Марсоходы — лучшие автомобили в истории человечества. Марсоход Аппараты на марсе действующие сейчас

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.

Вконтакте

Одноклассники

Марсианская научная лаборатория (MSL), и ее главный инструмент — марсоход «Кьюриосити» — самая амбициозная миссия на , которую осуществило NASA. Марсоход опустился на поверхность Марса в 2012 году чтобы выяснить, подходит ли эта планета для жизни. Другая его цель — узнать как можно больше об окружающей среде Красной планеты.

В марте 2018 года «Кьюриосити» отпраздновал юбилей — 2000 марсианских дней он пробыл на Красной планете, постепенно продвигаясь из Кратера Гейл к горе Эолис (в разговорной речи используется название гора Шарп), изучая в процессе геологические свойства Марса. По пути марсоход обнаружил обширные свидетельства существования в прошлом на поверхности Марса жидкой воды, а также признаки глобальных геологических изменений.

Космический внедорожник

Одна из особенностей, которая отличает «Кьюриосити» от его собратьев, — его размер. Марсоход имеет габариты небольшого внедорожника. Это 3 метра 28 сантиметров в длину и около 2.1 метра в высоту. Вес «Curiosity» составляет около 900 килограммов. Колеса имеют диаметр 50,8 см.

Инженеры Лаборатории реактивного движения НАСА разработали марсоход, способный преодолевать препятствия высотой до 65 см и расстояния около 200 м. в день. Питание аппарата осуществляется от радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ), который производит электричество из тепла, выделяемого при радиоактивном распаде плутония-238.

Цели миссии

По утверждению НАСА, «Кьюриосити» имеет четыре основные научные цели :

• Определить, существовала ли в прошлом жизнь на Марсе.
• Охарактеризовать климат Марса.
• Охарактеризовать геологию Марса.
• Подготовиться к посещению Марса человеком.

Эти цели тесно взаимосвязаны. Например, понимание нынешнего климата Марса также поможет определить, смогут ли люди безопасно исследовать его поверхность. Изучение геологии Марса поможет ученым лучше понять, была ли область вблизи места посадки «Кьюриосити» в прошлом пригодной для жизни. Чтобы лучше справиться с этими глобальными целями, НАСА разбило научные задачи на восемь меньших целей: от изучения биологии до геологии планетарных процессов.

Для решения поставленных задач «Кьюриосити» располагает набором специальных инструментов.

Они включают в себя:

• • • Камеры, которые могут фотографировать пейзаж или минералы крупным планом: мачтовая камера (Mastcam), Mars Hand Lens Imager (MAHLI) и Mars Descent Imager (MARDI).
    • Спектрометры, способные охарактеризовать состав минералов на поверхности Красной планеты: рентгеновский спектрометр альфа-частиц (APXS), комплекс химия и камера (ChemCam), химический и минералогический рентгеновский дифрактометр/рентгеновский флуоресцентный прибор (CheMin) и прибор для анализа проб в наборе инструментов Mars (SAM).
    • Радиационные детекторы, которые помогут выяснить, как много радиации попадает на поверхность Марса. Это поможет ученым понять, смогут ли люди работать на поверхности планеты — и могли ли микробы там выжить. Включают в себя детектор радиационной оценки (RAD) и детектор нейтронов (DAN).
    • Датчики окружающей среды, необходимые, чтобы наблюдать за погодой — станция мониторинга окружающей среды Rover (REMS).
    • Атмосферный датчик, который в основном использовался при посадке.

  Рискованная посадка

  Марсоход, запущенный с мыса Канаверал, штат Флорида, 26 ноября 2011 года, прибыл на Марс 6 августа 2012 года после рискованной и сложной посадки, которую НАСА окрестило «Семь минут террора». Из-за серьезного веса «Кьюриосити» НАСА пришло к выводу, что предыдущий метод, использовавшийся для посадки марсохода на Красную планету, вероятно, не сработает. Вместо этого аппарат прошел через чрезвычайно сложную последовательность маневров, прежде чем оказался на поверхности.

  После входа в атмосферу Марса и окончание «огненной» фазы посадки, был выпущен сверхзвуковой парашют, необходимый для замедления скорости космического аппарата. Представители НАСА заявили, что парашют должен был выдерживать усилие в 29 480 кг, чтобы снизить скорость падения космического аппарата на поверхность.

  Находясь под парашютом, MSL сбросил нижнюю часть теплозащитного экрана, чтобы получить возможность использовать радар с целью определения своей высоты. Парашют мог замедлить скорость MSL только до 322 км/ч, что было бы слишком много для успешной посадки. Чтобы решить эту проблему, инженеры спроектировали конструкцию, которая отстреливала парашют и использовала ракетные двигатели в заключительной части полета.

