ПопулярнеРедакціяСвіже
КращеОбговорюване

Двадцать лет на орбите: марсианские тайны, которые раскрыл зонд «Марс Одиссей»

1

В 2001 году инженеры NASA отправили к Марсу зонд, которому было суждено изменить представление учёных о Красной планете. Mars Odyssey («Марс Одиссей») – аппарат размером с половину легкового автомобиля* – показал, что Марс вовсе не сухой мир, как полагали многие исследователи, и что под поверхностью планеты скрываются залежи водяного льда. Вода, как известно, один из необходимых элементов для возникновения и поддержания жизни.

Фото: NASA / Mars Odyssey в представлении художника

Области с залежами водяного льда — не единственное открытие Mars Odyssey. Благодаря данным зонда учёные составили первую карту распределения на марсианской поверхности минералов и химических элементов, а также узнали, что радиация на низкой орбите Марса в два раза выше, чем на низкой околоземной орбите**. Это важная информация для учёных – её будут учитывать в проектах колонизации Красной планеты.

В 2021 году Mars Odyssey продолжает работать на марсианской орбите. Правда, за двадцать лет зонд немного “потрепался”. Сперва солнечные вспышки вывели из строя один из приборов аппарата, а после станция потеряла один из четырёх гироскопов, которые вместе с двигателями поддерживают и регулируют ориентацию корабля в космическом пространстве. Однако технические проблемы не мешают Mars Odyssey продолжать передавать ценные данные на Землю.

Давайте поближе познакомимся с американским космическим кораблем, его открытиями и посмотрим на некоторые снимки поверхности Марса, которые зонд сделал за время своих наблюдений.

Научные приборы зонда и его открытия

Прежде чем продолжить, стоит сказать пару слов о том, для чего вообще создавался Mars Odyssey. При помощи новой космической станции специалисты хотели найти хоть какие-то намёки на следы жизни на Марсе, познакомиться поближе с химией и геологией планеты, оценить уровень радиации, чтобы понять, к чему нужно будет готовить будущих колонистов.

На борт зонда инженеры установили три основных научных инструмента и несколько вспомогательных. Последние не так важны для нашего материала, поскольку их основная цель не сбор информации, а поддержание “жизнедеятельности” летающего робота.

Вот три основных научных инструмента:

– THEMIS (Thermal Emission Imaging System) — бортовой прибор, который помогает узнать, как на марсианской поверхности распределены минералы. THEMIS сканирует марсианский ландшафт и “ловит” отражённый от минералов видимый и инфракрасный свет. Различные типы геологических материалов отражают излучение с определённой длиной волны. На основе этого составляется карта их распределения на поверхности. Данные прибора помогают учёным понять, как минералогия планеты связана с формами рельефа.

Фото: NASA / Мозаика, составленная из 500 снимков, сделанных THEMIS. Это Долины Маринер – гигантская система каньонов на Красной планете

Ещё THEMIS может вести фотосъёмку в инфракрасном и видимом диапазонах. В 2010 году учёные объединили около 21 000 снимков, сделанных камерами THEMIS, чтобы создать самую точную на сегодняшний день карту Марса. Эта карта даёт исследователям представления о физической структуре марсианской поверхности, и без неё не обходится ни одно геологическое исследование, проводимое марсоходами.

Научный инструмент нашёл на склоне потухшего марсианского вулкана Arsia Mons (Гора Арсия) семь входов в пещеры. Эти марсианские гроты, вероятно, образовались по естественным причинам миллионы лет назад, возможно, в результате извержения или какого-то подповерхностного напряжения вблизи вулкана. Учёные отмечают, что из-за экстремальных высот эти пещеры едва ли могут служить прибежищем для каких-либо форм жизни. Скорее всего, они не подойдут и для потенциальных баз колонистов. Однако открытие THEMIS побуждает учёных продолжать поиски гротов, расположенных в низинах, и лавовых труб — наиболее пригодных мест для постройки жилищ астронавтов (космонавтов), которые через сотни лет будут работать на Красной планете. Кстати, что такое лавовые трубы и зачем их ищут учёные, вы можете прочитать в нашем материале.

Фото: NASA / Семь входов в пещеры, которые обнаружил инструмент THEMIS

– GRS (Gamma Ray Spectrometer) — второй инструмент, установленный на борту Mars Odyssey. Он представляет собой комбинацию приборов: гамма-спектрометра и двух нейтронных детекторов. Основная задача GRS — определить химический состав породообразующих элементов в приповерхностном слое Марса и составить карты распределения этих химических элементов. Карты позволяют учёным узнавать о происхождении различных областей планеты и их эволюции, а также о вулканических регионах и областях вечной мерзлоты.

Инструмент проводит исследования путём измерения вторичного гамма-излучения, которое генерируют ядра элементов во время их взаимодействия с нейтронами. У каждого ядра есть свой уникальный спектр линий в гамма-диапазоне, поэтому GRS позволяет выявить конкретный химический элемент в исследуемом образце.

