Новини науки

Освоєння Марсу: Навіщо летять на Червону планету місії США, Китаю та ОАЕ

До осені 2020 року на Марс вирушать місії одразу з трьох країн: США, Китаю та Об'єднаних Арабських Еміратів. DW розповідає про мету, технічні деталі та відмінності проєктів.

Приблизно раз на півтора-два роки планети Сонячної системи вишиковуються так, що подорож із Землі на Марс скорочується з дев'яти до семи місяців - це дозволяє заощадити не лише час, але й ракетне паливо. Цим літом - саме таке "вікно".

Національне управління з аеронавтики й дослідження космічного простору (NASA) традиційно користується цією можливістю - останні американські місії на Марс стартували під час шести з останніх восьми подібних "вікон". Але цього разу до Червоної планети вирушать літальні апарати ще двох країн: Китаю та Об'єднаних Арабських Еміратів.

Якщо NASA вже неодноразово відправляла місії на Марс, то Китай та ОАЕ - новачки в освоєні цієї планети, але, попри відсутність багаторічного досвіду, їхні програми теж доволі успішні. Про завдання трьох марсіанських місій, їхні відмінності та технічні деталі - в матеріалі DW.

Місія NASA: Чи є життя на Марсі?

Марсохід місії "Марс-2020" американської космічної агенції отримав ім'я Perseverance ("Наполегливість"). Його обрали з 28 тисяч заявок, що надіслали школярі після того, як NASA в 2019 році оголосила конкурс "Вигадай ім'я роверу". Судді-добровольці відібрали п'ять варіантів для фіналу, і після того за них можна було голосувати онлайн  упродовж п'яти днів на сайті NASA. Перемогло ім'я, яке запропонував семикласник Александр Мазер. Тож він зможе разом зі своєю родиною спостерігати за запуском космічного апарату з космодрому на мисі Канаверал у Флориді. Імена 155 півфіналістів нанесуть на кремнієву мікросхему, яка вирушить на Марс на борту ровера.

Запуск запланований у період з 22 липня до 11 серпня. Залежно від дати відправлення марсоходу, він має прибути на Червону планету з 31 січня по 18 лютого. Місцем посадки обрано кратер Джезеро північніше від марсіанського екватору. Головне завдання експедиції - з'ясувати, чи є життя на Марсі, та зрозуміти, чи може атмосфера на планеті в майбутньому так змінитися, що вона стане придатною для життя людей.

Говорячи про мету місії, у NASA зазначили, що марсохід Perseverance "слідуватиме за водою". Цим пояснюється й вибір місця висадки - вважається, що поблизу кратера Джезеро є висохла річкова дельта та дно озера. Оснащений сучасними технічними приладами, зокрема 23 камерами, ровер вагою 1043 кілограма збиратиме зразки гірських порід та ґрунту, які могли утворитися у той час, коли на Марсі була вода, та містити ознаки стародавнього життя.

Perseverance оснащений удосконаленою навігаційною системою з панорамними та стереоскопічними камерами, а також експериментальною установкою MOXIE, за допомогою якої намагаються вилучити кисень із марсіанської атмосфери, що складається здебільшого з вуглекислого газу. Окрім цього, він може запускати безпілотний літальний апарат Mars Helicopter для більш детального дослідження місцевості. Апарат оснащений і двома мікрофонами. У NASA сподіваються, що все це дозволить Perseverance "торкнутися, спробувати та, нарешті, почути звуки Марсу".

Усі зразки гірських порід та ґрунту, які збиратиме марсохід за допомогою бура та роботизованої руки, будуть покладені в стерильні металеві контейнери та залишаться на поверхні планети. Щоб доставити їх на Землю, NASA планує ще одну місію у 2026 році.

Китай: наздогнати та перегнати Америку

Китайська експедиція має ім'я Tianwen-1 ("Запитання до небес"). Так називається поема поета Цюй Юаня, який жив приблизно в 340-278 роках до н.е. та вважається одним з найвизначніших поетів стародавнього Китаю. Конкурс на назву розпочався наприкінці серпня 2016 року, переможця відібрали з майже 36 тисяч заявок спеціальне журі та за допомогою онлайн-голосування. Його оголосили 24 квітня 2020 року - у цей день Китай відзначає День космонавтики. Китайське національне космічне управління (CNSA) заявило, що всі майбутні місії із дослідження інших планет також називатимуться  Tianwen.

