Если все пойдет по плану, 20 июля марсоход Perseverance отправится в космос при помощи ракеты Atlas V 541 United Launch Alliance. В случае возникновения проблем NASA сможет предпринять новую попытку в промежутке между 20 июля по 11 августа, ведь именно в это время орбиты Земли и Марса выстраиваются таким образом, что они находятся на одной стороне Солнца. Происходит это раз в 26 месяцев, поэтому, в случае неудачи, запуск будет отложен более чем на 2 года.
Если мы возьмем Perseverance и законсервируем его на два года, это будет стоить нам очень дорого, — заявил на пресс-конференции 17 июня директор NASA Джим Бриденстайн. Поэтому, несмотря на пандемию COVID-19, NASA не собирается откладывать запуск, ведь стоимость проекта уже превысила 2,7 миллиарда долларов.
NASA возлагает большие надежды на новый аппарат. Фактически "Настойчивость" станет первой миссией, нацеленной именно на поиск следов биологической активности. Вполне возможно именно этому роверу будет суждено первому обнаружить жизнь за пределами Земли. По словам учёных инструменты марсохода также будут искать свидетельства древней обитаемой среды и следить за состоянием окружающей среды, что поможет улучшить наше понимание Красной планеты.
Семь минут ужаса
Самым напряжённым этапом во всей миссии марсохода, как и во время других экспедиций, станет вход в атмосферу. Капсула с аппаратом войдёт в атмосферу марса со скоростью почти 20 000 км/ч. В этот момент начинаются, так называемые, "семь минут ужаса".
Во время миссии "Настойчивости" NASA применит ряд новых технологий входа, спуска и посадки (EDL) капсулы, которые должны в значительной степени сократить риски. В дополнение к ним были добавлены и новые функции управления: запуск по дальности и навигация по местности. Цель всего этого проста — доставить аппарат в удачное место в максимальной целостности.
Ранее, при посадке роверов их парашюты срабатывали при достижении определённой скорости. В случае грядущей экспедиции раскрытие парашюта произойдёт при достижении удобной точки в районе предполагаемой экспедиции. Высокоскоростные камеры начнут снимать поверхность под капсулой с момента её входа в атмосферу Марса, а бортовой компьютер займётся их обработкой, подбирая оптимальный момент для задействования посадочных систем.
Помимо оборудования самого ровера, в распоряжении учёных будут микрофоны и видеокамеры, установленные в самой капсуле. Всё это в совокупности значительно снижает риски, сопровождающие высадку на другой планете. К тому же это будет первым в истории случаем, когда человечество сможет воочию пронаблюдать процесс посадки с момента входа в атмосферу.
Цель: Кратер Езеро
Основной областью исследования для нового марсохода станет ударный кратер Езеро (Jezero) расположенный в квадранте Большой Сирт. Согласно имеющимся данным какое-то время назад он был заполнен водой и должен быть богат глиняными отложениями, в которых могут остаться следы микробной жизни. Помимо этого, по всему периметру 49 километрового кратера разбросаны одни из древнейших камней в солнечной системе, изучение которых может пролить свет на многие вопросы астрономов.
Согласно предположениям учёных, у экспедиции будет доступ к породам возрастом около 4 миллионов лет. Внутри картера исследователи надеются найти биосигнатуры, узоры и текстуры в скалах, которые образуются живыми существами. К примеру, такие как строматолиты, слоистые курганы, которые формируются из окаменелостей водорослей. Подобные следы экосистем далёкого прошлого часто встречаются на Земле и являются свидетельством первых признаков жизни на нашей планете.
Настойчивому предстоит изучить как минимум 5 типов пород, которые были заранее определены на основании данных георазведки местности.
Набор инструментов
Перед тем как приступить к описанию инструментов самого марсохода хотелось бы рассказать о нескольких интересных элементах конструкции. Стоит понимать, что Марс — это крайне суровое место. Ночью температуру поверхности может опуститься до отметки в -90ºС , а про местную пыль, убивающую не только отдельные блоки, но и целые марсоходы (земля тебе микросхемой, Оппортьюнити). Из-за этого конструкторам приходится каждый раз решать непростую задачу — обеспечить надёжную и бесперебойную работу аппарата, находящегося на другом небесном теле.
Сами создатели марсохода делают акцент на совершенно новых колёсах, которые должны справиться с пересечённой местностью и любыми сюрпризами, которые способен подкинуть кратер Езеро. Помогать в этом нелёгком деле будут и внешние камеры. По аналогии с посадочной системой. Бортовой компьютер будет обрабатывать все поступающие снимки и оперативно принимать решение о направлении движения, исключая простои и "увязание" марсохода.
Perseverance оборудован семью основными инструментами, которые необходимы не только для поиска признаков и следов жизни, но и для оценки всех тех опасностей, с которыми могут столкнуться исследователи будущего. Давайте немного подробнее о них.
SHERLOC
Этот модуль не просто так назван в честь самого известного в мире детектива. Система SHERLOC (сканирующая среда обитания с использованием комбинационного рассеяния и люминесценции для органики и химикатов) будет сканировать марсианский ландшафт на предмет наличия органических веществ и минералов. Система должна выбирать образцы для отправки на Землю. Поможет ей в этом ультрафиолетовый лазер, который при наведении на каменистую поверхность будет "подсвечивать" различные типы материалов.
Вспомогательный модуль-камера WATSON сможет делать микроскопические снимки образцов определённых системой как потенциально интересные
JPL PIXL
PIXL (Планетарный инструмент для рентгеновской литохимии) использует рентгеновский луч для определения химического состава сканируемой породы. В ходе опытов было установлено, что данный приор способен различить 20 различных химических элементов в образце размером с почтовую марку. Данные PIXL будут иметь больше значение для определения целей исследования.
MIT's MOXIE
MOXIE представляет собой не столько инструмент, сколько демонстрацию технологии. Идея колонизации красной планеты не оставляет человечество, а значит нам так или иначе придётся искать способ добычи из атмосферы углекислого газа и кислорода. Именно этим, пусть и в малых масштабах, будет заниматься MOXIE. На основании данных, которые получится извлечь в ходе его работы, у учёных сложится понимание перспективы технологии и понимание способов добычи кислорода и создания топлива для ракет. Установленное на ровер устройство примерно в 200 раз меньше того, которое должно будет использоваться в первой человеческой миссии.
MEDA
Марсианский анализатор динамики окружающей среды (MEDA), разработанный Центром астробиологии в Мадриде, Испания, служит потоковой метеорологической станцией. Он оснащён барометром для измерения давления воздуха, датчиком температуры и датчиком, который отслеживает относительную влажность. Прибор будет собирать данные о направлении и скорость ветра, а также об уровне солнечной радиации, которая является врагом астронавтов, осмелившихся покинуть защитную магнитосферу Земли. Все эти данные позволят лучше подготовить астронавтов к высадке на поверхность Марса.
RIMFAX
Данный инструмент представляет собой не что иное, как наземную проникающую радиолокационную систему, которая будет предоставлять данные о том, что происходит под поверхностью Марса. На Земле геологи и археологи используют аналогичные приборы для обнаружения горных пород, сооружений и объектов, погребенных под землей. Исследователи надеются, что полученные данные прольют свет на то, как могли образоваться подповерхностные слои Марса и какие тайны они скрывают.
SUPERCAM
Это модернизированная версия той самой суперкамеры, установленной на марсоходе Curiosity. Она, естественно, сможет делать динамитные снимки поверхности Марса. Но SuperCam не просто фотографирует. Одной из важных особенностей обновлённой версии является возможность определения состава горных пород на поверхности Марса. Камер буквально выстреливает в породу лазером, что приводит к горячему взрыву плазмы. Ученые смогут проанализировать плазменную искру и определить химический состав породы.