  На высоте около 18 метров над поверхностью Марса был развернут посадочный узел MSL. Он опустил марсоход на поверхность, поддерживая свое положение с помощью ракетных двигателей, используя 6 метровые тросы. Опускаясь со скоростью 2,4 км/ч, MSL осторожно коснулся поверхности в Кратере Гейл. Примерно в тот же самый момент посадочный узел разорвал связь и отлетел в сторону, врезавшись в поверхность.

  Инструменты для поиска признаков жизни

  У марсохода есть несколько инструментов для поиска жизни. Среди них — прибор, бомбардирующий поверхность планеты нейтронами, которые будут замедляться, если столкнутся с атомами водорода — одним из элементов составляющих воду.

  Двухметровый внешний манипулятор «Кьюриосити» может собирать образцы с поверхности для проведения их анализа, обнаружения газов, которые входят в их состав, и изучения их для получения информации о том, как образовались марсианские камни и почва.

  Инструмент по анализу проб, если он действительно обнаружит доказательства существования органического материала, сможет перепроверить находку. На лицевой стороне «Curiosity», под крышками из фольги, находятся несколько керамических блоков, наполненных искусственными органическими соединениями.

  «Кьюриосити» может просверлить любой из этих блоков и поместить образец в свою «печку» для измерения его состава. Таким образом исследователи поймут, соответствуют ли признаки наличия органики, обнаруженные на Марсе, тем признакам органики, которые получаются при нагревании образцов, заложенных на марсоходе на Земле. Если признаки совпадут, ученые, скорее всего, посчитают, что их вызвали организмы, прилетевшие на Марс с Земли без билета.

  Камеры с высоким разрешением, установленные на марсоходе, делают фотографии по мере перемещения аппарата, обеспечивая ученых визуальной информацией, которую дает возможность сравнить условия Марса с окружающей средой на Земле.

  В сентябре 2014 года марсоход прибыл к своей научной цели, Горе Шарп (Aeolis Mons). «Кьюриосити» начал тщательно изучать слои на склоне, когда приступил к движению вверх по горе. Цель его состояла в том, чтобы понять, как климат Марса изменился с влажного в далеком прошлом до более сухого и кислотного в наши дни.

  Доказательства жизни: органические молекулы и метан

  Основная задача миссии — определить, подходит ли Марс для жизни. Хотя марсоход и не предназначен для поиска самой жизни, он имеет на своем борту ряд инструментов, которые могут анализировать информацию об окружающей среде.

  Ученые были весьма озадачены в начале 2013 года, когда марсоход передал информацию, показывающую, что на Марсе были условия для существования жизни в прошлом.

  Порошок из первых образцов, которые были получены «Кьюриосити», содержал элементы серу, азот, водород, кислород, фосфор и углерод, которые считаются «строительными блоками» или фундаментальными элементами, необходимыми для поддержания жизни. Хотя их наличие и не свидетельствует о самой жизни, находка все равно была интересна ученым, участвовавшим в миссии.

  «Основной вопрос для этой миссии заключается в том, мог ли Марс поддерживать потенциально обитаемую среду в прошлом», — заявил Майкл Майер, ведущий научный сотрудник Исследовательской программы NASA «Марс». «Из того, что мы знаем сейчас, ответ — «да».

  Ученые также обнаружили огромный всплеск уровня метана на Марсе в конце 2013 года и в начале 2014 года на уровне около 7 частей на миллиард (по сравнению с обычным 0,3 ppb до 0,8 ppb). Это было важной находкой, поскольку в некоторых случаях метан является индикатором существования микробной жизни. Но его наличие также может указывать и на некоторые геологические процессы. В 2016 году команда определила, что выброс метана не был сезонным событием.

  «Кьюриосити» также выполнил первую окончательную идентификацию органических веществ на Марсе, об этом было объявлено в декабре 2014 года. Органические вещества считаются строительными блоками жизни, но не обязательно указывают на ее существование, поскольку они также могут быть созданы посредством химических реакций.

  Изучение окружающей среды

  Помимо выяснения пригодности Марса для проживания, у марсохода есть другие инструменты на борту, предназначенные для того, чтобы узнать больше об окружающей среде Марса. Среди целей для этих инструментов — постоянный мониторинг метеорологических и радиационных условий. Это позволит определить, насколько подходящим будет Марс для возможной пилотируемой миссии.

  Анализатор радиационной обстановки марсоход работает в течение 15 минут каждый час для измерения уровня излучения на поверхности планеты и в ее атмосфере. Ученые, в частности, заинтересованы в измерении «вторичных лучей» — излучения, которое могут генерировать частицы с низкой энергией после попадания в молекулы газа в атмосфере. Гамма-лучи или нейтроны, образующиеся в результате этого процесса, могут представлять риск для человека. Кроме того, ультрафиолетовый датчик, находящийся на «Кьюриосити», также непрерывно отслеживает уровень УФ излучения.

