Космос

Какво да знаете, преди да гледате кацането на Постоянството на 18 февруари | Наука

Тъй като стартира на 30 юли миналата година, a ракета носещият Perseverance Rover на НАСА очертава С-образен курс през мастилено-черно пространство, като се хвърля към Марс. Ако всичко върви по план, на 18 февруари колесният робот размер на малка кола ще завърши шестмесечното си пътуване от 292,5 милиона мили и ще се докосне безопасно до повърхността на Червената планета.

Ако успее, Perseverance ще бъде петият марсоход на НАСА, който някога е кацал на Марс, след Sojourner (1997), близнаците Spirit and Opportunity (2004) и Curiosity (2012). Новият марсоход, наречен нежно Перси, ще търси прашната, обсипана с кратери планета за доказателства за древния живот и ще подготви пътя за бъдещите посетители на хората.

Но получаването на колела на Марс е трудно. Тъй като държави започна опитвайки се да изпрати космически кораб на планетата през 60-те години, просто 40 процента от мисиите са успели. Някои десантчици летяха от Марс, пропускайки планетата изцяло, докато други стигнаха до планетата, но бяха унищожени при удар. Винаги има риск при всяка мисия в друг свят, казва Г. Скот Хъбард, професор по аеронавтика и астронавтика в Станфордския университет. Не можете да го избегнете.





Хъбард знае това твърде добре: той стана първият директор на програмата на Марс на НАСА през 1999 г., след като две мисии на НАСА до Марс се провали гръб до гръб. От началото на века НАСА има отличен опит с мисиите на Марс, постижение, което Хъбард приписва на строги тестове, пари и търпение. [W] не се опитахме да се люлеем и да удряме домакините всеки път, казва той. Натрупахме опит, научихме и включихме нови технологии, когато бяха готови.

НАСА ще предаде на живо кацането на 18 февруари на своя Марс 2020 уебсайт начало в 14:15 ч. Източен; процесът на кацане се очаква да започне около 3:38. За разлика от празнични прегръдки и високопоставяне в контрола на мисията след кацането на Curiosity през 2012 г., тазгодишното събитие ще бъде по-приглушено заради пандемията. Членове на екипажа в Лаборатория за реактивно задвижване (JPL) в Пасадена, Калифорния, ще бъде маскиран и ограничен до основен персонал, за да се предотврати разпространението на вируса Covid-19.



За хилядите учени, които са помогнали на постоянството да стигне до този момент, нервите ще бъдат на върха на всички времена. Това е малко сюрреалистично. В момента Марс се очертава доста на прозореца, казва Суати Мохан , ръководството, навигацията и контролът на Марс 2020 водят, който ще служи като коментатор на мисията по време на събитието за кацане.

Мохан казва, че екипът е направил колкото е възможно преди кацането. Това е просто въпрос на изпълнение, казва тя. Сега просто трябва да се доверим на нашия екип и упоритата работа, която сме положили досега, за да ни изведе до финалната линия.

Преди да се включите в играта на Мохан на събитието за кацане на Постоянството, ето няколко неща, които трябва да знаете, които ще ви помогнат да продължите.



Визуализация на миниизображение за видеоклип

Пазарувайте лимитираната колекция Mars Mars

Подкрепете Smithsonian с тези ексклузивни дизайни, празнуващи най-новия роувър на Red Planet. Предлага се само до 21 февруари!

Купува

Кои са седемте минути ужас?

Спускане до Марс

Космическият кораб, носещ Постоянство, започва своето слизане до Марс в тази илюстрация.(NASA / JPL-Caltech)

След шест месеца пътуване действителният процес на влизане, слизане и кацане се случва само за седем минути. Но тъй като Марс е толкова далеч от Земята, радиосигналите от Постоянството отнемат около 11 минути и 22 секунди, за да се върнат обратно към контрола на мисията. И така, докато времето за управление на мисията получи сигнал, че марсоходът е достигнал върха на атмосферата на Марс, Постоянството вече ще е кацнало или ще се е разбило.

Учените наричат ​​този напрегнат период на влизане, слизане и кацане на седем минути ужас . Този период не само е най-рисковата част от цялата мисия, но и забавянето на комуникацията между Земята и Марс означава, че Постоянството трябва да се приземи напълно автономно. Не можем да направим джойстик, казва Мохан.

Тъй като контролът на мисията получава сигнали, че марсоходът е изпълнил всяка ключова част от кацането - например сигналът, че са разположени улеи, те наблюдават как се разкрива съдбата на марсохода. Въпреки че събитията вече са се случили преди минути, опитът от чакането на следващото предаване е нервен, Хъбард казва: Наистина се чувствате така, сякаш сте в момента и това се случва точно тогава.

Как да кацнете безопасно на Марс?