Залежно від умов, зокрема погодних, запуск космічного апарату за допомогою важкої ракети-носія "Чанчжен-5" заплановано у період з 23 липня по 5 серпня з космодрому Веньчан на острові Хайнань. Місцем посадки попередньо обрали район марсіанської рівнини Утопія, міжпланетний зонд має досягти його у лютому 2021 року.

Як і у NASA, завдання китайської місії - знайти сліди життя на Марсі, а також зрозуміти, чи може атмосфера в майбутньому стати придатною для колонізації. Але ще важливіше для Китаю ствердитися у ролі нової космічної надкраїни, наздогнавши - а, по можливості, і перегнавши - свого головного конкурента - Сполучені Штати.

Тому місія Tianwen-1 амбітніша за американську: вона має доставити на Марс не лише ровер, але й орбітальний апарат, який буде досліджувати планету за допомогою камер та радарів, рухаючись навколо неї по орбіті. Посадковий модуль, в якому розміщено ровер, повинен забезпечити йому м'яке приземлення на поверхню Марса з використанням парашутів та двигунів, що уповільнюють падіння, а також надувних подушок.

Китайський марсохід у чотири рази легший за американського ровера - він важить близько 200 кілограмів та оснащений радіолокаційною станцією підповерхневого зондування. Пристрій дозволяє проникнути углиб до 100 метрів під поверхню Марса та дослідити її геологічну будову, а також провести хімічний аналіз складу ґрунту та пошук біомолекул та біосигнатур.

Окрім цього, ровер оснащений навігаційною та топографічними камерами, пристроєм для метеорологічних змін та двома детекторами: магнітного поля на поверхні та поверхневих сполук Марса. Наявність радіолокаційної станції - одна з головних відмінностей китайської експедиції: такий пристрій вперше доставлять на Червону планету.

ОАЕ: "Надія" дасть імпульс економіці та надихне молодь

Об'єднані Арабські Емірати мають намір стати першою арабською країною, що здійснить міжпланетний політ. Програма ОАЕ з вивчення Марсу називається Норе ("Надія"), її друга назва - "Марсіанська місія Еміратів" (ММЕ). Орбітальний апарат, який вирушить на Марс з японського космодрому Танегасіма, розробили у Космічному центрі Мохаммеда ібн Рашида в Дубаї у співпраці з лабораторією атмосферної та космічної фізики університету Колорадо. Запуск за допомогою японської ракети планували здійснити 15 липня, утім через погану погоду його довелося перенести.

На відміну від американської та китайської космічних програм з освоєння Марсу, мета місії ОАЕ більш скромна: "Надія" спостерігатиме за атмосферою Марсу з орбіти, щоб скласти перше повне уявлення про марсіанський клімат у всіх регіонах упродовж року. Космічний зонд також вперше вивчить нижні шари атмосфери, де формується марсіанська погода, зокрема пилові бурі. Корабель оснащений трьома камерами, які дозволяють спостерігати за атмосферою Марсу у видимому, інфрачервоному та ультрафіолетовому діапазонах.

Для ОАЕ надзвичайно важливо досягти орбіти Марсу до 50-річчя з дня заснування держави, яке відзначатимуть 2 грудня 2021 року. Аби застрахуватися від непередбачуваних обставин, викликаних пандемією коронавірусу, космічний апарат та частину учасників програми доставили в Японію уже в квітні 2020 року - значно раніше, ніж планувалося. Якщо запуск з якоїсь причини цього літа не відбудеться, на наступне "вікно" доведеться чекати ще два роки.

В ОАЕ не приховують, що, окрім наукової задачі - вивчення клімату Марсу та його впливу на атмосферу, - одна з основних цілей полягає не так в освоєнні космосу, як у наданні нового імпульсу економіці країни. "Уряд ОАЕ з першого дня давав зрозуміти, що космос - це інструмент для досягнення значно масштабніших цілей. Йдеться про необхідність докорінно змінити систему, інтегрувавши науку та технології в економіку ОАЕ", - заявив в інтерв'ю журналу Forbes керівник програми Омран Шараф.

Іще одна мета програми - надихнути молодь в регіоні та підвищити її інтерес до науки та досліджень. За словами наукової керівниці проєкту Сари Амірі, вони отримують величезну кількість листів від студентів, у яких ті цікавляться науковими аспектами місії та запитують, чи можуть вони у ній взяти участь.