- Apa informasi minimum dengan biaya maksimum?
- Ini adalah peluncuran stasiun luar angkasa ke Mars.
Pada 18 November 2013, sebuah kendaraan peluncuran Atlas-V diluncurkan dari Cape Canaveral dengan stasiun antarplanet otomatis MAVEN, yang dirancang untuk mempelajari atmosfer Mars.
Semua sistem landasan peluncuran SLC-4 bekerja dengan sempurna - pada pukul 13:18 waktu setempat, sekitar kosmodrom bergetar karena deru kuat RD-180 (mesin buatan Rusia digunakan di kedua tahap peluncuran Atlas-V kendaraan). Sebuah tim bernapas api seberat 300 ton memisahkan diri dari landasan peluncuran dan, dengan tajam meningkatkan kecepatannya, bergegas untuk menemui bintang-bintang. Dalam 27 menit setelah memasuki orbit rendah bumi referensi, mesin "Centaur" tahap atas diluncurkan: MAVEN memperoleh kecepatan ruang kedua dan memasuki lintasan keberangkatan ke Mars.
Manuver korektif pertama dijadwalkan pada 3 Desember. Dalam 10 bulan, pada 22 September 2014, stasiun, yang telah terbang 300 juta kilometer dalam kegelapan es, harus memasuki orbit Mars. Sebuah misi ilmiah dengan perkiraan durasi 1 tahun Bumi akan dimulai.
Peluncuran di bawah program MAVEN menjadi salah satu intrik utama di bidang peluncuran luar angkasa pada 2013 - penangguhan sebagian atau seluruh pekerjaan lembaga pemerintah AS mulai 1 Oktober 2013 menempatkan ekspedisi yang direncanakan ke Planet Merah dalam bahaya, meskipun kesiapan penuh dari semua sistem teknis roket dan sistem ruang angkasa, dan juga "jendela waktu" yang baik untuk peluncuran ke Mars. Ada ancaman nyata gangguan dari semua tanggal yang direncanakan dan penundaan peluncuran MAVEN ke 2016.
Dan ini terlepas dari kenyataan bahwa pesawat ruang angkasa itu sendiri sudah berada di Cape Canaveral sejak Agustus, menjalani persiapan intensif untuk penerbangan, dan kendaraan peluncuran Atlas-V yang sudah jadi sedang menunggu di dalam toko perakitan kosmodrom!
Situasi absurd diselamatkan oleh pengacara NASA yang menemukan celah dalam undang-undang, yang menurutnya peluncuran penyelidikan antarplanet memenuhi kriteria yang mengecualikan MAVEN dari daftar pemotongan anggaran paksa. Pekerjaan lima tahun staf Universitas Colorado dan laboratorium penelitian luar angkasa Universitas Berkeley tidak sia-sia - stasiun antarplanet senilai $ 671 juta (pembuatan probe itu sendiri menelan biaya $ 485 juta, 187 juta lainnya dihabiskan untuk persiapan pra-peluncuran dan pembelian kendaraan peluncuran Atlas-V) dengan aman dikirim ke target yang dituju.
MAVEN menjadi misi ke-45 ke Mars dan misi pengintaian orbit NASA kesepuluh di sekitar Planet Merah. Nama probe adalah singkatan kompleks untuk Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN, yang sepenuhnya mencerminkan tugas ekspedisi yang akan datang. MAVEN dirancang untuk mempelajari atmosfer Mars - cangkang gas tipis, yang tekanannya di lapisan dekat permukaan hanya 0,6% dari atmosfer Bumi, dan komposisi gasnya sama sekali tidak cocok untuk pernapasan manusia (atmosfer Mars hampir seluruhnya - 95% - karbon dioksida).
Sebuah snapshot dari aparat Viking, 1976
Tetapi bahkan atmosfer tipis ini terus menghilang terus menerus - gravitasi kecil Mars tidak mampu menjaga cangkang gas di sekitar planet ini. Setiap tahun angin kosmik "menerbangkan" lapisan atasnya ke luar angkasa, membuat Mars berubah menjadi balok batu beku, mirip dengan Bulan atau Merkurius.
Tapi kapan ini harus terjadi? Dan seperti apa Mars di masa lalu, ketika cangkang gasnya belum begitu kuat habis? Berapa laju hilangnya atmosfer Mars secara absolut?
