A Föld közeledik a Mars életéhez

A Föld közeledik a Mars életéhez

Olga Zakutnyaya,
Az Orosz Tudományos Akadémia térkutató intézete
"Kommerszant Tudomány" №5, 2017. július

Július és augusztus az "alacsony szezont". Nem csak a Föld északi féltekén, hanem a Marson is; legalábbis 2017-ben. Az a helyzet, hogy mozgása során a Mars ebben az időben a Föld megfigyelőihez viszonyítva a Napra állítja be: a napkollektor zavarja a rádiókommunikációt, és több hétig teljesen megszakítja.

TGO pályahasználat csökkentésére a légkör felhasználásával. Ábra: ESA

Ebben az időben az űrhajók, amelyek a Marson vagy a körülötte keringő pályán találhatók (jelenleg kettő és hat, ha csak azokat számolják), "nyugvó". Az orosz-európai "ExoMars-2016" misszió TGO készülékének flottilla "új tagjává" a nyári időszak az az idő, amikor felfüggeszti a légkören keresztüli pályára kerülő műveleteket.

Marsi lakosok

Készülék (ügynökség)típusIndulás / érkezés
Mars Odyssey (NASA)orbitális2001/2001
Mars Express (ESA)orbitális2003/2003
Lehetőség (NASA)vándor2003/2004
Mars felderítő orbiter (NASA)orbitális2005/2006
Mangalyaan-1 (IRSO)orbitális2013/2014
MAVEN (NASA)orbitális2013/2014
Érdekesség (NASA)vándor2011/2012
TGO / "ExoMars 2016"orbitális2016/2016

Az űrhajó általános nézete Nyomkövető gáz orbiter a Baikonur kozmodromban. Két eszköz, arany színű elektroakkusz szigeteléssel borítva, a jobb felső sarokban, az IKI RAN-ban készült. fel – spektrometriai komplex ASC, lent – neutron távcső FREND. Fotó: ESA / Roskosmos / IKI RAN / FRIEND

2017. március 15-étől kezdődően a TGO csökkenti az orbit magasságát. Ezt a folyamatot nem nagyon nevezik aero-breaking (az angol kifejezés légköri fékezésnél). Ha értelmet jelent, akkor "aerodinamikus húzás" lesz, de nem szabad megfeledkezni arról, hogy a manőver jelentése nem annyira csökkenti a sebességet, mint a magasság csökkentését – az orbitális legkülső pontjának távolságát a Mars felszínéről (apocenter, vagy apoórium). Ezt pontosan úgy érik el, hogy a pericentrumban a sebességet – a bolygóhoz legközelebb eső orbitának a pontját – a mars felé tartó periódusnak a csökkenésével érik el.

A ballisztikus törvények azt határozzák meg, hogy a készülék a leggyorsabban mozog a pericenterben, és ha itt kényszerítené fékezésre, akkor nem lesz elegendő energiája ahhoz, hogy az apocenterben "nyerjen" magasságot. A TGO sebessége a pericentrumban csökken, és erőteljesen "leejt" a készüléket. Ugyanakkor úgy tűnik, hogy "feltűnő" a Mars légkörének felső rétegeiről. Bár ilyen magasságoknál (egy kicsit több mint 120 km) nagyon ritka, de a molekulák koncentrációja elegendő ahhoz, hogy a TGO lelassuljon a velük való ütközés miatt.Ahhoz, hogy elérjük a 400 km-t a működő pályára, ez csak egy kicsit több mint egy évig tart. Aerodinamikai fékezési manőverek kezdetét megelőzően a nagyon elliptikus pályának apocentrikus magassága körülbelül 33 ezer km volt.

2018 áprilisában a fékezési manővereket be kell fejezni. Ezt követően, az apoárium területén található TGO motorok segítségével fel kell emelni a perikentort kb. 400 km-re.

A fékezési ellenőrzést az Európai Űrkutatási Központ végzi (Európai Űrkutatási Központ, vagy ESOC, valójában egy repülésirányító központ), az ESTRACK (ESA) és a DSN (NASA) távoli kommunikációs rendszerekhez használt antennákat használva. Ez a fékezési módszer a készülék helyzetének rendszeres mérését igényli abban az időben, amikor áthalad az apocenteren. A körforgás ideje körülbelül 14 óra, és ahogy a magasság csökken, még rövidebb lesz (a folyamat végén 2 óra lesz). Nyilvánvaló, hogy ha a "Marsdal" történő rádiókapcsolat megszakad, akkor eléggé kockázatos ennek a manővernek a végrehajtása. Ezért augusztusra szünetet tartanak.

A TGO korábban többé-kevésbé stabil pályára került, meglehetősen nagy perikentummal.A manőverek 2008. augusztus végén folytatódnak. Július végéig telemetrikus információk érkeznek a TGO táblaból, és a rendszer karbantartási parancsokat küldik az eszközre. Ezután két hétig a TGO "csendes" lesz, amikor a Mars eltűnik a Nap mögött. A rádiókommunikáció újraindítása után a frissített szoftvert elküldik a fedélzeten, majd az ellenőrzések eredményei alapján a fékezési műveletek folytatódnak.

