«Марс 2020» (англ. Mars 2020 Rover Mission) — программа НАСА в рамках исследования Марса, включающая марсоход и вертолётный дрон, запуск которых ракетой-носителем был осуществлён 30 июля 2020 года[2]. Посадка на Марс в районе кратера Езеро произведена 18 февраля 2021 года[3]. Марсоход, названный по итогам конкурса среди школьников «Персеверанс» (англ. Perseverance, «Настойчивость»)[4][5], предназначен для астробиологических исследований древней среды на Марсе, поверхности планеты, геологических процессов и истории, в том числе оценки прошлой обитаемости планеты и поиска доказательств жизни в пределах доступных геологических материалов[6][7], а также сбора образцов марсианского грунта для последующей доставки их на Землю в рамках программы Mars Sample Return[8].
Марс-2020 | |
---|---|
англ. Mars 2020 | |
![]() Изображение марсохода «Персеверанс» и вертолёта Ingenuity (визуализация NASA) | |
Заказчик | НАСА |
Производитель |
![]() |
Оператор | Лаборатория реактивного движения |
Задачи | марсоход оценит жизнепригодность планеты, займётся поиском доказательств жизни в прошлом и протестирует новые технологии |
Стартовая площадка |
![]() |
Ракета-носитель | «Атлас-5» 541[1] |
Запуск | 30 июля 2020, 11:50 UTC[2] |
COSPAR ID | 2020-052A |
SCN | 45983 |
Элементы орбиты | |
Посадка на небесное тело | 18 февраля 2021 |
Целевая аппаратура | |
Источник питания | Радиоизотопный термоэлектрический генератор (RTG) |
Логотип миссии | |
![]() |
|
mars.nasa.gov/mars2020/ | |
![]() |
О «Марс-2020» НАСА сообщило 4 декабря 2012 года на осеннем заседании Американского геофизического союза в Сан-Франциско[9]. Конструкция нового марсохода была основана на конструкции предыдущего марсохода «Кьюриосити»[10]. В январе 2014 года были получены 58 предложений от исследователей и инженеров со всего мира по размещению научных приборов на марсоходе. Количество предложений было вдвое больше, чем в аналогичных конкурсах в недавнем прошлом[11][12]. Предложения были рассмотрены, и 31 июля 2014 года НАСА объявило полезную нагрузку для марсохода. Для научной программы экспедиции было отобрано семь научных приборов[13].
«Марс-2020» стала одной из трёх космических экспедиций, отправленных с Земли на Марс в июле 2020 года: помимо НАСА свои корабли отправило Космическое агентство ОАЭ («Аль-Амаль») и Китайское национальное космическое управление («Тяньвэнь-1»). Все три экспедиции достигли Марса в феврале 2021 года[14].
Главной целью программы «Марс-2020» является оценка жизнепригодности Марса в далёком прошлом, поиск биосигнатур и воды, а также сбор и хранение проб с поверхности планеты. Запуск был осуществлён 30 июля 2020 года на борту ракеты Atlas V со стартового комплекса SLC-41 на мысе Канаверал. Оператором экспедиции стала Лаборатория реактивного движения НАСА[15][16][17][18].
Изначально планировалось, что марсоход должен будет собрать 31 образец камней и грунта с поверхности Марса, чтобы в последующей экспедиции эти образцы были доставлены на Землю для исследований. В 2015 году цели программы были скорректированы: планировалось собрать ещё больше образцов, распределив их в небольших контейнерах на поверхности Марса[19].
В сентябре 2013 года НАСА разместило объявление о сборе предложений исследователей по научным приборам и инструментам для новой марсианской экспедиции[20][21]. В июле 2014 года после научного конкурса были выбраны научные инструменты для «Марс-2020»[13]. Выбранные инструменты должны обеспечить детальный анализ собранных марсоходом образцов с акцентом на поиск «следов» жизни на Марсе в прошлом[22].