Inilah yang harus dipahami oleh pesawat ruang angkasa MAVEN: bergerak di sekitar Mars dalam orbit elips dengan pericenter 150 km dan apocenter 6200 km, itu harus menentukan keadaan lapisan atas saat ini dan sifat interaksinya dengan angin matahari. Tetapkan tingkat pasti hilangnya atmosfer, serta faktor-faktor yang mempengaruhi proses ini. Tentukan rasio isotop stabil di atmosfer, yang seharusnya "menjelaskan" sejarah iklim Mars. Secara tidak langsung, hal ini akan dapat menjawab pertanyaan: apakah ada kondisi di masa lalu yang memungkinkan adanya air cair di permukaan Mars?
Satu-satunya hal yang membuat sedih para spesialis NASA adalah bahwa penyelidikan orbit baru, karena orbitnya yang sangat memanjang, tidak dapat digunakan sebagai pengulang sinyal dari penemu.
MAVEN menjalani pengujian centrifuge
Ada 8 instrumen canggih di atas probe:
- satu set untuk mempelajari partikel dan medan (tiga penganalisis partikel "angin matahari", sensor gelombang Langmuir (osilasi plasma) dan sepasang magnetometer induksi);
- spektrometer ultraviolet, yang memungkinkan untuk menentukan parameter atmosfer dan ionosfer dari planet yang jauh dari jarak jauh;
- Spektrometer massa netral dan ionik untuk mempelajari komposisi isotop atmosfer Mars.
Peralatan ilmiah dan sistem pendukung kehidupan yang mengesankan, termasuk sistem kontrol sikap, komputer terpasang, panel surya, dan peralatan untuk komunikasi dengan Bumi, menyediakan pertukaran data dengan kecepatan hingga 10 Mbit / s - semuanya muat di rumah berukuran 2, 3 x 2, 3 x 2 m (lebar probe dengan panel surya terbuka - 11 m). Massa perangkat, sistem, dan peralatan ilmiah adalah 809 kg.
Apakah Mars mirip dengan Bumi di masa lalu? MAVEN pasti akan mengklarifikasi masalah ini. Yang penting selamat sampai tujuan. Dan ini, seperti yang ditunjukkan oleh latihan, sangat sulit …
Kronik penerbangan ke Mars
Mars adalah benda langit yang paling banyak dikunjungi dan dipelajari, bahkan melebihi bulan yang dekat dengan kita dalam kriteria ini. Para peneliti tertarik pada banyak hal: waktu penerbangan yang relatif singkat (bahkan dengan teknologi yang ada - kurang dari setahun). Kondisi permukaan yang sesuai: tidak ada tekanan dan suhu ekstrim, radiasi latar belakang yang dapat diterima, penerangan dan gravitasi. Dari semua planet, Mars paling cocok untuk pencarian kehidupan di luar bumi (bahkan di masa lalu yang jauh), dan di masa depan sangat cocok untuk mendaratkan ekspedisi berawak di permukaannya.
Namun, jalan menuju Planet Merah dipenuhi dengan kecelakaan dan puing-puing dari pesawat ruang angkasa: dari 45 ekspedisi yang diluncurkan, lebih dari setengahnya mencapai Planet Merah. Dan hanya sedikit yang mampu sepenuhnya memenuhi program yang direncanakan.
Ruang tidak memaafkan ketergesaan dan kesalahan sekecil apa pun. Banyak dari "penjelajah Mars" gagal misi mereka di awal. Ini terutama mengacu pada perlombaan ruang angkasa tahun 60-an, ketika, atas instruksi partai dan pemerintah, diperlukan dengan segala cara untuk meluncurkan peralatan dan mencapai prioritas di luar angkasa. Akibatnya, stasiun "Mars 1960A", "1960B", "Mariner-8" mati di atmosfer bumi karena kecelakaan dengan roket pembawa.
Bahkan lebih banyak stasiun dapat masuk ke orbit referensi, tetapi tidak dapat mencapai lintasan keberangkatan: seseorang terjebak di LEO, seperti Phobos-Grunt, dan kemudian kembali ke Bumi dalam bentuk bola api yang sangat terang; seseorang tidak mengambil kecepatan yang diperlukan untuk penerbangan ke Mars dan menghilang tanpa jejak di orbit heliosentris yang luas ("Mariner-3"). Secara total, dari 45 probe yang diluncurkan, hanya 31 (termasuk MAVEN) yang mampu mencapai lintasan yang dihitung untuk penerbangan ke Mars. Untuk penghargaan negara kita, pesawat ruang angkasa pertama yang mengarahkan Planet Merah adalah probe Soviet Mars-1 (diluncurkan pada 1 November 1962). Sayangnya, paragraf berikutnya menceritakan tentang dia.
Model stasiun otomatis antarplanet "Mars-1"
Mimpi buruk yang sebenarnya dimulai selama penerbangan selama berbulan-bulan ke Red Flight. Satu perintah yang salah - dan perangkat, kehilangan orientasi, kehilangan kemampuan untuk berkomunikasi dengan Bumi, berubah menjadi puing-puing ruang yang tidak berguna. Gangguan serupa terjadi dengan stasiun Mars-1 - kebocoran nitrogen dari silinder sistem kontrol sikap: komunikasi dengan stasiun terputus pada jarak 106 juta km dari Bumi. Perangkat lain - "Zond-2" - mengalami pengungkapan panel surya yang tidak lengkap: pemadaman listrik yang dihasilkan menyebabkan peralatan onboard tidak berfungsi, "Zond-2" diam-diam mati di depan penciptanya. Menurut perhitungan balistik, pada 6 Agustus 1965, sebuah wahana tak terarah seharusnya melintas di sekitar Mars.
Penyelidikan Jepang Nozomi binasa dengan sangat keras dan mengerikan di ruang angkasa yang luas. Kurangnya kendaraan peluncuran mereka sendiri dari kekuatan yang diperlukan menjadi pertanda buruk ketika mengirim ekspedisi ke planet yang jauh, namun, orang Jepang yang licik berharap untuk mendapatkan kecepatan yang diperlukan melalui manuver gravitasi yang kompleks di sekitar Bumi dan Bulan. Tentu saja, semuanya tidak berjalan sesuai rencana - "Nozomi" keluar jalur. Jepang berhasil menghitung lintasan baru dan sekali lagi mengarahkan stasiun ke Mars, bahkan jika mereka terlambat 4 tahun dari jadwal. Sekarang yang utama adalah bertahan di luar angkasa untuk waktu yang lama. Sayangnya … Suar matahari yang kuat merusak pengisian probe yang rapuh. Pada saat mendekati Mars, hidrazin membeku di dalam tangki - tidak mungkin untuk mengeluarkan impuls pengereman, dan Nozomi dengan putus asa melewati 1000 km di atas permukaan Planet Merah, tanpa pernah memasuki orbit dekat Mars.
Dalam keadaan yang sangat ofensif, penyelidikan Amerika "Mars Observer" (1993) hilang - komunikasi dengannya terputus hanya beberapa hari sebelum tiba di Mars. Penyebab paling mungkin adalah ledakan mesin karena kebocoran komponen bahan bakar.
Yang pertama untuk mengatasi jarak yang sulit dan mengirimkan foto close-up Planet Merah adalah pesawat Amerika Mariner 4, yang terbang di sekitar Mars pada Juli 1965.
Sejumlah kendaraan sudah hilang di orbit Mars.
Pada 27 Maret 1989, komunikasi dengan stasiun Soviet "Phobos-2" terputus, yang pada saat itu sudah berada di orbit Mars selama 57 hari. Selama pekerjaannya, "Phobos-2" ditransmisikan ke Bumi hasil ilmiah yang unik tentang karakteristik termal Phobos, lingkungan plasma Mars dan erosi atmosfernya di bawah pengaruh "angin matahari". Sayangnya, tugas utama misi - pendaratan probe mini PrOP-F dan DAS di permukaan Phobos - gagal.
Pada tahun 1999, dalam keadaan yang aneh, stasiun Amerika "Mars Climate Orbiter" binasa, terbakar pada orbit pertama di atmosfer Planet Merah. Penyelidikan internal NASA menunjukkan bahwa kelompok kerja spesialis menggunakan sistem pengukuran yang berbeda - metrik dan Anglo-Saxon tradisional (kaki, pound, inci). Sejak itu, NASA telah melarang unit pengukuran Amerika - semua perhitungan dibuat secara eksklusif dalam kilogram dan meter.