  В декабре 2013 года НАСА определило, что радиационные уровни, измеренные марсоходом, не будут препятствовать пилотируемой миссии на Марс в будущем.

  Станция мониторинга окружающей среды марсохода измеряет скорость ветра и диаграмму его направления, а также определяет температуру и влажность в окружающем воздухе. В 2016 году ученые смогли оценить долгосрочные тенденции изменения атмосферного давления и влажности воздуха на Марсе. Некоторые из этих изменений происходят, когда полярные шапки, состоящие из диоксида углерода, начинают таять весной, выбрасывая огромное количество влаги в атмосферу.

  В июне 2017 года НАСА объявила, что у «Кьюриосити» появилось новое обновление программного обеспечения, которое позволит ему самостоятельно выбирать цели для работы. Обновление, называемое AEGIS, представляет собой первый случай, когда искусственный интеллект был развернут на удаленном космическом аппарате.

  В начале 2018 года «Кьюриосити» отправил на фотографии кристаллов, которые могли образоваться в древних озерах на Марсе. По этому поводу существует множество гипотез, и одна из них заключается в том, что эти кристаллы образуются после того, как соли концентрируются в испаряющемся водяном озере.

  Будущие миссии

  Следует отметить, что марсоход не в одиночку работает на Красной планете. Сопровождает его целая «команда» из других космических аппаратов, созданных разными странами, часто работающих совместно в целях развития науки. Космический орбитальный аппарат NASA «Mars Reconnaissance Orbiter» обеспечивает получение изображений с высоким разрешением поверхности. Еще один спутник NASA под названием MAVEN (миссия Mars Atmosphere и Volatile EvolutioN) исследует атмосферу Марса для изучения атмосферных потерь и других интересных явлений. Другие орбитальные миссии включают в себя «Марс-Экспресс», европейский орбитальный модуль «ExoMars», а также орбитальную миссию Индии.

  В отдаленной перспективе НАСА заявляет об отправке пилотируемой миссии на Марс — возможно, в 2030-х годах. Однако финансирования для проведения этих работ правительство США пока не предусмотрело. Вполне вероятно, что на Марсе окажутся представители частных компаний, например «Space-X». Это означает, что первым общественно — политическим строем колонии на Марсе станет развитый капитализм. Хотя китайцы, учитывая огромное население и необходимость расширения своего жизненного пространства, вполне могут удивить. Как говорится — поживем, увидим…

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Марсоход Curiosity - это самый крайний аппарат на сегодняшний день, из когда либо запущенных нашей цивилизацией на Марс.

Но ведь были и более ранние модели, некоторые из них по сегодняшний день исследуют просторы красной планеты!

История знакомства человечества с Марсом, при помощи рукотворных аппаратов, началась в 1960-е годы. Первые аппараты, запускаемые к Марсу, двумя сверхдержавами - США и СССР, были далеки от совершенства, как и опыт специалистов создававших их. По этой причине, первым удачным аппаратом примарсившимся на поверхность планеты - является «Викинг-1 ». Состоявший из искусственного спутника и «примарсившегося аппарата».

Цивилизация ещё только в начале пути изучения объектов вселенной. Всё ещё мало изучены даже планеты солнечной системы, не говоря о более удалённых. Но зато удалось достигнуть очень и очень много по сравнению с теми знаниями о космосе, которые были всего каких-нибудь 50-100 лет назад.

Марсоходы.

Викинг1 - был запущен НАСА 20 августа 1975 года. А 20 июля 1976 года, аппарат успешно примарсился на красной планете и передал на Землю первые снимки его поверхности.

Как можно видеть аппарат частично заснял и самого себя.

А вот и панорама Марса сделанная тем же Викингом1.

Искусственный спутник Викинга1 прослужил до 7 августа 1980 года. А приземлившийся на поверхность аппарат проработал до 11 ноября 1982 года. Когда вследствие ошибки оператора, делающего перезагрузку системы, аппарат перестал отвечать на сигналы с Земли. С тех пор, как видно он остаётся на поверхности планеты. Хорошо что по крайней мере у аппарата есть неплохая компания из других марсоходов, действующих, или же нет.

Например: двух советских спускаемых аппаратов: Марс 2 и Марс 3.
Первый из которых повредился при примарсении (27 ноября 1971 года). А второй совершил удачную посадку, но утратил сигнал через 14 секунд после этого события (2 декабря 1971 года).
Советский проект, по мимо этих двух аппаратов, содержал ещё и искусственный спутник - Марс.