MASTCAM-Z
Mastcam-Z Аризонского государственного университета станет глазами марсохода на Красной планете. Две камеры расположены прямо под SUPERCAM на голове марсохода будут снимать видео с высоким разрешением, делать потрясающие снимки и предоставлять операторам полную картину окружения, необходимую для ориентации марсохода на местности. И да, аналогичное устройство установлено на "Любопытного".
Первый вертолёт на марсе
Вертолет «Изобретательность Марса» — это демонстрация технологий, предназначенных для изучения атмосферы других планет. 4-килограммовый вертолет будет первым, кто исследует небо в другом мире. На крошечном вертолете нет никаких научных инструментов, и его миссия проста: летать по марсианскому небу.
Вертолет и его транспортировочная система. Оболочка, на которой нет изображения, защитит вертолет во время спуска марсохода на поверхность Марса.
Марс обладает одной третью силы притяжения Земли, и атмосферой, плотность которой составляет малую долю земной. Полёты в таких условиях будут не самой легкой задачей. Дистанционно управляемый винтокрыл проведет серию испытательных полетов на Красной планете, каждый из которых продлится около 90 секунд. Он предназначен для полетов на высоту от 4 до 18 метров. В случае успеха мы сможет открыть для себя совершенно новый способ изучения иных миров.
Сбор и возврат образцов
На конце двухметровой руки-манипулятора у марсохода находится целая система для сбора образцов. Её задача просверлить породу, которая будет определена как важная для исследования и извлечь образец. Все образцы, которых может быть 43, будут размещены в специальных флаконах и разбросаны по пути следования марсохода.
«Наша система сбора проб была особенно сложной в том смысле, что нам приходилось держать ее очень, очень чистой», — сказал Уоллес. «На самом деле, это, наверное, самая чистая система, которую мы когда-либо запускали на Марс».
Дальнейшая судьба собранных образцов крайне любопытна. В какой-то момент после завершения сбора образцов на Марс прибудет совместный аппарат NASA-ESA, чтобы забрать их. Спускаемый аппарат развернет ровер, который определит местонахождение каждого из образцов, соберет их и поместит в небольшую ракету, прикрепленную к посадочному месту. После взятия образцов эта ракета будет запущена на орбиту Марса. Как только он благополучно выйдет на орбиту, контейнер с пробой вылетит из ракеты и встретится с орбитальным аппаратом, который запустится в 2026 году. В 2031 году образцы вернутся на Землю для анализа.
Может быть, это звучит слишком сложно и в процессе реализации задумки многое может пойти не по плану, но получение образцов инопланетной породы в их первозданном виде станет одним из самых значимых событий в истории науки. Эти образцы, наверняка. будут изучаться ещё не одним поколением учёных, так что игра стоит свеч.
Что в итоге?
Запуск всего через месяц, и «Настойчивость» теперь находится в Космическом центре Кеннеди NASA. Команда завершила испытания космического корабля и теперь начнет этап инкапсуляции интеграции.
«Мы фактически раскручиваем космический корабль между двумя обтекателями полезной нагрузки, которые будут защищать его, когда он покидает орбиту Земли и будет лететь к Марсу», — заявил на пресс-конференции заместитель по электрическим интеграциям и испытанию настойчивости Луис Домингес.
Марсоходу "Настойчивость" потребуется около 213 дней, чтобы преодолеть 497 миллионов километров до Марса. Марсоход должен оказаться на поверхности планеты 18 февраля 2021 года. Миссия рассчитана на один марсианский год (то есть 687 земных дней), но учитывая опыт предыдущих марсоходов, он может выполнять свои обязанности намного дольше.
Стоит отметить, что Настойчивость — не единственная миссия, которая будет запущена во время орбитального выравнивания. Китайское национальное космическое управление также отправляет марсоход (и орбитальный аппарат) на Красную планету — первый для страны. Объединенные Арабские Эмираты также планируют запустить свой орбитальный аппарат Hope Mars этим летом. ESA и Роскосмос должны были запустить свой марсоход "ЭкзоМарс", получивший название "Розалинда Франклин", этим летом, но работы были отложены из-за распространения коронавируса, и агентства отложили запуск на два года.