Pintu platform pendaratan menutup di sekitar penjelajah Opportunity yang terlipat, 2003
Masalah yang sangat besar menanti siapa pun yang berani mendarat di permukaan Mars - atmosfer berbahaya terlalu lemah untuk mengandalkan kekuatan garis parasut, tetapi masih terlalu padat untuk mendekati permukaan dengan kecepatan kosmik. Mungkin terdengar tidak biasa, tetapi Mars adalah salah satu benda langit paling kompleks dalam hal pendaratan!
Pendaratan terjadi dalam beberapa tahap: pengereman mesin, pengereman aerodinamis di atmosfer atas, parasut yang melambat, mesin rem lagi, mesin pendaratan lunak / kantung udara atau "katup udara" yang unik. Masalah stabilisasi adalah garis yang terpisah.
Objek buatan manusia terberat yang dapat dikirim ke permukaan planet adalah penjelajah MSL, lebih dikenal sebagai "Keingintahuan" - alat dengan berat 900 kg (berat di medan gravitasi Mars - 340 kg). Tapi, jujur saja, spesialis penerbangan dan pengamat luar tercengang oleh kerumitan skema pendaratan dan masalah yang dihadapi saat turun di atmosfer planet.500 ribu baris kode program, 76 squib dalam urutan tertentu, pemisahan bajak dari platform yang menggantung di udara dengan mesin jet dihidupkan dan penurunan lembut dari ketinggian pada kabel nilon. Fantastis!
Planet Mars: tidak ada air, tidak ada tumbuh-tumbuhan, dihuni oleh robot-robot Amerika.
Potret diri penjelajah Curiosity
Banyak pahlawan mampu bertahan dari getaran dan kelebihan beban yang sangat besar pada tahap peluncuran dan akselerasi ke Mars, bertahan dari dinginnya luar angkasa, tetapi meninggal saat mencoba mendarat di benda langit yang berbahaya. Jadi, misalnya, "Mars-2" Soviet jatuh, menjadi objek buatan manusia pertama di permukaan Mars (1971).
Stasiun pertama yang melakukan pendaratan lunak di permukaan Mars adalah Mars-3 Soviet. Sayangnya, karena pelepasan korona yang muncul, stasiun itu rusak 14 detik setelah mendarat.
Probe Eropa "Beagle-2" (modul pendaratan probe orbital "Mars-Express") menghilang tanpa jejak pada tahun 2003 - perangkat dengan berani melangkah ke atmosfer merah planet ini, tetapi setelah itu tidak pernah melakukan kontak dengan Bumi …
Mars menyimpan rahasianya dengan aman.
P. S. Pada 21 November 2013, dua penjelajah Mars beroperasi di permukaan Planet Merah - Peluang (MER-B) dan Keingintahuan (MSL). Yang pertama bekerja dalam kondisi tersebut selama 3586 hari - 39 kali lebih lama dari perkiraan periode dan merangkak di atas permukaan 38 kilometer selama waktu ini.
Ada tiga pesawat ruang angkasa di orbit Mars: Mars-Odysseus, Mars Orbital Reconnaissance (MRO), dan probe Eropa Mars-Express. Odysseus bertahan paling lama - misinya telah berlangsung selama tiga belas tahun.
Pergeseran baru sedang berlomba untuk membantu para veteran - penyelidikan India Mangalyaan (diluncurkan pada 5 November 2013), serta MAVEN yang disebutkan di atas. Mari kita berharap bahwa dalam waktu dekat Rusia juga akan mengambil bagian aktif dalam "regatta Mars" - untuk 2016 dan 2018. dua ekspedisi gabungan Rusia-Prancis "Exomars" direncanakan (perjanjian kerja sama ditandatangani pada 14 Maret 2013). Pada tahun 2018 yang sama, stasiun Phobos-Grunt 2 yang diperbarui dan lebih maju harus pergi ke Mars. Kali ini semuanya akan berjalan dengan baik.
Kamera resolusi tinggi HiRISE di atas Mars Reconnaissance Orbital (MRO)
Jejak penjelajah peluang ditangkap oleh MRO
Sebuah panorama daerah Greeley Haven. Pemandangan Cape York dan Kawah Endeavour. Panorama diambil oleh penjelajah Opportunity selama musim dingin pada tahun 2012.
