Когда женщина-астронавт впервые ступит на Луну, а это должно произойти примерно в 2024 году, этот исторический момент станет шагом к другой первоочередной задаче НАСА: посадке людей на Марсе. Следующая автоматическая миссия к Красной планете Mars 2020 (Марс 2020) будет запущена с целью разведки, чтобы помочь астронавтам отважиться на полёт и посадку в негостеприимных условиях Марса.
Научная цель ровера Mars 2020 заключается в поисках следов древней жизни, и это первый космический аппарат, который будет собирать образцы с марсианской поверхности, сохраняя их в специальных трубках, которые будут отправлены на Землю во время следующей миссии, но также аппарат имеет технологии, которые проложат путь для исследования Марса людьми.
Марсианская атмосфера состоит в основном из углекислого газа и является чрезвычайно тонкой (она примерно в 100 раз менее плотная, чем земная), в ней нет пригодного для дыхания кислорода. На поверхности планеты отсутствует вода. Мёрзлый ландшафт подвержен действию солнечной радиации и пыльных бурь. Ключом к выживанию на этой планете станут технологии, исследования и испытания.
Космический аппарат Mars 2020 создан, чтобы помочь во всех этих аспектах. Он будет запущен в июле 2020 года, и понесёт на своём борту новейшие научные и технические приборы, собранные и установленные на ровере в Лаборатории реактивного движения.
Посадка
Каждая посадка на Марсе даёт возможность обучения. В случае с космическим аппаратом Mars 2020 - это испытание функциональности его теплового экрана и парашюта в атмосфере планеты, а также проверка работы его радара при приближении к поверхности.
Датчики в специальной аэрооболочке космического аппарата (капсуле, которая окружает марсоход) будут следить за его нагревом и работой во время входа в атмосферу.
Эти датчики, которые составляют инструментарий для отслеживания входа в марсианскую атмосферу, спуска и посадки (Mars Entry, Descent and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2)) помогут инженерам усовершенствовать посадочные конструкции для больших полезных нагрузок, таких как оборудование для астронавтов и материалы для жилых станций.
Помимо этого, посадка ровера подобного типа - это ценный опыт приземления тяжёлых космических кораблей на поверхности Марса; сложная задача посадки в тонкой марсианской атмосфере тесно связана с массой. Первый космический корабль с экипажем в сравнении с ровером будет выглядеть титаном, неся на борту системы жизнеобеспечения, снабжения и защиты.
Наконец, Mars 2020 имеет специальную систему наведения, которая является ключом к более безопасным посадкам.
Эта новая система, которая называется Terrain Relative Navigation, способна определять направление движения космического аппарата, анализируя во время спуска получаемые камерами изображения и сопоставляя ориентиры на них с предварительно загруженной картой. При вероятности посадки космического аппарата в опасной местности, система переключится на более безопасную посадочную цель.
Включение в конструкцию аппарата системы Terrain Relative Navigation позволило команде Mars 2020 выбрать местом для посадки кратер Джезеро, который считался ранее слишком рискованным посадочным пунктом для предыдущих миссий.
Эта система автономной навигации необходима для безопасной посадки людей. Также она была бы полезна при спуске на поверхность оборудования до приземления человеческого экипажа.
Кислород
Для жизни на Марсе потребуется постоянное снабжение кислородом, транспортировка которого с Земли в необходимых объемах будет довольно дорогостоящей.
Специальное устройство в форме куба, названное MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment - эксперимент по использованию кислородных ресурсов Марса), создано для тестирования экономичной альтернативы, заключающейся в преобразовании углекислого газа, который составляет около 96% марсианской атмосферы, в кислород.
Хотя MOXIE - это пока небольшая демоверсия, есть надежда, что эта технология может развиться в будущем в более объёмные и эффективные кислородные генераторы.
Это позволило бы астронавтам производить собственный воздух для дыхания и обеспечило бы их кислородом для сжигания ракетного топлива, необходимого для возвращения людей на Землю.
Что ещё более важно, будущие модификации MOXIE могут сэкономить драгоценное пространство на первом корабле с экипажем, летящим на Марс. Это не только оставило бы больше места для полезных грузов, но уменьшило бы стоимость и трудности перелёта с Земли на Марс.
Вода
Искусственные спутники, вращающиеся вокруг Красной планеты, регулярно "заглядывают" в её недра с помощью радаров, но Mars 2020 оснащён глубоко проникающим радаром под названием RIMFAX (Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment - радар для исследования недр Марса), который создан для работы на поверхности планеты.
Команда учёных миссии Mars 2020 будет использовать его изображения с высоким разрешением, чтобы больше узнать о геологии, о недрах Марса, о его древних озёрах.
Но подобный радар можно использовать и для поиска залежей подземных льдов, которые могли бы обеспечить астронавтов питьевой водой. В кратере Джезеро вряд ли имеются такие залежи, но они должны быть в других местах на Марсе.
Скафандры
Пыль и радиация являются неотъемлемой частью марсианского климата. Пыль разносится повсюду, покрывая космические аппараты и солнечные батареи.
И, поскольку планета не имеет магнитного поля, как наша Земля, поверхность Марса буквально омывается солнечным излучением.
Сближение орбит Земли и Марса происходит каждые два года, что является лучшим временем для межпланетных путешествий, а это означает, что первым астронавтам на Красной планете, вероятно, придётся выдерживать длительное воздействие радиации.
Чтобы помочь инженерам спроектировать скафандры для защиты астронавтов от марсианских стихий, учёные решили отправить пять образцов материалов скафандров в комплекте с одним из научных инструментов аппарата Mars 2020, который называется SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals - сканируемые обитаемые среды с комбинационным и люминесцентным излучением для органических и химических веществ).
На калибровочной мишени данного инструмента помещены фрагмент шлема и четыре вида тканей для скафандров. С помощью инструмента SHERLOC, а также камеры, работающей в видимом спектре, учёные смогут исследовать процесс разрушения материалов в ультрафиолетовом излучении.
Впервые на Марс для испытаний будут отправлены материалы скафандра, и это не только жизненно важно, но и позволит сравнить результаты с текущими испытаниями в Космическом центре Джонсона НАСА.
Убежища
Людям, исследующим Красную планету, понадобятся не только хорошие скафандры; им необходимо место для жизни.
Mars 2020 должен собрать данные, которые помогут инженерам спроектировать надёжные убежища для будущих астронавтов.
Как и марсоход Кьюриосити и спускаемый модуль InSight, аппарат Mars 2020 оснащён метеорологическими инструментами для изучения динамики пыли и радиации в различные сезоны в течение года.
Этот набор датчиков, называемый MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer - анализатор динамики окружающей среды Марса), является следующим шагом в сборе информации о марсианской погоде.
Источник: https:// www.nasa.gov/ feature/ jpl/ nasas-mars-2020-will-blaze -a-trail-for-humans