Кроме того, едва не забыли упомянуть про Викинг2! Этот аппарат совершил примарсение на планету, почти в то же время что и Викинг1. Только в на другой стороне планеты. Будем надеется что они могут общаться друг с другом.

Если же, из за довольно приличного удаления друг от друга, неподвижным аппаратам это делать затруднительно, то функции посыльного между ними мог вы исполнять американский марсоход Соджёрнер .
Он приземлился на красную планету 4 июля 1997 года и уже 27 сентября, того же года потерял связь с Землёй. Всё дело было в том что: марсоход общался посредством дополнительного модуля и в результате выходя из строя которого - совершенно исправный и абсолютна новый аппарат не смог передавать и получать команды с Земли…

Следующий за ним Марсоход Спирит - совершил успешную посадку 4 января 2004 года. Этот Марсоход проработал эффективно и долго. Гораздо дольше чем это было запланировано первоначально. Из-за постоянной, естественной очистки его солнечных батарей марсианским ветром. Но в марте 2009 года - он наглухо забуксовал в песчаной долине, а 22 марта 2010 года произошёл последний сеанс связи с Землёй.

Почти в то же самое время что и Спирит, на Марсе примарсился другой аппарат, Марсоход Оппортьюнити . Это произошло 25 января 2004 года. К слову название аппарату дала 9 летняя девочка Софи Коллиз, которая родилась в России и была удочерена американской семьёй.
Наверное у неё лёгкая рука, поскольку аппарат работает по сей день (5 марта 2014 года). Вот, только бы не сглазить…

Этот марсоход является единственным, полностью функционирующим собратом самого крайнего на сегодня марсохода - Куриосити.
Марсоход Curiosity соврешил посадку на Марс в августе 2012 года. И с этих пор продолжает бороздить просторы красной планеты совместно с Оппортьюнити.
Куриосити - оправдал затраты американских налогоплательщиков на себя, пожалуй более чем это сделали все прочие аппараты. Ему удалось узнать что: В древности на Марсе была вода, найти русла рек, обнаружить углеводород, выяснить что атмосфера планеты когда-то была почти идентична земной и в конце концов навести некоторых учёных на мысль о том что жизнь на нашу планету частично, или полностью могла прийти с Марса, который из-за своих малых размеров растерял всю атмосферу и магнитное поле, вследствие чего жизнь подобная земной, стала невозможна на нём. Если конечно она действительно, когда-то существовала. Этот вопрос пока остаётся открытым.

Сегодня, НАСА заинтересовано возможностью пилотируемого полёта на Марс, в довольно близком будущем. Но сделать это не так то просто, ведь современный, марсианский климат совершенно противопоказан землянам. Но несмотря на это, также разрабатывается проект постройки научных станций на Марсе! Возможно и то и другое события произойдут в первой половине XXI века.
Главной задачей разрабатываемого в настоящее время, абсолютна нового марсохода, под рабочим названием MSL-2020, может стать именно подготовка к этому событию. Страт MSL-2020 запланирован на 2020-й год.
А другой марсаход НАСА - Mars Sample Return Mission, может быть отправлен к красной планете в 2022-м году. В его основных задачах, значится по сути то же самое, что и для MSL-2020.
Итак, кто хотел бы отправиться в ближайшем будущем на Марс, чтобы весело и с пользой провести там свободное время?
Интересно что: В настоящий момент времени создаётся российский марсоход Марс-Астер - запуск которого запланирован на 2018-й год. Интересно, сможет ли он превзойти в чём-либо американские аппараты? Время покажет.

Совместный российско-европейский проект «ЭкзоМарс» готовится к своей главной миссии – поиску следов прошлой и настоящей жизни на Красной планете. Европейское космическое агентство изготовит перелетный модуль и марсоход, а Россия – десантный модуль и посадочную платформу. Запустит все это в космос российская ракета-носитель «Протон-М».

Стартовав по плану 25 июля 2020 года, станция должна будет достичь цели 19 марта 2021 года. Одним из главных условий для мягкой посадки на поверхность Марса станет защитный экран десантного модуля из специального композита производства ОНПП «Технология», входящего в Ростех.

Марсианские хроники: история проекта

«ЭкзоМарс» – проект Европейского космического агентства (ESA) и Роскосмоса по исследованию Марса, его поверхности, атмосферы и климата с орбиты и на поверхности планеты.

С начала 2000-х годов «ЭкзоМарс» разрабатывался как совместный проект ESA и NASA. Предполагалось, что американцы предоставят для запуска двух миссий две ракеты Atlas, а также будут участвовать в разработке марсохода. Однако в 2013 году NASA прекратило свое участие в проекте из-за сокращений бюджета. Место NASA занял Роскосмос. В рамках проекта российской стороной будет разработан десантный модуль с посадочной платформой, а европейской стороной – перелетный модуль и марсоход.

