Космические станции

Научные результаты[править | править код]

Заснеженная пустыня на Марсе. Снимок Викинга-2

«Викинги» впервые передали с поверхности Марса цветные фотографии высокого качества. На них видна пустынная местность с красноватой почвой, усеянная камнями. Небо было розовым из-за света, рассеянного красными частицами пыли в атмосфере.

Основными элементами в почве, по данным рентгено-флуоресцентного спектрометра «Викингов», были кремний (13—15 %), железо (12—16 %), кальций (3—8 %), алюминий (2—7 %), титан (0,5—2 %).

Оба аппарата взяли образцы почвы в качестве проб для анализа на наличие жизни. Результаты оказались довольно неожиданными — выявлена относительно высокая химическая активность грунта, однако однозначных следов жизнедеятельности микроорганизмов обнаружить не удалось.

Эксперимент по газообмену выявил 15-кратное превышение выделения кислорода по сравнению с ожидаемым. Все известные науке земные формы жизни затрачивают определённое время на рост и воспроизведение, и потому это явление, вероятнее всего, объясняется чисто химическими реакциями в веществе богатой железом почвы.

Во втором эксперименте часть пробы загружалась в резервуар с питательным бульоном, в котором имелись радиоактивные атомы. Анализатор детектировал выделявшиеся газы и обнаружил увеличение диоксида углерода, почти такое же, как при анализе биологически активных образцов земной почвы. Но вскоре и в этом приборе уровень отчётов упал почти до нуля.

В третьем эксперименте регистрировалось поглощение изотопа углерода 14С предполагаемыми органическими соединениями марсианского грунта. Грунт приводился в контакт с углекислым газом, содержащим радиоактивный углерод 14С вместо обычного 12С, и освещался светом, подобным солнечному. В земных условиях микроорганизмы хорошо усваивают углекислый газ. Затем проба грунта нагревалась, чтобы обнаружить усвоенный радиоактивный углерод 14С. На Марсе этот эксперимент дал неоднозначный результат: углерод то усваивался, то нет.

Кроме того, проводился эксперимент по обнаружению органических веществ (не обязательно в живой форме), который дал, в целом, отрицательный результат.

Так называемое Лицо на Марсе, снятое аппаратом Викинг-1

Основной вывод, который можно сделать по результатам этих экспериментов: либо количество микроорганизмов в местах посадок «Викингов» ничтожно мало, либо их нет вообще (аналогичные эксперименты в пустынных местностях на Земле однозначно указывали на наличие жизни).

После обнаружения в 2008 году перхлоратов в почве Марса (космическим аппаратом «Феникс») эксперимент «Викингов» был повторён с земным грунтом, взятым в Чили. К грунту были добавлены перхлораты, и результат в целом оказался похож на результаты, полученные «Викингами».

Автоматические марсианские станции в течение нескольких лет вели наблюдения, дав, в частности, множество ценных сведений о марсианской погоде.

Орбитальные станции обнаружили геологические образования, очень напоминающие следы водной эрозии, в частности, русла высохших рек.

Цели миссии[править | править код]

«Викинг-2» был запущен при помощи ракеты-носителя Титан-3E 9 сентября 1975 года. Спустя 333 дня полёта до выхода на орбиту спутника начал передавать снимки всего диска Марса. 7 августа 1976 вышел на околомарсианскую орбиту с перицентром 1500 км, апоцентром 33 тыс. км и периодом обращения 24,6 часов, которая была затем скорректирована 9 августа до орбиты с периодом обращения 27,3 часов, перицентром 1499 км и наклонением 55,2 градусов. Аппарат приступил к съёмке предполагаемых мест посадки. Подходящее место было выбрано на основе снимков с «Викинга-1» и «Викинга-2». Спускаемый аппарат отделился от орбитального 3 сентября 1976 года в 22:37:50 UT (MSD 36500 00:34 AMT, 3 Mesha 195 Дариский) и совершил мягкую посадку на равнине Утопия.

После отделения спускаемого аппарата предусматривался сброс конструкции, соединяющей его биологический экран с орбитальным аппаратом. Но из-за неполадок с разделением нижняя половина биологического экрана осталась присоединённой к орбитальному аппарату.

Наклонение орбиты было увеличено до 75° 30 сентября 1976 года.

