Під час космічної місії час – це все. Щоб будь-яка посадка на іншу планету пройшла успішно, необхідна надзвичайно складна й узгоджена хореографія керівників польотів. Після того, як марсіанський ровер «Perseverance» («Наполегливість») вже торкнувся поверхні Червоної планети, розпочинається новий етап «танцю» інженерів та вчених. «Perseverance» – наступник місії «Curiosity» («Цікавість»), яка приземлилась на марсіанську поверхню у 2012 році і досі працює. Основне завдання теперішньої місії – пошук слідів минулого життя на Марсі, а також проведення ще кількох дивовижних експериментів.
Основним джерелом енергії 1025-кілограмового ровера є радіоізотопний термоелектричний генератор, який отримує енергію із напіврозпаду плутонію. Це дозволить апарату уникнути сценарію «смерті від пилу», який занапастив його попередників – зонди «Opportunity» («Можливість») та «Spirit» («Дух»), що отримували енергію лише від сонячних батарей.
Як для своєї основної місії, яка триватиме один марсіанський рік (приблизно два земних роки), «Perseverance» має надзвичайно амбітні цілі, хоча її тривалість, найімовірніше, продовжать. Для посадки ровера обрали дуже цікаве місце – кратер «Єзеро» [наголос на першому складі; назва походить від сербського слова Jeзеро, що означає «озеро», – прим. перекл.], який колись був наповнений водою і в який впадали кілька рік. Основні наукові завдання місії:
1. Оцінка придатності Марсу для життя, зокрема пошук місць та умов, в яких може існувати мікробне життя.
2. Пошук біосигнатур, які можуть підтверджувати існування життя на Марсі в минулому.
3. Відбір і зберігання проб ґрунтів та породи з марсіанської поверхні.
4. Підготовка до висадки людини на Марсі, зокрема тестування можливості видобування кисню з марсіанської атмосфери.
Для «Perseverance» вже складений графік роботи на перших сто днів (щоправда, потрібно враховувати, що марсіанський день приблизно на 40 хвилин довший, ніж день на Землі). Ось що він робитиме у цей час.
Дні 1-10
Одразу після приземлення спрацювали піротехнічні пристрої, які відкрили захисні ковпаки над лінзами фото- і відеокамер. Одразу після цього зонд зробив та відправив на Землю зображення з місця своєї посадки. Йому в цьому допомагають марсіанські орбітальні станції – «Одіссей» (НАСА) та «ExoMars» (ЄКА). Що згодом? Звісно, невеликий перепочинок, щоб підзарядити батареї для наступного дня на Марсі, – розповідає заступниця керівника проєктів місії Дженніфер Троспер, співробітниця Лабораторії дослідження реактивного руху НАСА в Каліфорнії.
Перше фото з місця посадки ровера.
Протягом наступних кількох днів «Perseverance» перевірятиме, чи усі його системи працюють нормально. Коли Сонце перебуватиме в зеніті, він визначить точне положення Землі на небі Червоної планети, щоб налагодити пряму комунікацію з контролерами. Перевіряючи свої інструменти та системи, «Perseverance» водночас передаватиме зображення свого навколишнього середовища. Усі ці перевірки, за словами Троспер, займуть чотири-п’ять днів.
Надалі роверу потрібно буде ще приблизно п’ять днів, щоб перейти від програмного забезпечення, яке він використовував під час посадки, на те, з яким він працюватиме на поверхні Марсу. Після цього він протестує свою роботизовану «руку», якою він збиратиме зразки породи та ґрунту, а також зробить свої перші «кроки» – випробування колісної системи та двигунів. Водночас контролери місії аналізуватимуть зображення з місця посадки, щоб приготуватися до наступного великого тесту – польоту на іншій планеті.