Графика: АО «НПО Лавочкина»

Считается, что основной научной миссией проекта «ЭкзоМарс» является поиск признаков жизни на Марсе в прошлом и в настоящее время. Но не только эту загадку Красной планеты предстоит разгадать «ЭкзоМарсу». Целью проекта также является исследование водной/геохимической среды как на поверхности, так и в недрах планеты. Как известно, вода на Марсе – больше не миф. Впервые о ее наличии заявлено около двадцати лет назад. За все это время воду на Марсе изучили с поверхности и картографировали. А в июле прошлого года был назван первый постоянный водоем: радаром MARSIS обнаружено озеро на Марсе на глубине 1,5 км подо льдом Южной полярной шапки.

Сегодня появилась загадка не менее важная – марсианский метан. Впервые ученые сообщили о метане на Марсе в 2003 году. Обнаружен был этот газ в ничтожно малой концентрации, а общий объем выброса соответствовал 42 тыс. тонн газа. Для сравнения, это примерно треть среднего танкера-газовоза.

В 2012 году американский марсоход Curiosity провел первые исследования и установил, что метана на Марсе нет. Но примерно через год Curiosity снова зафиксировал наличие метана в кратере Гейла. Так что исследование метана, а также других газовых примесей и их источников в атмосфере Красной планеты также является одной из ключевых миссий «ЭкзоМарса».

Первый этап программы «ЭкзоМарс» начался в 2016 году именно с целью разгадки метановой головоломки. Тогда с космодрома Байконур была запущена станция «ЭкзоМарс-2016». Она состояла из научного орбитального аппарата Trace Gas Orbiter (TGO) и демонстрационного спускаемого модуля Schiaparelli. Аппарат Schiaparelli должен был отработать технологию входа в атмосферу, спуска и посадки на поверхность планеты перед запуском второго этапа миссии, но не сумел успешно совершить мягкую посадку и разбился.

TGO в апреле 2018 года начал выполнение своей научной программы, успешно передает снимки Красной планеты и сейчас ждет своей основной миссии – начала функционирования в качестве станции-ретранслятора для марсохода и автоматической научной станции в рамках второго этапа «ЭкзоМарса».

Второй этап: марсоход и станция на Марсе

Старт второго этапа «ЭкзоМарса» первоначально планировался на 2018 год, однако затем запуск отложили на два года. Именно данный этап считается основным в проекте и призван помочь найти ответ на вопрос, есть ли жизнь на Марсе.

В рамках второй миссии планируется на перелетном модуле, разработанном ESA, доставить на Марс российскую посадочную платформу и европейский марсоход. Перелетный модуль обеспечивает перелет по маршруту Земля – Марс и вход десантного модуля в атмосферу планеты со скоростью примерно 5800 м/с. Десантный модуль осуществляет торможение в атмосфере и спуск на поверхность Марса посадочного модуля в составе посадочной платформы и марсохода.

Инфографика: Роскосмос

Защитит российский десантный модуль при вхождении в марсианскую атмосферу специальный экран из «космического» композита – легкого и прочного материала, который называется стеклосотопласт. Такой материал выдерживает сильную вибрацию, экстремальные температуры и при этом мало весит. Производят защитный экран на предприятии Ростеха – ОНПП «Технология». «Защитный экран имеет достаточно сложную конструкцию, это своего рода многослойный пирог, который чередуется слоями углепластика и сотового заполнителя, и в дальнейшем он еще покрывается теплозащитой», – рассказывает Анатолий Свиридов, директор НПК «Композит» ОНПП «Технология».

Фото: АО «НПО Лавочкина»

На предприятии заявляют, что работы по проекту «ЭкзоМарс-2020» идут по плану. Разработаны крупногабаритные конструкции из полимерных композиционных материалов для десантного модуля и посадочной платформы. Всего программой предусмотрено создание четырех комплектов – трех для испытаний и «летный» экземпляр.

Кроме того, уже изготовлены 62 панели терморегулирования и каркасы солнечных батарей, в том числе 12 каркасов и шесть панелей терморегулирования, которые необходимы для функционирования посадочной платформы на поверхности Марса после съезда марсохода.

Марсоход проекта «ЭкзоМарс-2020». Источник: ESA

Шестиколесный европейский ровер массой около 350 кг рассчитан на работу на Марсе в течение семи земных месяцев. Он может проходить до 100 м в сутки и должен проехать за это время несколько километров. Этот марсоход впервые будет искать молекулярно-биологические признаки в подповерхностном слое Красной планеты.

