Pământul se apropie de viață pe Marte

Pământul se apropie de viață pe Marte

Olga Zakutnyaya,
Institutul de Cercetări Spațiale al Academiei de Științe din Rusia
"Kommersant Science" №5, iulie 2017

Iulie și august sunt "sezonul scăzut". Nu numai în emisfera nordică a Pământului, ci și pe Marte; cel puțin în 2017. Chestia este că, în mișcarea sa, Marte se fixează în prezent pentru Soare în raport cu observatorii de pe Pământ: corona solară interferează cu comunicațiile radio și, timp de câteva săptămâni, întrerupe complet.

Schema de reducere a orbitei TGO utilizând atmosfera. Figura: ESA

În acest moment, navele spațiale, care sunt pe Marte sau pe orbită în jurul lor (acum sunt două și șase, dacă numărăm doar pe cei care lucrează), se "odihnesc". Pentru "nou-venit" în această flotă a aparatului TGO al misiunii ruso-europene "ExoMars-2016", perioada de vară este momentul în care operațiunile de reducere a orbitei prin atmosferă sunt suspendate.

Locuitorii marțieni

Aparatură (agenție)tipLansare / Sosire
Marte Odyssey (NASA)orbital2001/2001
Mars Express (ESA)orbital2003/2003
Oportunitate (NASA)vagabond2003/2004
Mars Reconnaissance Orbiter (NASA)orbital2005/2006
Mangalyaan-1 (IRSO)orbital2013/2014
MAVEN (NASA)orbital2013/2014
Curiozitatea (NASA)vagabond2011/2012
TGO / "ExoMars 2016"orbital2016/2016

Vedere generală a navei spațiale Orbiter cu gaz de urmărire la cosmodromul Baikonur. Două dispozitive, acoperite cu izolație electrovacuum aurită, în colțul din dreapta sus, realizat în IKI RAN. în sus – complex spectrometric ASC, în jos – telescopul neutron FREND. Fotografie: ESA / Roskosmos / IKI RAN / FRIEND

Din 15 martie 2017, TGO este în curs de reducere a înălțimii orbitei. Acest proces nu este foarte bine numit aero-rupere (termenul englezesc aerodinamice). Dacă îl traduceți prin sens, veți obține o "tragere aerodinamică", dar trebuie amintit că sensul manevrei nu este atât de mult să reducă viteza de mișcare, încât să reducă înălțimea – distanța dintre punctul cel mai îndepărtat al orbitei de pe Marte sau apoorium). Acest lucru este realizat tocmai prin scăderea vitezei în pericenter – punctul orbitei cel mai aproape de planetă (numit și periary pentru Marte).

Legile balistice determină că aparatul se deplasează cel mai rapid în pericol și dacă îl forțezi să-l oprească aici, nu va avea suficientă energie pentru a "câștiga" înălțimea în apocenter. Viteza TGO în pericenter este redusă, forțând "scăparea" aparatului. În același timp, el pare să fie "izbitoare" cu privire la straturile superioare ale atmosferei lui Marte. Deși la astfel de înălțimi (puțin peste 120 km) este foarte rar, dar totuși concentrația de molecule este suficientă pentru ca TGO să încetinească datorită coliziunii cu ele.Pentru a ajunge la cele 400 de kilometri date pentru orbita de lucru, va dura doar puțin peste un an. Înainte de începerea unei serii de manevre de frânare aerodinamice, înălțimea apocentrului orbitei foarte eliptice a fost de aproximativ 33 mii km.

În aprilie 2018, ar trebui să fie finalizate manevrele de frânare. După aceasta, cu ajutorul motoarelor TGO, incluse în zona aporiilor, este necesar să se ridice pericolul la aproximativ 400 km.

Operațiunile de control al frânării sunt efectuate de la Centrul European de Operații Spațiale (Centrul european de operare spațială, sau ESOC, de fapt, un centru de control al zborului), folosind antene pentru sisteme de comunicații de spațiu la distanță ESTRACK (ESA) și DSN (NASA). Această metodă de frânare necesită măsurători regulate ale poziției aparatului în momentul trecerii apocentrului. Perioada de orbită este acum aproximativ 14 ore, iar pe măsură ce înălțimea scade, va deveni și mai scurtă (până la sfârșitul procesului va fi de 2 ore). Este clar că, dacă conexiunea radio "cu Marte" este ruptă, atunci este destul de riscantă această manevră. Prin urmare, o pauză este programată pentru luna august.

TGO a fost transferat anterior pe o orbită mai mult sau mai puțin stabilă, cu un periciver destul de ridicat.Manevrele vor fi reluate la sfârșitul lunii august 2008. Până la sfârșitul lunii iulie, informațiile de telemetrie vor fi primite de la placa TGO, iar comenzile de întreținere a sistemului vor fi trimise către dispozitiv. Apoi, două săptămâni TGO va fi "tăcut" când Marte dispare în spatele Soarelui. După reluarea comunicării radio, software-ul actualizat va fi trimis la bord, iar apoi, pe baza rezultatelor verificărilor, vor fi reluate operațiile de frânare.

