НАСА и Европейское космическое агентство представили усовершенствованную архитектуру для возвращения образцов с Марса

27 июля НАСА и Европейское космическое агентство (ЕКА) представили новую усовершенствованную архитектуру миссии для предстоящей миссии по возврату образцов с Марса. Кроме того, НАСА завершило обзор системных требований для миссии, что еще на один шаг приблизило амбициозный проект к завершению этапа концептуального проектирования.

Новая архитектура миссии использует преимущества новых технологий, разработанных и испытанных на Марсе, таких как летающие вертолеты, подобные вертолету Mars 2020 Ingenuity.

Основная цель миссии Mars Sample Return, как следует из названия, состоит в том, чтобы эффективно вернуть несколько образцов с марсианской поверхности на Землю, используя комбинацию марсоходов, посадочных модулей, ракет, а теперь и винтокрылых самолетов. Процесс возвращения марсианских образцов начался с посадки марсохода NASA Mars 2020 Perseverance в кратере Джезеро в феврале 2021 года, где он часто собирал образцы во время своих различных миссий в кратер.

С такой высокой целью задачи легко увидеть, насколько сложной может быть структура возврата выборки. Уменьшение сложности миссии по возвращению образцов с Марса и повышение вероятности успеха было основным направлением обновленной архитектуры миссии, объявленной НАСА и Европейским космическим агентством.

В последние годы архитектура возврата образцов с Марса состояла из Perseverance, марсохода для восстановления образцов, ровера для восстановления образцов, марсохода Ascent и ровера для возвращения на Землю. После приземления на Марсе бродячий сборщик образцов Jezero Crater исследует и захватит несколько образцов, которые настойчивость оставит на поверхности.

После того, как образцы будут собраны, марсоход вернется в модуль посадки образцов, где образцы будут загружены в капсулу внутри ракеты-носителя Mars Ascent и выведены на орбиту. Оказавшись на орбите, корабль для восхождения на Марс встретится с кораблем для возвращения на Землю и доставит образцы на орбитальный аппарат, который затем вернется на Землю и выпустит их в атмосферу Земли для поиска и анализа учеными НАСА и Европейского космического агентства.

Но теперь новая архитектура миссии, назначенная на 27 июля, призывает НАСА и Европейское космическое агентство отказаться от использования марсохода для поиска образцов и вместо этого в первую очередь использовать как Perseverance Wagon, так и два вспомогательных самолета для сбора образцов для сбора образцов, сброшенных Perseverance вокруг Джезеро. Кратер.

Посадочный модуль для сбора образцов будет нести два вертолета вместе с марсоходом Mars Ascent, и теперь планируется, что он станет единственной оставшейся частью миссии по возврату образцов с Марса, которая приземлится на Марсе. Perseverance соберет большую часть образцов с помощью вертолетов, которые, вероятно, помогут марсоходу собирать образцы на больших расстояниях от зонда.

Конструкция вертолетов будет в значительной степени зависеть от конструкции инновационного вертолета, который в настоящее время работает в Езеро, в сочетании с настойчивостью. Креативность превзошла все ожидания, установленные командами НАСА, совершила поразительные 29 полетов на Красную планету и пережила более чем год сверх своего первоначального срока службы. Эффективность и возможности, продемонстрированные Ingenuity, стали движущей силой решения об использовании вертолетов для оказания помощи в извлечении образцов с поверхности.

«В план внесены некоторые важные и полезные изменения, которые могут быть напрямую связаны с недавними успехами Jezero в области настойчивости и впечатляющими характеристиками нашего марсианского самолета», — сказал доктор Томас Зурбухен, заместитель администратора НАСА по науке.

Кроме того, в обновленной форме возврата образца Марса, опубликованной 27-го числа, показаны вертолеты, которые, по-видимому, имеют небольшие колеса, расположенные на концах четырех посадочных опор. Предполагается, что эти колеса будут использоваться для перемещения вертолетов близко к образцам, которые они пытаются восстановить, поскольку приземление точно рядом с ними будет задачей, которую вертолетам будет очень трудно выполнить.

В обновленном плане по возвращению образцов Марса на Землю Встроить твит Марсоход доставит образцы на десантный корабль, где роботизированная рука предоставлена ЕКА Они будут загружены в посадочный автомобиль. Два вертолета инновационного класса будут выполнять функции резервных вертолетов. Детали: https://t.co/1rQJ8H7D1L pic.twitter.com/HMTd7T5aWC

— НАСА Марс 27 июля 2022 г.

Кроме того, орбитальный аппарат возврата на Землю, который разрабатывается Европейским космическим агентством, останется жизненно важной частью миссии, и его образцы должны вернуться на Землю в 2033 году.

Обнародование этой передовой архитектуры миссии приблизило возвращение марсианского образца на один шаг ближе к завершению этапа концептуального проектирования, во время которого команды миссии оценивали и дорабатывали различные компоненты, чтобы определить наилучший возможный дизайн.

«Этап концептуального проектирования — это когда каждый аспект плана миссии рассматривается под микроскопом», — сказал доктор Зурбухен.

Следующим этапом разработки миссии является этап начального проектирования, который, как ожидается, продлится около 12 месяцев. На этом этапе команды миссии завершат разработку технологий и создадут прототипы ключевых компонентов миссии.

Прежде чем обнародовать информацию, НАСА и Европейское космическое агентство в мае представили обновленную структуру миссии партнерам и агентствам. Эти агентства/партнеры по миссии снова встретятся в сентябре, где обсудят остановку разработки подвижного образца для поиска, который больше не планируется использовать в усовершенствованной архитектуре миссии.

«Совместная работа над историческими начинаниями, такими как возвращение марсианского образца, не только дает бесценные данные о нашем месте во Вселенной, но и сближает нас здесь, на Земле», — сказал доктор Зурбухен.

Для этого возвращение марсианского образца, если все пойдет по плану, станет одной из самых впечатляющих научных миссий за всю историю.

НАСА, Европейское космическое агентство, Китайское национальное космическое управление (CNSA) и многие другие агентства и правительства исследуют Марс на протяжении десятилетий. Однако каждая миссия, отправленная на Красную планету, может нести с собой только определенное количество инструментов. В результате то, что находится на поверхности Марса, до конца не известно, потому что ученые смогли использовать инструменты, имеющиеся на поверхности Марса, только для анализа образцов поверхности, собранных различными миссиями.

В рамках возвращения образцов с Марса образцы марсианских пород, реголита, атмосферы и многого другого будут возвращены на Землю, где ученые смогут должным образом проанализировать каждую часть каждого образца в лабораториях, используя сложные инструменты, которые ранее не использовались для анализа марсианского образца. . Возможность широко изучать эти марсианские образцы позволит ученым проверять новые теории и модели, разработанные исследовательскими группами, подобно тому, как образцы, собранные миссиями «Аполлон», использовались для разработки и проверки теорий о Луне.

Завершение миссии по возвращению образцов с Марса выполнит главную цель, поставленную программами исследования Солнечной системы во всем мире, а также тремя последними исследованиями Десятилетия планетарной науки, и завершит миссию, которая была высокоприоритетной с момента начала исследования Марса в конце 1960-х годов. .

Операция по возврату образцов с Марса в настоящее время нацелена на запуски осенью 2027 и летом 2028 года соответственно, а образцы вернутся на Землю в 2033 году.

(Основное изображение: рисунок, показывающий архитектуру усовершенствованной миссии по возвращению образцов с Марса. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech)