История развития марсоходов: Curiosity и не только. Познавательный Космоddrом

Это аппарат, как правило, подвижный, предназначенный для изучения поверхности и особенностей Марса. Марс - ближайшая к Земле планета Солнечной системы и больше остальных похожая на Землю в далеком прошлом. На данный момент на Марсе работает марсоход Кьюриосити, в числе основных целей которого - выяснить, была ли на Марсе жизнь в далеком прошлом и могла ли она там существовать в принципе? Марс является одним из наиболее подходящих кандидатов на терраформирование и к 2020 году NASA планирует запустить еще один марсоход, который предоставит ученым еще больше данных о Красной планете.

12.04.2019, Рамис Ганиев 2

Марсоход « » бороздит просторы Красной планеты с 2012 года, и за это время помог космическому агентству NASA сделать множество научных открытий. Уже спустя 100 дней с начала миссии аппарат доказал, что планета состоит из двух частей, причем нижняя часть может иметь достаточно большую концентрацию воды. Совсем недавно, 6 апреля, он пробурил дыру в небольшом глиняном участке и взял образцы грунта для поиска минеральных частиц. Космическое агенство рассказало как все это было, и поделилось фотографией.

«На пыльных тропинках далёких планет останутся наши следы», пелось в советской песне. Так и получилось. Возьмём, к примеру, Марс: тропинки на нём действитльно пыльные: атмосфера там, конечно, менее плотная, чем на Земле, зато и сила тяжести вчетверо меньше, и движение разреженных газов легко поднимает над поверхностью Марса пылевые столбы, а иногда поднимаются глобальные (то есть на всю планету) пыльные бури. Самая продолжительная за всю историю наблюдений длилась с сентября 1971 года по январь 1972, то есть почти половину земного года. Вот как выглядят «пыльные дьяволы» — смерчи, сняты марсоходом Curiosity.

Тропинки пыльные, и следы человека — в широком смысле — на Марсе есть. Сейчас там находится около двух десятков рукотворных устройств: три советских аппарата, девять американских, один британский и «Скиапарелли», построенный специалистами Европейского космического агентства при участии российских учёных, и сошедшие с орбиты орбитальные станции: не обо всех известно, где они сейчас находятся, поэтому точное число искусственных аппаратов, которые сейчас заметает марсианский песок, назвать нельзя.

Марс-1 и Марс-2: первые, но неудачные

Первыми были Советы. В 1971 году поверхности Красной планеты достигли две автоматические межпланетные станции (АМС) Марс-2 и Марс-3. Каждая несла маленький марсоход ПрОП-М — коробочку на полозьях, привязанную к стационарному модулю 15-метровым кабелем: ПрОПы должны были дать первые снимки поверхности далёкой планеты, сделанные на месте.

Обоим не повезло: садились они в разгар той самой страшной, глобальной пылевой бури, в ноябре и декабре 1971 года. АМС Марс-2 разбилась при посадке, Марс-3 села без повреждений, и это была победа: первая успешная мягкая посадка на поверхность Марса в истории. Станция даже начала передавать на Землю телесигнал, но через 14,5 секунд прекратила и больше не выходила на связь. Что случилось, до сих пор непонятно. Однако миссия не была провалена полностью: во‑первых, тогда учёные получили первое изображение марсианской поверхности — вот такое:

А во-вторых, кроме посадочного модуля была орбитальная станция, и она честно проработала с декабря по август, передавая на Землю результаты измерений магнитного поля, состава атмосферы, фото- и ИК-радиометрию.

Советским марсоходам не удалось оставить след на Марсе. Выглядел бы он необычно: если бы ПрОПы поехали, они бы оставили за собой не колею, а лыжню. В начале семидесятых о том, как выглядит поверхность Марса, совсем ничего не знали, и советские инженеры предложили вариант с «лыжами» — на случай, если Марс — это снежные поля или бесконечные пески.

Первые успехи, миссия Viking

Первой полностью успешной миссией на Марс стали пары орбитальная станция-посадочный модуль американской миссии Viking. Первый Viking успешно опустился на поверхность и проработал больше шести лет. Викинг работал бы и дальше, если бы не ошибка оператора при обновлении программы: аппарат навсегда замолчал в 1982-м. Второй «Викинг» продержался четыре года, пока работали аккумуляторы. «Викинги» сделали и прислали на Землю первые фотографии Марса, в том числе панорманые и цветные.

Черно-белая панорама Марса, снятая станцией Viking II

Sojourner: первый ездок

С тех пор Марс не навещали, пока в 1996 году не поднялась ракета-носитель Delta II c аппаратами миссии Mars Pathfinder — посадочный модуль, впоследствии названный в честь Карла Сагана, и марсоход Sojourner.

Sojourner отлично поработал: расчитан он был на 7 солов (марсианских суток), а проработал больше 80, проехал 100 метров по поверхности, отправил на Землю множество фотографий поверхности Марса и результаты спектрометрии.

Первые неудачи NASA: Mars Surveyor 98

На эту программу возлагали большие надежды: две АМС — Mars Climate Orbiter для изучения Марса с орбиты и посадочный аппарат Mars Polar Lander. После решили, что в аварии обоих аппаратов виноваты были не атмосферные возмущения и не ошибки операторов, а недостаток денег и спешка. На спускаемом модуле к Марсу летели зонды-пенетраторы Deep Space 2, которые должны были, набрав скорость, войти в поверхность планеты и передать на Землю данные о составе грунта.

Неудача «Бигля»

В 2003 году аппарат на Марс отправили британцы: посадочный модуль Beagle 2, названный в память о корабле Чарльза Дарвина, должен был искать на Марсе следы жизни. миссия закончилась неудачей, связь с аппаратом была потеряна во время посадки. Только в 2015 году «Бигля» нашли на фотографиях и поняли причину аварии: у аппарата не развернулись солнечные батареи.

История успеха: Spirit, Opportunity, Curiosity

С 2004 года начинается история марсианского триумфа NASA. Один за другим на Марс садятся четыра аппарата, три марсохода — Spirit, Opportunity, Curiosity, и автоматическая станция Phoenix — первая и пока единственная в марсианском приполярье. Opportunity и Curiosity на ходу до сих пор. Марсианский ветер, сгубивший первые советские зонды, превратился в услужливого помощника: он сдувает пыль и песок с солнечных батарей Opportunity.

Три успешных ровера NASA (модели): Sojourner, Opportunity, Curiosity

Opportunity доказал, что на Марсе когда-то была вода, причём пресная, а список заслуг Curiosity слишком обширен, чтобы приводить его здесь. Самый большой и тяжёлый из аппаратов, когда-либо опускавшихся на поверхность Красной планеты, Curiosity огромен по сравнению с первыми советскими марсоходами — те были не больше микроволновки. На Curiosity возлагают большие надежды: за оставшееся ему время аппарат должен сообщить учёным всё, что нужно знать для того, чтобы отправить на Марс людей. Марсоход определяет состав почв, измеряет радиационный фон; он — и геолог, и климатолог, и немного биолог — по крайней мере он ищет в грунте и атмосфере свидетельства того, что на Марсе могут или могли протекать процессы, свойственные жизни как мы знаем её на Земле.

Последние гости на Марсе и в окрестностях — аппараты российско-европейской миссии ExoMars. Первая часть миссии, реализованная в прошлом году, состояла из орбитального и спускаемого блоков. Орбитальный успешно занял своё место на орбите, а спускаемый аппарат Schiaparelli разбился, успев, однако, отправить последнее сообщение — результаты измерений и параметры своих систем. В 2020 году к Марсу направится вторая часть миссии — спускаемый аппарат и марсоход. В их конструкции учтут педостатки, приведшие к аварии Schiaparelli, поэтому шансов долететь у них, кажется, больше.

Изучение Марса не уменьшает интереса к этой планете: Красная планета по-прежнему остается для нас загадкой, полной таинственных явлений, и представляет огромный интерес научного сообщества.

Впервые в истории с Земли по направлению к Марсу в 1971 году с космодрома Байконур стартовали ракеты-носители «Протон-К». На их борту находились автоматические межпланетные станции «Марс-2» и «Марс-3» со спускаемыми аппаратами на борту, в которых, в свою очередь, находились передвижные устройства - марсоходы. Первые советские марсоходы получили название «Прибор оценки проходимости - Марс», сокращенно - ПрОП-М.

Марсоход, находившийся на автоматической межпланетной станции «Марс-2», был доставлен на поверхность Красной планеты 27 ноября, а марсоход со станции «Марс-3» - 2 декабря. Полет «Марс-3» продолжался почти 200 дней, затем спускаемый аппарат отделился от станции, и, войдя в атмосферу планеты, снизился с помощью парашюта и достиг поверхности Марса.

Марсоход был размером с толстую книжку (25 см × 22 см × 4 см) и весил 4,5 кг. Передвигался он с помощью шагающего шасси - двух «лыж», расположенных по бокам устройства.

Задачей первого советского марсохода было измерение плотности грунта. Аппарат был спроектирован и изготовлен работниками ВНИИТрансМаш, под руководством главного конструктора А. Л. Кемурджиана.

Прием-передачу сигнала с Земли обеспечивала посадочная ступень, соединяемая с марсходом 15-метровым кабелем, который, в свою очередь, обеспечивал электропитание и управление. ПрОП-М был способен обнаруживать препятствия, отступать и обходить их. Для этого на передней части передвижного аппарата установлен датчик обнаружения препятствий. Марсоход двигался со скоростью 1 метр в час, каждые полтора часа останавливался в ожидании очередных команд с Земли.

Приходилось ждать и при наезде на препятствие. При этом в случае возникновения аварийной ситуации передвижной аппарат должен бы был ждать от 3 до 20 минут. За это время он уже мог вполне выйти из строя.

На борту ПрОП-М находилось несколько научных приборов: динамический пенетрометр и гамма-лучевой плотномер для измерения плотности и структуры грунта.

Спускаемый аппарат станции «Марс-2» стал первым модулем, достигнувшим поверхность Марса, но, к сожалению, разбился при посадке.

Полет «Марс-3» продолжался почти 200 дней, затем спускаемый аппарат (посадочный модуль) отделился от станции, и, пройдя через атмосферу планеты, снизился с помощью парашюта и достиг поверхности Марса.

С помощью специального манипулятора с борта спускаемого аппарата ПрОП-М был перемещен поверхность планеты. Сигналы с аппарата, достигнувшего поверхности Марса, были зафиксированы, начала передаваться панорама окружающей поверхности. Сигналы принимались на борту оставшейся на орбите станции «Марс-3» и передавались на Землю. Однако, через 20 секунд со спускаемого аппарата перестали поступать сигналы.

Таким образом, ни один советский марсоход не выполнил своей миссии. Не удалось ни опробовать первый шагающий марсоход, ни сделать фотографии. Начиная с 1996 года, на Марсе начали проводиться успешные научные исследования с применением американских планетоходов.