Se pare că acum, pentru participanții la programul științific TGO, este timpul să luăm o pauză, dar munca pe Pământ este în plină desfășurare în ciuda verii. Acum, planurile de operațiuni sunt pregătite în cursul unei misiuni deja științifice. Cercetătorii – liderii experimentelor ar trebui să decidă ce observații trebuie făcute mai întâi și cum să distribuie aceste observații în conformitate cu programul de trecere orbitală, să împărtășească resursele, de exemplu, cantitatea de date sau direcția de orientare a navetelor spațiale și multe altele.

Următoarea întâlnire de lucru privind misiunea ExoMars-2016 a avut loc la sfârșitul lunii iunie la Institutul de Cercetări Spațiale al Academiei de Științe din Rusia. Liderii tuturor experimentelor științifice, proiectul în ansamblu și experții în domeniul controlului zborului s-au adunat aici.Pe lângă planurile pentru viitor, au fost discutate rezultatele primelor includeri ale unor instrumente științifice, care au avut loc în toamna anului 2016 și primăvara anului 2017. Scopul lor principal a fost de a verifica performanța și calibrarea dispozitivelor.

"exomars" (exomars) – programul comun al Agenției Spațiale Europene (Agenția Spațială Europeană, ESA / ESA) și societatea rusă Roscosmos pentru explorarea lui Marte. Scopul principal al programului este de a căuta dovezi ale existenței vieții pe Marte. Acordul dintre Roscosmos și Agenția Spațială Europeană privind cooperarea în domeniul cercetării Marte și a altor organe ale Sistemului Solar a fost semnat la 14 martie 2013. Acordul stabilește participarea Rusiei la proiectul ExoMars și implică posibile proiecte în domeniul cercetării Jupiter și Lună.

În cadrul programului "ExoMars", stația automată interplanetară "ExoMars-2016" a fost deja lansată și stația "ExoMars-2020" a fost programată.

Rover european ExoMars rover va fi lansat în spațiu în 2020. Imagine: ESA

Contractorul principal pentru sprijinul tehnic al proiectului din partea Rusiei este Asociația științifică și de producție numită după S. A.Lavochkin, în funcție de volumul științific al proiectului – Institutul de Cercetări Spațiale al Academiei de Științe din Rusia. Managerul științific de proiect din partea rusă este academicianul Lev Zeleny.

Încărcarea științifică la bordul TGO include patru complexe de instrumente. Cel mai spectaculos este complexul de camere CaSSIS pentru fotografierea color și producția de perechi stereo. Primele imagini ale lui Marte le-au plăcut deja pasionații de spațiu: site-ul ESA a publicat cele mai de succes fotografii de culoare ale lui Phobos și imagini ale unei perechi stereo din zona labirintului Nights. Descriind caracteristicile dispozitivului la o conferință de presă pentru jurnaliștii ruși, supervizorul său, Nick Thomas (profesor la Universitatea din Berna, Elveția), a declarat că rezoluția camerelor CaSSIS "nu este suficientă pentru a vedea un autobuz de la Moscova de la St. Petersburg". Dar deja de la Tver, probabil că s-ar fi dovedit că: CaSSIS va putea distinge detaliile reliefului de 4,5 m de la o înălțime de numai 400 km (pentru a fi exact, rezoluția camerei este de 4,5 m pe pixel).

Peretele stereo obținut de camerele CaSSIS. Foto: ESA / Roscosmos / CaSSIS

În timpul primelor incluziuni, CaSSIS a funcționat corect, au apărut unele probleme cu software-ul.Acestea sunt planificate să fie rezolvate în noua versiune a software-ului, care va fi încărcat la bordul dispozitivului în viitorul apropiat.

Două complexe ACS spectrometrice (dezvoltarea Institutului de Cercetări Spațiale din RAS, director științific Oleg nave) și nomadul (dezvoltarea în comun a instituțiilor belgiene, Spania, Italia și Marea Britanie, director de cercetare Anne-Karin vandalilor, Institutul pentru Space Aeronomie, Belgia), dedicat studiului de atmosfera martiana. Ambele complexe includ trei spectrometre care funcționează în benzile diferite ale domeniului infraroșu și ultraviolet.

Complexul de spectrometrie ACS este conceput pentru a analiza compoziția chimică a atmosferei de pe Marte, în primul rând, conținutul satelitului de viață metan. Foto: Roscosmos / ESA / ACS / IKI

Sarcina explorării componentelor mici ale atmosferei este cea mai importantă pentru TGO. Poate că cel mai popular dintre ele este metanul, care este apoi înregistrat în atmosfera lui Marte, ca și cum ar "dispare" de la observatori. Se știe că metanul pe pământ este produs în mod activ de organismele vii. Pe Marte, nu există nici o viață vizibilă și aproape nici metan prea, din cauza instabilității dezintegrează rapid aceasta sub influența radiațiilor solare.Cu toate acestea, unele semne de metan sunt încă înregistrate, uneori cu încredere foarte mare. Ar putea fi o sursă de bacterii care nu au fost încă detectate? Sau poate este activitatea geologică ascunsă? Cu aceasta și doriți să înțelegeți dezvoltatorii proiectului.

În plus față de metan, compuși hidroxil, diferiți acizi anorganici și mulți alții sunt interesanți. Concentrația acestor constituenți poate fi la fel de mică ca câteva particule pe triliu, iar pentru a le înregistra, este necesară o sensibilitate foarte ridicată și un timp de observație lung.

modul Schiaparelli, al cărei scop era să lucreze la aterizarea pe suprafața planetei Marte, separat în siguranță de TGO pe 16 octombrie 2016, dar trei zile mai târziu, din cauza unui eșec în determinarea înălțimii, sa prăbușit pe suprafața planetei. Imagine: ESA / D. Ducros

Spectrometrele "ExoMars" pot funcționa în două moduri. Prima este observația în "nadir", adică în jos. Astfel, lumina reflectată de pe Marte sau strălucirea în atmosferă este vizibilă când vine vorba de partea de noapte a planetei. Dar cel de-al doilea mod este mai interesant – observații ale Soarelui sau ale stelelor, când strălucesc prin marginea atmosferei.În ambele cazuri, componentele de absorbție din spectru pot fi folosite pentru a judeca componentele atmosferei, dar în cel de-al doilea mod se poate înțelege și la ce altitudine se observă o substanță sau o altă substanță. Și acest lucru este extrem de important pentru modelele atmosferei marțiene.

Inconvenientul constă în faptul că observațiile asupra membrelor sunt limitate în timp: când soarele se află sau depășește orizontul. La acestea se adaugă cerințele pentru regimul termic (dispozitivele nu pot fi pornite și deconectate în maniera unui comutator electric convențional) și ghidare (pentru observații asupra unui membru, este necesară orientarea corectă a dispozitivului). Luând în considerare parametrii orbitei TGO, se obține un anumit număr de "ferestre" pentru observații. Și acum, conducătorii experimentelor, împreună cu specialiștii în controlul aparatului "împarte orbitele", elaborează o strategie și un plan de observații științifice în cadrul misiunii științifice principale. Această misiune va dura din aprilie 2018 până la sfârșitul anului 2019. Desigur, după aceea aparatul nu se oprește și observațiile științifice nu se opresc, însă "orizontul de planificare" este încă limitat la acești termeni.

Telescopul neutron FREND cu unitatea de dozimetrie Lyulin-MO (dezvoltat și de IKI RAS cu participarea Institutului de Cercetare și Tehnologie Spațială al Academiei de Științe din Bulgaria) este probabil instrumentul cel mai nepretențios la bordul dispozitivului.Nu necesită o îndrumare specială (deși poate funcționa pe deplin doar atunci când se uită la un nadir), nu există părți în mișcare și una dintre sarcinile științifice importante este legată de măsurarea fundalului radiațiilor pe orbita de pe Marte. Datorită acestor caracteristici, a fost inclusă cea mai lungă metodă FREND: a colectat date științifice chiar și în timpul zborului spre Marte și a lucrat pentru aproape întreaga perioadă de includere a testului (alte dispozitive au fost pornite periodic).

Principala sarcină a telescopului neutru FREND este de a determina conținutul de hidrogen și apă în solul marțian pe baza fluxurilor de neutroni. Foto: Roscosmos / ESA / FRIEND / IKI

Principalul rezultat FREND în acest timp a fost datele privind componenta neutronică a radiației de fond în orbită în jurul planetei Marte. Aceasta este o informație importantă de calibrare. Mai târziu, deja în orbita de lucru, va fi important să separăm datele de pe fluxul de neutroni de solul lui Marte de fluxul de neutroni din spațiu. Unitatea de dozimetrie, care a măsurat nivelul radiației de fond, a arătat că în timpul călătoriei de pe Pământ către Marte și spate, călătorii spațiali vor colecta aproximativ 60% din doza pe care astronauții le-ar putea colecta în timpul muncii lor.

Sarcina principală a experimentului FREND este de a reconstrui o hartă a datelor despre neutronul albedo privind modul în care hidrogenul și apa (permafrost) sunt distribuite în stratul superior al solului de pe Marte. "Se presupune că apa este un mediu favorabil pentru nașterea vieții", spune Igor Mitrofanov, șeful experimentului. "Potrivit rezultatelor studiilor anterioare, am reușit să găsim oaze oale sub suprafața planetei Marte, unde există mai multă apă decât în ​​zonele înconjurătoare și dacă combinăm aceste date cu informații despre metan, care va primi ACS și NOMAD, atunci probabil că vom ajunge aproape să răspundem la întrebarea despre viața de pe Marte ".


Like this post? Please share to your friends:
Lasă un răspuns

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: