После почти 300 миллионов миль (480 миллионов километров) семимесячного путешествия мир наблюдал, как миссия NASA Mars 2020 Perseverance успешно завершила самую сложную и точную посадку, которую агентство когда-либо предпринимало в четверг (18 февраля). «Настойчивость» — это пятый марсоход НАСА и девятая миссия по успешной посадке на Красную планету.
Первое изображение поверхности Марса, полученное марсоходом НАСА Perseverance через несколько мгновений после успешного приземления на Марс. (Источник: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех)
В четверг днем инопланетный захватчик пробился сквозь относительно тонкую марсианскую атмосферу, пролетая по небу со скоростью 12 100 миль в час (19 500 км / ч). Затем он пролил несколько слоев, развернул самый большой сверхзвуковой парашют и замедлился ровно настолько, чтобы с помощью крана с ракетным двигателем сбросить на поверхность Марса автономного робота-астробиолога с ядерной установкой по имени Настойчивость.
Безупречно завершив последовательность входа, спуска и приземления своей миссии по приземлению во враждебном Марсе кратере Джезеро, миссия NASA Mars 2020 Perseverance официально отметила завершение фазы межпланетного путешествия и начала свою миссию по сбору доказательств древней микробной марсианской жизни.
Добраться до Марса
30 июля 2020 года миссия НАСА Mars 2020 Perseverance была запущена на борту ракеты United Launch Alliance Atlas V 541 с космического стартового комплекса 41 на базе космических сил на мысе Канаверал. На борту этой ракеты НАСА выполняла самую амбициозную на сегодняшний день миссию на Марс. Фаза запуска миссии претерпела несколько незначительных задержек, в результате чего дата запуска была перенесена с 18 июля 2020 года на 30 июля 2020 года. Однако первая ступень ракеты ULA Atlas V и разгонная ступень Centaur доставили миссию NASA Mars 2020 Perseverance по такой точной траектории. что марсоход весом 2260 фунтов (1025 кг) приземлился в назначенную дату приземления 18 февраля, несмотря на задержки в сроках запуска.
В общей сложности три миссии на Марс — китайский Tianwen-1, зонд «Надежда» в Объединенных Арабских Эмиратах и «Настойчивость» НАСА — покинули Землю летом 2020 года. Все три миссии должны были покинуть Землю до августа, чтобы максимально использовать минимальное расстояние между планетами во время так называемого противостояния. Противостояние между Землей и Марсом происходит только раз в 22 месяца. Если бы миссия Perseverance пропустила дату запуска, ей пришлось бы подождать до 2022 года, чтобы получить шанс отправиться на Красную планету.
Иллюстрация маршрута Марса 2020 к Красной планете, включая несколько маневров коррекции траектории (TCM) для корректировки траектории полета на лету. (НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех)
Вход, спуск и посадка — управляемая разборка
Когда «Персеверанс» спустился в марсианскую атмосферу, крейсерская фаза — аппаратное обеспечение, которое продвигало космический корабль в космос в течение семи месяцев — было выброшено. Марсоход Perseverance, надежно спрятанный внутри аэрозольной оболочки и защищенный прочным теплозащитным экраном, парил в тонкой марсианской атмосфере, выдерживая экстремальное трение, которое производило тепловую энергию, достигающую 2370 градусов по Фаренгейту (около 1300 градусов по Цельсию).
На этой иллюстрации изображены пять основных компонентов космического корабля Mars 2020. Сверху вниз: этап круиза, кожух, этап спуска, марсоход Perseverance и тепловой экран. Различные компоненты выполняют критически важные роли во время круиза корабля на Марс и его впечатляющего входа, спуска и посадки. (Источник: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт)
После периода пикового нагрева тепловой экран был сброшен, впервые открыв стойкость марсианской среде. Затем примерно в 7 милях (11 километрах) от поверхности был развернут самый большой сверхзвуковой парашют, который НАСА когда-либо отправляло на другую планету — 70,5 футов (21,5 метра) в диаметре — резко замедлило космический корабль.
Все еще продолжая спускаться, управляемый спускаемый аппарат, называемый небесным краном, отделился от корпуса на высоте примерно 2,1 километра над поверхностью, чтобы совершить свободный полет в марсианской атмосфере. В модуле спуска использовалась новая технология посадки, называемая Terrain-Relative Navigation, с использованием постоянного потока визуальных входных данных и указаний, собранных из вычислительных элементов Vision и Rover Compute Element, для определения наиболее безопасного доступного места посадки.
