Марсианский вертолёт Ingenuity, потерявшийся в конце апреля и, к счастью, обнаруженный в конце июня, завершил свой 53-й полёт над поверхностью Красной планеты. Команда миссии из Лаборатории активного движения NASA ещё не опубликовала подробности о последнем полёте, однако на своей странице в Twitter специалисты JPL сообщили, что уже готовят аппарат к 54-му полёту.

Вертолёт Ingenuity на Марсе 2 августа 2023 года. Источник изображений: NASA/JPL-Caltech

«Команда миссии марсианского вертолёта планирует проведение 54-го, короткого полёта аппарата на высоте 5 метров в течение 25 секунд», — говорится в сообщении JPL в Twitter от 3-го августа.

Потеря связи с марсианским вертолётом Ingenuity произошла 26 апреля. После 52-го полёта в кратере Езеро 1,8-килограммовый винтокрылый аппарат прекратил передачу данных. Как пояснили позже в NASA, та часть кратера, по которой продвигаются ровер Perseverance и вертолёт Ingenuity, имеет очень неровный ландшафт, способный создавать радиопомехи. Как считают инженеры, проблема возникла из-за высокого холма, оказавшегося между вертолётом и ровером. Связь с вертолётом была восстановлена 28 июня, как только обе машины оказались в прямой видимости друг от друга.

Кадры посадки вертолёта Ingenuity, полученные 3 августа 2023 года

Проведение 53-го полёта вертолёта Ingenuity было изначально запланировано специалистами Лаборатории реактивного движения NASA не ранее 22 июля. В его рамках машину собирались поднять на высоту 10 метров. В разряженной атмосфере Марса аппарат должен был провести 2 минуты и 16 секунд, преодолев в общей сложности расстояние в 203 метра вдоль поверхности кратера Езеро и развив максимальную скорость в 2,5 метра в секунду. На момент данной публикации команда миссии ещё не сообщила детали о фактическом времени полёта, преодолённом расстоянии, высоте и скорости движения аппарата в рамках 53-го полёта.

Марсоход Perseverance и вертолёт Ingenuity совершили высадку на Марс в феврале 2021 года, вскоре после этого вертолёт выполнил первую миссию, состоявшую из пяти полётов — для демонстрации того, что исследования с воздуха вполне возможны и в разреженной атмосфере Марса. После этого вертолёт начал выполнять регулярные вылеты, в ходе которых он служит разведчиком для Perseverance.

NASA сообщило о первых огневых испытаниях ракетных двигателей, предназначенных для пуска с другой планеты. В районе 2030 года вооружённая этими двигателями двухступенчатая ракета будет стартовать с поверхности Марса, чтобы впервые доставить на Землю образцы грунта иной планеты. Изучение образцов на Земле поможет ответить на главную загадку Марса: была ли на нём жизнь, и что с ней могло произойти?

Источник изображений: NASA

Запуск миссии Mars Sample Return запланирован на июнь 2028 года. Генеральная защита проекта ракеты состоится летом следующего года. На сегодня испытаны отдельные элементы программы, включая конструкции двигателей первой и второй ступени.

Проектированием твердотопливных двигателей SRM1 и SRM2 по контракту с NASA занимается компания Northrop Grumman Systems. Саму возвращаемую ракету Mars Ascent Vehicle (MAV) проектирует и будет изготавливать компания Lockheed Martin. Ракета прибудет на Марс на посадочном модуле. Полёт займёт около двух лет. Загрузка образцов с ровера в ракету Perseverance будет продолжаться около года. Если марсоход к этому времени сгинет в песках Красной планеты, образцы к ракете из хранилища на открытом воздухе доставит вертолёт (раньше для этого хотели использовать ровер).

К двигателям ракеты для возвращения образцов с Марса предъявляются особые требования. Так, двигатель первой ступени должен нести морозоустойчивые дюзы, что ещё не было испытано на практике. Первые огневые испытания двигателя и дюз при температуре -20 °C в вакуумной камере показали, что инженеры на правильном пути.

Двигатель второй ступени тоже будет необычным. Для стабилизации полёта и для вывода ракеты на нужную орбиту он будет вращаться вокруг своей оси. Очень нетривиальное решение! И испытания подтвердили выбранные для его изготовления конструкторские решения.

На очереди испытания других узлов и компонентов программы. Остаётся надеяться, что финансовые проблемы NASA не остановят этот проект.

NASA сообщило подробности о жилых модулях для лунных и марсианских миссий. Решения для марсианских миссий будут обеспечивать жизнедеятельность астронавтов более тысячи дней. Первый модуль, названный Surface Habitat (SH), является центральным в лунных миссиях Artemis, поскольку станет основным местом проживания астронавтов. SH будет способен поддерживать 30-дневные миссии для двух человек, а также рассчитан на размещение до четырёх астронавтов на короткое время, например, при смене экипажей.

