- ¿Cuál es la información mínima al costo máximo?
- Estos son los lanzamientos de estaciones espaciales a Marte.
El 18 de noviembre de 2013, se lanzó un vehículo de lanzamiento Atlas-V desde Cabo Cañaveral con una estación interplanetaria automática MAVEN, diseñada para estudiar la atmósfera de Marte.
Todos los sistemas de la plataforma de lanzamiento SLC-4 funcionaron perfectamente: a las 13:18 hora local, las inmediaciones del cosmódromo se estremecieron por el poderoso rugido del RD-180 (se utilizan motores de fabricación rusa en ambas etapas del lanzamiento del Atlas-V). vehículo). Un equipo de 300 toneladas que escupe fuego se separó de la plataforma de lanzamiento y, aumentando bruscamente su velocidad, se apresuró a encontrarse con las estrellas. En 27 minutos después de entrar en la órbita terrestre baja de referencia, se lanzaron los motores de la etapa superior "Centaur": MAVEN ganó la segunda velocidad espacial y entró en la trayectoria de salida a Marte.
La primera maniobra correctiva está programada para el 3 de diciembre. En 10 meses, el 22 de septiembre de 2014, la estación, habiendo volado 300 millones de kilómetros en la gélida negrura, debería entrar en la órbita marciana. Comenzará una misión científica con una duración estimada de 1 año terrestre.
El lanzamiento en el marco del programa MAVEN se convirtió en una de las principales intrigas en el campo de los lanzamientos espaciales en 2013: la suspensión total o parcial del trabajo de las agencias gubernamentales de EE. UU. A partir del 1 de octubre de 2013 puso en riesgo la expedición planificada al Planeta Rojo, a pesar de la completa preparación de todos los sistemas técnicos del cohete y el sistema espacial, y también una buena "ventana de tiempo" para el lanzamiento a Marte. Existía una amenaza real de interrupción de todas las fechas previstas y el aplazamiento del lanzamiento de MAVEN hasta 2016.
¡Y esto a pesar del hecho de que la nave espacial ya había estado en Cabo Cañaveral desde agosto, sometida a una preparación intensiva para el vuelo, y un vehículo de lanzamiento Atlas-V listo para usar estaba esperando dentro del taller de ensamblaje del cosmódromo!
La absurda situación fue salvada por los abogados de la NASA que encontraron un vacío legal en las leyes, según las cuales el lanzamiento de una sonda interplanetaria cumple con los criterios que excluyen a MAVEN de la lista de recortes presupuestarios forzados. El trabajo de cinco años del personal de la Universidad de Colorado y el laboratorio de investigación espacial de la Universidad de Berkeley no fue en vano: una estación interplanetaria por valor de $ 671 millones (la creación de la sonda en sí costó $ 485 millones, otros 187 millones se gastaron en la preparación previa al lanzamiento y la compra del vehículo de lanzamiento Atlas-V) se envió de manera segura al objetivo previsto.
MAVEN se convirtió en la 45ª misión a Marte y la décima misión de reconocimiento orbital de la NASA en las proximidades del Planeta Rojo. El nombre de la sonda es una abreviatura compleja de la atmósfera de Marte y la evolución volátil, que refleja plenamente las tareas de la próxima expedición. MAVEN está diseñado para estudiar la atmósfera de Marte, una capa gaseosa delgada, cuya presión en la capa cercana a la superficie es solo el 0,6% de la atmósfera de la Tierra, y la composición del gas es completamente inadecuada para la respiración humana (la atmósfera marciana es casi en su totalidad … 95% - dióxido de carbono).
Una instantánea del aparato vikingo, 1976
Pero incluso esta frágil atmósfera continúa desapareciendo continuamente: la pequeña gravedad de Marte no puede mantener la capa de gas alrededor del planeta. Cada año, el viento cósmico "arrastra" sus capas superiores al espacio, condenando a Marte a transformarse en un bloque de piedra congelado, similar a la Luna o Mercurio.
Pero, ¿cuándo debería suceder esto? ¿Y cómo era Marte en el pasado distante, cuando su caparazón de gas aún no se había descargado con tanta fuerza? ¿Cuál es la tasa de desaparición de la atmósfera marciana en términos absolutos?
Esto es lo que la nave espacial MAVEN debería descubrir: moverse alrededor de Marte en una órbita elíptica con un pericentro de 150 km y un apocentro de 6200 km, debería determinar el estado actual de las capas superiores y la naturaleza de su interacción con el viento solar.. Establecer la tasa exacta de pérdida de atmósfera, así como los factores que afectan este proceso. Determine la proporción de isótopos estables en la atmósfera, lo que debería "arrojar luz" sobre la historia del clima marciano. Indirectamente, esto podrá responder a la pregunta: ¿existieron condiciones en el pasado que permitieron la presencia de agua líquida en la superficie de Marte?
Lo único que entristeció a los especialistas de la NASA es que la nueva sonda orbital, debido a su órbita extremadamente alargada, no se puede utilizar como repetidor de señales de rovers.
MAVEN se somete a pruebas de centrifugación
Hay 8 instrumentos de última generación a bordo de la sonda:
- un conjunto para el estudio de partículas y campos (tres analizadores de partículas del "viento solar", un sensor de ondas de Langmuir (oscilaciones de plasma) y un par de magnetómetros de inducción);
- un espectrómetro ultravioleta, que permite determinar de forma remota los parámetros de la atmósfera y la ionosfera de un planeta distante;
- Espectrómetro de masas iónico y neutro para estudiar la composición isotópica de la atmósfera de Marte.
Impresionantes equipos científicos y sistemas de soporte vital, que incluyen un sistema de control de actitud, una computadora de a bordo, paneles solares y equipos para la comunicación con la Tierra, que brindan intercambio de datos a velocidades de hasta 10 Mbit / s; todos caben en una carcasa de 2, 3 x 2, 3 x 2 m (ancho de la sonda con paneles solares abiertos - 11 m). La masa de dispositivos, sistemas y equipos científicos es de 809 kg.
¿Era Marte similar a la Tierra en el pasado distante? MAVEN definitivamente aclarará este problema. Lo principal es llegar con seguridad a su destino. Y esto, como muestra la práctica, es muy difícil …
Crónica de vuelos a Marte
Marte es el cuerpo celeste más visitado y estudiado, superando incluso a la luna cercana a nosotros por estos criterios. Los investigadores se sienten atraídos por mucho: el tiempo de vuelo relativamente corto (incluso con las tecnologías existentes, menos de un año). Condiciones de superficie adecuadas: sin presiones y temperaturas extremas, radiación de fondo, iluminación y gravedad aceptables. De todos los planetas, Marte es el más adecuado para la búsqueda de vida extraterrestre (incluso en el pasado distante), y en el futuro es adecuado para aterrizar una expedición tripulada en su superficie.
Sin embargo, el camino hacia el Planeta Rojo está plagado de accidentes y escombros de naves espaciales: de las 45 expediciones lanzadas, poco más de la mitad llegaron al Planeta Rojo. Y solo unos pocos pudieron cumplir plenamente con el programa planificado.
El espacio no perdona las prisas y los más mínimos errores. Muchos de los "exploradores de Marte" fracasaron en su misión al principio. Esto se refiere principalmente a la carrera espacial de los años 60, cuando, por instrucciones del partido y el gobierno, se requería a toda costa lanzar el aparato y lograr la prioridad en el espacio. Como resultado, las estaciones "Mars 1960A", "1960B", "Mariner-8" murieron en la atmósfera terrestre debido a accidentes con cohetes portadores.