Влизане и слизане

Тази илюстрация показва стъпките на влизане, слизане и кацане на Постоянството на Марс.(NASA / JPL-Caltech)

Първият основен етап се случва около 15:38 ч. Източно време, когато НАСА изчисли, че ще научи, че капсулата на ровера се е откъснала от ракетата и свързания с нея хардуер. Десет минути по-късно капсулата трябва да пробие атмосферата на Марс и скоро да достигне пиково нагряване, тъй като се мехури със спиращи дъха 12 000 мили в час. За да започне да се забавя, превозното средство трябва да изпълни един вид танц в небето - подобно на начина, по който може да направи самолетът S-маневри докато пилотите му чакат да се приземи на летище.

Марсоходът все още трябва да се движи бързо, докато огромният му парашут не се разгърне. Улейът драстично ще забави спускането на плавателния съд, но атмосферата на Марс е по-тънка от земната и марсоходът се нуждае от изключително меко кацане, така че в крайна сметка ракетите трябва да поемат и да забавят скоростта на плавателния съд до само две мили в час или темпото на ходене. Докато плавателният съд се спуска бавно над безопасно място, надяваме се изпод него да се появи постоянство, окачено на юзди. Веднага след като колелата на марсохода докоснат земята - около 15:55 ч. Източна на часовника на вашия компютър - юздите трябва да се режат и плавателният съд да отлети в космоса, мисията е изпълнена.

Какво може да се обърка?

Мощен спускане

Марсоходът на НАСА Perseverance запалва своите двигатели за спускане, докато се приближава до марсианската повърхност в тази илюстрация.(NASA / JPL-Caltech)

Дори най-добре заложените планове все още могат да се провалят. Когато ракетите изстрелват близо до повърхността на планетата, те имат потенциала да разбъркат прах, скали и пясък, които потенциално могат да навредят на плавателния съд. И едно чудно метеорологично събитие като едно от Прословутите прахови бури на Марс може да провали нещата, въпреки че Грант казва, че това е малко вероятно - НАСА има модели, за да предскаже кога и къде ще се случат.

Дори безопасното кацане не означава, че марсоходът е изцяло на свобода. Когато Curiosity кацна през 2012 г., сензор за вятър е частично счупен. Учените подозират, че скалите, хвърлени нагоре от ракетното задвижване на ровера, може да са повредили окабеляването на сензора и да са причинили лек спад.

Джесика Самуелс, мениджър на повърхността на екипа на Марс 2020, казва, че най-добрата мярка за избягване на катастрофата вече се е състояла: много, много, на тестване, казва тя. Програмата за развитие включва хора от цял ​​свят. Изграждаме различни единици и стресираме всичко.

Само когато Постоянството се приземи и изпрати първата си снимка обратно на Земята, учените могат да се отпуснат. Това е, когато отидете, Фу , Казва Хъбард.

Къде ще кацне Постоянството и защо?

Кратер езеро

Елипсата за кацане в кратера Jezero поставя марсохода на мястото на древна делта на река, която може да съдържа признаци на вкаменен микробен живот.(NASA / JPL-Caltech)

Постоянството ще докосне Кратер езеро , басейн с ширина 28 мили, който може да се похвали грандиозни гледки от стръмни скали, пясъчни дюни и обсипани с камъни полета. (Геолозите могат да изследват интерактивна карта от скалистия терен на уебсайта на НАСА.) Jezero вероятно се е образувал при удар, когато нещо е ударило повърхността на Марс преди милиарди години.

Изборът на място за кацане за постоянство отне пет години интензивна дискусия, казва Джон Грант , старши геолог в Центъра за изследвания на Земята и планетите в Смитсонов национален музей на въздуха и космоса (NASM). Jezero се открояваше с историята си. Марс е твърде студен и сух, за да съществува живот днес, но една от ключовите мисии на Постоянството е да търси признаци от предишен живот на планетата. Знаем, че в един момент Марс изглеждаше много по-подобен на Земята от това, което прави сега, казва Марая Бейкър , постдокторант изследовател в NASM, и затова търсим онези среди, които в миналото може би са били домакини на живот.

Mariner 9 показа, че повърхността на Марс много наподобява тази на Луната. Но формата на намерените там кратери и каньони предполага, че в един момент повърхността му е била препълнена от течаща вода.

Преди милиарди години учените вярват, че Йезеро може да е бил дом на древни микробни форми на живот. Сайтът носи всички запазени знаци, че някога е бил делта на реката: преди 3 до 3,5 милиарда години водата е течала в кратера през канали, обединявала се и е изтичала, отлагайки слоеве ценни утайки след себе си. Ако в седимента е присъствал микробен живот, той може да е оставил след себе си биоподписи, химически следи от неговото присъствие, казва Грант.