Úgy tűnik, hogy most a TGO tudományos program résztvevői számára itt az ideje, hogy szünetet tartson, de a Földön végzett munka a nyár folyamán folyamatosan lendül. Most, hogy a mûveletek tervei egy már tudományos küldetés során készülnek. A kutatóknak – a kísérleti vezetőknek el kell dönteniük, hogy mely megfigyeléseket kell először megtenni, és hogyan kell elosztani ezeket a megfigyeléseket az orbitális átjárási ütemterv szerint, megosztani az erőforrásokat, például az adatok mennyiségével vagy az űrhajó irányításának irányával és még sok mással.

Az ExoMars-2016-os misszió következő munkatervét június végén tartották az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutató Intézetében. Az összes tudományos kísérlet vezetője, a projekt egésze és a repülésirányítás területén szakértők gyűltek össze.A jövőre vonatkozó tervek mellett a 2016 őszén és 2017 tavaszán megtartott tudományos műszerek első tesztjeinek eredményeit is megvitatták. A fő cél az eszközök teljesítményének és kalibrálásának ellenőrzése volt.

"ExoMars" (ExoMars) – Európai Űrügynökség közös program (Európai Űrügynökség, ESA / ESA) és az orosz állami társaság Roscosmos a Mars feltárására. A program fő célja az élet létezésének bizonyítása Marson. A Roscosmosnak és az Európai Űrügynökségnek a Mars és a Naprendszer egyéb testületeivel kapcsolatos együttműködésre vonatkozó megállapodását 2013. március 14-én írták alá. A megállapodás megállapítja Oroszország részvételét az ExoMars projektben, és lehetséges projekteket is magában foglal a Jupiter és Moon kutatás területén.

Az "ExoMars" program alatt már elindult az "ExoMars-2016" bolygóközi állomás, és az "ExoMars-2020" állomás be van állítva.

Európai rover ExoMars rover 2020-ban kerülnek a világűrbe. Kép: ESA

A projekt technikai támogatásának fő vállalkozója az orosz oldalon a S. A. Néven ismert Scientific Production AssociationLavochkin, a projekt tudományos munkaterheléséről – az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutató Intézetének. Az oroszországi tudományos projektvezető Lev Zeleny akadémikus.

A TGO tudományos terhelése négy műszerkomplexumot tartalmaz. A leglátványosabb a CaSSIS fényképezőgép-komplexum a színes fényképezéshez és a sztereó pár gyártáshoz. Első Mars képei már örömmel látták az űrtudósokat: az ESA weboldala a Phobos legsikeresebb, különösen színes felvételeit és az Éjszakák labirintusának sztereó párjának képeit tette közzé. Az orosz újságírók sajtótájékoztatóján a Nick Thomas (a svájci Egyetem professzora) elmondta, hogy a CaSSIS fényképezőgépek felbontása "nem elég ahhoz, hogy egy moszkvai Szentpétervárból érkező buszra nézzen." De már Tverből valószínűleg kiderült: a CaSSIS képes lesz megkülönböztetni a megkönnyebbülés részleteit 4,5 m-es magasságtól a mindössze 400 km-es magasságtól (pontosan a kamera felbontása 4,5 m pixelenként).

A CaSSIS kamerák által kapott sztereó pár. Fotó: ESA / Roscosmos / CaSSIS

Az első befoglalások során a CaSSIS megfelelően működött, néhány probléma merült fel a szoftverrel.Úgy tervezték, hogy rögzítse az új verzió kell betölteni a jármű fedélzetén a közeljövőben.

Két spektroszkópiai ACS komplex (fejlesztés az Űrkutatási Intézet RAS, tudományos igazgatója Oleg hajók) és a NOMAD (közös fejlesztése a belga intézmények, Spanyolországban, Olaszországban és az Egyesült Királyságban, a kutatás vezetője, Anne-Karin vandálok, az Institute for Space Aeronomy, Belgium) szentelt a tanulmány a marsi légkörben. Mindkét komplexek közé három spektrométerrel a különböző sávok az infravörös és ultraibolya tartományban.

ACS spektrometriás komplexum célja, hogy elemezze a kémiai összetétele a marsi légkörben, először is, a tartalmát az élet a műholdas – metán. Fotó: Roscosmos / ESA / ACS / IKI

A légkör kis komponenseinek feltárása a legfontosabb a TGO számára. Talán a legnépszerűbb közülük – a metán, amelyet ezután rögzítik a marsi légkörben, mintha a „eltűnt” a megfigyelők. Ismeretes, hogy a Földön az aktív élő szervezetek termelik a metánt. A Marson nincs látható élet és szinte nincs metán is, mert a bizonytalanság, hogy lebomlik alatt gyorsan a napsugárzás hatása.Ugyanakkor a metán egyes jelei még mindig rögzítésre kerülnek, néha nagyon nagy bizalommal. Lehet, hogy a nem kimutatott baktériumok forrása? Vagy talán ez a rejtett geológiai tevékenység? Ezzel és meg akarják érteni a projektfejlesztőket.