После съезда марсохода российская посадочная платформа массой 828 кг начнет работать как долгоживущая автономная научная станция. Планируется, что она проработает на Марсе около года. На ее борту будет установлен комплекс научной аппаратуры для изучения состава и свойств поверхности планеты. Всего будут установлены 13 научных приборов , в том числе два европейских – LARA (радиоэксперимент для исследований внутреннего строения Марса) и HABIT (эксперимент по поиску потенциально обитаемых зон, жидкой воды, исследований УФ-излучения и температуры).

Пункт и время прибытия: Марс, 19 марта 2021 года

В первые месяцы 2019 года начнется окончательная сборка автоматической межпланетной станции «ЭкзоМарс-2020». Запуск состоится в период с 25 июля по 13 августа 2020 года с космодрома Байконур на ракете «Протон-М». Прибытие на Марс произойдет 19 марта 2021 года, заявил глава госкорпорации Роскосмос Дмитрий Рогозин в сентябре прошлого года.

С 2014 года обсуждаются предложения по месту посадки. Изначально было четыре района-кандидата: равнина Оксия, долина Маврта, гряда Арама и равнина Гипанис. Наконец в ноябре 2018 года Международная рабочая группа по выбору места посадки (Landing Site Selection Working Group, или LSSWG) рекомендовала равнину Оксия для посадки аппаратов миссии «ЭкзоМарс-2020».

Равнина Оксия (Oxia Planum). Фото: NASA/JPL/University of Arizona

Равнина Оксия расположена вблизи экватора в северном полушарии Марса около границы высокогорных регионов и низменностей. По имеющимся данным, здесь не очень много крупных ударных кратеров, но достаточно много сухих русел. Таким образом, должны быть заметны следы действия воды в геологическом прошлом.

Район посадки – эллипс 120х19 км внутри неглубокого кратера. Здесь на поверхность выходят породы, обогащенные железом и магнием. Над ними лежит слой темного вещества, возможно, вулканического происхождения. То есть ландшафт достаточно разнообразный, и марсоход сможет исследовать различные образования вблизи места посадки. Кроме того, соблюдены все требования к безопасности посадки. Внутри эллипса посадки нет существенных возвышенностей, и район достаточно низкий и ровный.

Начиная с середины ХХ века, исследование космоса человеком вышло на новый уровень. Стремительное технологическое развитие позволило запускать исследовательские аппараты в космос. Один из типов таких аппаратов – планетоходы, которые в свою очередь разделяются на несколько подвидов: луноходы и марсоходы. Марсоходы – это аппараты, предназначенные для исследования планеты Марс. Они умеют передвигаться по поверхности, собирать анализы почвы и камней, а также делать фотографии. Один таких аппаратов получивший наибольшую известность – марсоход Curiosity.

За всю историю изучения Марса, успешно приземлились четыре исследовательских аппарата. В настоящее время только двое из них продолжают работу.

Первые запуски

Первый полноценный марсоход сконструировали в СССР в 1971 году. Назывался он «прибором оценки проходимости – Марс», сокращенно – ПрОП-М. Первая попытка запуска состоялась в ноябре 1971 года. Межпланетная станция Марс-2 должна была спустить марсоход на поверхность планеты. Из-за ошибки в работе аппаратуры плавной посадки не получилось. Угол спуска марсохода оказался слишком резким, парашютная система не выдержала. Аппарат разбился о поверхность планеты.

Параллельно с Марсом-2 была запущена межпланетная система Марс-3, сблизившаяся с красной планетой несколькими неделями позже. Марс-3 также должен был доставить марсоход ПрОП-М. В этот раз посадка вышла более удачной. Аппарат успешно приземлился на поверхность и успел передать на Землю нечеткое изображение местности. Однако через 14 секунд связь с марсоходом была прервана навсегда. До сих пор нет единого мнения насчет того, что с ним случилось. Наиболее популярные гипотезы говорят о попадании в пылевую бурю, повредившую систему аппарата.

ПрОП-М с Марса-3 стал первым в истории искусственным аппаратом, удачно спустившимся на поверхность Марса. Этот марсоход также отличился наличием уникальной системы передвижения – лыж. Такой необычный выбор был сделан из-за слабо изученной поверхности Марса.

Успешные миссии на поверхности Марса

Соджорнер

Первая полностью успешная марсоходная миссия состоялась только в 1997 году. Это была часть американской программы «Марс Патфайндер». Целью программы стала доставка и спуск марсохода «Соджорнер» на поверхность красной планеты. Посадка вышла не слишком мягкой – после сильного столкновения с поверхностью, марсоход несколько раз отскакивал от нее, прежде чем остановиться. Несмотря на все опасения, аппарат не получил серьезных повреждений и был полностью готов к работе. Однако появилась проблема со связью Патфайндера с космической сетью NASA. Но и тут все обошлось – связь была налажена уже через сутки, и марсоход приступил к выполнению своих целей.

