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

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.

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.

– 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.

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.

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.
Как они вылазили из-подо льда, я хотел описать, но у меня есть задумка статьи, как нам сейчас,…
К 19 ноября и Леонид Константинович Каденюк. Сейчас вроде так считается.
Потрясающий рассказ, спасибо!) Сразу понял, что они живут на Европе, интересно было узнать, как афалии выберутся из-подо…
На что ответ?
Насколько знаю, китайская интернет-компания ByteDance (Тик-Ток принадлежит ей) является крупнейший в мире частной компанией. На конец прошлого…
А, ведь, когда-то СпейсХ рассматривались как аутсайдер с создании пилотируемого корабля.
В том-то и дело, что Китай, скорее всего, как раз и будет стремится к делёжке территорий.
>Потому что вы прочитали статью по диагонали и обвиняете меня в том, что я и так подробно…
Хм - этоже Боинг. После покупки Макдонелов и смены менеджемента на "эффективную команду" они вообще ни один…
Мутно якось все ... Маск сказав - Маск зробив ... А тут ... І не складніший же…
Хоча... я отак на межі дрімоти покрутив Оумуамуа в уяві, і побачив одну можливість результуючого векторра на…
Колебаться не надо. Лучше - пробовать. Учитесь работать в GIMP. Помогающих материалов - вагон и маленькая тележка.…
я б долучився, то ось яке питання - як же бути із версткою? бо всяка там інфографіка…
Удивительно как что-то вообще может идти не так если есть специальные пазы, канавки, шестерни, подшипники и прочие…
Скорее всего авторы хотели акцентировать внимание на сложности поиска планет у бинарных систем, таких как компоненты А…
Так, ми ж про возгонку газів, які є "робочим тілом", не про беспосередню роботу квантів
Почту в личку кидайте.
56-61 возьму
Эффект Ярковского - это реактивный эффект НЕ от испарения водорода из льда. Это появление слабого реактивного импульса за счёт теплового…
Листайте (112 Мб): https://drive.google.com/file/d/1KyW9rosTsHWJrx9gqMobblVVey82wZa5/view?usp=sharing 96 -108 уже забиты.
Я бы мог взять что-то. С 54 и до конца если была бы возможность пролистать, я бы…
Например https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%AF%D1%80%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE
Ответ - никак. Все за уши притянуто.
Реактивний рух від возгонки газів зрозумілий. Незрозуміло тільки як формувався вектор тяги. Адже та байда крутиться, і…
Плана никакого нет. Я возмусь за первого человека в космосе - к 12 апреля. Из остального -…