking erano composte da due orbitanti, ciascuno con un lander che ha effettuato con successo un atterraggio morbido nel 1976. Hanno anche condotto esperimenti biologici sul suolo marziano per cercare segni di vita, ma i risultati sono stati inconcludenti.

La NASA ha continuato Programma Mariner con un'altra coppia di sonde Mariner 6 e 7. Furono collocati nella successiva finestra di caricamento e raggiunsero il pianeta nel 1969. Durante la successiva finestra di caricamento, Mariner subì nuovamente la perdita di una delle sue coppie di sonde.

Mariner 9 è entrata con successo in orbita attorno a Marte come la prima navicella spaziale della storia. Tra le altre cose, scoprì che una tempesta di sabbia infuriava sul pianeta. Le sue fotografie sono state le prime a fornire prove più dettagliate che l'acqua liquida potrebbe essere esistita un tempo sulla superficie del pianeta. Sulla base di questi studi, si è anche riscontrato che l'area denominata Niente di olimpico è la montagna più alta (più precisamente un vulcano), che ha portato alla sua riclassificazione come Olympus Mons.

Ci sono stati molti altri fallimenti. Ad esempio, le sonde sovietiche Phobos 1 e Phobos 2 furono inviate su Marte nel 1988 per studiare Marte e le sue due lune, con particolare attenzione a Phobos. Phobos 1 perso il contatto in rotta verso Marte. Phobos 2sebbene abbia fotografato con successo Marte e Phobos, si è schiantato prima che i due lander colpissero la superficie di Phobos.

Anche senza successo Missione Mars Observer dell'orbiter statunitense nel 1993. Poco dopo, nel 1997, un'altra sonda di osservazione della NASA, il Mars Global Surveyor, riferì di essere entrata nell'orbita di Marte. Questa missione è stata un completo successo e nel 2001 l'intero pianeta era stato mappato.

4. Ricostruzioni a grandezza naturale dei rover Sojourner, Spirit, Opportunity e Curiosity con la partecipazione degli ingegneri della NASA.

Il 1997 ha visto anche un importante passo avanti sotto forma di un atterraggio di successo nella regione della Valle dell'Ares e del rilevamento della superficie utilizzando Lazika Sojourner della NASA come parte della missione Mars Pathfinder. Oltre agli scopi scientifici, Missione esploratore di Marte è stato anche un proof of concept per varie soluzioni, come il sistema di atterraggio dell'airbag e l'evitamento automatico degli ostacoli, che sono state successivamente utilizzate nelle successive missioni del rover (4). Tuttavia, prima del loro arrivo, ci fu un'altra ondata di fallimenti marziani nel 1998 e nel 1999, poco dopo il successo di Global Surveyor e Pathfinder.

È stato sfortunato Missione orbiter giapponese Nozomicosì come gli orbiter della NASA Orbiter climatico di Marte, Lander polare di Marte io penetratori Deep Space 2con vari fallimenti.

Missione Mars Express dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha raggiunto Marte nel 2003. A bordo c'era un lander Beagle 2, perso durante un tentativo di atterraggio e scomparso nel febbraio 2004. Beagle 2 è stato scoperto nel gennaio 2015 dalla fotocamera HiRise del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) della NASA. Si è scoperto che è atterrato in sicurezza, ma non è riuscito a dispiegare completamente i pannelli solari e l'antenna. Orbital Mars Express tuttavia, ha fatto importanti scoperte. Nel 2004 scoprì il metano nell'atmosfera del pianeta e lo osservò due anni dopo. stelle polari.

Nel gennaio 2004 sono stati nominati due rover della NASA Spirito della Serbia (MER-A) I Opportunità (MER-B) è atterrato sulla superficie di Marte. Entrambi hanno superato di gran lunga le classifiche marziane stimate. Tra i risultati scientifici più significativi di questo programma c'era una forte evidenza dell'esistenza di acqua liquida in entrambi i siti di atterraggio in passato. Rover Spirit (MER-A) è stato attivo fino al 2010 quando ha smesso di inviare dati perché bloccato in una duna e non poteva riorientarsi per ricaricare le batterie.

Poi Fenice è atterrato al Polo Nord di Marte nel maggio 2008 ed è stato confermato che aveva ghiaccio d'acqua. Tre anni dopo, il Mars Science Laboratory è stato lanciato a bordo del rover Curiosity, che ha raggiunto la superficie di Marte nell'agosto 2012. Scriviamo i risultati scientifici più importanti della sua missione in un altro articolo di questo numero di MT.