Incluso más estaciones pudieron entrar en órbita de referencia, pero no pudieron alcanzar la trayectoria de salida: alguien se quedó atascado en LEO, como Phobos-Grunt, y luego regresó a la Tierra en forma de una bola de fuego deslumbrantemente brillante; alguien no cogió la velocidad necesaria para un vuelo a Marte y desapareció sin dejar rastro en las vastas órbitas heliocéntricas ("Mariner-3"). En total, de las 45 sondas lanzadas, solo 31 (incluida MAVEN) pudieron alcanzar la trayectoria calculada para el vuelo a Marte. Para crédito de nuestro país, la primera nave espacial en establecer un rumbo hacia el Planeta Rojo fue la sonda soviética Mars-1 (lanzada el 1 de noviembre de 1962). Desafortunadamente, el siguiente párrafo habla de él.
Modelo de la estación automática interplanetaria "Mars-1"
La verdadera pesadilla comienza durante el vuelo de un mes a Red Flight. Un comando incorrecto, y el dispositivo, habiendo perdido la orientación, pierde la capacidad de comunicarse con la Tierra, convirtiéndose en desechos espaciales inútiles. Una molestia similar ocurrió con la estación Mars-1: una fuga de nitrógeno de los cilindros del sistema de control de actitud: la comunicación con la estación se perdió a una distancia de 106 millones de kilómetros de la Tierra. Otro dispositivo, "Zond-2", sufrió una revelación incompleta de los paneles solares: los cortes de energía resultantes causaron un mal funcionamiento del equipo a bordo, "Zond-2" se extinguió silenciosamente frente a sus creadores. Según cálculos balísticos, el 6 de agosto de 1965, se suponía que pasaría una sonda no guiada cerca de Marte.
La sonda japonesa Nozomi pereció muy dura y terriblemente en la inmensidad del espacio. La falta de un vehículo de lanzamiento propio de la potencia necesaria se convirtió en un mal presagio al momento de enviar una expedición a un planeta lejano, sin embargo, los astutos japoneses esperaban ganar la velocidad necesaria a través de complejas maniobras gravitacionales en las cercanías de la Tierra y la Luna. Por supuesto, no todo salió según lo planeado - "Nozomi" se salió de su curso. Los japoneses lograron calcular una nueva trayectoria y nuevamente dirigieron la estación a Marte, incluso si llevaban 4 años de retraso. Ahora lo principal es resistir en el espacio exterior durante mucho tiempo. Por desgracia … Una poderosa llamarada solar dañó el frágil relleno de la sonda. En el momento de acercarse a Marte, la hidracina se congeló en los tanques; no fue posible emitir un impulso de frenado, y Nozomi, desesperada, pasó 1000 km sobre la superficie del Planeta Rojo, sin siquiera entrar en una órbita casi marciana.
En circunstancias muy ofensivas, la sonda estadounidense "Mars Observer" (1993) se perdió; la comunicación con ella se interrumpió solo unos días antes de llegar a Marte. La causa más probable es una explosión del motor debido a una fuga de componentes de combustible.
La primera en superar la difícil distancia y transmitir una fotografía en primer plano del Planeta Rojo fue la sonda estadounidense Mariner 4, que voló en las proximidades de Marte en julio de 1965.
Varios vehículos ya se perdieron en la órbita de Marte.
El 27 de marzo de 1989 se perdió la comunicación con la estación soviética "Phobos-2", que para ese momento ya llevaba 57 días en la órbita de Marte. Durante su trabajo, "Phobos-2" transmitió a la Tierra resultados científicos únicos sobre las características térmicas de Phobos, el ambiente plasmático de Marte y la erosión de su atmósfera bajo la influencia del "viento solar". Por desgracia, la tarea principal de la misión, el aterrizaje de las mini-sondas PrOP-F y DAS en la superficie de Fobos, fracasó.
En 1999, en circunstancias curiosas, la estación estadounidense "Mars Climate Orbiter" pereció, habiéndose quemado en la primera órbita en la atmósfera del Planeta Rojo. Una investigación interna de la NASA mostró que los grupos de trabajo de especialistas utilizaron diferentes sistemas de medición: métrico y anglosajón tradicional (pies, libras, pulgadas). Desde entonces, la NASA ha prohibido las unidades de medida estadounidenses: todos los cálculos se realizan exclusivamente en kilogramos y metros.
Las puertas de la plataforma de aterrizaje se cierran alrededor del rover Opportunity plegado, 2003.
Un gran problema aguarda a cualquiera que se atreva a aterrizar en la superficie de Marte: la atmósfera traicionera es demasiado débil para depender de la fuerza de las líneas de los paracaídas, pero sigue siendo demasiado densa para acercarse a la superficie a velocidad cósmica. Puede sonar inusual, ¡pero Marte es uno de los cuerpos celestes más complejos en términos de aterrizaje!
El aterrizaje se lleva a cabo en varias etapas: motores de frenado, frenado aerodinámico en la atmósfera superior, un paracaídas que desacelera, motores de freno nuevamente, motores de aterrizaje suave / airbags o una “válvula de aire” única. El problema de la estabilización es una línea separada.
El objeto más pesado creado por el hombre que pudo llegar a la superficie del planeta fue el rover MSL, más conocido como "Curiosity", un aparato que pesa 900 kg (peso en el campo gravitacional de Marte - 340 kg). Pero, seamos honestos, los especialistas en vuelo y los observadores externos quedaron atónitos por la complejidad del esquema de aterrizaje y los problemas encontrados durante el descenso en la atmósfera del planeta.500 mil líneas de código de programa, 76 squibs en una secuencia determinada, separación del rover de la plataforma suspendida en el aire con los motores a reacción encendidos y un suave descenso desde una altura sobre cables de nailon. ¡Fantástico!
Planeta Marte: sin agua, sin vegetación, habitado por robots estadounidenses.
Autorretrato del rover Curiosity
Muchos héroes pudieron sobrevivir a vibraciones y enormes sobrecargas en las etapas de lanzamiento y aceleración a Marte, resistieron el frío severo del espacio exterior, pero murieron mientras intentaban aterrizar en un insidioso cuerpo celeste. Así, por ejemplo, el "Mars-2" soviético se estrelló, convirtiéndose en el primer objeto hecho por el hombre en la superficie de Marte (1971).
La primera estación en realizar un aterrizaje suave en la superficie de Marte fue la soviética Mars-3. Por desgracia, debido a la descarga de corona surgida, la estación se descompuso 14 segundos después del aterrizaje.
La sonda europea "Beagle-2" (el módulo de aterrizaje de la sonda orbital "Mars-Express") desapareció sin dejar rastro en 2003: el dispositivo entró audazmente en la atmósfera carmesí del planeta, pero después de eso nunca hizo contacto con el Tierra …
Marte guarda sus secretos de forma segura.
P. S. Al 21 de noviembre de 2013, dos rovers de Marte están operando en la superficie del Planeta Rojo: Opportunity (MER-B) y Curiosity (MSL). El primero trabajó en esas condiciones durante 3586 días, 39 veces más que el período estimado y se arrastró sobre la superficie de 38 kilómetros durante este tiempo.
Hay tres naves espaciales en la órbita de Marte: Mars-Odysseus, Mars Orbital Reconnaissance (MRO) y la sonda europea Mars-Express. El Ulises duró más tiempo: su misión se ha prolongado por decimotercer año.
Se está preparando un nuevo cambio para ayudar a los veteranos: la sonda india Mangalyaan (lanzada el 5 de noviembre de 2013), así como la ya mencionada MAVEN. Esperemos que en un futuro próximo Rusia también participe activamente en la "regata marciana", para 2016 y 2018. Se planean dos expediciones conjuntas ruso-francesas "Exomars" (se firmó un acuerdo de cooperación el 14 de marzo de 2013). En el mismo 2018, la estación Phobos-Grunt 2 actualizada y más avanzada debería ir a Marte. Esta vez todo saldrá bien.
Cámara de alta resolución HiRISE a bordo del Orbital de reconocimiento marciano (MRO)
Huellas del Opportunity rover capturadas por MRO
Un panorama de la zona de Greeley Haven. Vista del Cabo York y el cráter Endeavour. El panorama fue tomado por el rover Opportunity durante la invernada en 2012.
