Comment la planète rouge a été conquise et ce que nous avons réussi à en apprendre. Le trafic sur la piste martienne augmente

Mars a captivé les gens depuis que nous l'avons vue pour la première fois comme un objet dans le ciel, qui nous a d'abord semblé une étoile, et une belle étoile, car elle est rouge. Au 1er siècle, les télescopes ont rapproché notre regard pour la première fois de sa surface, pleine de motifs et de reliefs intrigants (XNUMX). Les scientifiques ont d'abord associé cela à la civilisation martienne bouillonnante...

1. Carte de la surface de Mars au XNUMXe siècle.

Nous savons maintenant qu'il n'y a pas de canaux ou de structures artificielles sur Mars. Cependant, il a récemment été suggéré qu'il y a 3,5 milliards d'années, cette planète désormais sèche et toxique aurait pu être aussi habitable que la Terre (2).

Mars c'est la quatrième planète à partir du Soleil, juste après la Terre. Ce n'est qu'un peu plus de la moitié de la Terreet sa densité n'est que de 38 pour cent. terrestre. Il faut plus de temps pour faire une révolution complète autour du Soleil que de la Terre, mais il tourne autour de son axe à peu près à la même vitesse. Voilà pourquoi Une année sur Mars correspond à 687 jours terrestres.et une journée sur Mars ne dure que 40 minutes de plus que sur Terre.

Malgré sa petite taille, la superficie terrestre de la planète est approximativement égale à la superficie des continents de la Terre, ce qui signifie, du moins théoriquement. Malheureusement, la planète est actuellement entourée d'une atmosphère raréfiée, composée principalement de dioxyde de carbone, et est peu susceptible d'abriter la vie terrestre.

Le méthane apparaît également périodiquement dans l'atmosphère de ce monde desséché, et le sol contient des produits chimiques toxiques pour la vie telle que nous la connaissons. Mais il y a de l'eau sur mars, il est coincé dans les calottes polaires de la planète et caché, peut-être en grande quantité, sous la surface de Mars.

2. Apparition hypothétique de Mars il y a des milliards d'années

Aujourd'hui, alors que les scientifiques explorent surface de mars (3), ils voient des structures qui sont sans aucun doute l'œuvre de fluides de longue durée - cours d'eau ramifiés, vallées fluviales, bassins et deltas. Les observations montrent que la planète aurait pu avoir une fois un vaste océan couvrant son hémisphère nord.

Ailleurs paysage d'ours traces de douches anciennes, réservoirs, rivières traversant les lits des rivières au sol. Il est probable que la planète était également enveloppée d'une atmosphère dense, ce qui permettait à l'eau de rester à l'état liquide aux températures et pressions martiennes. À un moment donné dans le passé, la planète est maintenant censée avoir subi une transformation spectaculaire, et un monde qui aurait pu être autrefois assez similaire à la Terre est devenu le désert aride que nous explorons aujourd'hui. Les scientifiques se demandent ce qui s'est passé ? Où sont passés ces flux et qu'est-il advenu de l'atmosphère martienne ?

Pour le moment. Peut-être que cela va changer dans les prochaines années. La NASA espère que les premiers humains atterriront sur Mars dans les années 30. On parle d'un tel calendrier depuis une dizaine d'années. Les Chinois spéculent sur des plans similaires, mais moins spécifiquement. Avant de nous lancer dans ces programmes ambitieux, essayons de faire le bilan d'un demi-siècle d'exploration humaine de Mars.

Plus de la moitié de la mission a échoué

Envoi d'un vaisseau spatial sur Mars difficile, et atterrir sur cette planète est encore plus difficile. L'atmosphère martienne raréfiée fait de la remontée à la surface un énorme défi. Environ 60 pour cent. Les tentatives d'atterrissage tout au long des décennies d'histoire de l'exploration planétaire ont été infructueuses.

Jusqu'à présent, six agences spatiales ont atteint Mars avec succès - la NASA, les prédécesseurs russes de Roscosmos et soviétiques, l'Agence spatiale européenne (ESA), l'Organisation indienne de recherche spatiale (ISRO), l'agence chinoise, qui a non seulement hébergé l'orbiteur, mais aussi a atterri et lancé avec succès le rover , explorant la surface de la nef de Zhurong, et, enfin, l'agence spatiale des Émirats arabes unis avec la sonde "Amal" ("Hope").

Depuis les années 60, des dizaines d'engins spatiaux ont été envoyés sur Mars. Première rangée sonde sur mars bombardé l'URSS. La mission comprenait les premières passes intentionnelles et un atterrissage dur (impact) (Mars, 1962).

Première croisière réussie autour de Mars s'est produit en juillet 1965 à l'aide de la sonde Mariner 4 de la NASA. mars 2 i mars 3 cependant, en 1971, le premier avec le rover à bord s'est écrasé, et le contact avec mars 3 il s'est rompu dès qu'il a atteint la surface.

