- Thông tin tối thiểu với chi phí tối đa là bao nhiêu?
- Đây là những lần phóng trạm vũ trụ lên sao Hỏa.
Vào ngày 18 tháng 11 năm 2013, một phương tiện phóng Atlas-V đã được phóng từ Mũi Canaveral với một trạm liên hành tinh tự động MAVEN, được thiết kế để nghiên cứu bầu khí quyển của sao Hỏa.
Tất cả các hệ thống của bệ phóng SLC-4 đều hoạt động hoàn hảo - lúc 13:18 giờ địa phương, khu vực lân cận vũ trụ rung chuyển vì tiếng gầm mạnh mẽ của RD-180 (động cơ do Nga sản xuất được sử dụng trong cả hai giai đoạn phóng Atlas-V phương tiện giao thông). Một đội phun lửa nặng 300 tấn đã thoát ra khỏi bệ phóng và tăng mạnh tốc độ, lao lên để gặp các vì sao. Trong 27 phút sau khi đi vào quỹ đạo trái đất tham chiếu, các động cơ của tầng trên "Nhân mã" được phóng: MAVEN đạt được tốc độ vũ trụ thứ hai và đi vào quỹ đạo khởi hành tới sao Hỏa.
Cuộc điều động khắc phục đầu tiên dự kiến vào ngày 3 tháng 12. Trong 10 tháng, vào ngày 22 tháng 9 năm 2014, trạm, đã bay 300 triệu km trong vùng đất đen băng giá, sẽ đi vào quỹ đạo sao Hỏa. Một sứ mệnh khoa học có thời hạn ước tính là 1 năm Trái đất sẽ bắt đầu.
Vụ phóng trong khuôn khổ chương trình MAVEN đã trở thành một trong những âm mưu chính trong lĩnh vực phóng vào không gian vào năm 2013 - việc các cơ quan chính phủ Hoa Kỳ đình chỉ hoàn toàn hoặc một phần công việc từ ngày 1 tháng 10 năm 2013 khiến chuyến thám hiểm theo kế hoạch lên Hành tinh Đỏ gặp rủi ro, bất chấp sự sẵn sàng đầy đủ của tất cả các hệ thống kỹ thuật của tên lửa và hệ thống vũ trụ, đồng thời cũng là "cửa sổ thời gian" tốt cho việc phóng lên sao Hỏa. Có một mối đe dọa thực sự về việc gián đoạn tất cả các ngày đã lên kế hoạch và việc hoãn ra mắt MAVEN đến năm 2016.
Và điều này bất chấp thực tế là bản thân phi thuyền đã ở Cape Canaveral từ tháng 8, đang chuẩn bị kỹ lưỡng cho chuyến bay, và một phương tiện phóng Atlas-V đã được chế tạo sẵn đang đợi bên trong xưởng lắp ráp của vũ trụ!
Tình huống vô lý đã được cứu bởi các luật sư của NASA, người đã tìm ra kẽ hở trong luật, theo đó việc phóng tàu thăm dò liên hành tinh đáp ứng các tiêu chí loại trừ MAVEN khỏi danh sách buộc phải cắt giảm ngân sách. Công việc kéo dài 5 năm của các nhân viên của Đại học Colorado và phòng thí nghiệm nghiên cứu vũ trụ của Đại học Berkeley đã không vô ích - một trạm liên hành tinh trị giá 671 triệu đô la (bản thân việc tạo ra tàu thăm dò đã tiêu tốn 485 triệu đô la, 187 triệu khác đã được chi cho việc chuẩn bị trước khi phóng và mua phương tiện phóng Atlas-V) đã được đưa đến mục tiêu đã định một cách an toàn.
MAVEN đã trở thành sứ mệnh thứ 45 lên sao Hỏa và sứ mệnh trinh sát quỹ đạo thứ mười của NASA trong vùng lân cận của Hành tinh Đỏ. Tên của tàu thăm dò là từ viết tắt phức tạp của Khí quyển sao Hỏa và EvolutioN dễ bay hơi, phản ánh đầy đủ các nhiệm vụ của chuyến thám hiểm sắp tới. MAVEN được thiết kế để nghiên cứu bầu khí quyển của sao Hỏa - một lớp vỏ khí mỏng, có áp suất ở lớp gần bề mặt chỉ bằng 0,6% bầu khí quyển của Trái đất và thành phần khí hoàn toàn không thích hợp cho việc hít thở của con người (bầu khí quyển của sao Hỏa gần như hoàn toàn - 95% - cacbon đioxit).
