- حداقل اطلاعات با حداکثر هزینه چقدر است؟
- اینها پرتاب ایستگاه های فضایی به مریخ است.
در 18 نوامبر 2013 ، یک وسیله پرتاب Atlas-V از کیپ کاناورال با ایستگاه بین سیاره ای خودکار MAVEN ، که برای مطالعه جو مریخ طراحی شده بود ، پرتاب شد.
همه سیستم های سکوی پرتاب SLC-4 کاملاً کار کردند-در ساعت 13:18 به وقت محلی ، مجاورت کاسمودروم از خروش قدرتمند RD-180 لرزید (موتورهای ساخت روسیه در هر دو مرحله پرتاب Atlas-V استفاده می شوند وسیله نقلیه). یک تیم تنفس آتش 300 تنی از سکوی پرتاب جدا شده و با افزایش شدید سرعت خود ، به دیدار ستارگان شتافت. در 27 دقیقه پس از ورود به مدار زمین مرجع ، موتورهای مرحله بالای "قنطورس" پرتاب شدند: MAVEN سرعت دوم فضایی را به دست آورد و مسیر حرکت به سمت مریخ را وارد کرد.
اولین مانور اصلاحی در 3 دسامبر برنامه ریزی شده است. طی 10 ماه ، در 22 سپتامبر 2014 ، ایستگاه با 300 میلیون کیلومتر پرواز در سیاهی یخی ، باید وارد مدار مریخ شود. یک ماموریت علمی با مدت زمان تقریبی 1 سال زمینی آغاز می شود.
پرتاب تحت برنامه MAVEN یکی از اصلی ترین فتنه ها در زمینه پرتاب فضایی در سال 2013 شد - تعلیق کامل یا جزئی کار سازمان های دولتی ایالات متحده از اول اکتبر 2013 ، علی رغم آمادگی کامل تمام سیستم های فنی سیستم موشکی و فضایی و همچنین "پنجره زمانی" خوبی برای پرتاب به مریخ است. یک تهدید واقعی برای اختلال در تمام تاریخ های برنامه ریزی شده و به تعویق انداختن راه اندازی MAVEN به سال 2016 وجود داشت.
و این علیرغم این واقعیت که خود فضاپیما از ماه آگوست در کیپ کاناورال قرار داشت و در حال آماده سازی شدید برای پرواز بود و یک وسیله پرتاب آماده Atlas-V در داخل فروشگاه مونتاژ کاسمودروم منتظر بود!
این وضعیت پوچ توسط وکلای ناسا نجات یافت که در قوانین به وجود آمده ، بر اساس آن راه اندازی یک کاوشگر بین سیاره ای با معیارهای حذف MAVEN از لیست کاهش اجباری بودجه مطابقت دارد. کار پنج ساله کارکنان دانشگاه کلرادو و آزمایشگاه تحقیقات فضایی دانشگاه برکلی بی نتیجه نبود - یک ایستگاه بین سیاره ای به ارزش 671 میلیون دلار (ایجاد این کاوشگر 485 میلیون دلار هزینه داشت ، 187 میلیون دیگر صرف آماده سازی اولیه و خرید وسیله پرتاب Atlas-V شد) با خیال راحت به هدف مورد نظر ارسال شد.
MAVEN چهل و پنجمین ماموریت به مریخ و دهمین ماموریت شناسایی مداری ناسا در مجاورت سیاره سرخ بود. نام کاوشگر مخفف پیچیده ای برای Mars Atmosphere و Volatile EvolutioN است که به طور کامل وظایف سفرهای آینده را نشان می دهد. MAVEN برای مطالعه جو مریخ طراحی شده است - یک پوسته گازی نازک ، که فشار آن در لایه نزدیک به سطح تنها 0.6 of از جو زمین است و ترکیب گاز برای تنفس انسان کاملاً نامناسب است (جو مریخ تقریباً به طور کامل - 95 - - دی اکسید کربن).
تصویری از دستگاه وایکینگ ، 1976
اما حتی این جو شل به طور مداوم ناپدید می شود - گرانش کوچک مریخ قادر به نگه داشتن پوسته گازی در اطراف سیاره نیست. هر ساله باد کیهانی لایه های بالایی خود را به فضا می برد و مریخ را محکوم می کند تا به یک بلوک یخ زده از سنگ ، شبیه به ماه یا عطارد تبدیل شود.