Источник изображений: NASA

SH будет размещён неподалёку от места посадки миссий Artemis. Ожидается, что одновременно на Луне будут работать четыре астронавта: двое будут жить в SH, а двое — в корабле материально-технического обеспечения. Транспортировка между посадочной платформой и SH будет осуществляться на луноходе. NASA планирует развивать SH таким образом, чтобы он мог поддерживать жизнедеятельность четырёх членов экипажа в течение 60-дней, а также выдерживать длительные периоды бездействия модуля.

Кроме того, SH будет работать как система жизнеобеспечения лунного корабля. В этом случае лунный корабль будет пристыковываться к SH и перекачивать на него продукты жизнедеятельности и конденсат. В результате их переработки вода и газы, способные поддерживать жизнь астронавтов, будут поступать обратно на корабль. Помимо этого, SH должен будет выдерживать длительные периоды нахождения в тени, продолжающиеся более ста суток.

SH будет работать совместно с базовым лагерем NASA Artemis Base Camp. В космическом агентстве положительно оценивают возможности программы Artemis по увеличению времени пребывания и работы астронавтов на Луне. Для миссии Artemis будет использован южный полюс Луны, где световой день длится до 200 суток, в то время как астронавтам Apollo приходилось довольствоваться 14 сутками светового дня на экваторе и возвращаться на Землю до истечения этого срока.

Всё это поможет NASA в подготовке к миссиям по исследованию Марса и позволит моделировать марсианские миссии на Луне, работая с новым модулем Mars Transit Habitat (MTH). На этапе тренировок экипаж будет связываться с MTH напрямую или через орбитальную лунную космическую станцию «Лунные врата» (Lunar Gateway). Затем астронавты будут спускаться на поверхность Луны и работать там, как если бы они работали на Марсе. После завершения работы астронавты будут возвращаться в MTH и совершать обратный путь на Землю.

В целом, некоторые конструктивные особенности SH, такие как режим покоя, защита от пыли, выработка и хранение энергии, будут применяться и в будущих миссиях на Марсе. NASA также сообщило, что MHT будет перевозить четыре экипажа в течение 1200 дней на Марс и обратно. Связь с экипажем во время марсианской миссии будет осложнена длительными задержками до 24 минут. Также инженерам NASA придется решить проблемы, связанные с бездействием жилых модулей на время отсутствия астронавтов.

Новые подробности NASA о проектах жилых модулей для астронавтов вселяют надежду на дальнейшее исследование космоса. Разработка таких сложных систем требует колоссальных усилий, передовых технологий и ресурсов, но результаты стоят всех усилий, ведь они приближают нас к величайшим достижениям человечества — исследованию других планет и глубокому пониманию Вселенной.

Сенат США не одобрил в полном объёме запрос NASA о выделении средств на амбициозную миссию по доставке на Землю образцов грунта и камней с Марса. Если аэрокосмическое агентство запрашивало $949 млн на поддержку миссии Mars Sample Return (MSR) на 2024 фискальный год, то сенаторы решили предоставить только $300 млн, да и сама миссия в целом может оказаться под угрозой.

Источник изображения: NASA

По мнению сенаторов, вызывают озабоченность технические проблемы, связанные с MSR и их потенциальное влияние на другие миссии агентства. Известно, что на миссию уже потрачено $1,7 млрд, но сроки её завершения, вероятно, будут перенесены, что угрожает реализации других проектов. Более того, заявляется, что законодатели могут отменить даже выделение $300 млн, если NASA не предоставит Конгрессу США гарантии, что общая стоимость миссии не превысит $5,3 млрд. Тогда средства перераспределят в пользу программы Artemis по освоению Луны.

Недавно появилась информация, что стоимость миссии по возвращению образцов с Марса продолжает расти и в NASA обсуждают сценарии, при которых она достигнет $9 млрд. Кроме того, под большим вопросом способность NASA и подведомственной ему Лаборатории реактивного движения (JPL) подготовить посадочный модуль к запуску в 2028 году. Некоторые учёные считают, что марсианская миссия буквально пожирает фонды, выделяемые для других проектов и её финансирование может вовсе выйти из-под контроля.

Американские законотворцы считают, что, если реализация миссии не уложится в $5,3 млрд, вероятно, её не следует завершать вовсе. Впрочем, пока речь не идёт об окончательном решении. Нижняя палата Конгресса США тоже должна определить бюджет на новый фискальный год, после чего обе палаты должны достичь консенсуса относительно окончательного бюджета этой осенью.

Perseverance. Источник изображения: NASA

Важное влияние окажет и работа Институционального наблюдательного совета (IRB), собранного NASA для оценки миссии и предложения вариантов для её успешного завершения. Окончательный доклад совет подготовит в августе или сентябре. Группа независимых учёных может обеспечить NASA и Конгресс информацией о том, не стоит ли вообще свернуть реализацию программы или каким образом можно её скорректировать. Другими словами, может оказаться, что ровер Perseverance напрасно трудился, собирая образцы, поскольку на их доставку просто не хватит денег.

Конгресс уже ставил под угрозу реализацию проекта «Джеймс Уэбб» в 2011 году, но тогда научное сообщество сплотилось для защиты легендарного телескопа. С марсианским проектом этого может не случиться, поскольку, несмотря на его медийную привлекательность, с научной точки зрения он имеет гораздо более «локальное» значение для многих учёных.

Учёные NASA опубликовали в журнале Nature работу, в которой сообщили об обнаружении марсоходом Perseverance органических молекул на поверхности Красной планеты. Это ещё не обнаружение биологической жизни на Марсе, как мы её знаем по Земле, но приличный шанс рано или поздно открыть инопланетную биологию.

Источник изображений: NASA

Марсоход имеет два прибора для обнаружения органики на Марсе. Это PIXL («Планетарный инструмент для рентгеновской литохимии») и SHERLOC («Сканирование обитаемых сред с помощью комбинационного рассеяния и люминесценции для органических и химических веществ»). С помощью прибора PIXL марсоход уже находил органические молекулы в марсианских породах. Находка таковых с помощью ультрафиолетового рамановского спектрометра SHERLOC подтверждает первое открытие и служит дополнительным аргументом, что на Марсе в древности могла существовать биологическая жизнь.

К сожалению, это открытие не может быть однозначным подтверждением существования жизни на Марсе. Органические молекулы в виде соединения углерода и водорода, например, могут возникать в ходе естественных реакций веществ из неорганической химии. Более точно ответить на вопрос происхождения обнаруженной органики учёные смогут только после того, как изучат образцы с помощью целого комплекса инструментов, что возможно только на Земле. Однако произойдёт это не раньше середины 30-х годов, когда миссия по доставке образцов марсианских пород вернёт их (если сможет!) на Землю.

Концепция миссии по возврату марсианских образцов на Землю

Марсоход Perseverance исследует на Марсе кратер Езеро, который в древности мог быть озером. Он изучает осадочные породы в месте предполагаемой дельты реки доисторического Марса. На Земле в таких местах за миллионы лет образуются характерные наслоения из отходов жизнедеятельности микробов. Если на Марсе была микробная жизнь, то кратер Езеро — это перспективное место для обнаружения её следов. Находки органических молекул и их привязка к породам, образованным 3–4 млрд лет назад в какой-то степени подтверждает верность выбранной стратегии. Но точного подтверждения этому придётся подождать не менее 10 лет.

Китайский марсоход «Чжужун» (Zhurong) обнаружил доказательства резкого изменения климата на Марсе, произошедшего 400 000 лет назад. Они представлены в виде тёмных хребтов, расположенных поверх светлых дюн в песках равнины Утопия (Utopia Planitia), которую исследовал марсоход.

Снимок поперечных эоловых гребней (TAR) в дюнном поле на Марсе вблизи плато Большой Сирт (Syrtis Major), полученный космическим аппаратом NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Источник изображения: NASA/JPL–Caltech/University of Arizona

Учёные под руководством Ли Чуньлая (Li Chunlai) из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук (NAOC) использовали приборы марсохода в сочетании со снимками высокого разрешения с китайского марсианского орбитального аппарата «Тяньвэнь-1» (Tianwen-1), чтобы поближе рассмотреть большие песчаные дюны вблизи места посадки ровера «Чжужун» в мае 2021 года.

Дюны, имеющие форму полумесяца, подвергались эрозии на протяжении сотен тысяч лет, и на вершине дюнных полей образовались длинные тёмные гребни, известные как поперечные эоловые хребты (TAR). Они расположены под другим углом, нежели хребты дюн, сформированных действием ветра. TAR наблюдались по всему Марсу в нижних средних широтах, но глобальные модели циркуляции атмосферы, описывающие направление ветров на Марсе, до сих пор не могли объяснить, как могли образоваться поперечные эоловые хребты.

Как изменились ветры на Марсе, когда ледниковый период подошёл к концу, сформировав длинные хребты под другим углом к дюнам. Источник изображения: nao.cas.cn

В ходе исследования дюн марсоход «Чжужун» обнаружил, что их серповидные тела состоят из более светлого материала под более тёмным материалом, образующим TAR. С орбиты «Тяньвэнь-1» наблюдал 2262 светлых дюны по всему Марсу, и, судя по количеству кратеров, образовавшихся на вершине дюн, исследовательская группа предполагает, что они сформировались между 2,1 млн и 400 000 лет назад. Это означает, что тёмные TAR должны были образоваться на их вершине в течение последних 400 000 лет.

Эти даты совпадают с началом и концом последнего крупного ледникового периода на Марсе. То, что TAR сформировались под другим углом к дюнам, означает, что направление ветра в нижних средних широтах должно было измениться с окончанием ледникового периода.

Ледниковый период начинался и заканчивался из-за изменений угла, под которым вращается Марс, вызванных циклами Миланковича (Milankovitch cycles). Эти циклы связаны с периодическим смещением оси вращения планеты относительно плоскости её орбиты, вызванным совместным воздействием гравитации Солнца, Юпитера и других планет, а также формой и прецессией орбиты планеты.

И Земля, и Марс испытывают эти циклы, которые соответствуют климатическим сдвигам. В случае с Марсом угол его вращения (называемый наклонностью) изменялся от 15 до 35 градусов в период от 2,1 млн до 400 тысяч лет назад, что внесло хаос в его климат. Сегодня наклонность Марса составляет около 25 градусов.

Несколько удивительно, что ледниковый период на Марсе протекал не совсем так, как на Земле. Обычно марсианские ледниковые периоды характеризуются потеплением на полюсах и перемещением водяных паров и пыли в средние широты, где они оседают. Во время последнего ледникового периода эта вода и пыль образовали слой толщиной в несколько метров, который до сих пор остаётся под поверхностью в отдельных местах ниже 60 градусов широты и почти везде выше 60 градусов.

Нынешняя геологическая эпоха на Марсе, известная как Амазонская эпоха (Amazonian epoch), началась примерно между 3,55 и 1,88 млрд лет назад. В этот период на Марсе происходили столкновения с метеоритами и астероидами, но их скорость была низкой. Этот период характеризуется холодными условиями, в целом схожими с теми, что существуют на Марсе сегодня.

«Понимание климата Амазонской эпохи необходимо для объяснения современного марсианского ландшафта, резервуаров летучих веществ и состояния атмосферы, а также для связи этих современных наблюдений и активных процессов с моделями древнего климата Марса. Наблюдения за современным климатом Марса могут помочь уточнить физические модели эволюции марсианского климата и ландшафта и даже сформировать новые парадигмы», — говорится в заявлении Ли Чунлая (Li Chunlai) из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук.

Между тем, марсоход «Чжужун» впал в спячку во время долгой северной марсианской зимы. На данный момент он ещё не активирован, и его судьба остаётся неопределённой.

Марсианский вертолёт Ingenuity, хранивший радиомолчание более двух месяцев, 28 июня связался с диспетчерами NASA при посредничестве марсохода Perseverance. Речь идёт о первом сеансе связи с 26 апреля — тогда после 52-го полёта в кратере Езеро 1,8-килограммовый вертолёт прекратил передачу данных.

Фотография, сделанная вертолётом во время 51-го вылета 23 апреля. Источник изображения: NASA

Как сообщили представители подведомственной NASA Лаборатории реактивного движения, та часть кратера, по которой продвигаются ровер Perseverance и вертолёт Ingenuity, имеет очень неровный ландшафт, способный создавать радиопомехи. Как считают инженеры, проблема возникла из-за высокого холма, оказавшегося между вертолётом и ровером.

Изначальная цель Ingenuity — держаться впереди Perseverance, в результате чего вертолёт может иногда выходить за пределы зоны стабильного контакта. Учёные подчеркнули, что очень рады подтверждению успешного завершения 52-го полёта, в ходе которого вертолёт преодолел 363 м в течение 139 секунд. Основной целью вылета было изменение позиции вертолёта и съёмка очередных фото для команды исследователей.

Полученные данные телеметрии свидетельствуют о том, что вертолёт продолжает оставаться в хорошем состоянии, и если это подтвердят дальнейшие проверки, он сможет совершить очередной вылет в ближайшие недели.

Как известно, Perseverance и Ingenuity совершили высадку на Марс в феврале 2021 года, вскоре после этого вертолёт выполнил первую миссию, состоявшую из пяти полётов — для демонстрации того, что исследования с воздуха вполне возможны и в разреженной атмосфере Марсе. После этого вертолёт начал выполнять регулярные вылеты, в ходе которых он служит разведчиком для Perseverance.

Вся связь с Ingenuity осуществляется при посредничестве Perseverance, выступающего в роли своеобразного ретранслятора, через который данные передаются на Землю и обратно. Перебои со связью у Ingenuity возникают не в первый раз. В начале апреля, например, вертолёт замолчал на шесть дней.

В ходе Парижского авиасалона космические агентства Франции, Германии и Японии подписали соглашение, которое позволит запустить в космос франко-германский ровер IDEFIX, предназначенный для работы на марсианском спутнике Фобос, на борту японского космического аппарата Martian Moon eXploration (MMX), предназначенного для исследования того же спутника в рамках общей миссии.