На этой иллюстрации марсоход НАСА Perseverance впервые видит поверхность Марса внизу после того, как сбросил тепловой экран менее чем через шесть минут после входа в атмосферу Марса. (Источник: НАСА? Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт)
Ракеты с дроссельной заслонкой на механизированном спускаемом модуле направили марсоход к месту приземления в кратере Марса Езеро и снизили скорость примерно до 1,7 миль в час (2,7 км в час) на высоте около 66 футов (20 метров) над поверхностью Марса. Затем упорство было снижено с помощью системы нейлоновых шнуров, которые автономно разрывались при приземлении. Заключительный этап контролируемой разборки заключался в том, что небесный кран снова задросселирует свои ракеты и улетает для аварийной посадки на безопасном расстоянии от марсохода.
В конечном итоге марсоход Perseverance приземлился примерно в километре к югу от предполагаемой дельты кратера Джезеро.
Обнародованное НАСА изображение места приземления марсохода Perseverance примерно в километре от дельты марсианского кратера Езеро. (Источник: NASA / JPL-Caltech)
Настойчивость добралась до Марса, что теперь?
Второе изображение поверхности Марса, сделанное марсоходом НАСА Perseverance через несколько мгновений после успешного приземления на Марс. (Источник: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калифорнийский технологический институт)
Добраться до Марса было лишь первым из многих этапов, которые, как ожидается, будет достигнута в ходе прогнозируемой миссии на Марс продолжительностью в один год — около 687 земных дней. Теперь, когда марсоход приземлился, начнется наука.
В первую очередь, как только Perseverance размял ноги, первое событие произошло буквально через несколько минут после приземления. Perseverance сделала фотографии марсианской поверхности с помощью пары инженерных камер, называемых Hazard Cameras, установленных на передней и задней части марсохода.
Модернизированные навигационные камеры и камеры Hazard впервые имеют возможность делать снимки поверхности Марса с разрешением 20 мегапикселей высокой четкости. В ближайшие дни на Землю будут отправлены другие изображения, сделанные с помощью навигационных камер марсохода и Mastcam-Z.
На этом изображении представлены 23 камеры марсохода НАСА 2020 года. (Источник: NASA / JPL-Caltech)
Оказавшись на Марсе, управление марсоходом Perseverance было передано от команды NASA JPL EDL команде Perseverance Surface. Поверхностная фаза миссии «Марс 2020» — или фаза миссии, которая состоит из четырех основных научных задач — началась примерно через двадцать минут после приземления.
На Марс была отправлена настойчивость, чтобы определить, существовала ли когда-либо жизнь на Марсе, охарактеризовать климат, охарактеризовать геологию и подготовиться к возможному исследованию Марса людьми. Для достижения этих масштабных научных целей астробиолог-робот был отправлен с впечатляющим набором инструментов для научных исследований. В течение следующих 30 марсианских дней — называемых золами — марсоход начнет разворачиваться и приступит к тестированию различных аппаратных средств в рамках подготовки к исследованию дельты кратера Джезеро.
На этой диаграмме проиллюстрированы многие компоненты научных исследований, которые используются на борту марсохода Mars 2020 Perseverance. (Источник: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калифорнийский технологический институт)
Размещение безбилетного пассажира
Настойчивость не только привела к Марсу передвижную научную лабораторию, но также потребовала, чтобы первый вертолет был отправлен на другую планету, получившую название Изобретательность. Ingenuity — это небольшой двухлопастный винтокрылый аппарат, весящий всего около 4 фунтов (1,8 кг).
После первых 30 попыток вытягивания ног Perseverance преодолеет небольшое расстояние, чтобы найти ровную поверхность марсианской поверхности и развернуть вертолет Ingenuity. После развертывания у команды Ingenuity будет окно демонстрации технологий из примерно 30 зол для завершения первого летного испытания Ingenuity — первый управляемый полет с приводом от двигателя будет осуществлен на другой планете.
Посадка — это только начало
Графическое описание процесса возврата образца. Предоставлено: ESA.
Какой бы захватывающей ни была посадка на Марс, для марсохода Mars 2020 Perseverance это только начало. Астробиологический робот с ядерной установкой проведет следующий марсианский год, раскапывая поверхность очень богатой дельты кратера Езеро в поисках первых свидетельств древней микробной жизни.
Еще более захватывающим является то, что Perseverance — это только первая фаза более крупной миссии под названием Mars Sample Return, которая когда-нибудь доставит выкопанные образцы, которые Perseverance собирает, обратно на Землю в результате совместных усилий NASA и Европейского космического агентства.
Хотя миссия Perseverance рассчитана только на один марсианский год, Perseverance имеет возможность продлить свою миссию почти до 15 лет благодаря своему источнику питания, многоцелевому радиоизотопному термоэлектрическому генератору (MMRTG), который вырабатывает постоянный поток электроэнергии, обеспечиваемый радиоактивный распад плутония-238. Настойчивость потенциально может пережить все другие миссии НАСА на Марс.