Разберёмся подробнее. У Марса есть очень тонкая атмосфера и слабое магнитное поле. Они плохо защищают поверхность от галактических и солнечных космических лучей, поэтому те спокойно добираются до неё и с ней взаимодействуют. Под воздействием этих лучей на глубине до трёх метров образуются быстрые вторичные нейтроны, которые затем “поднимаются” на поверхность, вступая в контакт с веществом (химическими элементами), находящимся в грунте. Ядра этих химических элементов связываются с нейтронами и в результате реакции производится энергия в виде гамма-лучей, которую улавливает и изучает инструмент GRS.

Фото: NASA / Тёмно-синим цветом на этой карте показаны области, где инструмент GRS обнаружил подповерхностный водяной лёд. Залежи могут находиться на глубине от 1 до 3 метров. Зелёные, жёлтые и красные области — это регионы, наименее обогащённые водородом.

Инструмент может измерять соотношение потоков двух видов нейтронов (быстрых и тепловых), и таким образом вычислять содержание водорода в поверхностном слое планеты, что, в свою очередь, помогает находить воду. Если прибор обнаруживает в какой-либо области дефицит быстрых нейтронов (или наоборот, сильный поток тепловых), то это указывает на присутствие в этой области воды или льда. Так в 2002 году Mars Odyssey обнаружил районы с залежами водяного льда.

Третий инструмент — MARIE (Mars Radiation Environment Experiment). Это спектрометр энергичных частиц: аппаратура по измерению радиационной обстановки на марсианской орбите. Прибор вышел из строя в 2003 году – его компьютерный чип повредил поток ионизированных частиц во время сильных солнечных вспышек. MARIE должен был определить ожидаемые дозы радиации, которые могут получить будущие колонисты на пути к Марсу и на его поверхности. Эту задачу он успел выполнить.

Фото: NASA / Марсианский кратер Баколор, диаметром 21 км. Это составное изображение – оно составлено из снимков, сделанных камерами прибора THEMIS в период с сентября 2002 по октябрь 2005 г.

Спектрометру удалось обнаружить, что уровень облучения, который потенциально может получить астронавт на марсианской орбите, в два-три раза выше, чем получают космонавты внутри Международной космической станции. Поясним: дозы поглощённой человеком радиации измеряются в миллизивертах (мЗв). Безопасная доза для человека составляет до 10 мЗв/год. На борту МКС космонавт получает до 220 мЗв/год, при этом за всю карьеру космонавт не должен получить больше 1 тыс. мЗв. Согласно данным MARIE, радиационный фон на орбите вокруг Марса составляет 400-500 мЗв/год, но в случае солнечных вспышек этот показатель будет в сто раз выше. Что же касается самой марсианской поверхности, то по данным MARIE, человек в скафандре будет получать уровень облучения, сопоставимый с уровнем облучения на МКС. Этот показатель ниже, чем на орбите из-за наличия у Марса тонкой атмосферы и слабого магнитного поля.

Радиация — ещё одна проблема, которую должны решить учёные, прежде чем отправить людей на Марс.

Что ждёт «Марс Одиссей» в будущем

Помимо научных исследований, Mars Odyssey выполняет роль ретранслятора — служит “информационным мостом” между марсоходом Curiosity, посадочным аппаратом InSight и Землёй.

В 2016 году специалисты NASA сообщили, что зонд сможет работать на орбите Марса как минимум до 2025 года. По их расчётам, топлива должно хватить ещё на 4-5 лет. Однако в 2020 году стало известно, что космическая станция может закончить свою марсианскую эпопею гораздо раньше. В феврале прошлого года Белый дом представил проект бюджета на 2021 год, один из пунктов которого гласит, что финансирование миссии «Марс Одиссей» должно быть урезано с 11,5 до примерно 1 миллиона долларов. Этих денег не хватит на зарплаты сотрудникам программы и на обслуживание корабля. Иными словами, миссия «Марс Одиссей», скорее всего, закончится в этом году.

Зонд Mars Odyssey — рекордсмен. Он установил рекорд по продолжительности исследования Марса и считается самым долгоживущим космическим аппаратом из всех, отправленных к Красной планете.

*размер в стартовом положении, без учета солнечных батарей, с ними же габариты аппарата увеличиваются в два раза.

** Низкая марсианская орбита имеет высоту над поверхностью планеты, по разным данным, в диапазоне от 250 км до 40 000-56 000 км. Низкая околоземная орбита – от 160 км до 2 000 км.

Материал подготовил редактор интернет-издания “Северный маяк” Игорь Байдов.

Оригинал статьи взят с нашего канала

Читайте нас в Telegram и на Яндекс Дзен

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

22

Це користувацький матеріал, який було написано учасником спільноти, що не входить до складу редакції чи адміністрації. Підтримуючи авторів оцінками, ви допомагаєте нашій спільноті розвиватися.

Увійдіть, щоб читати ще 13 коментарів, брати участь в обговореннях та не бачити рекламу.
Показать скрытые комментарии

Загружаем комментарии...

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Зареєструйтесь на сайті щоб не бачити рекламу, створювати та відслідковувати теми, зберігати статті в особисті закладки і брати участь в обговореннях
Якщо не виходить увійти тут, спробуйте за посиланням.