Ảnh chụp nhanh bộ máy Viking, 1976
Nhưng ngay cả bầu khí quyển mỏng manh này vẫn tiếp tục biến mất liên tục - lực hấp dẫn nhỏ của sao Hỏa không đủ khả năng giữ cho lớp vỏ khí xung quanh hành tinh. Hàng năm, gió vũ trụ "thổi bay" các lớp trên của nó vào không gian, bay đến sao Hỏa để biến đổi thành một khối đá đóng băng, tương tự như Mặt trăng hoặc sao Thủy.
Nhưng điều này nên xảy ra khi nào? Và sao Hỏa trong quá khứ xa xôi như thế nào, khi lớp vỏ khí của nó chưa được phóng điện quá mạnh? Tỷ lệ biến mất của bầu khí quyển sao Hỏa trong điều kiện tuyệt đối là bao nhiêu?
Đây là những gì tàu vũ trụ MAVEN nên tìm ra: di chuyển quanh sao Hỏa theo quỹ đạo hình elip với tâm điểm là 150 km và tâm điểm là 6200 km, nó sẽ xác định trạng thái hiện tại của các lớp trên và bản chất tương tác của chúng với gió mặt trời. Thiết lập tỷ lệ thất thoát khí quyển chính xác, cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này. Xác định tỷ lệ các đồng vị ổn định trong khí quyển, điều này sẽ làm “sáng tỏ” lịch sử của khí hậu Sao Hỏa. Một cách gián tiếp, điều này sẽ có thể trả lời câu hỏi: liệu những điều kiện tồn tại trong quá khứ đã cho phép sự hiện diện của nước lỏng trên bề mặt sao Hỏa?
Điều duy nhất khiến các chuyên gia NASA lo lắng là tàu thăm dò quỹ đạo mới, do quỹ đạo cực kỳ dài của nó, không thể được sử dụng như một bộ lặp lại các tín hiệu từ máy bay.
MAVEN trải qua thử nghiệm ly tâm
Có 8 dụng cụ hiện đại trên tàu thăm dò:
- một bộ để nghiên cứu các hạt và trường (ba máy phân tích các hạt của "gió mặt trời", một cảm biến sóng Langmuir (dao động plasma) và một cặp từ kế cảm ứng);
- một máy quang phổ tử ngoại, cho phép xác định từ xa các thông số của khí quyển và tầng điện ly của một hành tinh xa xôi;
- máy quang phổ khối lượng trung tính và ion để nghiên cứu thành phần đồng vị của bầu khí quyển của sao Hỏa.
Hệ thống hỗ trợ cuộc sống và thiết bị khoa học ấn tượng, bao gồm hệ thống kiểm soát thái độ, máy tính trên bo mạch, tấm pin mặt trời và thiết bị giao tiếp với Trái đất, cung cấp trao đổi dữ liệu ở tốc độ lên đến 10 Mbit / s - tất cả đều phù hợp trong một nhà ở đo 2, 3 x 2, 3 x 2 m (chiều rộng đầu dò với các tấm pin mặt trời mở - 11 m). Khối lượng của các thiết bị, hệ thống và thiết bị khoa học là 809 kg.