اما کی باید این اتفاق بیفتد؟ و مریخ در گذشته های دور چگونه بود ، وقتی پوسته گازی آن هنوز به این شدت تخلیه نشده بود؟ میزان ناپدید شدن جو مریخ به صورت مطلق چقدر است؟
این چیزی است که فضاپیمای MAVEN باید بفهمد: حرکت در مدار مریخ در مدار بیضوی با مرکز 150 کیلومتر و مرکز 6200 کیلومتر ، باید وضعیت فعلی لایه های بالایی و ماهیت تعامل آنها با باد خورشیدی را مشخص کند. به میزان دقیق از دست دادن جو و عوامل موثر بر این فرایند را تعیین کنید. تعیین نسبت ایزوتوپهای پایدار در جو ، که باید تاریخ آب و هوای مریخ را "روشن کند". به طور غیرمستقیم ، این می تواند به این س answerال پاسخ دهد: آیا شرایطی در گذشته وجود داشت که اجازه حضور آب مایع در سطح مریخ را بدهد؟
تنها چیزی که متخصصان ناسا را ناراحت کرد این است که کاوشگر مداری جدید ، به دلیل طولانی بودن مدار آن ، نمی تواند به عنوان تکرار کننده سیگنال های مریخ نوردها مورد استفاده قرار گیرد.
MAVEN تحت آزمایش سانتریفیوژ قرار می گیرد
روی دستگاه کاوشگر 8 دستگاه پیشرفته وجود دارد:
- مجموعه ای برای مطالعه ذرات و میدان ها (سه تجزیه کننده ذرات "باد خورشیدی" ، سنسور امواج لانگمویر (نوسانات پلاسما) و یک جفت مغناطیس سنج القایی) ؛
- طیف سنج ماوراء بنفش ، که به شما امکان می دهد پارامترهای جو و یونوسفر یک سیاره دور را از راه دور تعیین کنید.
- طیف سنج جرمی خنثی و یونی برای مطالعه ترکیب ایزوتوپی جو مریخ.
تجهیزات علمی قابل توجه و سیستم های پشتیبانی از زندگی ، شامل سیستم کنترل نگرش ، رایانه روی صفحه ، پنل های خورشیدی و تجهیزات ارتباطی با زمین ، که مبادله داده ها را با سرعت حداکثر 10 مگابیت بر ثانیه فراهم می کند - همه در یک مسکن با اندازه 2 ، 3 x 2 ، 3 x 2 متر (عرض کاوشگر با پنل های خورشیدی باز - 11 متر). جرم دستگاه ها ، سیستم ها و تجهیزات علمی 809 کیلوگرم است.
آیا مریخ در گذشته های دور شبیه زمین بود؟ MAVEN قطعاً این موضوع را روشن خواهد کرد. نکته اصلی این است که با خیال راحت به مقصد برسید. و این ، همانطور که تمرین نشان می دهد ، بسیار دشوار است …
تاریخچه پروازها به مریخ
مریخ پربازدیدترین و مورد مطالعه ترین جرم آسمانی است و حتی از ماه نزدیک ما نیز با این معیارها پیشی می گیرد. زمانهای نسبتا کوتاه پرواز (حتی با وجود فناوریهای موجود - کمتر از یک سال) جذب محققان می شود. شرایط مناسب سطح: بدون فشار و دمای شدید ، تابش پس زمینه قابل قبول ، روشنایی و گرانش. از بین همه سیارات ، مریخ برای جستجوی حیات فرازمینی (حتی در گذشته های دور) مناسب ترین است و در آینده برای فرود یک سفر سرنشین دار بر روی سطح آن مناسب است.
با این حال ، مسیر سیاره سرخ مملو از حوادث و زباله های ناشی از فضاپیماها است: از 45 سفر اعزامی ، کمی بیش از نیمی از آنها به سیاره سرخ رسیدند. و فقط تعداد معدودی توانستند برنامه برنامه ریزی شده را به طور کامل انجام دهند.
فضا شتابزدگی و کوچکترین اشتباهات را نمی بخشد. بسیاری از "کاوشگران مریخ" در آغاز ماموریت خود را شکست دادند. این عمدتا به مسابقه فضایی دهه 60 اشاره دارد ، زمانی که به دستور حزب و دولت ، به هر قیمتی لازم بود دستگاه را راه اندازی کنیم و اولویت را در فضا بدست آوریم. در نتیجه ، ایستگاه های "Mars 1960A" ، "1960B" ، "Mariner-8" در جو زمین به دلیل تصادف با موشک های حامل کشته شدند.
حتی تعداد بیشتری ایستگاه توانستند به مدار مرجع برسند ، اما نتوانستند به مسیر خروج برسند: شخصی مانند فوبوس-گرانت روی LEO گیر کرد و بعداً به شکل یک گلوله آتشین خیره کننده درخشان به زمین بازگشت. کسی سرعت لازم را برای پرواز به مریخ دریافت نکرد و بدون هیچ اثری در مدارهای وسیع هلیوسنتریک ("مارینر -3") ناپدید شد. در مجموع ، از 45 کاوشگر پرتاب شده ، تنها 31 مورد (از جمله MAVEN) توانستند به مسیر محاسبه شده پرواز به مریخ برسند. به اعتبار کشور ما ، اولین فضاپیمایی که مسیر خود را برای سیاره سرخ تعیین کرد ، کاوشگر شوروی Mars-1 بود (در 1 نوامبر 1962 پرتاب شد). متأسفانه پاراگراف بعدی درباره او می گوید.
مدل ایستگاه اتوماتیک بین سیاره ای "مریخ -1"
کابوس واقعی در طول ماه ها پرواز به پرواز قرمز آغاز می شود. یک فرمان اشتباه - و دستگاه با از دست دادن جهت گیری ، توانایی ارتباط با زمین را از دست می دهد و به زباله های فضایی بی فایده تبدیل می شود.مزاحمت مشابهی در مورد ایستگاه Mars -1 رخ داد - نشت نیتروژن از استوانه های سیستم کنترل نگرش: ارتباط با ایستگاه در فاصله 106 میلیون کیلومتری زمین از بین رفت. یک دستگاه دیگر - "Zond -2" - از افشای ناقص پنل های خورشیدی رنج می برد: قطع برق ناشی از آن باعث اختلال در عملکرد تجهیزات روی صفحه شد ، "Zond -2" بی سر و صدا در مقابل سازندگان خود از بین رفت. طبق محاسبات بالستیک ، در 6 اوت 1965 ، قرار بود یک کاوشگر بدون هدایت در مجاورت مریخ عبور کند.
کاوشگر ژاپنی Nozomi بسیار سخت و وحشتناک در وسعت فضا از بین رفت. فقدان وسیله نقلیه پرتاب خود با قدرت لازم ، هنگام فرستادن یک اعزام به یک سیاره دور ، یک فال بد بود ، با این وجود ، ژاپنی های حیله گر امیدوار بودند که سرعت لازم را از طریق مانورهای گرانشی پیچیده در مجاورت زمین و ماه بدست آورند. البته ، همه چیز طبق برنامه پیش نرفت - "Nozomi" از مسیر خارج شد. ژاپنی ها توانستند یک مسیر جدید را محاسبه کرده و دوباره ایستگاه را به مریخ هدایت کنند ، حتی اگر 4 سال از برنامه خود عقب افتاده باشند. اکنون مهمترین چیز این است که برای مدت طولانی در فضا بمانید. افسوس … شعله ور شدن شدید خورشیدی به پر شدن شکننده کاوشگر آسیب رساند. در زمان نزدیک شدن به مریخ ، هیدرازین در مخازن یخ زد - امکان ترمز دادن وجود نداشت و نازومی با ناامیدی 1000 کیلومتر از سطح سیاره سرخ بدون اینکه هرگز وارد مدار نزدیک مریخ شود ، عبور کرد.
تحت شرایط بسیار توهین آمیز ، کاوشگر آمریکایی "Mars Observer" (1993) از بین رفت - ارتباط با آن تنها چند روز قبل از رسیدن به مریخ قطع شد. محتمل ترین علت انفجار موتور به دلیل نشت اجزای سوخت است.
اولین کسی که توانست بر مسافت دشوار غلبه کند و عکس نزدیکی از سیاره سرخ ارسال کند ، کاوشگر آمریکایی Mariner 4 بود که در ژوئیه 1965 در مجاورت مریخ پرواز کرد.
تعدادی از وسایل نقلیه قبلاً در مدار مریخ گم شده بودند.
در 27 مارس 1989 ، ارتباط با ایستگاه شوروی "فوبوس -2" از بین رفت ، که در آن زمان 57 روز در مدار مریخ بود. در طول کار خود ، "فوبوس -2" نتایج علمی منحصر به فردی را در مورد ویژگی های حرارتی فوبوس ، محیط پلاسمایی مریخ و فرسایش جو آن تحت تأثیر "باد خورشیدی" به زمین منتقل کرد. افسوس ، وظیفه اصلی ماموریت - فرود مینی کاوشگرهای PrOP -F و DAS در سطح فوبوس - شکست خورد.
در سال 1999 ، تحت شرایط عجیب و غریب ، ایستگاه آمریکایی "Mars Climate Orbiter" از بین رفت و در اولین مدار در جو سیاره سرخ سوخت. تحقیقات داخلی ناسا نشان داد که گروه های کاری متخصصان از سیستم های اندازه گیری متفاوتی استفاده کردند - متریک و سنتی آنگلوساکسون (پا ، پوند ، اینچ). از آن زمان ، ناسا واحدهای اندازه گیری آمریکایی را ممنوع کرده است - همه محاسبات منحصراً در کیلوگرم و متر انجام می شود.