Марсоход «Персеверанс» должен будет исследовать местность, которая в прошлом могла быть жизнепригодной. В поисках биосигнатур марсоход изучит образцы камней и грунта. Также будут протестированы технологии, необходимые для будущих роботизированных и пилотируемых экспедиций на Марс. В их числе — Mars Sample Return Mission (доставка образцов с поверхности Марса на Землю) и пилотируемый полёт на Марс[18][23]. Для подготовки к будущей высадке человека на Марс будет исследована технология по производству небольшого количества кислорода (O2) из диоксида углерода (CO2) с удалением пыли и других загрязнений, находящихся в марсианской атмосфере[24]. Улучшенная технология точной посадки в требуемом месте также должна повысить научную значимость будущих роботизированных экспедиций и станет ключевой для возможной высадки человека на поверхность Марса[25]. Также в ходе исследований будет осуществлён поиск подповерхностной воды, изучен марсианский климат, грунт и другие характеристики, которые могут повлиять на будущую высадку и деятельность человека на Марсе[26].
Космические аппараты программы «Марс-2020»
Конструкция ровера (марсохода) «Персеверанс» (англ. Perseverance, в переводе — «Настойчивость») основана на конструкции предыдущего ровера «Кьюриосити»[27][28]. Инженеры переработали колёса ровера, сделав их более жёсткими по сравнению с колёсами «Кьюриосити», которые получили повреждения в процессе работы на Марсе[29]. «Персеверанс» получил более толстые и прочные алюминиевые колёса с меньшей шириной и бо́льшим диаметром (52,5 см) по сравнению с «Кьюриосити» (50 см)[30][31]. Шесть колёс из алюминия оснащены «шипами» для лучшей тяги и изогнутыми спицами из титана для пружинистой поддержки[32]. Из-за наличия большего количества научных приборов и модифицированных колёс «Персеверанс» тяжелее «Кьюриосити»[31] на 14 % (1025 кг по сравнению с 899 кг у предыдущего ровера)[33]. Марсоход оснащён пятисуставным роботизированным манипулятором-«рукой» длиной 2,1 м. «Рука» совместно с поворачиваемой башней-турелью предназначена для захвата и анализа геологических образцов с марсианской поверхности[34].
Радиоизотопный термоэлектрический генератор (MMRTG) ровера использует тепловую энергию, выделяющуюся при естественном распаде радиоактивных изотопов и преобразует её в электроэнергию с помощью термоэлектрогенератора. Он имеет массу 45 кг и использует 4,8 кг диоксида плутония в качестве источника энергии[35].
«Индженьюити» (англ. Ingenuity, в переводе — «Изобретательность») — роботизированный беспилотный вертолёт, доставленный с целью проведения демонстрационных полётов[36]. Согласно программе испытаний, опубликованной НАСА в январе 2021 года, после развёртывания вертолёт должен был совершить от 1 до 5 полётов за 30 солов, продолжительностью не более 90 секунд на расстояние до 50 метров при высоте полёта от трёх до пяти метров[36]. Несмотря на два срыва дат запуска (перенос первого старта с 11 на 18 апреля[37] и четвёртого с 29 на 30 апреля[38]), демонстрационная программа была выполнена успешно, и НАСА согласилось провести дополнительные полёты, назвав эту серию «демонстрацией операций», которые может проводить вертолёт (англ. Operations Demo Phase)[39].
В своих предложениях НАСА разработчики указывали, что снимки с вертолёта могут помочь уточнять маршруты «Персеверанс» и помогут искать новые объекты исследования[40][41], однако в принятые НАСА программы эти предложения пока не вошли. У этой концепции есть оппозиция в лице ряда авторитетных учёных НАСА, которые считают, что вертолёт лишь отнимает ресурсы времени и коммуникаций, необходимые для выполнения учёными марсохода своих главных научных задач[42]. Уже после успешного завершения демонстрационной фазы, на брифинге 30 апреля Дженнифер Троспер от имени проекта «Персеверанс» подтвердила эту позицию, выразив пожелание поскорее вернуться к научным задачам проекта. Возможность поддерживать вертолёт на вновь объявленной фазе Operations Demo (ограничив этот срок 30 солами) Троспер объяснила тем, что нынешнее местоположение ровера представило интерес с научной цели, но в дальнейшем марсоход может оторваться от вертолёта. Не отрицая возможной пользы от фотографий вертолёта, Троспер призвала найти решение, при котором вертолёт не мешал бы учёным в будущем[43].