Un altro tentativo fallito di atterrare su Marte da parte dell'ESA europea e del Roscosmos russo è stato Lendaunik Schiaparelliche si è disconnesso dall'ExoMars Trace Gas Orbiter. La missione è arrivata su Marte nel 2016. Schiaparelli, però, durante la discesa, aprì prematuramente il suo paracadute e si schiantò in superficie. Tuttavia, ha fornito dati chiave durante una discesa con il paracadute, quindi il test è stato considerato un successo parziale.

Due anni dopo, un'altra sonda atterrò sul pianeta, questa volta ferma. Intuitoche ha condotto uno studio che determinato il diametro del nucleo di Marte. Le misurazioni di InSight mostrano che il diametro del nucleo di Marte è compreso tra 1810 e 1850 chilometri. Questo è quasi la metà del diametro del nucleo terrestre, che è di circa 3483 km. Allo stesso tempo, tuttavia, più di quanto alcune stime abbiano mostrato, il che significa che il nucleo marziano è più raro di quanto si pensasse.

La sonda InSight ha tentato senza successo di entrare in profondità nel suolo marziano. Già a gennaio è stato abbandonato l'uso della "talpa" polacco-tedesca, ad es. sonda termica, che doveva entrare in profondità nel terreno per misurare il flusso di energia termica. La talpa ha incontrato molto attrito e non è affondata abbastanza in profondità nel terreno. Anche la sonda è in ascolto onde sismiche dall'interno del pianeta. Sfortunatamente, la missione InSight potrebbe non avere abbastanza tempo per fare altre scoperte. La polvere si accumula sui pannelli solari del dispositivo, il che significa che InSight riceve meno energia.

Negli ultimi decenni anche il movimento nell'orbita del pianeta è aumentato sistematicamente. Di proprietà della NASA Mars Odyssey è entrata nell'orbita di Marte nel 2001. La sua missione è utilizzare spettrometri e dispositivi di imaging per cercare prove passate o presenti dell'acqua e dell'attività vulcanica su Marte.

Nel 2006 è arrivata in orbita una sonda della NASA. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), che doveva condurre un'indagine scientifica di due anni. L'orbiter ha iniziato a mappare il paesaggio e il tempo marziano per trovare siti di atterraggio adatti per le prossime missioni di lander. MRO ha scattato la prima immagine di una serie di valanghe attive vicino al polo nord del pianeta nel 2008. L'orbiter MAVEN è arrivato in orbita attorno al Pianeta Rosso nel 2014. Gli obiettivi della missione sono principalmente di determinare in che modo l'atmosfera e l'acqua del pianeta sono andate perse durante questo periodo. dell'anno.

Più o meno nello stesso periodo, la sua prima sonda orbitale marziana, Missione in orbita su Marte (MAMA), chiamato anche Mangaliaan, lancio dell'Indian Space Research Organisation (ISRO). È entrato in orbita nel settembre 2014. L'ISRO dell'India è diventata la quarta agenzia spaziale a raggiungere Marte, dopo il programma spaziale sovietico, la NASA e l'ESA.

5. Veicolo fuoristrada cinese Zhuzhong

Un altro paese nel club marziano sono gli Emirati Arabi Uniti. Appartenenti a loro apparato orbitale Amal si è unito il 9 febbraio 2021. Il giorno dopo, la sonda cinese ha fatto lo stesso. Tianwen-1, trasportando il lander e il rover Zhurong da 240 kg (5), che è atterrato con successo nel maggio 2021.

Un esploratore di superficie cinese si è unito a tre veicoli spaziali statunitensi attualmente attivi e attivi sulla superficie del pianeta. Curiosità Lazikov i perseveranzache è anche atterrato con successo questo febbraio, e Insight. E se conti Ingegnoso drone volante rilasciato dall'ultima missione statunitense, separatamente, cioè le macchine uomo che lavorano sulla superficie di Marte in questo momento cinque.

Il pianeta è anche esplorato da otto orbiter: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 orbiter e Amal. Finora non è stato inviato un solo campione da Marte e l'atterraggio alla luna di Phobos (Phobos-Grunt) durante il decollo nel 2011 non ha avuto successo.

Fig. 6. Immagini della superficie di Marte dallo strumento CaSSIS dell'orbiter Exo Mars.

Tutta questa "infrastruttura" di ricerca marziana continua a fornire nuovi dati interessanti su questo tema. Pianeta rosso. Recentemente, l'ExoMars Trace Gas Orbiter ha rilevato acido cloridrico nell'atmosfera marziana. I risultati sono pubblicati sulla rivista Science Advances. "Il vapore è necessario per rilasciare cloro e l'idrogeno è necessario dal sottoprodotto dell'acqua per formare acido cloridrico. La cosa più importante in questi processi chimici è l'acqua", ha spiegato. Kevin Olsen dell'Università di Oxford, in un comunicato stampa. Secondo gli scienziati, l'esistenza del vapore acqueo supporta la teoria secondo cui Marte sta perdendo grandi quantità di acqua nel tempo.

