На илюстрацията: марсоходът „Пърсъвиърънс“ се спуска към повърхността на Марс чрез ретроракети и въздушен кран. Image credit : NASA
24 януари 2021 г. 16:40 ч.
Светослав Александров. Съдбовният ден за американската мисия „Пърсъвиърънс“ е 18-ти февруари, а часът е 22:55 българско време. В този миг най-сложният и най-тежък марсоход, построен от човешка ръка, ще достигне повърхността на Червената планета. Това ще е неизбежен факт, защото пътешествието е точно пресметнато, а мисията бе изстреляна още през лятото на 2020-та. Тъй че голямата въпросителна не е „кога“, а „как“ – дали „Пърсъвиърънс“ ще се озове на Марс в непокътнат вид или под формата на купчина безполезно желязо. Кацането на марсианската повърхност е една от най-сложните процедури в човешката космонавтика, а гаранция за успех няма.
Самата агенция се старае да не ни залъгва с очаквания и ни напомня на уебсайта си, че от всички световни опити за достигане на Марс, повече от половината са завършвали с провал. И това е истина, която винаги трябва да я имаме предвид. Вярно – НАСА се е справяла доста по-успешно в сравнение с останалите агенции, като днес на Червената планета работят две американски мисии – „Кюриосити“ и „ИнСайт“. Но и Щатите имат своите провали – през 1999 г. марсианската програма на страната претърпя троен крах със загубата на орбиталната мисия „Марс Клаймит Орбитър“, както и спускаемите „Марс Полър Лендър“ и „Дийп Спейс 2“.
Множеството неуспехи в опитите да се кацне на Марс е довело до това журналистът Доналд Неф да измисли Великия галактически таласъм – митично чудовище, което живее на планетата и се храни с останките от човешки апарати. Извън шегата, някои хора продължават да вярват, че извънземните са тези, които саботират земните опити да се достигне марсианската повърхност.
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!
Профилът на кацане на „Пърсъвиърънс“. Image credit : NASA
За да подсигури успеха си, НАСА се осланя на вече изпробваните технологии по време на кацането на „Кюриосити“ през 2012 година. Както сами можете да забележите от горната схема, голяма част от методологията при кацането на „Пърсъвиърънс“ е същата, както и тогава. За началните етапи при навлизането в атмосферата ще се разчита на топлинен щит, след което ще се разгърне парашут. Преди самото съприкосновение с повърхността ще се използват ретроракети, след което специален „небесен кран“ ще спусне меко марсохода.
И все пак има някои новости, които добавят известен риск. Такава например е технологията Range Trigger, която цели да прецизира местоположението. Напомням на читателите, че основната цел на марсохода „Кюриосити“ бе да изучава слоестия терен на планината Шарп. Макар че кацането му през 2012-та бе успешно, марсоходът се озова твърде далече от тази цел и се наложи в продължение на няколко години да пътува по суша, което в крайна сметка доведе до увреждане на колелетата. Сега НАСА си е поставила за задача кацането на „Пърсъвиърънс“ да е съвсем точно до желаната локация в кратера Джезеро. Предишните успешни мисии на САЩ са разгръщали парашута си веднага щом е била постигана подходящата за това скорост, но това е добавяло несигурност при определянето на местоположението. Сега компютърът на „Пърсъвиърънс“ ще измерва скоростта и ще преценява колко е далече от крайната цел. Ако скоростта на космическия апарат е твърде голяма и съществува риск да прелети над целевия терен, парашутът ще бъде разгърнат рано. Ако „Пърсъвиърънс“ е още далече от терена, разгръщането ще се осъществи по-късно.
Стига софтуерът да сработи и кацането да е успешно, при това точно там, където учените желаят, ползите ще са огромни. Но ако нещо се обърка и мисията се провали, разочарованието ще е неописуемо.
Ние обаче стискаме палци лошите сценарии да се разминат. „Пърсъвиърънс“ трябва да достави на Марс няколко уникални прибора. Сред тях е MOXIE – инструмент, който може да генерира кислород от въгледвуокисната атмосфера на планетата. Това е важна стъпка напред към по-нататъшното усвояване на марсианската повърхност посредством пилотирани експедиции. Ще бъде доставен и експериментален безпилотен хеликоптер.
„Пърсъвиърънс“ е и първата космическа мисия от 70-те години на миналия век, която активно ще търси следи от отминал живот на Марс. За последно с астробиологически задачи се занимаваха роботизираните експедиции „Вайкинг“, които кацнаха на планетата през 1976-та година. Последващите мисии като тези на „Спирит“, „Опортюнити“, „Кюриосити“ и „Инсайт“ бяха изцяло геологически.
Не на последно място, марсоходът ще изпълни началната фаза от по-нататъшната доставка на марсиански скали на Земята за по-нататъшното изучаване в наземни лаборатории. Засега „Пърсъвиърънс“ просто ще установи кои са интересните скали, след което ще ги опакова в стерилни контейнери. След няколко години контейнерите ще бъдат събрани от европейски марсоход, който ще ги прехвърли към възвръщаема ракета и оттам ще започнат пътешествието към родната ни планета.
Като изключим спонтанно падналите на Земята метеорити от Марс, никога досега марсиански скали не са били доставяни от космическа мисия и изучавани пряко от учените. Все пак напомням, че през декември китайската експедиция „Чанг’e 5“ кацна на Луната, събра скали и грунд от естествения ни спътник, след което се върна с тях на Земята. Същият месец се завърна и японската мисия „Хаябуса 2“ с материал от астероида Рюгу. А пък два месеца по-рано американската мисия „Озирис-Рекс“ успешно кацна на астероида Бену, колекционира проби и ще ги достави през 2023-та.
Време е да положим началото и на възвръщаемите мисии до Марс. „Пърсъвиърънс“ е една добра първа стъпка в тази посока.
Искате ли да имате своевременен и бърз достъп до новините? Освен страницата на КОСМОС БГ във Фейсбук, присъединете се към канала на уебсайта в Телеграм – линк тук.
Харесвате ли статиите на КОСМОС БГ? Можете да подкрепите Светослав Александров 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/