MMX, иллюстрация. Источник изображения: JAXA

Хотя Марс за полвека исследований уже посетило огромное число орбитальных и посадочных модулей, марсоходов и других космических аппаратов, ни один аппарат до сих пор не высадился на местных лунах — Фобосе и Деймосе. Предпринимались попытки изучения «внутренней» луны — Фобоса, но они закончились неудачами. Достаточно вспомнить российский проект «Фобос-Грунт», завершившийся на дне океана более 10 лет назад. Тем не менее, интерес к этому небольшому (22 км в диаметре) небесному телу не пропадает — с момента открытия в 1877 году строятся всё новые теории о его природе. В частности, ещё в 1950-е годы странные орбитальные параметры объекта, вращающегося вокруг Марса трижды за день, а также параметры его яркости, привели к рождению теории о том, что спутник — искусственного происхождения и в своё время построен вымершей марсианской расой.

На сегодня с Фобосом связаны две основные теории. Согласно первой, он представляет собой скопление обломков, оставшихся после формирования Марса и/или захваченных у пролетающих астероидов. Согласно второй, местная луна появилась в результате столкновения с Марсом массивного небесного тела — ещё на заре формирования Солнечной системы. Для поиска некоторых ответов японское аэрокосмическое агентство JAXA намерено организовать отправку к Фобосу аппарата MMX в следующем году — именно тогда Земля и Марс будут в наилучшей позиции друг относительно друга для полёта. Когда MMX достигнет Марса, он постепенно выйдет на орбиту вокруг Фобоса. Поскольку поле тяготения луны составляет всего 1/1000 земного, фактически о «заданной» гравитацией орбите не может быть и речи — речь идёт о т.н. «квазиспутниковой орбите» (QSO), которая будет искусственно поддерживаться космическим аппаратом.

IDEFIX, иллюстрация. Источник изображения: DLR

Создаваемый немецким аэрокосмическим агентством DLR и французским CNES ровер IDEFIX массой 25 кг, похожий на чёрный ящик с четырьмя колёсами, будет высажен на поверхности Фобоса. Передвижение вряд ли будет простым, поскольку гравитация на поверхности мала настолько, что подпрыгнувший человек мог бы улететь в космос. Другими словами, роверу потребуются колёса, способные буквально «вгрызаться» в местный грунт. Кроме того, IDEFIX получит специальную автономную систему навигации.

Ровер с питанием от солнечных элементов будет применять радиометр miniRAD и спектрометр RAX для изучения температурных особенностей и минерального состава марсианской луны, также будут установлены камеры для поиска площадок для посадочного модуля MMX для сбора 10 г образцов роботизированной рукой. Образцы грунта отправятся на Землю.

Сейчас происходит финальная сборка компонентов ровера, которая должна быть закончена в ближайшие пару месяцев, после чего его доставят в Японию для сопряжения с модулем MMX с помощью специальных креплений.

В июне марсоход Perseverance смог добыть рекордный объём кислорода из атмосферы Красной планеты с помощью небольшого, размером с тостер, инструмента MOXIE (Mars Oxygen In Situ Resource Utilization Experiment). На этот раз получено вдвое больше этого критически необходимого для будущих колонистов газа, чем в ходе предыдущего эксперимента.

MOXIE. Источник изображения: NASA

Кислород может использоваться не только астронавтами для дыхания, но и, например, в качестве компонента ракетного топлива. Несмотря на то, что атмосфера Марса очень разрежена, для первых колонистов её будет более чем достаточно для получения важных химических элементов.

По словам научного руководителя проекта MOXIE Майкла Хехта (Michael Hecht), речь идёт о рискованном эксперименте, в ходе которого инструмент MOXIE работал с повышенной мощностью и вполне мог выйти из строя. Эксперимент продолжался 58 минут 6 июня. Если в норме от MOXIE требуется генерировать 6 г кислорода в час, то в этом случае получилось добыть вдвое больше. Это был уже 15-й запуск аппарата после начала работы 20 апреля 2021 года. По мнению учёных, эксперимент позволил найти способы более эффективной работы на Марсе, добывая больше кислорода, чем планировалось.

MOXIE весит приблизительно 18 кг и разработан для преобразования марсианского воздуха с использованием специального насоса и электрохимического модуля для отделения атомов кислорода от каждой молекулы углекислого газа. В качестве сопутствующего продукта получается окись углерода, а также остаток твёрдого углерода, способный нарушить работу устройства. Поэтому для сохранения работоспособности требуется строгий контроль напряжения для обеспечения стабильной высокотемпературной работы модуля при получении кислорода.

Установка MOXIE в марсоход. Источник изображения: NASA

В 2021 году MOXIE запускался семь раз и работал по часу, в основном для того, чтобы доказать способность функционировать в разных условиях в течение марсианского года, длящегося почти вдвое дольше земного. В 2022 году разработчики MOXIE сфокусировались на проверке максимальных возможностей модуля. В целом на 14 предыдущих запусков пришлось до 1 тыс. минут рабочего времени. Хотя результаты произвели большое впечатление на учёных, финансирование проекта MOXIE должно закончиться в конце текущего года, поэтому лаборатория Массачусетского технологического института (MIT), отвечающая за эксплуатацию, ищет новых партнёров.