Lancée par la NASA en 1975, les sondes Viking consistaient en deux orbiteurs, chacun avec un atterrisseur qui a réussi un atterrissage en douceur en 1976. Ils ont également mené des expériences biologiques sur le sol martien pour rechercher des signes de vie, mais les résultats n'ont pas été concluants.

La NASA a continué Programme Mariner avec une autre paire de sondes Mariner 6 et 7. Ils ont été placés dans la fenêtre de chargement suivante et ont atteint la planète en 1969. Lors de la fenêtre de chargement suivante, Mariner a de nouveau subi la perte d'une de ses paires de sondes.

Mariner 9 entré avec succès en orbite autour de Mars en tant que premier vaisseau spatial de l'histoire. Entre autres choses, il a découvert qu'une tempête de poussière faisait rage à travers la planète. Ses photographies ont été les premières à fournir des preuves plus détaillées que de l'eau liquide aurait pu exister autrefois à la surface de la planète. Sur la base de ces études, il a également été constaté que la zone nommée Rien d'olympique est la plus haute montagne (plus précisément, un volcan), ce qui a conduit à son reclassement en Olympus Mons.

Il y eut bien d'autres échecs. Par exemple, les sondes soviétiques Phobos 1 et Phobos 2 ont été envoyées sur Mars en 1988 pour étudier Mars et ses deux lunes, avec un focus particulier sur Phobos. Phobos 1 perdu le contact en route vers Mars. Phobos 2bien qu'il ait réussi à photographier Mars et Phobos, il s'est écrasé avant que les deux atterrisseurs n'atteignent la surface de Phobos.

Sans succès aussi Mission Mars Observer de l'orbiteur américain en 1993. Peu de temps après, en 1997, une autre sonde d'observation de la NASA, le Mars Global Surveyor, a signalé son entrée sur l'orbite de Mars. Cette mission a été un succès complet et, en 2001, la planète entière avait été cartographiée.

4. Reconstitutions grandeur nature des rovers Sojourner, Spirit, Opportunity et Curiosity avec la participation d'ingénieurs de la NASA.

1997 a également vu une percée majeure sous la forme d'un atterrissage réussi dans la région de la vallée d'Ares et d'une étude de surface à l'aide de Lazika NASA Sojourner dans le cadre de la mission Mars Pathfinder. En plus des objectifs scientifiques, Mission d'exploration de Mars il s'agissait également d'une preuve de concept pour diverses solutions, telles que le système d'atterrissage à airbag et l'évitement automatique d'obstacles, qui ont ensuite été utilisées dans des missions ultérieures de rover (4). Cependant, avant leur arrivée, il y a eu une autre vague d'échecs martiens en 1998 et 1999, peu après le succès de Global Surveyor et Pathfinder.

C'était malheureux Mission de l'orbiteur japonais Nozomiainsi que des orbiteurs de la NASA Mars Climate Orbiter, Atterrisseur polaire de Mars je pénètre Deep Space 2avec divers échecs.

Mission Mars Express de l'Agence spatiale européenne (ESA) a atteint Mars en 2003. A son bord se trouvait un atterrisseur Beagle 2, qui a été perdu lors d'une tentative d'atterrissage et a disparu en février 2004. Beagle 2 a été découvert en janvier 2015 par la caméra HiRise du Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA. Il s'est avéré qu'il a atterri en toute sécurité, mais il n'a pas réussi à déployer complètement les panneaux solaires et l'antenne. Orbital Mars Express cependant, il a fait des découvertes importantes. En 2004, il découvre du méthane dans l'atmosphère de la planète et l'observe deux ans plus tard. étoiles polaires.

En janvier 2004, deux rovers de la NASA ont été baptisés Esprit de Serbie (MER-A) Je Occasion (MER-B) a atterri à la surface de Mars. Les deux ont largement dépassé les cartes martiennes estimées. Parmi les résultats scientifiques les plus significatifs de ce programme, il y avait des preuves solides que de l'eau liquide existait sur les deux sites de débarquement dans le passé. Rover Spirit (MER-A) a été actif jusqu'en 2010, date à laquelle il a cessé d'envoyer des données car il s'est retrouvé coincé dans une dune et n'a pas pu se réorienter pour recharger ses batteries.

Puis Phénix a atterri au pôle Nord de Mars en mai 2008 et a été confirmé avoir de la glace d'eau. Trois ans plus tard, le Mars Science Laboratory a été lancé à bord du rover Curiosity, qui a atteint la surface de Mars en août 2012. Nous écrivons sur les résultats scientifiques les plus importants de sa mission dans un autre article de ce numéro de MT.

Une autre tentative infructueuse d'atterrissage sur Mars par l'ESA européenne et le Roscosmos russe a été Lendaunik Schiaparelliqui s'est déconnecté de l'ExoMars Trace Gas Orbiter. La mission est arrivée sur Mars en 2016. Cependant, Schiaparelli, en descendant, a prématurément ouvert son parachute et s'est écrasé à la surface. Cependant, il a fourni des données clés lors d'une descente en parachute, de sorte que le test a été considéré comme un succès partiel.

Deux ans plus tard, une autre sonde se pose sur la planète, cette fois à l'arrêt. Visionqui a mené une étude qui a déterminé le diamètre du noyau de Mars. Les mesures d'InSight montrent que le diamètre du noyau de Mars est compris entre 1810 et 1850 kilomètres. C'est presque la moitié du diamètre du noyau terrestre, qui est d'environ 3483 km. Dans le même temps, cependant, plus que certaines estimations ne l'ont montré, ce qui signifie que le noyau martien est plus rare qu'on ne le pensait auparavant.

La sonde InSight a tenté sans succès de pénétrer profondément dans le sol martien. Déjà en janvier, l'utilisation de la "taupe" polono-allemande a été abandonnée, c'est-à-dire sonde thermique, censée s'enfoncer profondément dans le sol pour mesurer le flux d'énergie thermique. La taupe a rencontré beaucoup de frottements et ne s'est pas enfoncée assez profondément dans le sol. La sonde écoute aussi ondes sismiques de l'intérieur de la planète. Malheureusement, la mission InSight n'aura peut-être pas assez de temps pour faire plus de découvertes. La poussière s'accumule sur les panneaux solaires de l'appareil, ce qui signifie qu'InSight reçoit moins d'énergie.

Au cours des dernières décennies le mouvement dans l'orbite de la planète a également systématiquement augmenté. Propriété de la NASA Mars Odyssey est entré en orbite martienne en 2001. Sa mission est d'utiliser des spectromètres et des dispositifs d'imagerie pour rechercher des preuves passées ou présentes de l'eau et de l'activité volcanique sur Mars.

En 2006, une sonde de la NASA est arrivée en orbite. Orbiteur de reconnaissance de Mars (MRO), qui devait mener une enquête scientifique de deux ans. L'orbiteur a commencé à cartographier le paysage martien et la météo pour trouver des sites d'atterrissage appropriés pour les prochaines missions d'atterrisseur. MRO a pris la première image d'une série d'avalanches actives près du pôle nord de la planète en 2008. L'orbiteur MAVEN est arrivé en orbite autour de la planète rouge en 2014. Les objectifs de la mission sont principalement de déterminer comment l'atmosphère et l'eau de la planète ont été perdues pendant cette période. de l'année.

Vers la même époque, sa première sonde orbitale martienne, Mission en orbite martienne (MAMA), également appelée Mangalyan, lancement de l'Organisation indienne de recherche spatiale (ISRO). Il est entré en orbite en septembre 2014. L'ISRO indienne est devenue la quatrième agence spatiale à atteindre Mars, après le programme spatial soviétique, la NASA et l'ESA.

5. Véhicule tout-terrain chinois Zhuzhong

Un autre pays du club martien est les Émirats arabes unis. Leur appartenir appareil orbital Amal rejoint le 9 février 2021. Un jour plus tard, la sonde chinoise a fait de même. Tianwen-1, transportant l'atterrisseur et le rover Zhurong de 240 kg (5), qui ont réussi un atterrissage en douceur en mai 2021.

Un explorateur de surface chinois a rejoint trois engins spatiaux américains actuellement actifs et actifs à la surface de la planète. La curiosité de Lazikov i La persévérancequi a également atterri avec succès en février, et Insight. Et si tu comptes Drone volant ingénieux publié par la dernière mission américaine, séparément, c'est-à-dire des machines humaines travaillant à la surface de Mars en ce moment cinq.

La planète est également explorée par huit orbiteurs : Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 orbiter et Amal. Jusqu'à présent, pas un seul échantillon n'a été envoyé de Mars, et l'approche d'atterrissage sur la lune de Phobos (Phobos-Grunt) lors du décollage en 2011 a échoué.

Fig. 6. Images de la surface de Mars prises par l'instrument CaSSIS de l'orbiteur Exo Mars.

Toute cette "infrastructure" de recherche martienne continue de fournir de nouvelles données intéressantes sur cette question. Planète rouge. Récemment, l'ExoMars Trace Gas Orbiter a détecté du chlorure d'hydrogène dans l'atmosphère martienne. Les résultats sont publiés dans la revue Science Advances. "La vapeur est nécessaire pour libérer le chlore, et l'hydrogène est nécessaire par le sous-produit de l'eau pour former du chlorure d'hydrogène. La chose la plus importante dans ces processus chimiques est l'eau », a-t-il expliqué. Kévin Olsen de l'Université d'Oxford, dans un communiqué de presse. Selon les scientifiques, l'existence de vapeur d'eau soutient la théorie selon laquelle Mars perd de grandes quantités d'eau au fil du temps.

Propriété de la NASA Orbiteur de reconnaissance de Mars il a aussi récemment remarqué quelque chose d'étrange à la surface de Mars. Il s'enregistre avec une carte d'embarquement. Caméra HiRise une fosse profonde (7), qui ressemble à une tache sombre et noire d'un diamètre d'environ 180 mètres. D'autres recherches se sont avérées encore plus surprenantes. Il s'est avéré que du sable meuble se trouve au fond de la cavité et qu'il tombe dans une direction. Les scientifiques tentent maintenant de déterminer la fosse profonde pourrait-elle être reliée à un réseau de tunnels souterrains laissés par la lave à écoulement rapide.

Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que des volcans éteints pourraient être laissés pour compte grands tubes de lave de grotte sur Mars. Ces systèmes peuvent s'avérer être un endroit très prometteur pour le futur déploiement de bases martiennes.

Qu'est-ce qui attend la planète rouge dans le futur ?

Dans le cadre du programme ExoMars, l'ESA et Roscosmos prévoient d'envoyer le rover Rosalind Franklin en 2022 pour rechercher des preuves de l'existence de micro-organismes sur Mars, passés ou présents. L'atterrisseur que le rover est censé livrer s'appelle Kazachok. Même fenêtre en 2022 Orbite martienne EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Researchers) de l'Université de Californie à Berkeley doit voler avec deux engins spatiaux dans une mission visant à étude de structure, composition, Volatilité i dynamique de la magnétosphère de Mars раз processus de sortie.

L'agence indienne ISRO prévoit de donner suite à sa mission en 2024 avec une mission appelée Mars Orbiter Mission 2 (MOM-2). Il est possible qu'en plus de l'orbiteur, l'Inde veuille également envoyer un rover pour atterrir et explorer la planète.

Des suggestions de voyage un peu moins spécifiques incluent le concept finno-russe MetNet de marsqui implique l'utilisation de nombreuses petites stations météorologiques sur Mars pour créer un vaste réseau d'observations pour étudier la structure de l'atmosphère, la physique et la météorologie de la planète.

Mars-Grunt ceci, à son tour, est le concept russe d'une mission visant à livrer un échantillon de sol martien sur Terre. L'équipe ESA-NASA a développé le concept d'une architecture de décollage et de retour à trois Mars qui utilise un rover pour stocker de petits échantillons, une marche d'escalade sur Mars pour les envoyer en orbite et un orbiteur pour communiquer avec eux par voie aérienne. Mars et les ramener sur Terre.

Entraînement électrique solaire peut permettre à un décollage de renvoyer des échantillons au lieu de trois. L'agence japonaise JAXA travaille également sur un concept de mission appelé le rover MELOS. rechercher des biosignatures la vie existante sur Mars.

Bien sûr il y en a d'autres projets de missions habitées. L'exploration spatiale américaine a été définie comme un objectif à long terme dans la vision de l'exploration spatiale annoncée en 2004 par le président américain George W. Bush.

28 septembre 2007 Administrateur de la NASA Michel D Griffon a déclaré que la NASA vise à envoyer un homme sur Mars d'ici 2037. En octobre 2015, la NASA a publié le plan officiel d'exploration humaine et de colonisation de Mars. Il s'appelait Journey to Mars et était détaillé par MT à l'époque. Il n'est probablement plus d'actualité, puisqu'il prévoyait l'utilisation de la Station Spatiale Internationale en orbite terrestre, et non de la Lune, et de la station lunaire comme étage intermédiaire. Aujourd'hui, on parle davantage de retourner sur la Lune pour se rendre sur Mars.

Il est également apparu sur le chemin Masque de l'ego et SpaceX avec ses plans ambitieux et parfois considérés comme irréalistes pour des missions conventionnelles sur Mars pour la colonisation. En 2017, SpaceX a annoncé des plans jusqu'en 2022, suivis de deux autres vols sans pilote et de deux vols habités en 2024. Starship doit avoir une capacité de charge d'au moins 100 tonnes. Plusieurs prototypes de Starship ont été testés avec succès dans le cadre du programme de développement de Starship, dont un atterrissage entièrement réussi.

Mars est de loin le corps cosmique le plus étudié et le plus connu après ou égal à la Lune. Des plans ambitieux, jusqu'à la colonisation, sont une perspective assez vague pour le moment. Ce qui est certain, cependant, c'est que le mouvement de va-et-vient surface de la planète rouge va croître dans les années à venir.