Еще многие сотни лет назад Марс привлекал внимание и ученых, и обывателей со всего мира. Ему поклонялись, его боялись, но всегда хотела узнать, что он в действительности из себя представляет. Со времен, когда люди начали исследование Марса, прошло не так много времени, но накопленный научный материал уже позволяет составить представление о том, что это за планета.
Причины научного интереса
Среди планет солнечной системы Марс считается наиболее близким по условиям к Земле, однако главные вопросы относительно этой планеты еще не решены.
- На поверхности Марса раньше было много воды в жидком состоянии, а климат можно было назвать теплым. Затем произошло нечто, из-за чего водоемы на планете исчезли, а климат резко стал сухим. Ученые хотят выяснить причины произошедшего, это стало основной целью исследования Марса.
- Второй важнейшей целью исследований Марса является построение его детальной модели. Сейчас ничего не известно о внутреннем строении Марса, почти нет данных о поверхности планеты, физических и химических процессах. Это важнейшие данные для понимания перспектив использования Марса.
- Третья цель исследования связана с поиском ответа на вопрос – есть ли жизнь на Марсе, и если нет, то существовала ли когда-то.
- Последней целью является освоение планеты. Марс представляется наиболее подходящей для освоения и колонизации в будущем.
Исследование Марса с помощью телескопов
В 1610 Галилео Галилей положил основу изучения планеты, проведя первое исследование Марса с помощью созданного им же телескопа. Тогда впервые были обнаружены и зафиксированы такие особенности рельефа, как вулканы и марсианские каналы.
Последователями Галилея были открыты следующие факты о планете:
- Ученые увидели пятно моря Сырт. Наблюдения за ним позволили вычислить, что год на Марсе длится 687 земных суток, а полный оборот планета совершает за 24,5 часа.
- Были обнаружены полярные ледяные шапки и зависящие от времени года периоды их таяния.
- Были созданы первые карты Марса.
- Наблюдения за преломлением света в атмосфере Марса позволили предположить наличие воды в его атмосфере.
- Обнаружены спутники Марса – Фобос и Деймос.
Дистанционные исследования Марса с помощью космических аппаратов
Благодаря космическим исследованиям планеты в 1920-е годы удалось установить, что на всей территории Марса преобладают суровые пустынные условия. Уже тогда стало ясно, что человеку будет тяжело освоить территории планеты, в отличие от техники, которую можно создать подходящей для нахождения там.
Первые запуски советских космических аппаратов к Марсу
Советский зонд Марс-1 стал первым, созданным аппаратов, целью которого было достичь поверхность Марса для научных исследований. Но миссия потерпела неудачу. С 1960 по 1969 годы три зонда вышли из строя еще на старте, три не вышли на околоземную орбиту, один не был способен приземлиться на территорию Марса. Два зонда оказались недееспособны, когда достигли орбиты планеты.
В программу исследования Марса СССР входили не только спускаемые аппараты, но и орбитальные зонды. Их целью было достижение орбиты Марса и отправление сигналов на Землю, в том числе и передача фото поверхности планеты, данных о радиации и атмосфере. Однако все зонды такого типа рано или поздно пропадали с локаторов советских ученых.
После первых неудач СССР разработали более многофункциональные автоматические аппараты, Марс-2 и Марс-3. Цель этих машин заключалась в курсировании вокруг Марса и совершении посадки. Запуск состоялся в 1971 году, сигналы с машин поступали до марта 1972 года, позволив советским ученым таким образом собрать хороший научный материал: 60 фотографий, позволяющим воссоздать рельеф Марса, узнать особенности гравитации и магнитных полей планеты.
После удачных запусков СССР отправляли еще 4 зонда, 3 из которых отправили данные на Землю. Марс-4 пролетел по радиусу планеты на расстоянии 2200 км, впервые была зафиксирована ионосфера марсианских ночей.
Программы НАСА
История исследования Марса для НАСА началась в 1964 году, когда были запущены два космических аппарата. Успешным оказался второй, Mariner 4, который в 1965 пролетел мимо планеты и сделал первое фото Марса крупным планом. Кроме того, расположенный на аппарате магнитофон передал ученым информацию об ударных кратерах. В ходе этой первой успешной миссии были собраны данные для подготовки новых машин для отправления на Марс.
В следующие года на основе исследований 1964 года были сделаны попытки отправки зондов, однако удачным оказалась только отправка Mariner 9, который впервые успешно вышел на орбиту Марса. Однако во время прибытия к Марсу его ожидала песчаная буря, не позволяющая детально исследовать планету. В этот период аппарат занимался изучением спутника с помощью космических аппаратов. Были сделаны важные открытия, связанные с Фобосом.
Когда погода на планете наладилась, аппарат сделал первые качественные фото, доказавшие, что на Марсе когда-то могла течь вода. Также был обнаружен вулкан, названный Олимпом, – это самая высокая гора в Солнечной системе.
Программа Viking
В 1975 году в рамках этой программы были запущены корабли Viking 1 и 2. Это были первые аппараты, успешно приземлившиеся и работавшие на поверхности Марса.
Учеными были заданы следующие задачи наблюдения и передачи данных о Марсе: фиксация метеорологических, сейсмических и магнитных свойств планеты, а также отчеты о биологических экспериментах на борту Викинга.
Были обнаружены устья рек, размытые долины, признаки выпадения дождей в прошлом. Некоторые из данных даже свидетельствуют о наличии признаком микробной жизни на Марсе.
Станция Марс Масфайндер
4 июля 1997 года американский корабль Марс Масфайндер приземлился на марсианской станции. На своем борту он привез первого робота для изучения поверхности планеты. Аппарат кроме того проверял в действии множество новых технологий: систему подушек безопасности, автоматические системы предотвращения препятствий. Данный аппарат стал подготовкой к более масштабному исследованию.
Mars Global Surveyor
Этот новый космический аппарат, запущенный 12 сентября 1997 года, стал первым полностью успешным проектом за последние двадцать лет. Первый этап работы аппарата, начавшийся в 1999 году, заключался в первичной картографической экспедиции и продлился один марсианский год, что равняется двум земным.
Полученные в ходе этого исследования данные превосходили по качеству и количеству информацию, полученную за весь период научного изучения Марса. В данный момент эти данные находятся в общем доступе.
Этот аппарат продолжил исследование водного вопроса планеты. Благодаря ему ученые выдвинули следующую гипотезу: на марсе есть вода в жидком виде, но она сосредоточена под поверхностью воды. Однако иногда происходит ее выход на поверхность, что приводит к появлению размытых каналов и оврагов.
Продолжались и изучения магнитного поля Марса. Были получены данные, свидетельствующие о локализации источников магнитного поля не в ядре планеты, а в ее коре.
В 2006 аппарат потерял связь с Землей, и что с ним сейчас – до сих пор неизвестно.
Марс Одиссея и Марс Экспресс
В 2001 году Марс Одиссея прибыл на Марс с целью обнаружить воду на планете. Уже в следующем году аппарат обнаружил большое количество водорода, что свидетельствует о нахождении больших залежей льда в нескольких метрах от поверхности под землей.
В 2003 Европейское космическое агентство запускает с Байконура Марс Экспресс, оснащенный механической рукой и спектрометром, что позволило машине исследовать почву под поверхностью для поиска биосигналов. Как и предыдущие исследования НАСА, Марс Экспресс подтвердил наличие водяного пара и углекислого газа на южном полюсе планеты. Позже были найдены 2 американских аппарата, утративших связь с Землей.
Орбитальное распознавание Марса
В 2005 под руководством Локхида Мартина в Лаборатории реактивного движения был построен многоцелевой космический корабль стоимостью 720 миллионов долларов. В 2006 он достиг марсианской орбиты.
Этот современный аппарат и сегодня занимается анализом почвы и рельефом благодаря чувствительным камерам на борту. Он изучает марсианскую погоду, тестирует телекоммуникационные системы, служит передатчиком информации с поверхности планеты.
К последним его целям относится работа в качестве спутника для новейших миссий на Марсе.
Фобос-Грунт
Фобос-Грунт – это миссия Роскосмоса, начатая 8 ноября 2011. Ее цель состояла в извлечении образца Фобоса для его дальнейшего отправления на Землю и размещении на орбите Марка китайского зонда. Однако миссия потерпела поражение и аппарат не смог выйти за пределы околоземной орбиты.
Curiosity марсоход и орбитальная миссия MAVEN
В 2012 году на Марс высадился марсоход Curiosity. Он привез на Марс инструменты и аппаратуру, предназначенную для поиска условий для жизни на планете.
Для передачи информации НАСА так же был запущен MAVEN, который сейчас находится на орбите Марса и помогает поддерживать связь между техникой на Марсе и учеными на Земле.
Миссия Орбита Марса
В 2014 году на орбиту Марса был успешно доставлен Мангальян, первый в истории азиатский аппарат, успешно показавший себя в исследовании Марса.
Помимо главной цели – демонстрации развивающихся восточных технологий, аппарат изучает атмосферу Марса и передает данные о ней на Землю. Главное достижение проекта – его низкая цена, 71 млн. долларов.
Другие попытки азиатских стран принять участие в программе изучения Марса, оказались неудачными и были предприняты Китаем и Японией.
Ситуация в настоящее время
- Всего к Марсу было отправлено 44 миссии. Из них 16 успешных, 7 – частично успешных, 21 – неудачных.
- На орбите Марса расположены 6 космических аппаратов: 3 американских, европейский, индийский и российско-европейский.
- На поверхности планеты работают 2 американских марсохода
- Главное направление работы сегодня – изучение биологических следов на Марсе и перспектив жизни на нем.
Дальнейшие планы в изучении Марса
Следующее сближение Марса и Земли произойдет в 2020 году. Все страны-участники марсианской программы активно готовятся к этому моменту.
- Создание разведочного аппарата для экипажа «Орион». Данный аппарат призван изучить условия пребывания астронавтов на Марсе, подготовить следующие шаги для освоения Марса как места обитания человека. В данный момент проводится подготовка людей для будущей отправки на Марс, изучаются всевозможные сложности от технических, до психологических. Старт миссии разведывательного аппарата назначен на 2020 год. Момент отправления человека назначен на 2030 год.
- Второй этап российско-европейской миссии проекта ExoMars. В 2020 также планируется доставка на поверхность планеты нового марсохода
- Индия планирует доставить на орбиту Марса свой второй зонт
- Китай хочет стать полноправным участником марсианской программы и отправить свой зонд и марсоход.
- ОАЭ и США готовят совместную миссию по отправке аппарата Mars Hope
- В 2022 Япония планирует запустить программу, позволяющую доставить на Землю грунт с Фобоса и Деймоса.
- 2024 назначен годом отправки российского аппарата по сбору образцов грунта со спутников Марса.
Таким образом, история исследования Марса – это сложный путь побед и поражений, ведь каждая третья миссия заканчивалась неудачей. Даже сейчас не все проекты оказываются успешными, и дорогое оборудование, в которое вложены силы многих ученых, становится очередным космическим мусором.
Тем временем отправление на Марс человека намечено уже на 30-е годы. Ученым всего мира нужно объединить усилия, чтобы первый полет человека стал мировым достижением, а не трагедией. Ведь заселение космоса открывает огромные перспективы существования человечества в целом.