На снимката: техници подготвят китайската мисия „Тянвън 1“ за полет до Марс през това лято. Credit : CNSA
6 юли 2020 г. 17:00 ч.
Светослав Александров. След като през месец юни ви разказах за две от трите предстоящи изстрелвания към Марс през това лято – на американския марсоход „Пърсъвиърънс“ и на мисията „Ал-Амал“ на ОАЕ (макар и до голяма степен построена от САЩ), дойде ред да представя подробна информация и за китайската роботизирана експедиция „Тянвън 1“.
Това ще е вторият опит на Китай да достигне до Червената планета. През 2011 г. малък китайски орбитален апарат беше прикачен към руската автоматична междупланетна станция „Фобос-Грунт“, но тъй като тя претърпя авария, апаратът не успя да напусне околоземна орбита. Сега китайците се устремяват към Марс самостоятелно. Ако мисия „Тянвън 1“ се увенчае с успех, Китай ще се превърне едва във втората държава след САЩ, постигнала успешно кацане на Червената планета с работещ спускаем апарат.
Но статистиката не е в полза на китайците или който и да е друг – близо 60% от всички космически мисии, които човечеството изпраща към Марс, претърпяват авария. Това е обобщена статистика, включваща облитащи, орбитални и спускаеми апарати. Конкретно за спускаемите апарати, от началото на космическата надпревара до ден днешен са направени 18 опита за кацане на Марс. Едва 10 от тези кацания са успешни. Девет от тях са на САЩ, а едно е на СССР – става въпрос за мисията „Марс 3“ през 1971 година. Съветският спускаем модул достига до повърхността, но успява да работи в продължение само на 14.5 секунди и не изпраща никакви научни данни. Именно поради тази причина подчертах, че Китай може да стане втората (а не третата) държава след САЩ, постигнала кацане на Марс с работещ спускаем апарат.
Но „Тянвън 1“ не е единствено спускаема мисия – тя се състои от орбитален отсек, спускаем модул и марсоход. Даже и не всички компоненти от нея да сработят, дори и само орбиталният отсек да постигне целите си, това ще е огромен успех за китайската изследователска програма, тъй като китайците никога до този момент не са изучавали Марс със собствени космически технологии.
Инструментите на борда на орбиталния отсек са:
MRC – Камера за изготвяне на снимки със средна резолюция – 100 m/pixel от 400-километрова работна орбита.
HRC – Камера за изготвяне на снимки с висока резолюция – 2 m/pixel от 400-километрова работна орбита.
MM – Марсиански магнитометър
MMS – Спектрометър за изучаване на минералния състав
OSR – Радар за изучаване на структурата на марсианската кора
MINPA – Детектор за йони и неутрални частици
Инструментите на борда на марсохода са:
GPR – мощен радар, който ще изучава подпочвените характеристики на Марс до дълбочина от 100 метра
MSMFD – прибор, който ще изучава свойствата на магнитното поле на планетата.
MMMI – метеорологична станция
MSCD – прибор за изучаване на химичния състав на почвата
MSC – мултиспектрална камера
NTC – топографска камера
Все още не разполагаме с информация кога ще бъде изстреляна експедицията „Тянвън 1“. Вероятно ще е около 23-ти юли, като ракетата-носител ще е тежкотоварната „Лонг Марч 5“. Пристигането в орбита около Червената планета ще е в периода между 11 и 24 февруари 2021-ва, а кацането – вероятно през април 2021 година.
Всяко кацане на Марс представлява истинско предизвикателство – и действително това е най-рискованият момент пред предстоящата роботизирана експедиция. Множеството неуспехи по отношение на изучаването на Червената планета е довело до това журналистът Доналд Неф да измисли Великия Галактически Таласъм – митично чудовище, живеещо на Марс, което се храни с изпратените от човечеството космически апарати. Някои хора напълно сериозно си мислят, че на Марс има извънземни, които саботират земните опити да се достигне планетата.
Но истинската причина кацанията на Марс да са толкова трудни е прозаична – тя се дължи на тънката атмосфера на планетата.
Именно тази атмосфера причинява главоболия на инженерите. По-добре щеше да е, ако я нямаше. Както, например, е случаят с Луната – за да се кацне на естествения ни спътник се използват само спирачни ракетни двигатели. Ако ли пък Марс имаше плътна атмосфера, подобна на тази на Земята или на Венера, щеше да бъде още по-лесно – можеше да се използват само топлинни щитове и парашути.
Но атмосферното налягане в близост до повърхността на Марс е около 600 паскала – само 0.6% от това на Земята. Въздушният слой е достатъчно плътен, за да се налага използването на топлинни щитове и парашути. Но само те не могат да забавят достатъчно спускаемите апарати. Затова трябва да се използва и допълнителна омекотяваща система – напр. ретроракети или амортизиращи въздушни възглавници. Крайният резултат е, че спускаемият апарат е комплексен – и всичко трябва да сработи перфектно, за да може кацането да е успешно. Освен това инженерите не разполагат с много време – от момента на навлизането в горните слоеве на марсианската атмосфера до достигането на повърхността минават само 7 минути. За да сварите едно яйце до твърдо са нужни 10-15 минути – т.е. един готвач разполага с повече време, за да си свари яйце, отколкото един инженер, който иска неговият апарат да кацне на Марс. В рамките на тези 7 минути всички системи трябва да се активират в точното време. Само малко отклонение … и апаратът ще се превърне в купчина безполезно желязо!
Китайците са консервативни и за да подсигурят успеха си е взето решение „Тянвън 1“ да се спусне някъде в региона на низината Утопия, където през 70-те години е кацнала американската космическа мисия „Вайкинг 2“. Изборът на тази ниско разположена област в релефа на планетата осигурява бонус време за спускането на „Тянвън 1“ посредством парашути.
Макар че спускаем апарат на Китай все още не е кацал на Марс, страната вече има натрупан опит с изстрелването на астронавти в космоса, както и с изпращането на роботизирани спускаеми мисии до Луната. Затова топлинният щит на спускаемия отсек на „Тянвън 1“, както и парашутната технология, са взаимствани от пилотираните космически кораби „Шенчжоу“. Ретроракетите пък са производни на тези, посредством които мисиите „Чанг’e 3“ и „Чанг’e 4“ извършиха успешни кацания на Луната през 2013-та и 2019-та година.
Ръководството на мисия „Тянвън 1“ очаква орбиталният отсек да работи около Червената планета в продължение на 23 месеца, колкото продължава една марсианска година. Марсоходът ще пъпли на повърхността на Марс в продължение на минимум 90 дни.
Очакваме с интерес предстоящия полет!
Подкрепете добрите новини! Можете да подпомогнете Светослав Александров и КОСМОС БГ в Patreon, или да направите дарение чрез Epay или Paypal (за повече информация – на този линк).
https://www.space-bg.org/
https://www.cosmos.1.bg/