Орбитальный аппаратправить | править код

Основная программа работ орбитального аппарата закончилась 5 октября 1976 года в начале солнечного соединения. Расширенная программа работ началась 14 декабря 1976 года после соединения с Солнцем. 20 декабря 1976 года перицентр был уменьшен до 778 км и наклонение увеличено до 80°. Работы включали сближение с Деймосом в октябре 1977 года, и перицентр был уменьшен до 300 км, а период обращения изменён на 24 часа 23 октября 1977 года. На орбитальном аппарате были выявлены утечки из силовой установки, сократившие запасы газа, используемого системой ориентации. Аппарат был переведён на орбиту 302 × 33 000 км и выключен 25 июля 1978 года. За время работы орбитальный аппарат совершил около 700—706 витков вокруг Марса и передал 16 тысяч снимков.

Спускаемый аппаратправить | править код

Спускаемый аппарат с защитным лобовым экраном отделился от орбитального 3 сентября в 19:39:59 UT. В момент отделения орбитальная скорость составляла около 4 км/с. После отстыковки были запущены реактивные двигатели для обеспечения схода с орбиты. Через несколько часов на высоте 300 км спускаемый аппарат был переориентирован для входа в атмосферу. Лобовой экран со встроенным абляционным тепловым щитом использовался для аэродинамического торможения после входа в атмосферу. На высоте 6 км аппарат, спускаясь со скоростью 250 м/с, развернул парашют с куполом диаметром 16 метров. Семью секундами позже был отброшен лобовой экран и выдвинуты три посадочные опоры. Спустя ещё 45 секунд парашют замедлил скорость снижения до 60 м/с. На высоте 1.5 км после отделения парашюта заработали три ракетных двигателя с регулируемой тягой и через 40 секунд на скорости 2,4 м/с аппарат с небольшим толчком осуществил посадку на Марс. Использовались посадочные опоры с встроенными сотовыми амортизаторами из алюминия, которые сминаются при посадке, поглощая ударную нагрузку.

Спускаемый аппарат совершил мягкую посадку в 200 км от кратера Mie в равнине Утопии в точке с координатами на высоте 4,23 км относительно референц-эллипсоида с экваториальным радиусом 3397,2 км и сжатием 0,0105 (или 47,967° с. ш., 225,737° в. д. в планетографических координатах) в 22:58:20 UT (9:49:05 по локальному марсианскому времени).

При посадке были использованы примерно 22 кг топлива. Из-за неправильного распознавания радаром камней или высокой отражающей способности поверхности, двигатели работали дополнительные 0,4 секунды перед посадкой, вследствие чего растрескалась поверхность и поднялась пыль. Одна из посадочных опор оказалась на камне, и автоматическая марсианская станция была наклонена на 8,2°.

Непосредственно после посадки автоматическая марсианская станция провела подготовку к работе. Она выдвинула узконаправленную антенну для прямой связи с Землёй, развернула штангу с метеорологическими датчиками, разблокировала подвижный датчик сейсмометра.

Камера начала получать снимки сразу же после посадки.

Станция «Викинг-2» проработала на поверхности 1281 марсианский день, до 11 апреля 1980 года, когда вышли из строя аккумуляторные батареи.

Результаты[править | править код]

Иccледование атмосферы на этапе спуска с орбиты спутникаправить | править код

Проведены первичные эксперименты с помощью анализатора тормозного потенциала, масс-спектрометром определялся газовый состав, замерены атмосферное давление и температура, также составлен профиль плотности атмосферы.

Анализ почвыправить | править код

Почва напоминала базальтовую лаву, подвергшуюся воздействию эрозии. Тестовые образцы почвы содержали в избытке кремний и железо, а также в значительном количестве — магний, алюминий, кальций, титан. Были обнаружены следы стронция и иттрия. Количество калия оказалось в 5 раз ниже среднего показателя в земной коре. Некоторые химические вещества почвы содержали серу и хлор, подобные веществам, образующимся после испарения морской воды. Содержание серы в верхних слоях коры было больше, чем в образцах, взятых глубже. Возможные соединения серы — сульфаты натрия, магния, кальция и железа. Вероятно также наличие сульфидов железа. И Спирит и Оппортьюнити обнаружили сульфаты на Марсе. Оппортьюнити (совершивший посадку в 2004 году, имея современное оборудование) нашёл сульфаты магния и кальция в Meridiani Planum. Минеральная модель, основанная на результатах химического анализа, показывает, что почва может быть смесью около 80 % железистой глины, около 10 % сульфата магния (кайзерит?), около 5 % карбоната (кальцит) и около 5 % железных руд (гематит, магнетит, гётит?). Эти минералы являются типичными продуктами эрозии тёмных магматических горных пород. Все образцы были нагреты в газовом хроматографе/масс-спектрометре (GCMS) и выделили воду в количестве около 1 %. Исследования при помощи магнитов на борту аппарата показали, что в почве содержится от 3 до 7 % магнитных материалов по весу. Среди этих веществ могут быть магнетит и маггемит, вероятно образовавшиеся благодаря эрозии базальтовых пород. Эксперименты, проведенные марсоходом Спирит (приземлялся в 2004 году) показали, что магнетит может объяснить магнитные свойства пыли и почвы Марса. Наиболее магнитные образцы почвы оказались тёмными, как и сам магнетит, обладающий очень тёмным цветом.