Марс-2020
Солнце
Земля
Марс
Три главных компонента экспедиции «Марс-2020»: система перелёта, обеспечивающая перелёт от Земли к Марсу; система входа в атмосферу, спуска и посадки (EDLS), включающая аэрооболочку, парашют и спускаемый аппарат; «небесный кран», необходимый для точного и плавного спуска марсохода на поверхность. Дизайн ровера «Персеверанс» основан на дизайне «Кьюриосити»[27], поэтому, несмотря на различия научных приборов у марсоходов, система спуска (включая «небесный кран» и тепловой щит), а также шасси ровера были воссозданы с учётом наработок предыдущей миссии. Это решение позволило снизить как технические риски миссии, так и финансовые и временные затраты на разработку[44]. Одним из усовершенствований стала система наведения и управления под названием «Относительная навигация по поверхности» (англ. Terrain Relative Navigation, TRN), которая должна обеспечить тонкую регулировку курса на финальном участке посадки[45][46]. Система позволит обеспечить посадку с точностью в пределах 40 м и с учётом избегания препятствий[47]. Это значительное повышение точности места посадки по сравнению с предыдущей миссией НАСА, которая могла обеспечить посадку только в зоне эллипса размером 7 на 20 км[48].
Затраты на осуществление проекта «Марс-2020» оценивались в сумме около 2,1 млрд долларов США[49] (хотя ещё как минимум 300 млн долларов будет необходимо выделить на поддержание работы марсохода после его запуска[50]). Стоимость предшествующей программы («Марсианская научная лаборатория») составила 2,5 млрд долларов. Стоимость миссии удалось снизить благодаря наличию запасных частей, оставшихся от изготовления предыдущего ровера «Кьюриосити», включая резервный радиоизотопный термоэлектрический генератор[27]. Пусковое окно, в течение которого запуск оптимален, открылось 17 июля и завершилось 15 августа 2020 года[51]. Ракета Atlas V с миссией «Марс-2020» на борту была запущена со стартового комплекса SLC-41 на мысе Канаверал во Флориде 30 июля 2020 года в 11:50 UTC (в 7:50 по местному времени). Спуск на Марс произведён 18 февраля 2021 года в 20:56 UTC. Планируемое время работы миссии на поверхности Марса — не менее одного марсианского года (668 солов или 687 земных дней)[52][26].
В сентябре 2015 года было предложено восемь возможных мест посадки марсохода: холмы Колумбии[en] в кратере Гусева, кратер Эберсвальде, кратер Холден[53][54], Долина Маврта, главная равнина Северо-восточного Сирта[en], впадина Нили[en], юго-западная часть каньона Мелас[en] и кратер Езеро[55]. С 8 по 10 февраля 2017 года в Пасадене (Калифорния) прошло заседание рабочей группы, в ходе которой эксперты рассмотрели все восемь предложенных мест для посадки и сократили список до трёх[56]. В числе оставшихся кандидатов оказались кратер Езеро, главная равнина Северо-восточного Сирта и холмы Колумбии[57]. В ноябре 2018 года в качестве места посадки миссии «Марс-2020» был выбран кратер Езеро[58].
В ходе экспедиции будет исследован кратер Езеро, в котором от 3,9 до 3,5 млрд лет назад существовало проточное озеро глубиной около 250 м[58]. По мнению учёных, в отложениях высохших дельт рек, впадавших в кратер, могут сохраниться биосигнатуры[58][59]. Наносы в дельте крупнейшей из этих рек, Неретвы, содержат карбонаты и гидроокись кремния, которые в земных условиях могут сохранять микроскопические фоссилии миллиарды лет[60].
