โลกกำลังเข้าใกล้ชีวิตบนดาวอังคาร

โลกกำลังเข้าใกล้ชีวิตบนดาวอังคาร

Olga Zakutnyaya,
สถาบันวิจัยอวกาศแห่งราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งประเทศรัสเซีย
"Kommersant Science" №5, กรกฎาคม 2017

เดือนกรกฎาคมและสิงหาคมเป็น "ฤดูท่องเที่ยว" ไม่เพียง แต่ในซีกโลกเหนือของโลก แต่ยังบนดาวอังคาร อย่างน้อยในปีพ. ศ. 2560 สิ่งที่อยู่ในการเคลื่อนที่ของดาวอังคารในเวลานี้กำหนดไว้สำหรับดวงอาทิตย์เมื่อเทียบกับผู้สังเกตการณ์จากแผ่นดิน: โคโรนาแสงอาทิตย์ขัดขวางการสื่อสารทางวิทยุและเป็นเวลาหลายสัปดาห์ขัดจังหวะอย่างสมบูรณ์

โครงการลดโคจรของ TGO โดยใช้บรรยากาศ ภาพ: ESA

ในขณะนี้ยานอวกาศที่อยู่บนดาวอังคารหรืออยู่ในวงโคจรรอบ (ขณะนี้มีสองและหกตามลำดับหากทำงานโดยเฉพาะ) กำลัง "หยุดพัก" สำหรับ "ผู้มาใหม่" ในกองเรือรบของเครื่อง TGO ของภารกิจรัสเซีย "ExoMars-2016" ช่วงฤดูร้อนคือช่วงเวลาที่การดำเนินการเพื่อลดวงโคจรผ่านบรรยากาศจะถูกระงับ

ชาวอังคาร

อุปกรณ์ (หน่วยงาน)ชนิดเปิด / ออก
ดาวอังคารโอดิสซีย์ (NASA)วงโคจร2001/2001
ดาวอังคารเอ็กซ์เพรส (ESA)วงโคจร2003/2003
โอกาส (NASA)ผู้ท่องเที่ยว2003/2004
ยานสำรวจดาวอังคาร (NASA)วงโคจร2005/2006
Mangalyaan-1 (IRSO)วงโคจร2013/2014
MAVEN (NASA)วงโคจร2013/2014
ความอยากรู้อยากเห็น (NASA)ผู้ท่องเที่ยว2011/2012
TGO / "ExoMars 2016"วงโคจร2016/2016

มุมมองทั่วไปของยานอวกาศ ติดตามยานก๊าซ ที่ Baikonur cosmodrome อุปกรณ์สองตัวที่ปกคลุมด้วยฉนวนไฟฟ้า electrovacuum สีทอง, ที่มุมบนขวาทำใน IKI RAN ขึ้น – สเปกโตรเคมี ASC, ลงด้านล่าง – กล้องโทรทรรศน์นิวตรอน FREND ภาพ: ESA / Roskosmos / IKI RAN / เพื่อน

ตั้งแต่วันที่ 15 มีนาคม 2560 TGO อยู่ในระหว่างการลดความสูงของวงโคจร กระบวนการนี้เรียกว่า aerocracking (คำภาษาอังกฤษ) aerobraking) หากคุณแปลความหมายโดยใช้ความหมายคุณจะได้รับ "การลากอากาศพลศาสตร์" แต่ต้องจำไว้ว่าความหมายของการซ้อมไม่มากนักเพื่อลดความเร็วในการลดความสูง – ระยะทางของจุดสุดยอดของวงโคจรจากพื้นผิวของดาวอังคาร (apocenter, หรือ apoorium) นี้จะทำได้อย่างแม่นยำโดยการลดความเร็วใน pericenter – จุดของวงโคจรที่ใกล้เคียงกับดาวเคราะห์ (เรียกว่า periary สำหรับดาวอังคาร)