درهای سکوی فرود در اطراف مریخ نورد تاشو Opportunity ، 2003 بسته می شوند
دردسرهای بزرگی در انتظار هرکسی است که جرات فرود روی سطح مریخ را داشته باشد - جو خائن بسیار ضعیف است تا بتواند به قدرت خطوط چتر نجات تکیه کند ، اما هنوز برای متصل شدن به سطح با سرعت کیهانی بسیار متراکم است. شاید غیر معمول به نظر برسد ، اما مریخ از نظر فرود یکی از پیچیده ترین اجرام آسمانی است!
فرود در چند مرحله انجام می شود: موتورهای ترمز ، ترمزهای آیرودینامیکی در قسمت فوقانی جو ، چتر نجات کند کننده ، موتورهای ترمز دوباره ، موتورهای فرود نرم / کیسه هوا یا "دریچه هوا" منحصر به فرد. مشکل تثبیت یک خط جداگانه است.
سنگین ترین جسم ساخته شده توسط انسان که می تواند به سطح سیاره ارسال شود ، مریخ نورد MSL بود که بیشتر با نام "کنجکاوی" شناخته می شود - دستگاهی با وزن 900 کیلوگرم (وزن در میدان گرانشی مریخ - 340 کیلوگرم). اما بیایید صادق باشیم ، متخصصان پرواز و ناظران بیرونی از پیچیدگی طرح فرود و مشکلاتی که هنگام فرود در جو این سیاره با آن مواجه می شوند ، مبهوت شده بودند.500 هزار خط کد برنامه ، 76 اسکیب در یک دنباله خاص ، جداسازی مریخ نورد از سکوی معلق در هوا با روشن شدن موتورهای جت و فرود نرم از ارتفاع روی کابل های نایلونی. خارق العاده!
سیاره مریخ: بدون آب ، بدون پوشش گیاهی ، محل زندگی روبات های آمریکایی.
عکس سلفی مریخ نورد کنجکاوی
بسیاری از قهرمانان توانستند در مراحل پرتاب و شتاب به مریخ از ارتعاش و اضافه بارهای عظیم جان سالم به در ببرند ، در برابر سرمای شدید فضا مقاومت کردند ، اما هنگام تلاش برای فرود روی یک جسم آسمانی موذی جان خود را از دست دادند. به عنوان مثال ، "مریخ -2" اتحاد جماهیر شوروی سقوط کرد و به اولین جسم دست ساز در سطح مریخ تبدیل شد (1971).
اولین ایستگاهی که فرود نرم در سطح مریخ انجام داد ، Mars-3 شوروی بود. افسوس ، به دلیل ایجاد تخلیه کرونا ، ایستگاه 14 ثانیه پس از فرود از کار افتاد.
کاوشگر اروپایی "Beagle-2" (ماژول فرود کاوشگر مداری "Mars-Express") در سال 2003 بدون ردیابی ناپدید شد-دستگاه با جسارت وارد جو سرخ رنگ سیاره شد ، اما پس از آن هرگز با زمین تماس نگرفت. زمین …
مریخ اسرار خود را محفوظ نگه می دارد.
از 21 نوامبر 2013 ، دو مریخ نورد در سطح سیاره سرخ در حال فعالیت هستند - فرصت (MER -B) و کنجکاوی (MSL). اولین بار در آن شرایط به مدت 3586 روز - 39 برابر بیشتر از مدت زمان برآورد شده - کار کرد و در این مدت روی سطح 38 کیلومتری خزید.
سه فضاپیما در مدار مریخ وجود دارد: مریخ-اودیسه ، مریخ شناسایی مداری (MRO) و کاوشگر اروپایی مارس-اکسپرس. اودیسه طولانی ترین مدت را داشت - ماموریت آن سیزدهمین سال است که ادامه دارد.
یک حرکت جدید برای کمک به جانبازان در حال انجام است - کاوشگر هندی Mangalyaan (در 5 نوامبر 2013 راه اندازی شد) و همچنین MAVEN فوق الذکر. امیدواریم در آینده نزدیک روسیه نیز در "گردان مریخی" - برای 2016 و 2018 ، مشارکت فعال داشته باشد. دو سفر مشترک روسیه و فرانسه "Exomars" برنامه ریزی شده است (توافقنامه همکاری در 14 مارس 2013 امضا شد). در همان سال 2018 ، ایستگاه به روز شده و پیشرفته Phobos-Grunt 2 باید به مریخ برود. این بار همه چیز خوب پیش می رود.
دوربین HiRISE با وضوح بالا در مدار شناسایی مریخ (MRO)
ردپای مریخ نورد فرصت طلب شده توسط MRO
تصویری از منطقه Greeley Haven. نمایی از کیپ یورک و دهانه اندیور. این پانوراما توسط مریخ نورد Opportunity در هنگام زمستان گذرانی در سال 2012 گرفته شد.