Di proprietà della NASA Mars Reconnaissance Orbiter ha anche notato recentemente qualcosa di strano sulla superficie di Marte. Effettua il check-in con una carta d'imbarco. HiRise Camera una fossa profonda (7), che si presenta come una macchia nera scura del diametro di circa 180 metri. Ulteriori ricerche si sono rivelate ancora più sorprendenti. Si è scoperto che la sabbia sciolta si trova sul fondo della cavità e cade in una direzione. Gli scienziati stanno ora cercando di determinare la fossa profonda potrebbe essere collegata a una rete di cunicoli sotterranei lasciati da un rapido flusso di lava.

Gli scienziati sospettavano da tempo che i vulcani estinti potessero essere lasciati indietro grandi tubi lavici rupestri su Marte. Questi sistemi potrebbero rivelarsi un luogo molto promettente per il futuro dispiegamento di basi marziane.

Cosa attende il Pianeta Rosso in futuro?

Nell'ambito del programma ExoMars, ESA e Roscosmos hanno in programma di inviare il rover Rosalind Franklin nel 2022 per cercare prove dell'esistenza di microrganismi su Marte, passati o presenti. Viene chiamato il lander che il rover dovrebbe consegnare Kazachok. Stessa finestra nel 2022 Orbita di Marte EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Researchers) dell'Università della California a Berkeley volerà con due veicoli spaziali in una missione volta a studio della struttura, composizione, Volatilità i dinamica della magnetosfera di Marte Oraz processi di uscita.

L'agenzia indiana ISRO prevede di dare seguito alla sua missione nel 2024 con una missione chiamata Mars Orbiter Missione 2 (MAMMA-2). È possibile che oltre all'orbiter, l'India voglia anche inviare un rover per atterrare ed esplorare il pianeta.

Suggerimenti di viaggio leggermente meno specifici includono il concetto finlandese-russo marzo MetNetche prevede l'uso di molte piccole stazioni meteorologiche su Marte per creare un'ampia rete di osservazioni per studiare la struttura dell'atmosfera, la fisica e la meteorologia del pianeta.

Marte-Grunt questo, a sua volta, è il concetto russo di missione mirata consegnare un campione di suolo marziano sulla Terra. Il team ESA-NASA ha sviluppato il concetto di un'architettura di decollo e ritorno a tre Marte che utilizza un rover per immagazzinare piccoli campioni, un gradino di arrampicata su Marte per mandarli in orbita e un orbiter per comunicare con loro nell'aria. Marte e riportarli sulla Terra.

Azionamento elettrico solare può consentire a un decollo di restituire campioni invece di tre. Anche l'agenzia giapponese JAXA sta lavorando a un concetto di missione chiamato rover MELOS. cercare firme biologiche vita esistente su Marte.

Naturalmente ce ne sono di più progetti di missione con equipaggio. L'esplorazione spaziale statunitense era fissata come obiettivo a lungo termine nella visione dell'esplorazione spaziale annunciata nel 2004 dall'allora presidente degli Stati Uniti George W. Bush.

28 settembre 2007 Amministratore della NASA Michael D. Grifone ha dichiarato che la NASA mira a inviare un uomo su Marte entro il 2037. Nell'ottobre 2015, la NASA ha pubblicato il piano ufficiale per l'esplorazione umana e la colonizzazione di Marte. Si chiamava Journey to Mars e all'epoca era dettagliato da MT. Probabilmente non è più rilevante, poiché prevedeva l'uso della Stazione Spaziale Internazionale in orbita attorno alla Terra, e non alla Luna, e la stazione lunare come stadio intermedio. Oggi si parla di più sul ritorno sulla Luna come modo per raggiungere Marte.

È apparso anche sulla strada Элон Маск e SpaceX con i suoi piani ambiziosi e talvolta considerati irrealistici per missioni convenzionali su Marte per la colonizzazione. Nel 2017, SpaceX ha annunciato piani fino al 2022, seguiti da altri due voli senza equipaggio e due voli con equipaggio nel 2024. Starship deve avere una capacità di carico di almeno 100 tonnellate. Diversi prototipi di astronave sono stati testati con successo nell'ambito del programma di sviluppo dell'astronave, incluso un atterraggio completamente riuscito.

Marte è di gran lunga il corpo cosmico più studiato e conosciuto dopo o uguale alla Luna. I piani ambiziosi, fino alla colonizzazione, sono una prospettiva, piuttosto vaga, al momento. Quel che è certo, però, è che il movimento avanti e indietro superficie del pianeta rosso crescerà nei prossimi anni.