Для доставки на Землю собранных в ходе экспедиции «Марс-2020» образцов с поверхности Марса разрабатывается отдельная программа. Её запуск с Земли планируется на 2026 год с доставкой образцов на Землю в 2031 году[61]. 18 февраля 2021 ровер совершил посадку в назначенном месте, и начал передачу телеметрии на Землю, все показатели оставались в пределах заданных значений.
14 августа 2020 года НАСА объявило, что первый манёвр по корректировке траектории космического корабля прошёл успешно. Были запущены восемь двигателей и осуществлена корректировка курса. Другие корректировки курса запланированы на 30 сентября, 18 декабря 2020 года, 10 и 16 февраля 2021 года[62].
На сайте NASA существовала форма, все заполнившие которую увековечат своё имя в истории освоения Марса. Все имена были записаны на специальный микрочип, который отправился в 2020 году к Красной планете в рамках космической миссии «Марс-2020»[63].
Гильзы | Сол | Дата | Тип пробы | Район | Объект | Керн | Длина | Примечания |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Tube 1 | 120 | 21.06.2021 | Witness | Polygon Valley |
N/A | |||
Tube 2 | 164 | 05.08.2021 | Атмосфера | Roubion | — | Грунт не взят | ||
Tube 3 | 190 | 01.09.2021 | Магматиче- ские породы |
Гряда Artuby |
Rochette | Montdenier | 5,98 | |
Tube 4 | 196 | 08.09.2021 | Montagnac | 6,14 | ||||
Tube 5 | 262 | 14.11.2021 | Магматиче- ские породы |
Brac | Salette | 6,28 | ||
Tube 6 | 271 | 24.11.2021 | Coulettes | 3,30 | ||||
Tube 7 | 295 | 18.12.2021 | Магматиче- ские породы |
Южный Séítah, формация Máaz |
Issole | Robine | 6,08 | |
Tube 8 | 306 | 29.12.2021 | — | — | Проба заменена | |||
337 | 31.01.2022 | Malay | 3,07 | |||||
Tube 9 | 371 | 07.03.2022 | Магматиче- ские породы |
Sid | Hahonih | 6,50 | ||
Tube 10 | 377 | 13.03.2022 | Atsah | 6,00 | ||||
Tube 11 | 490 | 07.07.2022 | Осадочные породы |
Фронт дельты |
Skinner Ridge |
Swift Run | 6,69 | |
Tube 12 | 495 | 12.07.2022 | Skyland | 5,85 | ||||
Tube 13 | 499 | 16.07.2022 | Witness | » » | N/A | |||
Tube 14 | 509 | 27.07.2022 | Осадочные породы |
Фронт дельты |
Wildcat Ridge |
Hazeltop | 5,97 | |
Tube 15 | 516 | 03.08.2022 | Bearwallow | 6,24 | ||||
Tube 16 | 575 | 02.10.2022 | Осадочные породы |
Amalik | Shuyak | 5,55 | ||
Tube 17 | 579 | 06.10.2022 | Mageik | Не запечатана[s 3] | ||||
Tube 18 | 586 | 14.10.2022 | Witness | » » | N/A | |||
|
![]() Исследование Марса космическими аппаратами | |
---|---|
Пролётные | |
Орбитальные | |
Посадочные | |
Марсоходы |
|
Марсолёты[en] | |
Запланированные |
|
Предложенные |
|
Неудачные | |
Отменённые |
|
См. также |
|
Полужирным выделены действующие космические аппараты |
![]() НАСА (NASA) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Политика и история |
| ||||||
Программы автоматических аппаратов |
| ||||||
Программы пилотируемых полётов |
| ||||||
Отдельные миссии (пилотируемые и автоматические) |
| ||||||
Программа связи и навигации в космосе (SCaN) |
| ||||||
Категории и списки |
|
![]() Поиски внеземной жизни и цивилизаций | |
---|---|
События и объекты |
|
Возможные сигналы |
|
Внеземная жизнь |
|
Планетарная обитаемость |
|
Космические миссии |
|
Межзвёздная связь |
|
Выставки | Наука о Чужих |
Гипотезы |
|
Связанные темы |
|