Соджорнер должен был выполнить следующие задачи:

Провести анализ пород
Сделать фотоснимки по указанным координатам
Исследовать состав атмосферы

Компьютер аппарата работал без операционной системы и имел весьма скромные характеристики:

Процессор Intel 80C85
Оперативная память 512 кБайт
Перезаписываемая память 186 кБайт

Этого хватало для выполнения всех поставленных задач. Связь с Землей марсоходу обеспечивала антенна, транслирующая сигнал к орбитальной станцией, имевший прямую связь с научным центром NASA.

Энергию для работы марсоход черпал из солнечных батарей, установленных на его поверхности. Вместительность батарей позволяла ему работать в течение нескольких часов даже ночью.

Марсоход Соджорнер имел 3 камеры. Две из них использовались для создания широких панорамных снимков. Всего аппарат сделал более 500 фотографий поверхности.

Анализ почвы проведенный Соджорнером показал, что Марс содержит химический состав близкий к земному. Исследование камней подтвердило теорию ученых о высокой вулканической активности в далеком прошлом.

Миссия Соджорнера была рассчитана на 7 дней, с возможным продлением до 30 в случае успеха. Однако марсоход превзошел все ожидания, оставаясь в рабочем состоянии 83 дня. До выхода из строя Соджорнера, расстояние, пройденное марсоходом составило 100 метров.

Любопытный факт – на программу Mars Pathfinder были выделены сравнительно невысокие средства, но она стала успешной. При этом ранние и более высокобюджетные проекты потерпели сокрушительный провал.

Mars Exploration Rover

После успеха Патфайндера, НАСА принялись за подготовку новой и более масштабной миссии на Марсе. Новая космическая программа получила название MER, что расшифровывается как Mars Exploration Rover. 2 новых марсохода получили названия «Спирит» и «Оппортьюнити». В январе 2004 года оба марсохода были успешно доставлены на планету. Это стало первым случаем, когда удалось мягко приземлить планетоходы. Мягкая посадка была обеспечена новыми инженерными решениями:

Увеличенный парашют
Подушки безопасности из прочного синтетического материала
Вспомогательные ракетные двигатели для замедления скорости приземления

Аппараты были доставлены в разные районы Марса. Их главной задачей стало изучение осадочных пород в кратерах. Марсоходы должны были проводить анализ и классификацию минералов. На основании полученных результатов, ученые смогли оценить вероятность существования жизни на Марсе, которая оказалась неоднозначной. Каналы на поверхности планеты указывают на наличие в них воды в прошлом, а анализ почвы имеет близкий химический состав к земному. Химический анализ одного из камней стал первым полноценным доказательством существования воды на Марсе. Отталкиваясь от этих открытий, самой популярной гипотезой стала теория о существовании жизни на Марсе миллионы лет назад, которая была уничтожена в результате высокой тектонической активности на планете.

Аппараты полностью идентичные по конструкции друг с другом.

Как и Солджорнер, питание марсоходам обеспечивают солнечные батареи. В этот раз их конструкция была усовершенствована и выполнена в ячеистом стиле. Такой подход повышает отказоустойчивость системы. Если из строя выйдет одна или несколько ячеек, то остальные будут продолжать свою работу. Емкость самих батарей была также увеличена. Теперь марсоходы могли выполнять продолжительную работу в пасмурную погоду и ночью.

Камеры марсоходов программы MER способны делать самые качественные снимки Марса. По качеству их не превзошел даже более поздний аппарат Curiosity. Камеры способны делать стереоснимки с углом зрения в 360 градусов. Эта особенность позволила марсоходам автоматически создавать карты поверхности планеты.

Еще одной инновацией стали камеры избегания опасности, получившие название Hazcam. Компьютер с их помощью может автоматически избегать потенциально опасных зон на планете.

Предполагаемая продолжительность работы обоих аппаратов составляла 90 суток. Но марсоходы превысили все ожидания в десятки раз. «Spirit» проработал 6 лет. В 2009 году он застрял в песчаной дюне и через год уже не смог выходить на связь. Его близнец марсоход «Opportunity» вовсе побил все рекорды. В 2007 году попав в пылевой шторм, он потерял связь с Землей. Но «Оппортьюнити» вышел на связь уже через сутки. По состоянию на 2018 он все еще продолжает функционировать.