Sao Hỏa có giống với Trái đất trong quá khứ xa xôi không? MAVEN chắc chắn sẽ làm rõ vấn đề này. Điều chính là để đến đích một cách an toàn. Và điều này, như các chương trình thực tế, là rất khó …
Biên niên sử các chuyến bay đến sao Hỏa
Sao Hỏa là thiên thể được viếng thăm nhiều nhất và được nghiên cứu nhiều nhất, vượt qua cả mặt trăng ở gần chúng ta theo những tiêu chí này. Các nhà nghiên cứu bị thu hút bởi rất nhiều: thời gian bay tương đối ngắn (ngay cả với các công nghệ hiện có - ít hơn một năm). Điều kiện bề mặt thích hợp: không có áp suất và nhiệt độ quá cao, bức xạ nền, độ chiếu sáng và trọng lực chấp nhận được. Trong tất cả các hành tinh, sao Hỏa thích hợp nhất cho việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất (ngay cả trong quá khứ xa xôi) và trong tương lai, nó thích hợp để hạ cánh một chuyến thám hiểm có người lái trên bề mặt của nó.
Tuy nhiên, con đường dẫn đến Hành tinh Đỏ ngập tràn tai nạn và mảnh vỡ từ tàu vũ trụ: trong số 45 cuộc thám hiểm đã phóng, chỉ hơn một nửa đến được Hành tinh Đỏ. Và chỉ một số ít có thể hoàn thành đầy đủ chương trình đã định.
Không gian không tha thứ cho sự vội vàng và những sai sót nhỏ nhất. Nhiều "nhà thám hiểm sao Hỏa" đã thất bại khi bắt đầu nhiệm vụ. Điều này chủ yếu đề cập đến cuộc chạy đua không gian của những năm 60, khi theo chỉ thị của đảng và chính phủ, bằng mọi giá phải khởi động bộ máy và đạt được ưu tiên trong không gian. Kết quả là các trạm "Mars 1960A", "1960B", "Mariner-8" đã chết trong khí quyển Trái đất do tai nạn với tên lửa tàu sân bay.
Thậm chí nhiều trạm đã có thể đi vào quỹ đạo tham chiếu, nhưng không thể đạt được quỹ đạo khởi hành: ai đó bị mắc kẹt trên LEO, như Phobos-Grunt, và sau đó quay trở lại Trái đất dưới dạng một quả cầu lửa sáng chói; ai đó đã không đạt được tốc độ cần thiết cho chuyến bay đến sao Hỏa và biến mất không dấu vết trong quỹ đạo nhật tâm rộng lớn ("Mariner-3"). Tổng cộng, trong số 45 tàu thăm dò được phóng, chỉ có 31 tàu (bao gồm cả MAVEN) có thể đạt được quỹ đạo tính toán cho chuyến bay tới sao Hỏa. Để ghi nhận công lao của đất nước chúng ta, tàu vũ trụ đầu tiên lên đường tới Hành tinh Đỏ là tàu thăm dò Mars-1 của Liên Xô (được phóng vào ngày 1 tháng 11 năm 1962). Thật không may, đoạn tiếp theo lại kể về anh ta.
Mô hình trạm tự động liên hành tinh "Mars-1"
Cơn ác mộng thực sự bắt đầu trong chuyến bay kéo dài nhiều tháng tới Red Flight. Một lệnh sai - và thiết bị, bị mất định hướng, mất khả năng giao tiếp với Trái đất, biến thành những mảnh vụn không gian vô dụng. Một sự phiền toái tương tự cũng xảy ra với trạm Mars-1 - sự cố rò rỉ khí nitơ từ các bình của hệ thống kiểm soát thái độ: liên lạc với trạm bị mất ở khoảng cách 106 triệu km so với Trái đất. Một thiết bị khác - "Zond-2" - bị phát hiện không đầy đủ các tấm pin mặt trời: việc mất điện dẫn đến thiết bị trên tàu bị trục trặc, "Zond-2" lặng lẽ chết trước sự chứng kiến của những người sáng tạo ra nó. Theo các tính toán về tên lửa đạn đạo, vào ngày 6 tháng 8 năm 1965, một tàu thăm dò không có điều khiển được cho là đi qua vùng lân cận của sao Hỏa.
