Hành tinh Đỏ đã bị chinh phục như thế nào và những gì chúng ta đã tìm hiểu về nó. Giao thông trên đường mòn sao Hỏa ngày càng tăng

Sao Hỏa đã quyến rũ mọi người kể từ lần đầu tiên chúng ta nhìn thấy nó như một vật thể trên bầu trời, mà ban đầu đối với chúng ta dường như là một ngôi sao, và một ngôi sao đẹp, bởi vì nó có màu đỏ. Vào thế kỷ thứ nhất, lần đầu tiên kính thiên văn đưa ánh nhìn của chúng ta đến gần bề mặt của nó, với đầy đủ các mẫu và địa hình hấp dẫn (1). Các nhà khoa học ban đầu liên kết điều này với nền văn minh sao Hỏa sôi sục ...

1. Bản đồ bề mặt sao Hỏa vào thế kỷ XNUMX.

Bây giờ chúng ta biết rằng không có kênh hoặc bất kỳ cấu trúc nhân tạo nào trên sao Hỏa. Tuy nhiên, gần đây có ý kiến ​​cho rằng cách đây 3,5 tỷ năm, hành tinh khô, độc hại này có thể có thể sinh sống được như Trái đất (2).

Biên giới nó là hành tinh thứ tư tính từ Mặt trời, chỉ sau Trái đất. Nó chỉ nhỏ hơn một nửa Trái đấtvà mật độ của nó chỉ là 38 phần trăm. trên cạn. Mất nhiều thời gian hơn để thực hiện một vòng quay hoàn toàn quanh Mặt trời so với Trái đất, nhưng nó quay quanh trục của nó với cùng tốc độ. Đó là lý do tại sao Một năm trên sao Hỏa là 687 ngày trên Trái đất.và một ngày trên sao Hỏa chỉ dài hơn 40 phút so với trên Trái đất.

Mặc dù có kích thước nhỏ hơn, diện tích đất của hành tinh này xấp xỉ bằng diện tích các lục địa của Trái đất, ít nhất là về mặt lý thuyết. Thật không may, hành tinh hiện đang được bao quanh bởi một bầu khí quyển mỏng được tạo thành phần lớn từ carbon dioxide và không có khả năng hỗ trợ sự sống trên trái đất.

Khí mê-tan cũng định kỳ xuất hiện trong bầu khí quyển của thế giới khô cằn này, và đất chứa các hóa chất độc hại đối với sự sống như chúng ta đã biết. Tuy nhiên có nước trên đầm lầy, nó bị mắc kẹt trong các chỏm băng ở cực của hành tinh và ẩn, có lẽ với số lượng lớn, dưới bề mặt sao Hỏa.

2. Giả thuyết về sự xuất hiện của sao Hỏa hàng tỷ năm trước

Ngày nay, trong khi các nhà khoa học đang khám phá bề mặt của sao hỏa (3), họ thấy các cấu trúc chắc chắn là công việc của các chất lỏng chạy dài—các dòng suối phân nhánh, thung lũng sông, lưu vực và đồng bằng châu thổ. Các quan sát cho thấy hành tinh này có thể đã từng có một đại dương rộng lớn bao phủ bán cầu bắc của nó.

Phong cảnh gấu ở những nơi khác dấu vết của những trận mưa rào cổ đại, hồ chứa, sông cắt qua lòng sông trên mặt đất. Có lẽ, hành tinh này cũng được bao phủ bởi một bầu khí quyển dày đặc, cho phép nước duy trì ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ và áp suất của sao Hỏa. Vào một thời điểm nào đó trong quá khứ, hành tinh hiện nay được cho là đã trải qua một sự biến đổi mạnh mẽ và một thế giới từng có thể giống Trái đất đã trở thành vùng đất hoang khô cằn mà chúng ta khám phá ngày nay. Các nhà khoa học đang tự hỏi điều gì đã xảy ra? Những dòng này đã đi đâu và điều gì đã xảy ra với bầu khí quyển sao Hỏa?

Còn bây giờ. Có lẽ điều này sẽ thay đổi trong vài năm tới. NASA hy vọng những con người đầu tiên sẽ đáp xuống sao Hỏa vào những năm 30. Chúng tôi đã nói về một lịch trình như vậy trong khoảng mười năm. Người Trung Quốc đang suy đoán về các kế hoạch tương tự, nhưng ít cụ thể hơn. Trước khi bắt tay vào những chương trình đầy tham vọng này, chúng ta hãy thử xem lại nửa thế kỷ khám phá sao Hỏa của con người.

Hơn một nửa nhiệm vụ thất bại

Gửi một con tàu vũ trụ đến sao Hỏa đã khó, và hạ cánh xuống hành tinh này còn khó hơn. Bầu khí quyển hiếm hoi của Sao Hỏa khiến việc lên bề mặt là một thách thức lớn. Khoảng 60 phần trăm. Những nỗ lực hạ cánh trong suốt nhiều thập kỷ của lịch sử khám phá hành tinh đã không thành công.

Cho đến nay, sáu cơ quan vũ trụ đã tiếp cận thành công sao Hỏa - ​​NASA, Roscosmos của Nga và các cơ quan tiền nhiệm của Liên Xô, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), Tổ chức Nghiên cứu Không gian Ấn Độ (ISRO), cơ quan Trung Quốc, không chỉ đăng cai tàu quỹ đạo mà còn hạ cánh thành công và phóng tàu thăm dò, khám phá bề mặt của gian giữa Zhurong, và cuối cùng là cơ quan vũ trụ của Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất với tàu thăm dò "Amal" ("Hope").

Kể từ những năm 60, hàng chục tàu vũ trụ đã được gửi đến sao Hỏa. Người đầu tiên hàng thăm dò trên sao hỏa bắn phá Liên Xô. Nhiệm vụ bao gồm các đường chuyền có chủ đích đầu tiên và một cú hạ cánh cứng (tác động) (Sao Hỏa, 1962).

Chuyến du hành thành công đầu tiên quanh sao Hỏa xảy ra vào tháng 1965 năm 4 bằng cách sử dụng tàu thăm dò Mariner XNUMX của NASA. Tháng 2 năm XNUMX i March 3 tuy nhiên, vào năm 1971, chiếc đầu tiên có người lái trên tàu gặp sự cố và liên hệ với March 3 nó bị vỡ ra ngay sau khi nó chạm đến bề mặt.

Được NASA phóng vào năm 1975, các tàu thăm dò Viking bao gồm hai quỹ đạo, từng có một tàu đổ bộ hạ cánh mềm thành công vào năm 1976. Họ cũng tiến hành các thí nghiệm sinh học trên đất sao Hỏa để tìm kiếm dấu hiệu của sự sống, nhưng kết quả không thuyết phục.

NASA tiếp tục Chương trình Mariner với một cặp đầu dò Mariner 6 và 7 khác. Chúng được đặt trong cửa sổ tải tiếp theo và đến hành tinh này vào năm 1969. Trong cửa sổ tải tiếp theo, Mariner lại bị mất một trong các cặp đầu dò của nó.

thủy thủ 9 đi vào quỹ đạo thành công quanh sao Hỏa với tư cách là tàu vũ trụ đầu tiên trong lịch sử. Trong số những thứ khác, anh ta phát hiện ra rằng một cơn bão bụi đang hoành hành khắp hành tinh. Những bức ảnh của ông là bức ảnh đầu tiên cung cấp bằng chứng chi tiết hơn rằng nước lỏng có thể đã từng tồn tại trên bề mặt hành tinh. Dựa trên những nghiên cứu này, người ta cũng nhận thấy rằng khu vực có tên là Không có gì Olympic là ngọn núi cao nhất (chính xác hơn là một ngọn núi lửa), dẫn đến việc nó được phân loại lại thành Olympus Mons.

Còn nhiều thất bại nữa. Ví dụ, các tàu thăm dò Phobos 1 và Phobos 2 của Liên Xô đã được gửi đến Sao Hỏa vào năm 1988 để nghiên cứu Sao Hỏa và hai mặt trăng của nó, với trọng tâm đặc biệt là Phobos. Phobos 1 mất liên lạc trên đường đến sao Hỏa. Phobos 2mặc dù nó đã chụp ảnh thành công Sao Hỏa và Phobos, nhưng nó đã bị rơi trước khi hai tàu đổ bộ va vào bề mặt của Phobos.

Cũng không thành công Sứ mệnh quan sát sao Hỏa của tàu quỹ đạo Hoa Kỳ vào năm 1993. Ngay sau đó, vào năm 1997, một tàu thăm dò quan sát khác của NASA, Mars Global Surveyor, báo cáo đã đi vào quỹ đạo của sao Hỏa. Nhiệm vụ này đã thành công hoàn toàn và đến năm 2001, toàn bộ hành tinh đã được lập bản đồ.

4. Tái tạo kích thước cuộc sống của các tàu lượn Sojourner, Spirit, Cơ hội và Sự tò mò với sự tham gia của các kỹ sư NASA.

Năm 1997 cũng chứng kiến ​​một bước đột phá lớn về hình thức hạ cánh thành công ở khu vực Thung lũng Ares và khảo sát bề mặt bằng cách sử dụng Lazika NASA Sojourner như một phần của sứ mệnh Mars Pathfinder. Ngoài mục đích khoa học, Sứ mệnh người tìm đường trên sao Hỏa nó cũng là một bằng chứng về khái niệm cho các giải pháp khác nhau, chẳng hạn như hệ thống hạ cánh bằng túi khí và tránh chướng ngại vật tự động, sau này được sử dụng trong các nhiệm vụ thám hiểm tiếp theo (4). Tuy nhiên, trước khi họ đến, đã có một làn sóng thất bại khác trên Sao Hỏa vào năm 1998 và 1999, ngay sau thành công của Global Surveyor và Pathfinder.

Thật là không may Sứ mệnh tàu quỹ đạo Nozomi của Nhật Bảncũng như tàu quỹ đạo của NASA Mars Climate Orbiter, Tàu đổ bộ địa cực sao Hỏa tôi thâm nhập Deep Space 2với nhiều lỗi khác nhau.

Sứ mệnh Mars Express của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đến sao Hỏa vào năm 2003. Trên tàu là tàu đổ bộ Beagle 2, bị mất tích trong một nỗ lực hạ cánh và mất tích vào tháng 2004 năm XNUMX. Beagle 2 được phát hiện vào tháng 2015 năm XNUMX bởi máy ảnh HiRise trên Quỹ đạo do thám sao Hỏa (MRO) của NASA. Hóa ra anh ta đã hạ cánh an toàn, nhưng anh ấy đã thất bại trong việc triển khai đầy đủ các tấm pin mặt trời và ăng-ten. Orbital Mars Express tuy nhiên, ông đã có những khám phá quan trọng. Năm 2004, ông phát hiện ra khí mê-tan trong bầu khí quyển của hành tinh này và quan sát nó hai năm sau đó. sao cực.

Vào tháng 2004 năm XNUMX, hai chiếc máy bay thám hiểm của NASA đã được đặt tên là Spirit of Serbia (MER-A) Tôi Cơ hội (MER-B) đã hạ cánh trên bề mặt sao Hỏa. Cả hai đều vượt xa lịch trình ước tính trên Sao Hỏa. Trong số các kết quả khoa học quan trọng nhất của chương trình này là bằng chứng mạnh mẽ rằng nước lỏng tồn tại ở cả hai bãi đáp trong quá khứ. Rover Spirit (MER-A) hoạt động cho đến năm 2010 khi nó ngừng gửi dữ liệu vì bị kẹt trong một cồn cát và không thể tự định hướng lại để sạc pin.

Sau đó, Phoenix hạ cánh xuống Cực Bắc của sao Hỏa vào tháng 2008 năm 2012 và được xác nhận là có băng nước. Ba năm sau, Phòng thí nghiệm Khoa học Sao Hỏa được đưa lên tàu thám hiểm Curiosity, đã đến bề mặt Sao Hỏa vào tháng XNUMX năm XNUMX. Chúng tôi viết về những kết quả khoa học quan trọng nhất trong sứ mệnh của ông trong một bài báo khác về số báo này của MT.

Một nỗ lực không thành công khác nhằm hạ cánh lên sao Hỏa của ESA châu Âu và tàu Roscosmos của Nga là Lendaunic Schiaparelliđã ngắt kết nối khỏi ExoMars Trace Gas Orbiter. Sứ mệnh đến sao Hỏa vào năm 2016. Tuy nhiên, Schiaparelli, trong khi hạ xuống, đã sớm bung dù và rơi xuống mặt nước. Tuy nhiên, anh ta đã cung cấp dữ liệu quan trọng trong một lần nhảy dù xuống nên cuộc thử nghiệm được coi là thành công một phần.

Hai năm sau, một tàu thăm dò khác đáp xuống hành tinh này, lần này là đứng yên. Cái nhìn sâu sắcai đã thực hiện một nghiên cứu mà xác định đường kính của lõi sao Hỏa. Các phép đo của InSight cho thấy đường kính của lõi sao Hỏa là từ 1810 đến 1850 km. Đây là gần một nửa đường kính của lõi Trái đất, khoảng 3483 km. Tuy nhiên, đồng thời, nhiều hơn một số ước tính đã chỉ ra, có nghĩa là lõi sao Hỏa hiếm hơn những gì người ta nghĩ trước đây.

Tàu thăm dò InSight đã cố gắng đi sâu vào đất sao Hỏa không thành công. Vào tháng Giêng, việc sử dụng "nốt ruồi" Ba Lan-Đức đã bị loại bỏ, tức là đầu dò nhiệt, được cho là đi sâu vào lòng đất để đo dòng năng lượng nhiệt. Chuột chũi gặp rất nhiều ma sát và không chìm đủ sâu vào lòng đất. Đầu dò cũng đang lắng nghe sóng địa chấn từ bên trong hành tinh. Thật không may, nhiệm vụ InSight có thể không có đủ thời gian để khám phá thêm. Bụi bám trên các tấm pin mặt trời của thiết bị, có nghĩa là InSight nhận được ít năng lượng hơn.

Trong những thập kỷ gần đây chuyển động trên quỹ đạo của hành tinh cũng tăng lên một cách có hệ thống. Thuộc sở hữu của NASA Cuộc phiêu lưu trên sao hỏa vào quỹ đạo sao Hỏa năm 2001. Nhiệm vụ của nó là sử dụng quang phổ kế và các thiết bị hình ảnh để tìm kiếm bằng chứng trong quá khứ hoặc hiện tại về hoạt động của nước và núi lửa trên sao Hỏa.

Năm 2006, một tàu thăm dò của NASA đã lên quỹ đạo. Tàu quỹ đạo trinh sát sao Hỏa (MRO), đã tiến hành một cuộc khảo sát khoa học kéo dài hai năm. Tàu quỹ đạo bắt đầu lập bản đồ cảnh quan và thời tiết trên sao Hỏa để tìm địa điểm hạ cánh phù hợp cho các nhiệm vụ đổ bộ sắp tới. MRO đã chụp hình ảnh đầu tiên về một loạt tuyết lở đang hoạt động gần cực bắc của hành tinh vào năm 2008. Tàu quỹ đạo MAVEN đã đến quỹ đạo quanh Hành tinh Đỏ vào năm 2014. Mục tiêu của nhiệm vụ chủ yếu là xác định xem bầu khí quyển và nước của hành tinh đã bị mất đi như thế nào trong thời gian này. của năm.

Cùng lúc đó, tàu thăm dò quỹ đạo sao Hỏa đầu tiên của anh ấy, Nhiệm vụ quỹ đạo sao Hỏa (MAMA), còn được gọi là Mangalyaan, phóng của Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ (ISRO). Nó đi vào quỹ đạo vào tháng 2014 năm XNUMX. ISRO của Ấn Độ đã trở thành cơ quan vũ trụ thứ XNUMX đến được sao Hỏa, sau chương trình vũ trụ của Liên Xô, NASA và ESA.

5. Xe địa hình Zhuzhong của Trung Quốc

Một quốc gia khác trong câu lạc bộ sao Hỏa là Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất. Thuộc về họ Tàu quỹ đạo Amal gia nhập vào ngày 9 tháng 2021 năm XNUMX. Một ngày sau, tàu thăm dò của Trung Quốc cũng làm như vậy. Tianwen-1, mang theo tàu đổ bộ và tàu lượn Zhurong (240) nặng 5 kg, hạ cánh mềm thành công vào tháng 2021 năm XNUMX.

Một nhà thám hiểm bề mặt Trung Quốc đã tham gia cùng ba tàu vũ trụ của Mỹ hiện đang hoạt động và hoạt động trên bề mặt hành tinh. Lazikov Curiosity i Sự bền bỉcũng đã hạ cánh thành công vào tháng XNUMX này và Insight. Và nếu bạn đếm Máy bay không người lái khéo léo được phát hành bởi sứ mệnh cuối cùng của Hoa Kỳ, một cách riêng biệt, đó là những cỗ máy con người làm việc trên bề mặt sao Hỏa vào lúc thứ năm.

Hành tinh này cũng được khám phá bởi tám quỹ đạo: Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Orbiter Mission, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter (6), Tianwen-1 quỹ đạo và Amal. Cho đến nay, chưa có một mẫu nào được gửi từ Sao Hỏa và cuộc hạ cánh tiếp cận mặt trăng của Phobos (Phobos-Grunt) khi cất cánh vào năm 2011 đã không thành công.

Hình 6. Hình ảnh bề mặt sao Hỏa từ thiết bị CaSSIS của tàu quỹ đạo Exo Mars.

Tất cả những "cơ sở hạ tầng" nghiên cứu về sao Hỏa này tiếp tục cung cấp những dữ liệu thú vị mới về vấn đề này. hành tinh đỏ. Gần đây, ExoMars Trace Gas Orbiter đã phát hiện ra hydro clorua trong khí quyển sao Hỏa. Kết quả được công bố trên tạp chí Science Advances. “Hơi nước là cần thiết để giải phóng clo, và hydro là sản phẩm phụ của nước để tạo thành hydro clorua. Điều quan trọng nhất trong các quá trình hóa học này là nước, ”ông giải thích. Kevin Olsen từ Đại học Oxford, trong một thông cáo báo chí. Theo các nhà khoa học, sự tồn tại của hơi nước ủng hộ giả thuyết rằng sao Hỏa đang mất đi một lượng lớn nước theo thời gian.

Thuộc sở hữu của NASA Tàu quỹ đạo trinh sát sao Hỏa gần đây ông cũng nhận thấy một cái gì đó kỳ lạ trên bề mặt sao Hỏa. Anh ấy đăng ký bằng thẻ lên máy bay. Máy ảnh HiRise một hố sâu (7), trông giống như một vết đen với đường kính khoảng 180 mét. Nghiên cứu sâu hơn hóa ra còn đáng ngạc nhiên hơn. Nó chỉ ra rằng cát rời nằm ở đáy của cái hốc, và nó rơi theo một hướng. Các nhà khoa học hiện đang cố gắng xác định Liệu hố sâu có thể được kết nối với một mạng lưới các đường hầm dưới lòng đất do dung nham chảy xiết để lại.

Các nhà khoa học từ lâu đã nghi ngờ rằng những ngọn núi lửa đã tắt có thể bị bỏ lại các ống dung nham hang động lớn trên sao Hỏa. Các hệ thống này có thể chứng tỏ là một nơi rất hứa hẹn cho việc triển khai các căn cứ trên Sao Hỏa trong tương lai.

Điều gì đang chờ đợi Hành tinh Đỏ trong tương lai?

Trong khuôn khổ chương trình ExoMars, ESA và Roscosmos dự định gửi tàu thám hiểm Rosalind Franklin vào năm 2022 để tìm kiếm bằng chứng về sự tồn tại của vi sinh vật trên sao Hỏa, trong quá khứ hay hiện tại. Tàu đổ bộ mà người đi đường phải cung cấp được gọi là Kazachok. Cùng một cửa sổ vào năm 2022 Quỹ đạo sao hỏa EscaPADE (Các nhà nghiên cứu Động lực học và Gia tốc Thoát hiểm và Plasma) của Đại học California tại Berkeley sẽ bay cùng hai tàu vũ trụ trong một nhiệm vụ nhằm nghiên cứu cấu trúc, thành phần, biến động i động lực học từ quyển của sao Hỏa Oraz thoát quy trình.

Cơ quan ISRO của Ấn Độ có kế hoạch tiếp tục thực hiện sứ mệnh của mình vào năm 2024 với một sứ mệnh được gọi là Nhiệm vụ quỹ đạo sao hỏa 2 (MOM-2). Có thể là ngoài tàu quỹ đạo, Ấn Độ cũng muốn gửi một tàu thăm dò để hạ cánh và khám phá hành tinh.

Các đề xuất du lịch ít cụ thể hơn một chút bao gồm khái niệm Phần Lan-Nga MetNet tháng XNUMXtrong đó liên quan đến việc sử dụng nhiều trạm khí tượng nhỏ trên sao Hỏa để tạo ra một mạng lưới quan sát rộng lớn nhằm nghiên cứu cấu trúc của bầu khí quyển, vật lý và khí tượng của hành tinh.

Mars-Grunt đến lượt nó, đây là khái niệm của Nga về một sứ mệnh nhằm vào cung cấp một mẫu đất sao Hỏa cho Trái đất. Nhóm ESA-NASA đã phát triển khái niệm về kiến ​​trúc ba lần cất cánh và quay trở lại sao Hỏa sử dụng một máy dò để lưu trữ các mẫu nhỏ, một bước leo lên sao Hỏa để đưa chúng vào quỹ đạo và một tàu quỹ đạo để giao tiếp với chúng qua không trung. Sao Hỏa và trả chúng về Trái đất.

Ổ điện mặt trời có thể cho phép một lần cất cánh để trả lại mẫu thay vì ba lần. Cơ quan Nhật Bản JAXA cũng đang nghiên cứu một khái niệm sứ mệnh có tên là MELOS rover. tìm kiếm các cấu trúc sinh học sự sống hiện có trên sao Hỏa.

Tất nhiên là có nhiều dự án nhiệm vụ có người lái. Khám phá không gian của Hoa Kỳ được đặt ra như một mục tiêu dài hạn trong tầm nhìn khám phá không gian do Tổng thống Hoa Kỳ lúc bấy giờ là George W. Bush công bố vào năm 2004.

Ngày 28 tháng 2007 năm XNUMX Quản trị viên NASA Michael D. Griffin cho biết NASA đặt mục tiêu đưa một người lên sao Hỏa vào năm 2037. Vào tháng 2015 năm XNUMX, NASA đã công bố kế hoạch chính thức về việc con người khám phá và xâm chiếm sao Hỏa. Nó được gọi là Hành trình đến Sao Hỏa và được MT chi tiết vào thời điểm đó. Nó có lẽ không còn phù hợp nữa, vì nó cung cấp cho việc sử dụng Trạm vũ trụ quốc tế trên quỹ đạo Trái đất, chứ không phải Mặt trăng và trạm Mặt trăng như một giai đoạn trung gian. Ngày nay, có nhiều cuộc thảo luận hơn về việc quay trở lại Mặt trăng như một cách để đến sao Hỏa.

Anh ấy cũng xuất hiện trên đường Elon Musk và SpaceX với những kế hoạch đầy tham vọng và đôi khi được coi là phi thực tế của mình cho các sứ mệnh thông thường lên sao Hỏa để thực dân. Vào năm 2017, SpaceX đã công bố kế hoạch đến năm 2022, tiếp theo là hai chuyến bay không người lái nữa và hai chuyến bay có người lái vào năm 2024. Starship phải có tải trọng từ 100 tấn trở lên. Một số nguyên mẫu của Starship đã được thử nghiệm thành công như một phần của chương trình phát triển Starship, bao gồm một lần hạ cánh hoàn toàn thành công.

Cho đến nay, sao Hỏa là thiên thể vũ trụ được nghiên cứu và biết đến nhiều nhất sau hoặc ngang bằng với Mặt trăng. Hiện tại, các kế hoạch đầy tham vọng, cho đến thực dân hóa, là một triển vọng khá mơ hồ. Tuy nhiên, điều chắc chắn là chuyển động qua lại bề mặt của hành tinh đỏ sẽ phát triển trong những năm tới.