В преддверии будущих пилотируемых миссий на Марс исследование двух португальских учёных из Лиссабонского университета приблизило нас к «более мягким посадкам» на Красной планете.
Два португальских учёных стали ведущими авторами исследования, опубликованного в научном журнале Journal of Geophysical Research: Planets, (источник на португальском языке) целью которого было «отслеживать» и анализировать облака на Марсе, работа, призванная облегчить будущие миссии на Красную планету.
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
В рамках этой работы задача состояла в том, чтобы одновременно измерять высоту и скорость распространения марсианских атмосферных волн, которые являются ключевым элементом для понимания того, как в атмосфере этой планеты переносится энергия.
Как объяснил Euronews учёный Франсишку Бразил, возглавивший исследование вместе с Педру Машаду, оба из Факультета наук Лиссабонского университета (CIÊNCIAS ULisboa) и Института астрофизики и космических наук (IA), добиться этого удалось главным образом на основе данных миссии Mars Express.
Речь идёт об «одной из самых продолжительных миссий Европейского космического агентства», находящейся на орбите уже 23 года; её срок, между тем, продлён «до 2029 года», и ключевые элементы этой беспилотной программы были задействованы в исследовании.
Объясняя, почему это исследование столь важно, Франсишку Бразил уточнил, что «чтобы посадить аппарат на планету, как мы делаем на Земле, нам нужно более или менее понимать, как распределена атмосфера по слоям».
Благодаря характеристике атмосферных волн на Марсе можно узнать, какова динамика его атмосферы на этих конкретных высотах. В данном случае «измерение высот облаков и скоростей ветра» было «важнейшей методикой».
Всё это стало возможным благодаря камере высокого разрешения на борту европейского космического аппарата Mars Express, которая позволила наблюдать один и тот же участок под разными углами.
По словам Франсишку Бразила, это открытие «будет иметь большое значение в будущем, когда человечество доберётся до Марса», поскольку позволит понять, «какие оптимизации необходимо внести» в аппараты, которые должны достичь марсианской «поверхности». Цель в том, чтобы «контролировать силы трения и различия, существующие в атмосфере» планеты, так чтобы «посадка прошла как можно более благополучно».
«Атмосфера гораздо более разреженная по сравнению с земной»
Почему же этот анализ может оказать столь значительное влияние на будущие миссии к Марсу? Дело в том, что «атмосфера» этой планеты «по сравнению с земной очень разрежена», то есть содержит «мало молекул». В результате «сила трения», возникающая на Красной планете, значительно ниже: «это почти как свободное падение», поясняет астрофизик. Это резко отличается от ситуации на Земле, где «очень трудно вывести ракету в космос».
Сложности на этом направлении на протяжении последних десятилетий были весьма заметны. «Отправить ровер на поверхность Марса было очень трудно», говорит Франсишку Бразил. Факт остаётся фактом: с 1960 года примерно половина миссий по исследованию Марса завершилась неудачей — это и падения роботизированных аппаратов на поверхность планеты, и аварии при запуске или выходе на орбиту.
Учёный объяснил, в чём заключаются основные проблемы посадки, размышляя о возможной пилотируемой миссии на марсианскую поверхность, чего до сих пор ещё не было: «Поскольку у нас не было достаточной информации о том, как распределена атмосфера, эти роверы фактически входили в неё в режиме свободного падения и разбивались о поверхность Марса. И мы не хотим, чтобы то же самое случилось с людьми».
Впрочем, в «последние годы» ситуация начала меняться: «коэффициент успешных посадок» на Марс уже заметно вырос по сравнению с прежними периодами, уточнил исследователь.
Это связано также с инвестициями в новые технические средства. «За последние годы все роверы серьёзно продвинулись с точки зрения технологий, которые смягчают ту самую почти свободную посадку на Марс», уменьшая удар при входе в атмосферу и посадке на поверхность благодаря различным системам, таким как «специальные парашюты» и «амортизирующие устройства», напоминающие airbags.
Облака на Марсе редки и «сезонные»
Как и на Земле, на Красной планете есть «несколько времён года» из-за того, что у обеих «наклонённая ось», пояснил специалист из Института астрофизики и космических наук.
Это влияет на процесс образования облаков на Марсе. «В течение всего года они очень редки», а их появление в значительной степени носит сезонный характер.
Причина в том, что эта планета «имеет полярные шапки, состоящие из льда углекислого газа и воды, которые по мере приближения лета в Северном полушарии начинают испаряться», образуя так называемый Aphelion Cloud Belt, «область в Северном полушарии с большим количеством облаков». Поэтому «только в это время» марсианского года «мы можем наблюдать больше облаков», которые затем «меняются со временем» и «реагируют на различные динамические процессы в атмосфере».
По этой же причине облака на Марсе можно обнаружить лишь «в немногих районах планеты». Именно поэтому, когда «большинство людей видит фотографию Марса, они видят его поверхность, почти никогда не видят облаков».
Таким образом, данные нового исследования, возглавленного Франсишку Бразилом и Педру Машаду, теоретически могут повлиять на выбор времени для миссии к поверхности Марса, стартующей с орбиты планеты. Зная заранее, в какое время года находится Марс, можно попытаться провести посадку, «например, в период меньшей турбулентности в атмосфере, чтобы обеспечить более мягкую посадку».
Марс как «естественная лаборатория некоторых земных явлений»
Отвечая на вопрос о значении изучения марсианской атмосферы для научного сообщества XXI века, Франсишку Бразил отметил, что «ещё одна очень интересная особенность Марса» заключается в том, что эта планета «фактически является естественной лабораторией некоторых явлений, которые мы наблюдаем на Земле», хотя и на «крайне преувеличенном» уровне.
Он привёл пример, подчеркнув, что причины этих явлений до конца не ясны: «Мы имеем явление, которое хорошо известно: это глобальные пылевые бури на Марсе, полностью накрывающие планету, и мы всё ещё точно не понимаем, какой механизм запускает эти бури».
Астрофизик добавил, что такие бури «обычно происходят весной и летом в Южном полушарии, когда Марс находится ближе всего к Солнцу и нагрев атмосферы максимален, вызывая сильную турбулентность». Сейчас научное сообщество изучает, какие факторы вызывают эти глобальные бури на Марсе: часто они возникают из-за слияния штормов меньшего масштаба, локального или регионального характера.