Tàu thăm dò Nozomi của Nhật Bản đã chết rất nặng nề và khủng khiếp trong không gian rộng lớn. Tuy nhiên, việc không có phương tiện phóng của riêng họ đủ sức mạnh cần thiết đã trở thành một điềm xấu khi gửi một đoàn thám hiểm đến một hành tinh xa xôi, tuy nhiên, những người Nhật tinh ranh hy vọng đạt được tốc độ cần thiết thông qua các thao tác trọng trường phức tạp trong vùng lân cận của Trái đất và Mặt trăng. Tất nhiên, mọi thứ đã không diễn ra theo đúng kế hoạch - "Nozomi" đã đi chệch hướng. Người Nhật đã tìm cách tính toán một quỹ đạo mới và một lần nữa hướng trạm tới sao Hỏa, ngay cả khi họ đã chậm 4 năm so với kế hoạch. Bây giờ điều chính là giữ vững ngoài không gian trong một thời gian dài. Chao ôi … Một tia sáng mặt trời cực mạnh đã làm hỏng phần lấp đầy mỏng manh của tàu thăm dò. Vào thời điểm tiếp cận sao Hỏa, hydrazine đóng băng trong xe tăng - không thể phát ra xung lực hãm, và Nozomi trong tuyệt vọng đã vượt qua 1000 km trên bề mặt của Hành tinh Đỏ, mà không bao giờ đi vào quỹ đạo gần sao Hỏa.
Trong hoàn cảnh rất khó chịu, tàu thăm dò của Mỹ "Mars Observer" (1993) đã bị mất - liên lạc với nó bị gián đoạn chỉ vài ngày trước khi đến sao Hỏa. Nguyên nhân rất có thể là nổ động cơ do rò rỉ các thành phần nhiên liệu.
Người đầu tiên vượt qua khoảng cách khó khăn và truyền được bức ảnh cận cảnh về Hành tinh Đỏ là tàu thăm dò Mariner 4 của Mỹ, bay trong vùng lân cận của Sao Hỏa vào tháng 7 năm 1965.
Một số phương tiện đã bị mất trong quỹ đạo của sao Hỏa.
Vào ngày 27 tháng 3 năm 1989, liên lạc với trạm "Phobos-2" của Liên Xô bị mất, lúc đó trạm này đã ở trên quỹ đạo sao Hỏa được 57 ngày. Trong quá trình làm việc của mình, "Phobos-2" đã truyền cho Trái đất những kết quả khoa học độc đáo về đặc điểm nhiệt của Phobos, môi trường plasma của sao Hỏa và sự xói mòn bầu khí quyển của nó dưới tác động của "gió Mặt trời". Than ôi, nhiệm vụ chính của sứ mệnh - cuộc hạ cánh của các tàu thăm dò mini PrOP-F và DAS lên bề mặt của Phobos - đã thất bại.
Vào năm 1999, trong một tình huống gây tò mò, trạm "Mars Climate Orbiter" của Mỹ đã chết vì cháy trên quỹ đạo đầu tiên trong bầu khí quyển của Hành tinh Đỏ. Một cuộc điều tra nội bộ của NASA cho thấy các nhóm chuyên gia làm việc đã sử dụng các hệ thống đo lường khác nhau - hệ mét và Anglo-Saxon truyền thống (feet, pound, inch). Kể từ đó, NASA đã cấm các đơn vị đo lường của Mỹ - tất cả các phép tính chỉ được thực hiện bằng kilogam và mét.
Các cửa của bệ hạ cánh đóng lại xung quanh bộ điều khiển Cơ hội gấp lại, 2003
Rắc rối rất lớn đang chờ đợi bất cứ ai dám đáp xuống bề mặt sao Hỏa - bầu khí quyển nguy hiểm quá yếu để dựa vào sức mạnh của dây dù, nhưng vẫn quá dày đặc để tiếp cận bề mặt với tốc độ vũ trụ. Nghe có vẻ bất thường, nhưng sao Hỏa là một trong những thiên thể phức tạp nhất về mặt hạ cánh!
Việc hạ cánh diễn ra theo nhiều giai đoạn: phanh động cơ, phanh khí động học trong bầu khí quyển trên cao, một chiếc dù giảm tốc, động cơ phanh lại, động cơ hạ cánh mềm / túi khí hoặc một “van khí” độc đáo. Vấn đề ổn định là một dòng riêng biệt.
Vật thể nặng nhất do con người tạo ra có thể đưa lên bề mặt hành tinh là MSL rover, hay còn được gọi là "Curiosity" - một thiết bị nặng 900 kg (trọng lượng trong trường hấp dẫn của sao Hỏa - 340 kg). Nhưng, thành thật mà nói, các chuyên gia bay và các nhà quan sát bên ngoài đã bị choáng váng bởi sự phức tạp của kế hoạch hạ cánh và các vấn đề gặp phải trong quá trình hạ cánh trong bầu khí quyển của hành tinh.500 nghìn dòng mã chương trình, 76 squibs theo một trình tự nhất định, tách máy bay ra khỏi bệ treo trên không khi bật động cơ phản lực và hạ thấp mềm từ độ cao trên dây cáp nylon. Tuyệt vời!
Hành tinh sao Hỏa: không có nước, không có thảm thực vật, là nơi sinh sống của người máy Mỹ.
Chân dung tự họa của Curiosity rover
Nhiều anh hùng đã có thể sống sót trong rung động và quá tải khổng lồ ở giai đoạn phóng và tăng tốc lên sao Hỏa, chịu được cái lạnh khắc nghiệt của không gian vũ trụ, nhưng đã chết khi cố gắng hạ cánh xuống một thiên thể quỷ quyệt. Vì vậy, ví dụ, "Mars-2" của Liên Xô đã bị rơi, trở thành vật thể nhân tạo đầu tiên trên bề mặt sao Hỏa (1971).
Trạm đầu tiên thực hiện một cuộc hạ cánh mềm trên bề mặt sao Hỏa là Mars-3 của Liên Xô. Than ôi, do phóng hào quang phát sinh, trạm đã không hoạt động trong 14 giây sau khi hạ cánh.
Tàu thăm dò châu Âu "Beagle-2" (mô-đun hạ cánh của tàu thăm dò quỹ đạo "Mars-Express") biến mất không dấu vết vào năm 2003 - thiết bị này đã mạnh dạn bước vào bầu khí quyển màu đỏ thẫm của hành tinh, nhưng sau đó nó không bao giờ tiếp xúc với Trái đất …
Sao Hỏa giữ bí mật của nó một cách an toàn.
P. S. Tính đến ngày 21 tháng 11 năm 2013, hai tàu thám hiểm sao Hỏa đang hoạt động trên bề mặt của Hành tinh Đỏ - Cơ hội (MER-B) và Sự tò mò (MSL). Chiếc đầu tiên hoạt động trong những điều kiện đó trong 3586 ngày - lâu hơn 39 lần so với khoảng thời gian ước tính và bò trên bề mặt 38 km trong thời gian này.
Có ba tàu vũ trụ trên quỹ đạo sao Hỏa: Mars-Odysseus, Mars Orbital Reconnaissance (MRO) và tàu thăm dò châu Âu Mars-Express. Odysseus tồn tại lâu nhất - sứ mệnh của nó đã diễn ra trong năm thứ mười ba.
Một sự thay đổi mới đang chạy đua để giúp đỡ các cựu binh - tàu thăm dò Mangalyaan của Ấn Độ (phóng vào ngày 5 tháng 11 năm 2013), cũng như MAVEN nói trên. Chúng ta hãy hy vọng rằng trong tương lai gần, Nga cũng sẽ tham gia tích cực vào "đua thuyền trên sao Hỏa" - cho năm 2016 và 2018. hai cuộc thám hiểm chung Nga-Pháp "Exomars" đã được lên kế hoạch (một thỏa thuận hợp tác đã được ký kết vào ngày 14 tháng 3 năm 2013). Cùng năm 2018, trạm Phobos-Grunt 2 được cập nhật và tiên tiến hơn sẽ lên sao Hỏa. Lần này mọi thứ sẽ diễn ra tốt đẹp.
Máy ảnh độ phân giải cao HiRISE trên Quỹ đạo trinh sát sao Hỏa (MRO)
Dấu chân của người thám hiểm cơ hội được MRO ghi lại
Toàn cảnh khu vực Greeley Haven. Quang cảnh Cape York và miệng núi lửa Endeavour. Toàn cảnh được chụp bởi Opportunity rover trong mùa đông năm 2012.
