Три различни роботизирани сонди от три различни държави ще пристигнат в орбита около Марс през следващите две седмици, след като изминаха милиони километри в космоса.

Орбиталната сонда Hope ("Надежда") на Обединените арабски емирства ще пристигне първа, във вторник, последвана от китайския космически кораб Tianwen-1 на следващия ден, с прогнозна дата за кацане някъде през май. И накрая, американският марсоход Perseverance ("Постоянство") ще направи своето спускане до повърхността на Марс на 18 февруари.

Hope е първата междупланетна мисия на арабска държава някога. И ако Китай успее, това ще бъде първата държава, която някога е посещавала и кацала на Марс от първия си опит. Шансовете са срещу тях, като близо 50% от всички мисии на Марс се провалят. Китай вече е загубил орбитална мисия на Марс (Yinghuo-1) през 2011 г. От десетките мисии на Марс от 1960 г. насам около половината са катастрофирали или са пропуснали планетата изцяло, благодарение на неизправни компоненти, проблеми с двигателите или софтуерни грешки.

Марс е трудна дестинация по няколко причини. Първо, планетата е на милиони километри от Земята.

Освен това докато Марс има атмосфера, тя не е особено плътна. Това означава, че има достатъчно въздух, за образуването на прашни бури и ветрове, които пречат за спускането на сондите, но атмосферата не е достатъчна за използването на парашути за целия процес на кацане.

Трите мисии до Марс


Hope - ОАЕ

Сондата ще проучва климата на Марс и трябва да създаде първата пълна карта на атмосферата на планетата - и да се опита да открие защо голяма част от нея липсва.

Tianwen-1 - Китай

Орбитър за провеждане на глобално проучване и предаване на данни на Земята. Ровърът носи радар, способен да проникне на 100 метра под марсианската повърхност.

Perseverance - САЩ

Марсоходът ще търси признаци на обитаеми условия за живот, както и преки доказателства за микробния живот - ще събира и проби за по-късно транспортиране до Земята.


В миналото американските космически инженери са разчитали на монтирането на въздушни възглавници към сондите, което им позволява да отскочат и омекотят удара след падането с парашут. Новото поколение ровъри на НАСА обаче са твърде сложни и тежки за такива маневри и Perseverance вместо това ще разчита на ракетна платформа, наричана "небесен кран", за да се спусне на повърхността на Марс.

Тази техника е била използвана веднъж преди, през 2012 г., за кацането на американския марсоход Curiosity. Сега Perseverance, много по-тежък марсоход, ще направи подобен опит, за да преживее "седемте минути ужас". Това е времето, за което ровърът с размер на SUV, който тежи повече от един тон, ще достигне повърхността на Марс, след като навлезе в горната част атмосфера на планетата с повече от 20 000 км/ч. Процесът е напълно автоматизиран и по това време няма връзка с наблюдателите на Земата.


Атмосферното триене ще доведе до първото намаляване на скоростта. Тогава огромен парашут ще бъде освободен автоматично и това ще намали скоростта на сондата до няколкостотин километра в час. В този момента ще се запалят ракетните двигатели на небесния кран и сондата ще се забави, докато не достигне на около 20 метра над повърхността.

Кранът ще спусне ровъра по кабели, докато докосне повърхността, кабелите ще бъдат прерязани и небесният кран ще отлети, за да направи собственото си неконтролирано кацане на безопасно разстояние от Perseverance. Едва тогава ще бъде предадено съобщение до инженерите на НАСА за успешно кацане.

За разлика от Perseverance, космическият кораб на ОАЕ Hope, първият междупланетен космически кораб в арабския свят, ще има сравнително проста програма тази седмица. Той е проектиран само за орбита около Марс, което ще постигне чрез 30-минутно изгаряне на основния си двигател.


Ако изгарянето е успешно, това ще забави космическия кораб достатъчно, за да бъде уловен от гравитационното поле на Марс и да навлезе в орбита. След това Hope ще прекара следващите две години в изучаване на Марс, за да разбере по-добре как в продължение на милиарди години планетата е загубила плътната си атмосфера, способна да задържа вода на повърхността, и как бавно се е трансформирала в студен и сух свят.

От разстояния между 22 000 км и 44 000 км мисията ще изследва по-подробно и ролята, която прахът играе в марсианския климат - също важна информация за тези, които искат да се установят на Марс един ден.

Китайската мисия Tianwen-1 също трябва да влезе в орбита около Марс тази седмица, в сряда. Тя ще изследва планетата в продължение на няколко месеца, преди да пусне спускателен апарат, който ще пренесе 250-килограмов робот до планетата. Ако успее, Китай ще стане едва втората държава в света, която успешно ще приземи робот на друг свят, след САЩ.

Ако всичко върви добре, орбитърът Tianwen, което означава "Въпроси към рая" и все още неназованият марсоход ще се опитат да изследват климата на Марс и "йоносферата" - слоя от електрически заредени частици, заобикалящи планетата. Тази работа може да помогне да се разбере как Марс губи атмосферата си. Но също така ще подкрепи бъдещи мисии с екипаж до Марс, като изследва повърхността и картографира формата, геологията и вътрешната структура на планетата.

Орбитърът е пълен с камери, магнитометър (използван за измерване на магнитни полета) и различни анализатори на частици. Той също така ще действа като релейна станция, за да поддържа комуникация с марсохода. Марсоходът, с размерите на малка кола, е малко по-малък от марсохода на НАСА Perseverance. Той има подобен вид, с шест колела, големи слънчеви панели и стълб с прикрепени камери. Последните ще могат да идентифицират повърхностните композиции на разстояние между два метра и пет метра.

Това, което прави тази мисия още по-интересна, е, че марсоходът ще носи радар, проникващ в земята. По време на мисията си от 90 марсиански дни - марсианският ден е с близо 38 минути по-дълъг от земния - ровърът ще може да изследва структури под повърхността и да търси водни отлагания под земята. Доказателства за подземни солени езера бяха открити с помощта на радар през 2018 г. от европейския Mars Express Orbiter, но никога не са последвани с измервания на място.

Марсоходът няма да посещава тези специфични обекти, но би могъл да намери подобни условия край мястото, където ще кацне.
 

Китай вече е използвал радарната технология с голям успех на скорошния си роувър Yutu-2, за да идентифицира отделни уникални слоеве воден лед до 40 метра под повърхността на Луната.

Първият марсоход на Китай също ще трябва да премине през така наречените "седем минути ужас". Първоначалното забавяне ще бъде направено чрез коничен защитен слой - защитен щит, който причинява аеродинамично съпротивление (триене), но ще се нагрее изключително много, последвано от парашут и след това изстрелване на ретрокети, за да позволи меко кацане.

Трите сонда са част от серията мисии, които през следващите години трябва да трансформират знанията ни за планетата, като върнат проби от марсиански скали и почви на Земята за проучване. Тази задача ще бъде стартирана от Perseverance, който ще идентифицира обещаващи геоложки обекти, ще извлече почвени проби и ще ги постави на избрани места. След това бъдещите мисии, включващи Европа и САЩ, ще вземат тези проби и ще ги върнат на Земята.

Дневник