Дні 11-60
Річ у тім, що «Perseverance» прибув на Марс не сам. У його «трюмі» схований півметровий дрон «Ingenuity» («Винахідливість»). Оснащений чотирма гвинтами, «Ingenuity» зробить перший в історії аеродинамічний політ в атмосфері іншої планети. Його завдання – випробувати технології для запуску дронів-розвідників під час майбутніх пілотованих марсіанських місій. Щоб «Ingenuity» міг злетіти, «Perseverance» спершу мусить обрати відносно рівну ділянку. Оскільки ровер може долати до ста метрів протягом марсіанського дня, команда сподівається знайти її за десять днів на відстані до одного кілометра від місця посадки.
Як тільки потрібну ділянку знайдуть, «Perseverance» повинен вивантажити дрон. Очікують, що цей процес буде повільним. Оскільки «Ingenuity» лежить на боці, його потрібно акуратно обернути і вивантажити. Спершу дрон отримає заряд енергії від ровера, а надалі живитиметься за допомогою власних сонячних батарей. У теорії увесь цей процес, окрім зарядки батарей, триває не довше десяти хвилин, але оскільки контролери планують діяти надзвичайно обережно, він може розтягнутись майже на марсіанський тиждень, – стверджує Джошуа Ревіч, головний інженер «Ingenuity».
Інженери мають 30-денне «вікно», щоб провести п’ять автономних польотів, кожен з яких триватиме не довше 90 секунд. Польоти спершу відбуватимуть на малій висоті, але їхі межі поступово збільшуватимуть – потенційно до кількасот метрів. Під час останнього з п’яти тестових польотів апарат повинен самостійно знайти місце посадки і сісти на нього, – розповідає Джошуа Ревіч. «Ingenuity» злітатиме в небо не більше одного разу протягом марсіанського дня, а між польотами апарат заряджатиме свої батареї. «Perseverance», зі свого боку, робитиме зображення і, можливо, навіть відео польотів.
Дні 61-100
Проведення тестових польотів означатиме, що фаза випробувань закінчилась. Після цього «Perseverance» перейде до своїх основних наукових завдань. На цьому етапі, за словами Кеті Стек Морган, заступниці головного контролера місії, «інженери передадуть ключі від ровера вченим». До цього моменту, за її словами, усе наукове приладдя на його борту повинне бути випробуваним і готовим до роботи.
Надалі дослідникам належить визначити, куди відправити ровер. «Я очікую, що спершу ми проведемо наукове дослідження поверхні кратера, а згодом перейдемо до річкової дельти», – розповідає Стек Морган. Вчені припускають, що на дні кратера присутня вулканічна порода, яка відносно легко піддається датуванню. Її аналіз дасть змогу встановити вік решти зразків, які збере ровер.
«Perseverance» залишатиме на Марсі зразки породи, запаковані у невеликі циліндричні тубуси розміром з сигару. Дослідники сподіваються, що майбутні місії підбиратимуть ці зразки і відправлятимуть для аналізу на Землю.
На борту апарата також присутня цікава наукова апаратура. Зокрема, інструмент MOXIE («Марсіанський дослідницький інструмент з киснем in situ») добуватиме діоксид вуглецю з марсіанської атмосфери і хімічно перероблятиме його на кисень. Таку технологію, найімовірніше, використовуватимуть у майбутній місії з астронавтами на борту. Інструмент MEDA («Марсіанський аналізатор динаміки навколишнього середовища») досліджуватиме погоду на Марсі, а пристрій RIMFAX («Радіолокаційний візуалізатор для марсіанського підповерхневого експерименту») за допомогою радара шукатиме лід під поверхнею Червоної планети.
Після ста днів випробувань – можливо, в середині липня – «Perseverance» перейде до свого головного завдання – пошуку слідів життя на Марсі, який, можливо, стане найдетальнішим в історії. Вчені сподіваються, що його місія дасть змогу відповісти на багато загадок, які турбують людство.
Jonathan O'Callaghan
The First 100 Days on Mars: How NASA’s Perseverance Rover Will Begin Its Mission
Scientific American, 18/02/2021
Зреферував Є. Л.
22.02.2021