Curiosity

В 2011 году NASA осуществили запуск марсохода Curiosity. Спустя девять месяцев аппарат совершил успешную посадку на поверхность красной планеты.
Перед марсоходом Кьюриосити стоял ряд задач:

Подробное исследование климата Марса
Детальный анализ поверхности
Поиск следов возможного существования жизни на планете в прошлом
Выполнение подготовки высадки человека на Марс

Curiosity оборудован двумя компьютерами с одинаковыми характеристиками:
256 кБ ПЗУ
256 МБ DRAM
2 ГБ перезаписываемой памяти
Процессор RAD750
Операционная система VxWorks

Особенность установленного процессора – высокая устойчивость к радиации.
Установка двух компьютеров обусловлена возможным выходом из строя одного из них.
Компьютер автоматически следит за состоянием марсохода. Например, регулирует температуру аппарата, в зависимости от времени суток. Ночью температура Марса значительно падает и Curiosity включает самообогревание. Также, компьютер регулярно отправляет на Землю отчет о своем техническом состоянии. Более сложные функции, вроде взятия проб марсианских почв или фотографирования поверхности, задают операторы NASA.

Марсоход Curiosity оснащен большим количеством камер. Каждая камера предназначена для проведения разных исследований.

MastCam. Оптическая система состоит из двух камер. Из возможностей – съемка фотографий в разрешении 1600 х 1200 и съемка видео с разрешением 720р. Все красивые пейзажи Марса сделаны именно с нее.
MAHLI. Эта система расположена на так называемой руке-роботе Курьесити. Используется для получения микроскопических фотографий грунта.
MARDI. Эта камера снимала поверхность Марса во время спуска аппарата на поверхность. В дальнейшем не использовалась.
ChemCam. Инфракрасная камера. С помощью излучаемого лазера анализирует свет, исходящий с горных пород.
APXS. Система, создающая рентгеновские снимки. Они необходимы для более детального исследования состава пород.

Уже через месяц после посадки на Марс, марсоход Кьюриосити сделал значительное открытие. Были найдены следы древнего ручья. Анализ дна показал, что вода в нем текла примерно со скоростью 1 метр в час. Давно существовали гипотезы о наличии запасов льда под поверхностью Марса. Но открытие Curiosity окончательно доказывает, что раньше здесь была и жидкая вода на поверхности.

Кроме множества камер, марсоход Curiosity оснащен буром. После бурения поверхности планеты, частицы почвы попадают в специальный ковш, где подвергаются анализу. Подробное исследование образцов почвы позволило начать активную подготовку к отправке человека на Марс. Необходимость такого исследования заключается в замере радиации и возможном нахождении вредных испарений.

Неудачные миссии

Советский Союз принимал несколько попыток запуска своего марсохода на красную планету в начале семидесятых. В 1970 году были разработаны два проекта под кодовыми названиями «Марс-4НМ» и «Марс-5НМ». Это были тяжелые советские марсоходы, которые должны были быть доставлены на Марс ракетой H-1. Проекты были закрыты, так как ракета не прошла тестовые запуски. Всего было произведено 4 пуска, каждый из которых закончился пожаром и разрушением обшивки.

В 1998 NASA начали очередную разработку программы по исследованию Марса под названием «Mars Surveyor 98». В 1999 году состоялся запуск межпланетной станции и марсохода «Mars Climate Orbiter». Оба аппарата развалились войдя в атмосферу красной планеты. В неудаче проекта винят слабое финансирование и маленькие сроки.

Еще одной неудачей в исследовании Марса стал российский проект «Фобос-Грунт». Аппарат должен был собрать образцы грунта с Марса и его спутника Фобоса. Запуск состоялся в ноябре 2011 года. Из-за неполадок в двигательной системе, аппарату не хватило мощности покинуть земную орбиту, где он и остался. Через несколько месяцев «Фобос-Грунт» сгорел в плотных слоях атмосферы.

Новые миссии

В мае 2018 года к Марсу был запущен новый аппарат – InSight. Он стал частью программы Discovery. Цель миссии – изучение внутреннего строения Марса. За разработку программы отвечали те же люди, которые подготавливали операции Спирита, Оппортьюнити и Кьюриосити. В ноябре аппарат удачно сел на планируемое место посадки и приступил к выполнению задач.

Летом 2020 года Роскосмос планирует запуск аппарата «Экзомарс». Ракетный модуль должен доставить новый марсоход к 2021 году. Цель проекта – поиск следов существования жизни на Марсе.

В 2020 году НАСА планируют запустить очередной планетоход на Марс. Проект носит название «Марс-2020» и включает несколько революционных решений. К марсоходу будет прикреплен небольшой дрон, который сможет передвигаться по воздуху и получать доступ в места недоступные марсоходу. Также на устройство будут установлены микрофоны, что позволит впервые записать звук на Марсе.