Чем займется марсоход Perseverance и как он будет добывать кислород на Марсе

После долгих лет ожидания и разработок NASA наконец-то запустила марсоход Perseverance («Настойчивость») и вертолет Ingenuity («Изобретательность»). Этот амбициозный марсоход является последним достижением США в области космических роботов-исследователей. Запуск прошел 30 июля 2020 года с помощью ракеты-носителя Atlas V с космодрома на мысе Канаверал. Мало того, что Perseverance — самый большой марсоход в мире, так перед ним еще стоят самые разные миссии, от сбора грунта, чем обычно занимаются планетоходы, до производства кислорода на Марсе!

Человечество стало на шаг ближе к тому, чтобы создать колонию на Марсе

Запуск марсохода 2020

Почему запуск прошел именно сейчас? NASA должна была отправить эту миссию не позднее 15 августа, поскольку после этого Марс и Земля больше не будут находиться в идеальной точке расположения для космического путешествия. Весь проект пришлось бы отложить аж на два года, до следующего сближения двух планет друг с другом. По этой причине не так давно на Марс отправили свой первый орбитальный аппарат ОАЭ.

Ожидается, что марсоход с вертолетом приземлятся в кратере Марса Езеро 18 февраля 2021 года. Именно там, по мнению ученых, содержатся различные виды глины и карбонаты, и раньше были реки и озера. То есть марсоход сразу же приступит к изучению одного из самых интересных мест на Марс, где могла быть жизнь.

Кратер Езеро можно увидеть на этом снимке. Место посадки марсохода «Настойчивость» (обведено кружком) находится рядом с древней дельтой реки, которую можно заметить в верхнем левом углу от кратера.

Чем займется марсоход Perseverance

У нас четыре цели, — заявил ранее в этом году Кен Виллифорд, заместитель руководителя миссии NASA «Марс 2020». — Первые три действительно наши основные научные цели. Четвертая — это подготовка к исследованию человеком.

Перед марсоходом «Настойчивость» стоят следующие задачи: поиск мест, которые потенциально могли быть обитаемы в прошлом, поиск признаков существования древних микробов в скалах, которые, как известно, способны жить миллионы лет, а также сбор и хранение перспективных образцов горных пород для будущей миссии по возвращению.

Ровер специально был разработан для достижения этих целей. Он имеет уникальный и сложный набор инструментов, включая лазер, способный взрывать горные породы, микрофоны и камеры, мощную бурильную установку, мобильную метеостанцию ​​и первый радиолокатор, когда-либо отправленный на поверхность Марса. Многие из этих высокотехнологичных инструментов являются просто обновленными версиями тех, которые марсоход Curiosity привез на Красную планету в 2012 году. NASA использует то, что там называют «наследственным подходом»: заимствование того, что работало на Curiosity.

Perseverance на 90% состоит из запасных частей от Curiosity, — заявил ранее в этом году Джим Белл, главный разработчик систем для Perseverance. — Благодаря этому удалось быстро получить добро на проведение миссии. Мы смогли сэкономить огромное количество денег, используя эти запасные части.

Но это не значит, что «Настойчивость» обошлась США слишком дешево. Это, на минуточку, проект стоимостью около 2 миллиардов долларов, и NASA планирует потратить в общей сложности около 2,7 миллиарда долларов на всю миссию.

Как добывают грунт на Марсе

Несмотря на заимствование большей части своих технологий у Curiosity, Perseverance включает в себя несколько новых гаджетов.

Новый ровер создан для того, чтобы не только собирать, но и хранить образцы камней и почвы для их будущей отправки на Землю. Используя свое вращательное ударное сверло, ровер будет вгрызаться в поверхность Марса. Далее специальный ковш произведет забор грунта. Затем Perseverance сфотографирует образец и поместит его в свою внутреннюю камеру, герметично запечатает грунт в титановую трубку и будет хранить в своем «теле», пока образец не потребуется отправить на Землю.

Схема устройства марсохода Perseverance.

Как же образцы попадут к ученым? По планам NASA, в рамках новой миссии (еще не объявленной) на Марс будет отправлен еще один маленький марсоход, чтобы собрать все образцы и загрузить их в ракету. С ее помощью маленький марсоход сначала попадет на орбиту Марса, а затем начнет свое возвращение на Землю. Как только марсианские образцы достигнут нашей планеты, исследователи изучат их с помощью самого мощного из существующих лабораторных приборов. Правда, случится это не раньше 2031 года.

Почему, спрашивается, не собрать грунт и отправить его сразу на втором марсоходе? Дело в том, что процесс сбора образцов занимает годы: роверы двигаются очень медленно и не могут быстро собрать грунт, который нужен. К тому же марсоход должен исследовать как можно больше площади Марса, прежде чем отключится. Жизненный цикл Perseverance составляет 687 земных суток.

Пример того, как образцы грунта покинут Красную планету.

Зачем NASA отправила вертолет на Марс?

Помимо марсохода, в миссии участвует также вертолет Ingenuity («Изобретательность»). При длине чуть больше 0,6 метра и весе менее 1,8 кг, «Изобретательность», честно говоря, мало что может там сделать. Вертолет может взлететь, парить в нескольких десятках метров над поверхностью и приземлиться на ровную поверхность.

Смысл его отправки в том, чтобы посмотреть, сможет ли вертолет летать в тонкой атмосфере Марса.

Если эксперимент закончится удачно, то данные, которые передаст вертолет Ingenuity, могут помочь инженерам построить более продвинутый и большой вертолет для Марса, способный исследовать районы, куда не могут добраться традиционные марсоходы.

Не стоит недооценивать этот вертолет

Можно ли добыть кислород на Марсе?

Наконец, самым амбиционным экспериментом станет попытка, извлечь кислород из воздуха Марса. Для этого будет использоваться специальное устройство Мокси, созданное для преобразования атмосферного углекислого газа Красной планеты в пригодный для дыхания кислород.

Мокси устроено довольно сложно – устройству предстоит отделять атомы кислорода из существующих молекул углекислого газа, в результате чего образуется монооксид углерода, кислород и другие побочные продукты.

Атмосфера Марса состоит примерно на 95% из углекислого газа, поэтому его количества достаточно для того, чтобы превратить его в кислород. К сожалению, Мокси вырабатывает лишь небольшое количество кислорода – около шести граммов в час – а это ровно столько, чтобы сохранить жизнь маленькой собаке. Но если эксперимент выйдет успешным, в дальнейшем на Марс можно будет отправить более продвинутые устройства, которые позволят производить там кислород в нужных для человека объемах.

Желтым обозначено Мокси — устройство для изготовления кислорода

Людям требуется около 20 граммов кислорода в час, чтобы выжить. Таким образом, технология должна быть значительно улучшена, прежде чем она сможет обеспечить достаточное количество кислорода для дыхания астронавтов, не говоря уже о том, чтобы использовать его для производства ракетного топлива на Марсе.

Благодаря таким миссиям, как «Настойчивость», идея людских колоний Марсе кажется не такой уж сумасшедшей, как раньше.

Однако Мокси — это нечто больше, чем просто тест на производство кислорода. Это проверка того, сможем ли мы использовать силу электрохимии Земли на другой планете. Если астронавты в конечном итоге получат доступ к воде на Марсе, обеспечив себя надежным источником водорода — ученые смогут изменить основную технологию Мокси для создания более сложных продуктов.

Если у вас есть вода и электрохимия, — говорят авторы миссии, — вы можете начать делать что угодно, от парафина до пива.

И когда вы прочитаете на нашем сайте или в нашем канале в Яндекс.Дзен, что «Настойчивость» достигла поверхности Марса, имейте в виду, что этот марсоход не просто ищет древнюю инопланетную жизнь