Так или иначе, учёные уверены, что успех генератора кислорода приведёт к разработке полномасштабной системы, которая обеспечит выделение 25–30 т кислорода для поддержания марсианских миссий с участием людей. Для этого оборудованию придётся работать не по часу за раз, а непрерывно, до 10 тыс. часов. Считается, что чрезвычайно важно узнать пределы возможностей MOXIE до того, как тот выйдет из строя — на Марсе второй шанс не предусмотрен. Не исключается, что к работе в «турборежиме» вернутся через год, чтобы оценить степень износа оборудования и эффект воздействия на него окружающей среды.

Марсоход Perseverance сделал в пятницу, 23 июня снимок большого, тёмного камня с отверстием в центре. Рядом с загадочным объектом находятся камни поменьше, но того же оттенка, что косвенно свидетельствует об их общем происхождении. Не исключено, что речь идёт о крупном метеорите.

Источник изображения: Future

К такому выводу пришли сотрудники калифорнийского Института SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), занимающегося поисками внеземного разума.Perseverance обнаружил вероятный метеорит всего через несколько недель после посадки в феврале 2021 года. При этом находка не является беспрецедентной. известно, что предшественник Perseverance — марсоход Curiosity после высадки на Красной планете в 2012 году тоже обнаружил некоторое количество метеоритов, включая один металлический в феврале текущего года, получивший прозвище Cacao.

Perseverance исследует 45-километровый кратер Езеро, миллионы лет назад в нём находилось озеро и дельта реки. Марсианский ровер ищет следы древней жизни и собирает десятки образцов для отправки на Землю, параллельно поставляя и другую информацию.

Ровер сопровождает сверхкомпактный вертолёт Ingenuity, который сегодня занимается поиском подходящих маршрутов и многообещающих научных целей для марсохода. Ingenuity уже выполнил 51 полёт общей протяжённостью 11,7 км.

Четыре «аналоговых астронавта», как их называют в NASA, проведут следующие 12 месяцев на закрытой имитации марсианской базы в рамках миссии Crew Health and Performance Exploration Analog (CHAPEA). В течение года за их состоянием и другими показателями будут дистанционно наблюдать учёные — это очень поможет в создании реальной базы на Марсе, когда придёт соответствующее время.

Брокуэлл, Хастон и Джонс. Источник изображения: NASA

Первый эксперимент Mission 1 уже начался 26 июня (в 02:30 по московскому времени, 19:30 EDT 25 июня). Расположенная в Техасе база площадью 158 м² представляет собой отпечатанную на 3D-принтере конструкцию, которую «аналоговые астронавты» не будут покидать приблизительно в течение года, за исключением случаев, когда им понадобится выполнять «прогулки по Марсу» в закрытой «песочнице» площадью 111 м² — до 7 июля 2024 года. Всего люди проведут в изоляции 378 дней. Проводятся и другие эксперименты подобного рода, в ходе которых собираются ценные данные.

Источник изображения: NASA

К потенциальным участникам команды при отборе предъявлялись серьёзные требования — они должны были иметь научную степень в одной из различных дисциплин, а также профессиональный опыт, соответствующий образованию, опыт пилотирования или военную подготовку. Кроме того, участникам предстояло пройти ряд физических и психологических тестов. Руководителем миссии является Келли Хастон (Kelly Haston), занимающаяся изучением заболеваний человека, инженер-строитель Росс Брокуэлл (Ross Brockwell) будет выполнять функции бортинженера, а Натан Джонс (Nathan Jones) является медицинским специалистом. Наконец, Анка Селариу (Anca Selariu) служит микробиологом в морской пехоте США и будет выполнять роль научного сотрудника.

Участникам миссии не просто придётся выживать вместе в замкнутом помещении более года, но и адаптироваться к некоторым изменениям в «сценарии». Известно, что астронавтов ограничат в ресурсах и создадут им «реалистичные», насколько это возможно, условия — количество продуктов питания будет лимитировано, связь будет осуществляться с задержкой, будет возникать «непредвиденные обстоятельства» различного характера. Контроль миссии будет осуществляться круглосуточно, но сообщения от базы Mars Dune Alpha будут приходить через 22 минуты — именно столько будет уходить у настоящих марсианских колонистов для связи с Землёй. Команда будет употреблять в пищу специально приготовленную еду длительного хранения. К счастью, поскольку имитировать марсианскую гравитацию в 38 % земной невозможно, использовать специальный туалет не придётся. Кроме того, команда будет придерживаться земного, а не марсианского времени. Как известно, если на Земле сутки длятся 24 часа, то на Красной планете местные дни — «солы», длятся приблизительно 24 часа 39 минут 35 секунд.