Постоянството ще търси тези химикали, които Хъбард нарича пръстовите отпечатъци на живота.

който създаде първия набор от икони за компютъра Macintosh

Как ще се съпостави това събитие с кацането на Curiosity през 2012 г.?

Постоянство Rover

Тази илюстрация изобразява марсохода Perseverance на НАСА, който има някои големи подобрения в сравнение с марсохода Curiosity от 2012 г., работещ на повърхността на Марс.(NASA / JPL-Caltech)

Когато Curiosity стартира през 2012 г., това беше най-модерният марсоход, изпратен до Марс с голяма разлика. В началото на мисията си към кратера Гейл, марсоходът е открил химически и минерални следи, които предполагат, че някога средата на Марс е имала условия, необходими за поддържане на микробния живот .

Дизайнът на Perseverance много прилича на този на Curiosity, но с някои големи подобрения. Най-важното за влизане, спускане и кацане, Постоянството е оборудвано с относителна навигация на терена .

Предишните мисии са разчитали предимно на радар, за да разберат къде се намират по отношение на земята, казва Мохан. Тя сравнява метода с придвижването на тъмно, използвайки само ръцете си, за да усети къде отиваш. От друга страна, относителната навигация на терена ви позволява да отворите очи, казва тя.

Постоянството носи подробна карта, която идентифицира всички опасности в кратера Джезеро - коварни скали, стръмни скали и други - както и камера, с която да виждате. Докато постоянството решава къде да кацне, марсоходът може да погледне надолу, да разбере къде се намира по отношение на повърхността, да се обърне към картата, за да маневрира на малко разстояние и да избере възможно най-безопасното място за кацане.

Кратерът Jezero е бил смятан за място за кацане на Curiosity, но е бил отхвърлен, тъй като е бил сметнат за твърде рисков. По това време екипът на Curiosity изчисли, че би имал 80 до 85 процента шанс да кацне безопасно на Jezero. Благодарение на относителната навигация на терена, учените изчисляват, че Постоянството има 99 процента шанс за сигурно кацане.

Относителната навигация на терена, казва Мохан, наистина е позволила да се отиде там, където учените са искали да отидат, за разлика от това, където инженерите са сметнали за най-безопасно и осъществимо.

Ако всичко върви добре, какво следва на дневен ред?

Пример за рок на постоянство

В тази илюстрация Perseverance използва своята тренировка, за да ядрото на скална проба на Марс. НАСА се надява да вземе такива проби при бъдеща мисия.(NASA / JPL-Caltech)

След кацане, Постоянството ще се разгърне, ще премине през някои вътрешни тестове и след това ще удари марсианската повърхност, работеща или търкаляща се.

Няколко дни след кацането, Постоянството ще се надяваме да изпрати обратно някои изображения на процеса на влизане, слизане и кацане. Марсоходът носи 19 камери, а десантният му кораб носи още четири - най-големият брой камери, изпълнявани някога в дълбока космическа мисия. Ако всичко върви добре, камерите, прикрепени към десантния кораб, трябва да изпратят обратно изображения с висока разделителна способност на надуването на парашута, спускането на роувър и други ключови части за влизане, спускане и кацане, което ще помогне на инженерите да усъвършенстват процеса на кацане за бъдещи мисии. Надяваме се, че изображенията ще осигурят на публиката и невероятна гледка от птичи поглед към кацането на роувъра, казва Самуелс.

Постоянството носи и микрофон - което означава, че в рамките на дни след кацането, учените и публиката ще могат да чуят как звучи Марс . Микрофонът ще записва звук от влизане, слизане и кацане, пукането на лазерната камера на марсохода в действие, звуците на марсохода на работа и шума на марсианския вятър, наред с други неща. Вероятно няма да бъде нещо подобно Марсианецът с Мат Деймън, но ще бъде нещо съвсем ново, казва Хъбард.

От решаващо значение за бъдещите мисии, Постоянството също ще използва своите седем фута дълга роботизирана ръка за събиране на проби от повърхността на Марс, които могат да съдържат мъчителни доказателства за древен микробен живот. Те ще се съхраняват на безопасно място на Марс и се надяват от НАСА да ги върне на Земята на бъдеща мисия - което означава, че постоянството е началният етап на най-амбициозната, междупланетна щафета досега.

Експериментите с марсохода също ще проправят пътя за бъдещите изследователи на Марс. Един от усъвършенстваните нови инструменти на марсохода, Експеримент за използване на ресурс на Mars на кислород на място , известен още като MOXIE, приема въглероден диоксид от атмосферата и го превръща в кислород.

В крайна сметка инструмент като MOXIE може да помогне за поддържането на посетители на Марс - следващото огромно предизвикателство на хоризонта.





^