กฎขีปนาวุธกำหนดว่าอุปกรณ์เคลื่อนตัวเร็วที่สุดในศูนย์วิจัยและหากคุณบังคับให้เบรกที่นี่จะไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะ "เพิ่ม" ความสูงใน apocenter ความเร็วของ TGO ในไขสันหลังูลดลงโดยการบังคับให้ "วาง" อุปกรณ์ ในเวลาเดียวกันเขาดูเหมือนจะ "โดดเด่น" เกี่ยวกับชั้นบนของชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร แม้ว่าความสูงดังกล่าวจะมีความสูงประมาณ 120 กิโลเมตร แต่ก็ยังคงสมาธิอยู่มาก แต่ก็ยังมีความเข้มข้นของโมเลกุลเพียงพอสำหรับการชะลอตัวของ TGO เนื่องจากการชนกับพวกมันหากต้องการใช้ระยะทาง 400 กิโลเมตรสำหรับวงโคจรที่ใช้งานจะใช้เวลาเพียงเล็กน้อยในช่วงหนึ่งปี ก่อนการเริ่มต้นของชุดของ aerodynamic เบรคประลองยุทธ์ความสูงของ apocentre ของวงโคจรรูปไข่สูงประมาณ 33,000 กม.

ในเดือนเมษายนปีพ. ศ. 2561 ควรจะมีการเบรคประลองยุทธ์ หลังจากนั้นด้วยความช่วยเหลือของเครื่องยนต์ TGO รวมอยู่ในพื้นที่ของ apoarium มีความจำเป็นต้องยกไขสันหลังูขึ้นประมาณ 400 กม.

การดำเนินการควบคุมเบรคดำเนินการจาก European Space Operations Centre (ศูนย์ปฏิบัติการอวกาศยุโรปหรือ ESOC จริงศูนย์ควบคุมการบิน) โดยใช้เสาอากาศสำหรับระบบสื่อสารอวกาศระยะไกล ESTRACK (ESA) และ DSN (NASA) วิธีการเบรคนี้ต้องใช้การวัดตำแหน่งของอุปกรณ์ในตำแหน่งปกติในเวลาที่ผ่านศูนย์ข้อมูล ระยะเวลาของวงโคจรอยู่ที่ประมาณ 14 ชั่วโมงและเมื่อความสูงลดลงก็จะสั้นลง (ในตอนท้ายของกระบวนการจะเป็นเวลา 2 ชั่วโมง) เป็นที่แน่ชัดว่าถ้าการเชื่อมต่อวิทยุกับดาวอังคารถูกทำลายก็มีความเสี่ยงที่จะดำเนินการจัดทำดังกล่าว ดังนั้นการแบ่งกำหนดไว้สำหรับเดือนสิงหาคม

องค์การได้รับการโอนไปยังวงโคจรที่มีเสถียรภาพมากหรือน้อยที่มีศูนย์วิจัยค่อนข้างสูงการซ้อมรบจะเริ่มดำเนินการเมื่อสิ้นเดือนสิงหาคมปี 2008 ภายในสิ้นเดือนกรกฎาคมจะมีการรับข้อมูลทางไกลจากบอร์ด TGO และคำสั่งบำรุงรักษาระบบจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ หลังจากนั้นสองสัปดาห์ TGO จะ "เงียบ" เมื่อดาวอังคารหายตัวไปหลังดวงอาทิตย์ หลังจากเริ่มต้นการสื่อสารทางวิทยุแล้วซอฟต์แวร์ที่อัปเดตจะถูกส่งไปยังบอร์ดและจากผลการตรวจสอบการดำเนินการเบรคจะดำเนินการต่อ

ดูเหมือนว่าตอนนี้สำหรับผู้เข้าร่วมโครงการทางวิทยาศาสตร์ TGO ก็ถึงเวลาที่ต้องหยุดพักแล้ว แต่การทำงานบนโลกก็เต็มไปหมดแม้จะเป็นช่วงฤดูร้อน ขณะนี้แผนการดำเนินงานของ บริษัท กำลังอยู่ในระหว่างการเตรียมภารกิจทางวิทยาศาสตร์อยู่แล้ว นักวิจัย – ผู้นำการทดลองควรตัดสินใจว่าควรสังเกตข้อสังเกตใดก่อนและวิธีแจกจ่ายข้อสังเกตเหล่านี้ตามกำหนดการเดินโคจรร่วมกันแบ่งปันทรัพยากรตัวอย่างเช่นจำนวนข้อมูลหรือทิศทางของคำแนะนำยานอวกาศและอื่น ๆ อีกมากมาย

การประชุมปฏิบัติการต่อไปในภารกิจ ExoMars-2016 จัดขึ้นเมื่อปลายเดือนมิถุนายนที่สถาบันวิจัยอวกาศแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์รัสเซีย ผู้นำของการทดลองทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดโครงการโดยรวมและผู้เชี่ยวชาญในด้านการควบคุมการบินรวมตัวกันที่นี่นอกจากแผนการสำหรับอนาคตแล้วยังได้มีการกล่าวถึงผลการทดสอบครั้งแรกของเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่เกิดขึ้นในฤดูใบไม้ร่วงปี 2016 และฤดูใบไม้ผลิของปีพ. ศ. 2560 เป้าหมายหลักของพวกเขาคือการตรวจสอบประสิทธิภาพและการสอบเทียบอุปกรณ์

"Exomars" (ExoMars) – โครงการร่วมทุนขององค์การอวกาศยุโรป (องค์การอวกาศยุโรป, ESA / ESA) และ บริษัท Roscosmos ของรัสเซียเพื่อสำรวจดาวอังคาร เป้าหมายหลักของโปรแกรมคือการค้นหาหลักฐานการดำรงอยู่ของชีวิตบนดาวอังคาร ข้อตกลงของ Roscosmos และองค์การอวกาศยุโรปเกี่ยวกับความร่วมมือในด้านการวิจัยของดาวอังคารและหน่วยงานอื่น ๆ ของระบบสุริยะได้ลงนามในวันที่ 14 มีนาคม 2013 ข้อตกลงนี้กำหนดให้รัสเซียมีส่วนร่วมในโครงการ ExoMars และแสดงถึงโครงการที่เป็นไปได้ในด้านการวิจัยดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์

ภายใต้โครงการ "ExoMars" สถานีอวกาศอัตโนมัติ "ExoMars-2016" ได้เปิดตัวแล้วและมีการกำหนดสถานี "ExoMars-2020"

รถแลนด์โรเวอร์ยุโรป ExoMars rover จะเปิดตัวสู่อวกาศในปีพ. ศ. 2563 ภาพ: ESA

ผู้รับเหมาหลักสำหรับการสนับสนุนด้านเทคนิคของโครงการจากฝั่งรัสเซียเป็นสมาคมวิทยาศาสตร์และการผลิตที่ตั้งชื่อตาม S. A.Lavochkin เกี่ยวกับภาระงานทางวิทยาศาสตร์ของโครงการ – สถาบันวิจัยอวกาศของรัสเซีย Academy of Sciences ผู้จัดการโครงการทางวิทยาศาสตร์จากฝั่งรัสเซียเป็นนักวิชาการ Lev Zeleny

ภาระทางวิทยาศาสตร์ในคณะกรรมการ TGO ประกอบด้วยชุดเครื่องมือสี่ชุด ที่น่าตื่นเต้นที่สุดคือกล้องถ่ายรูป CaSSIS สำหรับการถ่ายทำสีและการผลิตคู่สเตอริโอ ภาพแรกของดาวอังคารได้ทำให้ผู้ที่ชื่นชอบในอวกาศได้เห็นแล้วว่าเว็บไซต์ ESA ได้โพสต์ภาพที่ประสบความสำเร็จโดยเฉพาะอย่างยิ่งภาพสีของโฟบอสและภาพคู่สเตอริโอจากพื้นที่เขาวงกตกลางคืน อธิบายลักษณะของอุปกรณ์ในงานแถลงข่าวของผู้สื่อข่าวชาวรัสเซียผู้กำกับ Nick Thomas (ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัย Bern สวิสเซอร์แลนด์) กล่าวว่าความละเอียดของกล้อง CaSSIS "ไม่เพียงพอที่จะเห็นรถบัสจากเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กจากมอสโก" แต่แล้วจากตเวียร์อาจจะมีการเปิดออก: CaSSIS จะสามารถแยกแยะรายละเอียดของการผ่อนปรน 4.5 เมตรจากขนาดความสูงเพียง 400 กม. (เพื่อความแม่นยำความละเอียดของกล้องคือ 4.5 เมตรต่อพิกเซล)

คู่สเตอริโอที่ได้จากกล้อง CaSSIS ภาพ: ESA / Roscosmos / CaSSIS

ในระหว่างการผนวกครั้งแรก CaSSIS ทำงานอย่างถูกต้องปัญหาบางอย่างเกิดขึ้นกับซอฟต์แวร์พวกเขาวางแผนที่จะได้รับการแก้ไขในเวอร์ชันใหม่ของซอฟต์แวร์ซึ่งจะถูกโหลดลงบนอุปกรณ์ในอนาคตอันใกล้นี้

ACS (สถาบันวิจัยอวกาศแห่งราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งรัสเซียผู้วิจัยหัวหน้า Oleg Korablev) และ NOMAD (การพัฒนาสถาบันร่วมของเบลเยี่ยมสเปนอิตาลีและอังกฤษหัวหน้างานวิจัย Ann-Karin Vandal พนักงานของสถาบันอวกาศ Aeronomy ประเทศเบลเยียม) มุ่งศึกษาบรรยากาศของดาวอังคาร ทั้งสองคอมเพล็กซ์ประกอบด้วยสามสเปกโตรมิเตอร์ที่ทำงานในแถบที่แตกต่างกันในช่วงอินฟราเรดและอัลตราไวโอเลต

ACS spectrometry complex ได้รับการออกแบบมาเพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศของดาวอังคารก่อนอื่นเนื้อหาของดาวเทียมมีเทน – ชีวิต ภาพ: Roscosmos / ESA / ACS / IKI

งานสำรวจส่วนเล็ก ๆ ของบรรยากาศเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับองค์การ บางทีอาจเป็นที่นิยมมากที่สุดคือมีเทนซึ่งถูกบันทึกไว้ในบรรยากาศของดาวอังคารเหมือนกับว่า "หายตัวไป" จากผู้สังเกตการณ์ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ามีเทนที่ผลิตจากสัตว์มีชีวิต ไม่มีชีวิตที่มองเห็นได้บนดาวอังคารและแทบจะไม่มีมีเทนเพราะความไม่เสถียรของมันจะสลายตัวได้อย่างรวดเร็วภายใต้การกระทำของรังสีดวงอาทิตย์อย่างไรก็ตามยังมีการบันทึกสัญญาณบางส่วนของมีเทนบางครั้งมีความเชื่อมั่นสูงมาก มันสามารถเป็นแหล่งของการไม่ได้ตรวจพบแบคทีเรีย? หรือบางทีอาจเป็นกิจกรรมทางธรณีวิทยาที่ซ่อนอยู่ ด้วยวิธีนี้และต้องการทำความเข้าใจกับนักพัฒนาโครงการ

นอกเหนือไปจากก๊าซมีเทนสารประกอบไฮดรอกซิลกรดนินทรีย์ต่างๆและอื่น ๆ อีกมากมายน่าสนใจ ความเข้มข้นขององค์ประกอบดังกล่าวอาจต่ำถึงสองสามอนุภาคต่อล้านล้านเหรียญและในการลงทะเบียนพวกเขาต้องมีความไวสูงมากและต้องมีการสังเกตการณ์เป็นเวลานาน

โมดูล Schiaparelliงานของเขาคือการทำงานออกเชื่อมโยงไปถึงบนพื้นผิวของดาวอังคารแยกออกจาก TGO ได้อย่างปลอดภัยเมื่อวันที่ 16 ตุลาคม 2016 แต่อีกสามวันต่อมาเนื่องจากความล้มเหลวในการกำหนดความสูงจึงทำให้เกิดความผิดพลาดบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ ภาพ: ESA / D. Ducros

Spectrometers "ExoMars" สามารถทำงานได้สองโหมด ประการแรกคือการสังเกตการณ์ในจุดต่ำสุดนั่นคือลง ดังนั้นแสงที่สะท้อนจากดาวอังคารหรือเรืองแสงในชั้นบรรยากาศจะมองเห็นได้เมื่ออยู่ด้านมืดของดาวเคราะห์ แต่โหมดที่สองเป็นที่น่าสนใจมากขึ้น – ข้อสังเกตของดวงอาทิตย์หรือดาวเมื่อพวกเขาส่องผ่านขอบของบรรยากาศในทั้งสองกรณีตามแถบการดูดกลืนในสเปกตรัมเราสามารถตัดสินส่วนประกอบของบรรยากาศได้ แต่ในโหมดที่สองเราสามารถเข้าใจในสิ่งที่ระดับความสูงหนึ่งหรือสารอื่น ๆ ถูกสังเกตได้ นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับรูปแบบของบรรยากาศอังคาร