A metán, a hidroxilvegyületek, a különböző szervetlen savak és még sokan mások is érdekesek. Az ilyen összetevők koncentrációja ugyanolyan alacsony lehet, mint néhány trillió részecskék, és ezek regisztrálása érdekében nagyon nagy érzékenységet és hosszú megfigyelési időt igényelnek.

modul Schiaparelli, amelynek feladata a Mars felszínén való leszállásra, a 2016. október 16-án biztonságosan elkülönítve a TGO-tól, de három nappal később, a magasság meghatározásának elmulasztása miatt, a bolygó felszínén lezuhant. Kép: ESA / D. Ducros

"ExoMars" spektrométerek két üzemmódban működhetnek. Az első megfigyelés a nadir, azaz lefelé. Így a Marsról visszaverődő fény vagy a légkörben való fény látható a bolygó éjszakai oldalán. De a második mód érdekesebb – a Nap vagy a csillagok megfigyelései, amikor a légkör szélén ragyognak.Mindkét esetben a spektrumban lévő abszorpciós sávok alapján meg lehet ítélni a légkör komponenseit, de a második módban meg lehet érteni, hogy milyen magasságban van egy vagy másik anyag. És ez rendkívül fontos a marsi légkör modelljei számára.

A kellemetlenség az, hogy a végtagra vonatkozó megfigyelések időben korlátozottak: amikor a nap elhalad vagy átlép a horizonton. Ehhez hozzáadják a hőszabályzásra vonatkozó követelményeket (az eszközöket nem lehet hagyományos elektromos kapcsolóval bekapcsolni és kikapcsolni) és útmutatást (végtagra vonatkozó megfigyelések esetén helyesen kell irányítani a készüléket). Figyelembe véve a TGO pályájának paramétereit, a megfigyelésekhez bizonyos számú "ablakot" kapunk. És most, a kísérleti vezetők, a "megosztani a pályát", a készülék vezérlésével foglalkozó szakemberekkel együtt, stratégiai tervet és tervet készítenek a tudományos megfigyelésekre a fő tudományos küldetés keretében. Ez a misszió 2018 áprilisától 2019 végéig tart. Természetesen ezután a készülék nem kapcsol ki, és a tudományos megfigyelések nem állnak meg, de a "tervezési horizont" még mindig ezekre a kifejezésekre korlátozódik.

A FREND-neutron távcső a Lyulin-MO dozimetriai egységgel (amelyet az IKI RAS fejlesztett ki a Bolgár Tudományos Akadémia Űrkutatási és Technológiai Intézetének részvételével) talán a legszembetűnőbb eszköz az eszközön.Nem igényel különleges iránymutatást (bár csak akkor lehet teljes mértékben működni, ha egy nadirra mutat), nincs benne mozgó rész, és az egyik fontos tudományos feladat a Mars pályáján a sugárzási háttér mérésével kapcsolatos. Ezeknek a funkcióknak köszönhetően a FREND a leghosszabb volt: tudományos adatok gyűjtése már a Marson való repülés során is, és a vizsgálati záróelemek szinte teljes idejére dolgozott (más eszközök időnként bekapcsolódtak).

A FREND neutron távcső fő feladata, hogy meghatározza a Mars és a hidrogén tartalmát neutronfluxus alapján. Fotó: Roscosmos / ESA / FRIEND / IKI

A fő FREND eredmény ebben az időben a Mars körül keringő háttérsugárzás neutronkomponensére vonatkozó adatok voltak. Ez fontos kalibrációs információ. Később már a működő pályán fontos lesz a neutronsűrűség adatainak elválasztása a Mars talajáról a térből származó neutronáramlásról. A háttérsugárzás mértékét mérő dozimetriai egység pedig azt mutatta, hogy a Földről a Marsra és visszafelé tartó utazás során az űrutazók összegyűjtik az űrhajósoknak a munkájuk során összegyűjtött adag körülbelül 60% -át.

A FREND kísérlet fő feladata, hogy rekonstruálja a neutron albedó adatainak térképét arra nézve, hogy a hidrogén és a víz (permafrost) hogyan oszlik meg a Mars felső talajrétegében. "Feltételezzük, hogy a víz kedvező környezet az élet születéséért" – mondja Igor Mitrofanov, a kísérlet vezetője. "A korábbi tanulmányok eredményei szerint a Mars felszínén találtak különös oázisokat, ahol több víz van, mint a környező területeken. a metánról, amely megkapja az ACS-et és a NOMAD-ot, akkor talán közelítünk majd a Marson való életre vonatkozó kérdés megválaszolásához. "


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: