К сожалению, сайт не работает без включенного JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript в настройках вашего броузера.
Рассылка Forbes
Самое важное о финансах, инвестициях, бизнесе и технологиях

Новости

 

Прорыв в глубины: почему потерян зонд, увидевший Марс насквозь

Аппарат для изучения Марса InSight (Фото NASA)
Аппарат для изучения Марса InSight (Фото NASA)
За четыре года работы на поверхности Марса «Инсайт» перевернул представления ученых об этой планете. Он первым зафиксировал марсотрясения, помог определить внутреннее строение Марса и, возможно, открыл очаги действующих вулканов. Теперь с аппаратом навсегда потеряна связь. Он мог бы проработать куда дольше, считает научный обозреватель Forbes Анатолий Глянцев, если бы не спорное конструкторское решение

Аппарат «Инсайт» (InSight), исследовавший внутреннее строение Марса, потерял связь с Землей. По всей видимости, навсегда. Специалисты NASA продолжают слушать эфир, но надежды уже фактически нет. Еще полгода назад специалисты предрекали, что зонд выйдет из строя в декабре 2022 года. Так и случилось. Правда, «Инсайт» успел дать материал для множества открытий.

Под капотом Марса

Из чего состоят кора, мантия и ядро Красной планеты? На какой глубине они залегают? Жидкое у Марса ядро или твердое? Бывают ли там марсотрясения? Могут ли проснуться местные вулканы?

До запуска «Инсайта» информации об этом было очень мало. Марсианские миссии в основном исследовали атмосферу и поверхностный грунт. Аппарат стоимостью $814 млн, севший на Марс в ноябре 2018 года, первым заглянул в самое сердце нашего соседа по Солнечной системе.

 

Название InSight можно перевести как «озарение» или «проницательность». Но на самом деле это аббревиатура от словосочетания Interior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport («Изучение внутренней структуры с помощью сейсмических исследований, геодезии и переноса тепла»). «Инсайт» исследовал Марс так же, как геофизические приборы изучают Землю. Он фиксировал сейсмические волны, магнитное поле, пытался измерить поток подземного тепла. Кроме того, на борту «Инсайта» работала аппаратура, точно отслеживающая вращение планеты вокруг своей оси. Это тоже помогло выяснить ее внутреннее строение. И, конечно, зонд был оснащен приборами, измерявшими температуру, атмосферное давление, скорость и направление ветра. Это было необходимо, потому что погодные шумы влияли на показания чувствительного сейсмографа. Но специалисты по климату Марса не могли нарадоваться на ежедневные метеосводки. На всех предыдущих зондах метеорологическая аппаратура включалась лишь время от времени.

Дрожь открытий

Самые впечатляющие результаты «Инсайта» были связаны с марсотрясениями. Первый сейсмограф был доставлен на Красную планету еще миссией «Викинг» в 1976 году, но он так и не заработал. Именно прибор «Инсайта» впервые зафиксировал сотрясения Марса. Зонд успел зарегистрировать 1319 марсотрясений, мощнейшее из которых имело магнитуду 4,7. По земным меркам это немного, но для маленького Марса — впечатляет.

Сейсмические волны просвечивают планету, как ультразвук — человеческий организм. Дело в том, что скорость этих волн зависит от свойств среды, через которую они проходят. Кроме того, волны могут отражаться от границ слоев (например, от границы коры и мантии). Наконец, продольные волны распространяются как в твердом, так и в жидком веществе, а поперечные — только в твердом.

Благодаря сейсмограммам астрономы выяснили, что кора Марса имеет толщину 35 км, а жидкое ядро начинается на глубине 1500–1600 км. Как и земное, оно состоит в основном из железа и никеля, но неожиданно богато серой (18% против земных 2%).

Интересно и само происхождение марсотрясений. Некоторые из них связаны с падением метеоритов, другие — с остыванием коры. Но несколько событий, похоже, указывают на настоящую геологическую активность и очаги жидкой магмы в коре. 

 

Магнитометр тоже преподнес сюрпризы. У Марса нет всепланетного магнитного поля, но есть слабые локальные поля. Однако магнитное поле вокруг «Инсайта» оказалось в 20 раз сильнее, чем ему полагалось быть согласно данным орбитальных зондов. Возможно, его источник — магнитные минералы. Более того, похоже, под самой поверхностью Марса залегает электропроводящий слой толщиной около 4 км. Сама собой напрашивается гипотеза, что это грунтовые воды. Впрочем, ее только предстоит проверить.

Неглубокое бурение

Самая трудная судьба сложилась у инструмента «Крот» (Mole), созданного Германским центром авиации и космонавтики (DLR). «Крот» — это 40-сантиметровый бур, работавший как отбойный молоток. За ним тянулся кабель с датчиками температуры. Планировалось, что устройство зароется на пятиметровую глубину. Там оно должно было измерить поток тепла из недр планеты, а заодно и теплопроводность грунта. Между прочим, это была бы первая скважина на Марсе.

Последнее селфи аппарата InSight (Фото NASA)

Однако в феврале 2019 года «Крот» застрял, едва погрузившись на глубину 30 см. Дело в том, что разработчики ориентировались на свойства грунта, известные по предыдущим миссиям. Но в точке приземления «Инсайта» грунт оказался совсем не таким. Бур, лишенный должного трения о стенки скважины, бесплодно подпрыгивал на месте.

«Инсайт» — неподвижный зонд, так что перенести бур в другое место было нельзя. Единственный инструмент, которым располагали инженеры — манипулятор с ковшом на конце.

Специалисты проявили максимум изобретательности и упорства. Они пытались нажать на грунт рядом с буром. Частично засыпать скважину, дабы уменьшить ее диаметр. Прижать бур к стенке скважины, нажимая на него сбоку. В конце концов инженеры нажали ковшом на бур сверху, рискуя повредить кабель. Это помогло «Кроту» полностью погрузиться в грунт, но как только ковш больше не смог давить на него, он снова застрял. Вся эта эпопея заняла почти два года, после чего в NASA решили оставить устройство в покое.

Надежда на дьяволов

«Инсайт» погубила погода. Марс — ветреная и пыльная планета. Солнечные батареи аппарата просто занесло пылью, и он остался без энергии. Инженеры до последнего продлевали работу сейсмографа, поэтапно отключая остальные приборы. Они даже применили хитроумный метод очистки солнечных панелей с помощью того же манипулятора, которым пытались спасти «Крота». Это помогло, но лишь на время. Последний сеанс связи состоялся 15 декабря, после чего «Инсайт» замолчал.

Конечно, аппарат и так проработал четыре года, хотя был рассчитан только на два. Однако срок в два года отражает скорее осторожность разработчиков, чем реальный ресурс зонда. На поверхности Марса можно работать гораздо дольше. Марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити» должны были проработать лишь несколько месяцев, а проработали один семь, а другой 14 лет. Дело в том, что их солнечные панели много раз очищались пылевыми дьяволами — небольшими вихрями в марсианской атмосфере. Эти дьяволы стали ангелами-хранителями роверов. А вот «Инсайту» с ними не повезло. Вихри множество раз проходили мимо, но ни один из них не подошел достаточно близко.

Можно ли было избежать этого сценария? Да. Достаточно было запитать зонд не от солнечных батарей, а от плутониевого генератора, как марсоходы «Кьюриосити» и «Персеверанс». Первый работает уже более 10 лет. Второй был запущен только в 2020 году, но тоже имеет все шансы на долголетие. 

Трудно сказать, почему конструкторы «Инсайта» остановили свой выбор на солнечных батареях. Может быть, они экономили деньги, а быть может, сказался временный дефицит плутония на рынке США. Так или иначе, ученые получили урок. Остается надеяться, что впредь все зонды для работы на поверхности Марса будут оснащаться радиоизотопными генераторами.

Рассылка:

Наименование издания: forbes.ru

Cетевое издание «forbes.ru» зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций, регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации: серия Эл № ФС77-82431 от 23 декабря 2021 г.

Адрес редакции, издателя: 123022, г. Москва, ул. Звенигородская 2-я, д. 13, стр. 15, эт. 4, пом. X, ком. 1

Адрес редакции: 123022, г. Москва, ул. Звенигородская 2-я, д. 13, стр. 15, эт. 4, пом. X, ком. 1

Главный редактор: Мазурин Николай Дмитриевич

Адрес электронной почты редакции: press-release@forbes.ru

Номер телефона редакции: +7 (495) 565-32-06
Перепечатка материалов и использование их в любой форме, в том числе и в электронных СМИ, возможны только с письменного разрешения редакции. Товарный знак Forbes является исключительной собственностью Forbes Media Asia Pte. Limited. Все права защищены.
AO «АС Рус Медиа» · 2023
16+