Специалисты NASA, занимающиеся исследованием Марса, столкнулись с проблемой определения расстояния при изучении снимков Красной планеты, отправленных с одного из марсоходов, поскольку это сложно сделать с помощью только 2D-изображений. Для этого NASA построило виртуальный мир, который позволяет исследователям изучать ландшафт с помощью VR-гарнитуры. Сейчас исследователи разрабатывают VR-технологию для работы с данными, отправляемыми с марсоходов.

Источник изображений: HotHardware

Разработкой новой технологии занимается команда Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA. Ранее исследователи пытались использовать стереоизображения, но такой подход не обеспечивал достаточно реалистичного погружения в среду. В NASA обратили внимание на то, что геологи уже использовали VR для создания иммерсивного окружения, которое, в частности, позволяло эффективно определять расстояние и размер объектов на Марсе. Это подтолкнуло команду JPL к использованию VR для работы с более сложными «многомерными» данными, полученными с ровера Curiosity.

JPL отмечает, что в 3D «восприятие ведёт себя по-другому <…> аналитик может взглянуть на любую научную или инженерную проблему и увидеть закономерности и корреляции более чётко, чем в плоской версии». JPL заручилась поддержкой исследователей из Калифорнийского технологического института, которые изучали возможность создания иммерсивных сред для визуализации научных данных и совместной работы. Вместе они создали ПО, использующее 3D-визуализацию для изучения взаимосвязей между данными. Для повышения эффективности в ПО внедрили другие технологии, такие как ИИ, которые упрощают нахождение закономерностей и взаимосвязей.

Разработанное ПО можно использовать на настольных ПК, оно совместимо с несколькими популярными VR-гарнитурами. Согласно NASA, новую технологию можно использовать везде, где присутствует работа с большими массивами данных, но больше всего она подойдёт для банковского сектора, ретейла и медицинских исследований. С её помощью можно визуализировать данные, такие как электронная таблица, в большой «выбор данных» без необходимости их перемещения из мест хранения.

Марсоход Curiosity американского агентства NASA отправил домой потрясающую «открытку» с Красной планеты, демонстрирующую один и тот же регион, снятый утром и вечером. Это живописный вид региона Marker Band Valley, снятый навигационными камерами ровера.

Источник изображения: NASA

Известно, что марсоход сделал снимок 8 апреля на чёрно-белые навигационные камеры. Один панорамный снимок был сделан в 09:20 по местному времени, второй — в 15:40. Это последний «взгляд» на регион, поскольку Curiosity продолжает двигаться дальше, уже проделав 154 км по кратеру Гейла в поисках следов органических молекул и прочих признаков жизни, возможно, когда-нибудь существовавшей на Марсе. Опубликованное изначально чёрно-белое изображение «открытки» прошло колоризацию на Земле, в разных частях замысловатого рисунка отображается разное время суток, какими их, вероятно, видит марсоход.

Как сообщают в NASA, любым посетителям национальных парков известно, что одна и та же сцена, снятая утром и вечером, выглядит по-разному, объединение двух снимков позволило запечатлеть эту разницу, особенным фактором в этом случае выступает Солнце и его свет. Голубой цвет добавлен в правую часть изображения для демонстрации местного утра, жёлтый — вечера. Последняя открытка была сделана 11 лет назад после того, как ровер высадился на марсианской поверхности. На фото продемонстрирован вид с фланга горы Шарп, поднимающейся в центре кратера Гейла.

Источник изображения: NASA

Поскольку ровер буквально «заглядывает через плечо», за его следами лежит регион Marker Band Valley, извилистая территория в сульфатосодержащей местности, где Curiosity обнаружил следы древнего озера, существовавшего миллиарды лет назад.

В поле зрения имеются и другие объекты, некоторые из которых маркированы NASA на отдельной версии снимка — марсоход миновал их в ходе десятилетнего путешествия. Тени на снимке глубже обычного, поскольку фотографии были сделаны зимой, когда пыли меньше. По имеющимся данным, местные тени обычно резче и глубже, когда пыли много и мягче — когда её мало.

Открытка не просто демонстрирует впечатляющие детали марсианской поверхности и геологии. На снимке можно увидеть и части ровера, включая три антенны, атомный источник энергии и инструмент — детектор радиации (RAD, белый круг внизу справа на снимке). Он собирает данные о радиации на Марсе — они очень пригодятся, если, как планировалось, в конце 2030-х или начале 2040-х годов на Марс отправятся астронавты.

Насладиться видами Марса теперь легче, чем когда-либо раньше. В США создали общедоступную карту Красной планеты на основе огромного количества снимков, сделанных известным орбитальным модулем NASA — Mars Reconnaissance Orbiter.

Источник изображения: NASA/USGS

Новая карта скомпилирована с помощью суперкомпьютеров и облачных технологий и обеспечивает 3D-виды поверхности планеты в высоком разрешении. Карта создана при участии Научного центра астрогеологии Геологической службы США (USGS) и состоит из более чем 4800 цифровых моделей ландшафта (DTM) и более 155 тыс. снимков марсианской поверхности. Как заявляют в центре, теперь воспользоваться этими данными может любой владелец смартфона на Земле — это касается и обладателей компьютеров и других устройств и теперь, как считают учёные, буквально любой сможет внести потенциальный вклад в исследования.

Данные собраны камерой Context Camera орбитального модуля Mars Reconnaissance Orbiter, способной делать снимки с разрешением до 6 м на пиксель, покрывая единовременно территорию шириной 30 км и длиной 160 км. Наложение пар снимков одной и той же местности и обработка их с помощью суперкомпьютера позволило команде учёных создавать цифровые объёмные модели (DTM) с последующим формированием детального 3D-ландшафта — примерно так же мозг обрабатывает информацию с обоих глаз человека, создавая трёхмерное изображение окружения.

Впрочем, процесс оказался довольно ресурсоёмким и потребовал больших вычислительных мощностей суперкомпьютера Denali, расположенного в Южной Дакоте. Сообщается, что у стандартного компьютера на работу ушло бы от 2 до 35 лет. Впрочем, 4800 скомпилированных DTM — пока лишь верхушка айсберга, команда работает над тысячами других пар изображений для создания более детального пейзажа. Кроме того, пары снимков, сделанные другой камерой модуля HiRISE — имеют невероятное разрешение до 25 см на пиксель, но с её помощью сняты лишь небольшие фрагменты поверхности. Для того, чтобы сделать данные общедоступными, учёным пришлось обработать каталог из 155 тыс. изображений, эквивалентных 114 Тбайт данных с помощью облачных технологий NASA.

Тестирование показало, что полученные изображения вышли «надёжными и полезными» — теперь в облаке можно проводить настоящий анализ, данные можно изучать без необходимости загрузки каждого изображения полностью, буквально на имеющемся под рукой смартфоне.

Данные хранятся в облаке Amazon в базе Open Data Registry и бесплатны для использования. Чтобы сделать процесс поиска и загрузки проще для широкого круга пользователей, представлен и специальный поисковый инструмент, воспользоваться которым можно немедленно, хотя для большего удобства стоит всё же применять ПК.

Вопрос получения кислорода на другой планете до сих пор очень актуален. Новое исследование, проведённое Уорикским университетом, сравнивает традиционные генераторы кислорода с МКС и устройства на основе фотоэлектрохимических (PEC) элементов. PEC-системы могут создавать кислород из воды с помощью солнечного излучения без дополнительного питания и потенциально могут оказаться более надёжными на других планетах.

Источник изображений: NASA

Согласно исследованию, которое было опубликовано в журнале Nature на этой неделе, сборный генератор кислорода, который можно найти на МКС, достаточно хорош для выработки кислорода для станции, однако эти системы громоздки и склонны к поломкам. Для получения кислорода сборные генераторы используют процесс электролиза воды. Это довольно энергозатратный процесс, который потребляет 1,5 кВт энергии на МКС, что является значительной частью от 4,7 кВт, потребляемых всей системой управления жизнеобеспечением. Генератору необходима энергия, чтобы пропускать электрический ток через воду. Большим преимуществом фотоэлектрохимических систем является отсутствие необходимости в дополнительном питании.

Для получения кислорода в PEC-системах используются полупроводниковые материалы, позволяющие расщепить воду на водород и газообразный кислород с помощью солнечной энергии. Это сделало PEC горячей темой среди исследователей устойчивой энергетики, так как данная технология может оказаться полезной и на Земле. Тем не менее, нет причин, по которым аналогичное оборудование не могло бы обеспечивать кислородом астронавтов.

В новом исследовании изучалось, насколько жизнеспособны эти системы при их работе на Марсе и Луне. В результате учёные сошлись во мнении, что система сможет обеспечить кислородом человека, который будет работать в условиях микрогравитации. Однако они отметили, что нынешняя технология PEC должна стать более эффективной и компактной, прежде чем ею можно будет снабдить космический корабль. И вполне возможно, что её не придётся собирать на Земле.

Поскольку каждый грамм, запущенный с Земли, стоит денег, аэрокосмические компании все больше интересуются использованием ресурсов на месте. Это означает, что миссия разрабатывается таким образом, чтобы использовать материалы в месте назначения, а не доставлять всё с Земли. Например, NASA изучает возможность применения марсианского грунта в качестве строительного материала, а многочисленные проекты исследуют возможности добычи водяного льда на Луне. В исследовании говорится, что «в конструкции устройства можно использовать различные полупроводники и материалы для электрокатализаторов, которые доступны на Луне и Марсе».