Панорамный снимок равнины Утопия, сделанный автоматической марсианской станцией «Викинг-2»

Планировалось, что на Марсе будут работать одновременно две сейсмические станции, сейсмометр на аппарате «Викинг-1» не включился, а сейсмометр на «Викинге-2», находившийся на платформе посадочного устройства на упругих ножках, регистрировал вибрацию платформы из-за ветра и сейсмические шумы, вызываемые ветровыми течениями в атмосфере Марса и за 19 месяцев почти непрерывной работы сейсмометр ни одного марсотрясения не зарегистрировал. Одно вероятное марсотрясение магнитудой 2,8 по шкале Рихтера было зафиксировано сейсмометром «Викинга-2» 6 ноября 1976 года на 80-й день работы на Марсе. К сожалению, в этот день не было данных о скорости ветра, поэтому точно сказать, было ли это событие вызвано ветром или нет невозможно.

Примечания[ | код]

  1. ↑ Jonathan’s Space Report
  2. Clark, B. et al. 1976. Inorganic Analysis of Martian Samples at the Viking Landing Sites. Science: 194. 1283—1288. (англ.)
  3. Christensen, P. et al. 2004. Mineralogy at Meridiani Planum from the Mini-TES Experiment on the Opportunity Rover. Science: 306. 1733—1739 (англ.)
  4. Arvidson, R et al. 1989. The Martian surface as Imaged, Sampled, and Analyzed by the Viking Landers. Review of Geophysics:27. 39-60. (англ.)
  5. Hargraves, R. et al. 1976. Viking Magnetic Properties Investigation: Further Results. Science: 194. 1303—1309. (англ.)
  6. Arvidson, R, A. Binder, and K. Jones. The Surface of Mars. Scientific American. (англ.)
  7. Bertelsen, P. et al. 2004. Magnetic Properties Experiements on the Mars Exploration rover Spirit at Gusev Crater. Science: 305. 827—829. (англ.)
  8. Галкин И. Н. Внеземная сейсмология. — М.: Наука, 1988. — С. 138—146. — 195 с. — (Планета Земля и Вселенная). — 15 000 экз. — ISBN 502005951X.

результаты миссии

Поиск жизни

Викинг — 1 нес биологический эксперимент , целью которого было искать доказательства жизни. В Викинг биологические экспериментов космического аппарата весил 15,5 кг (34 фунтов) и состояли из трех подсистем: эксперимент (PR), меченый выпуск эксперимент (LR), а газообмен эксперимент (GEX). Кроме того, независимо от экспериментов биологии, Викинг нес / масс — спектрометр газового хроматографа (ГХ — МС) , который может измерять состав и обилие органических соединений в марсианской почве. Результаты оказались неожиданными и интересными: МОЦ дал отрицательный результат; ПР дала отрицательный результат, то GEX дал отрицательный результат, и LR дала положительный результат. Viking ученый Patricia Straat заявил в 2009 году, «Наш (LR) эксперимент был определенный положительный ответ на всю жизнь, но многие люди утверждают , что это был ложный положительный результат по целому ряду причин.» Большинство ученых в настоящее время считают , что данные были связаны с неорганическими химическими реакциями почвы; Однако, эта точка зрения может измениться после недавнего открытия приповерхностного льда у викингов посадочной зоны. Некоторые ученые до сих пор считают , что результаты были обусловлены живыми реакции. Нет органических химических веществ , не были найдены в почве. Тем не менее, сухие районы Антарктиды не обнаруживаемых органических соединений либо, но у них есть организмы , обитающие в горных породах. Марс почти не имеет озоновый слой, в отличие от Земли, так что УФ — излучение стерилизует поверхность и производит высокоактивные химические вещества , такие как пероксиды , которые окисляются любые органические химические вещества. Phoenix Lander обнаружил химический перхлорат в марсианской почве. Перхлорат является сильным окислителем , чтобы он мог быть разрушен любым органическим веществом на поверхности. Если она широко распространена на Марсе, на основе углерода жизни будет трудно на поверхности почвы.

Ссылка на основную публикацию