ความไม่สะดวกคือข้อสังเกตเกี่ยวกับแขนมีข้อ จำกัด ในเวลา: เมื่อดวงอาทิตย์ตกหรือไปไกลกว่าขอบฟ้า (อุปกรณ์ไม่สามารถเปิดและปิดในลักษณะของสวิตช์ไฟฟ้าทั่วไป) และคำแนะนำ (สำหรับข้อสังเกตเกี่ยวกับแขนที่มีความจำเป็นต้องปรับทิศทางอุปกรณ์อย่างถูกต้อง) เมื่อคำนึงถึงพารามิเตอร์ของวงโคจรของ TGO จะได้รับ "หน้าต่าง" จำนวนหนึ่งสำหรับการสังเกตการณ์ และตอนนี้ผู้นำของการทดลองร่วมกับผู้เชี่ยวชาญในการควบคุมอุปกรณ์ "แบ่งวงโคจร" กำลังพัฒนากลยุทธ์และวางแผนสำหรับการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ภายในกรอบภารกิจหลักทางวิทยาศาสตร์ ภารกิจนี้จะเริ่มตั้งแต่เดือนเมษายนปี 2018 จนถึงสิ้นปี พ.ศ. 2562 แน่นอนหลังจากเครื่องมือนี้ไม่ปิดและข้อสังเกตทางวิทยาศาสตร์ไม่หยุด แต่ "การวางแผนขอบฟ้า" ยังคง จำกัด อยู่ในข้อกำหนดเหล่านี้

กล้องโทรทรรศน์นิวตรอน FREND กับหน่วยวัดปริมาณรังสี Lyulin-MO (พัฒนาโดย IKI RAS ด้วยการมีส่วนร่วมของสถาบันวิจัยและเทคโนโลยีอวกาศของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งบัลแกเรีย) เป็นเครื่องมือที่ไม่โอ้อวดมากที่สุดในบอร์ดไม่จำเป็นต้องมีคำแนะนำพิเศษ (แม้ว่าจะสามารถทำงานได้เต็มที่เมื่อมองไปที่จุดต่ำสุดเท่านั้น) ไม่มีส่วนที่เคลื่อนที่ได้และงานทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญอย่างใดอย่างหนึ่งเกี่ยวข้องกับการวัดพื้นหลังของรังสีในวงโคจรของดาวอังคาร ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ FREND ได้รับการรวบรวมข้อมูลที่ยาวที่สุด: รวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์แม้ในระหว่างการบินไปยังดาวอังคารและทำงานเกือบตลอดระยะเวลาทดสอบรวม ​​(อุปกรณ์อื่น ๆ ถูกเปิดเป็นระยะ ๆ )

งานหลักของกล้องโทรทรรศน์นิวตรอน FREND คือการกำหนดปริมาณไฮโดรเจนและน้ำในดินอังคารที่ขึ้นอยู่กับฟลักซ์ของนิวตรอน ภาพ: Roscosmos / ESA / เพื่อน / IKI

ผลลัพธ์ FREND หลักในช่วงเวลานี้คือข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบนิวตรอนของรังสีพื้นหลังในวงโคจรรอบดาวอังคาร นี่เป็นข้อมูลการสอบเทียบที่สำคัญ ต่อมาในวงโคจรของการทำงานแล้วจะต้องแยกข้อมูลเกี่ยวกับฟลักซ์ของนิวตรอนออกจากดินของดาวอังคารจากฟลักซ์นิวตรอนจากอวกาศ และหน่วยวัดปริมาณรังสีซึ่งวัดระดับรังสีพื้นหลังพบว่าในระหว่างการเดินทางจากโลกสู่ดาวอังคารและกลับนักท่องอวกาศจะรวบรวมประมาณ 60% ของปริมาณที่นักบินอวกาศได้รับอนุญาตให้รวบรวมในระหว่างการทำงานของพวกเขา

งานหลักของการทดลอง FREND คือการสร้างแผนที่ของข้อมูลอัลเบโด้นิวตรอนที่มีต่อไฮโดรเจนและน้ำ (permficrost) ในชั้นดินบนของดาวอังคาร "สันนิษฐานว่าน้ำเป็นสภาพแวดล้อมที่ดีสำหรับการเกิดของชีวิต" อิกอร์ Mitrofanov หัวของการทดลองกล่าวว่า "จากการศึกษาก่อนหน้านี้เราก็สามารถที่จะหา oases เฉพาะภายใต้พื้นผิวของดาวอังคารที่มีน้ำมากกว่าในพื้นที่โดยรอบและถ้าเรารวมข้อมูลเหล่านี้ด้วยข้อมูล เกี่ยวกับก๊าซมีเทนซึ่งจะได้รับ ACS และ NOMAD บางทีเราอาจจะเข้ามาใกล้ตอบคำถามเรื่องชีวิตบนดาวอังคาร "


Like this post? Please share to your friends:
ใส่ความเห็น

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: