ВАЖНО:Свежие новости из первых уст
» » «Ледокол» - миссия на Марс, которая покажет, что скрывается под ледяной шапкой Красной планеты. Фото
Раздел: Невероятное  
0

«Ледокол» - миссия на Марс, которая покажет, что скрывается под ледяной шапкой Красной планеты. Фото

«Ледокол» - миссия на Марс, которая покажет, что скрывается под ледяной шапкой Красной планеты. ФотоВ последнем номере журнала Field Robotics были опубликованы подробности миссии «Ледокол».

Ученые при поддержке астробиологических институтов ASTEP и ASTID изложили детали предлагаемой миссии «Ледокол» на Марсе в последнем номере журнала Field Robotics. В рамках миссии на Марс, в тот же регион, который посетил Phoenix в 2007 году, будет послан «Ледокол», который пробьет ледяную поверхность Марса в полярном регионе и достанет образцы. Задача состоит в том, чтобы увидеть, что скрывается под ледяной шапкой Красной планеты, и можно ли достать органический клад, который расскажет о настоящей или прошлой жизни на Марсе.

Погружаемся в Марс

Поверхность Марса не только негостеприимна к жизни, какой мы ее знаем, но и к элементарным молекулам. У Марса очень тонкая атмосфера, если сравнивать с Землей, поэтому немногое может встать на пути у космической и солнечной радиации, регулярно поливающей поверхность планеты. Излучение привод к быстрому распаду молекул.
«Ледокол» - миссия на Марс, которая покажет, что скрывается под ледяной шапкой Красной планеты. Фото

Тем не менее, марсианский лед может стать хорошим щитом для молекул, защищая их от радиации, и чем глубже молекулы будут находиться во льду, тем больше они переживут. По этой причине многие полагают, что лучшим местом для поиска органики и биосигнатур на Марсе могут быть полюса или другие области, в которых присутствует лед.

«Наша цель — не полярные шапки как таковые, — рассказал Крис Маккей из Исследовательского центра Эймса при NASA. — Наша цель — укрепленная льдом земля».

По словам Маккея, другое место, которое рассматривают исследователи, — это место посадки «Викинга-2», в котором лед прочно зацементировал землю у самой поверхности.

«Укрепленная льдом земля интересна нам по двум причинам, — объясняет Маккей. — Во-первых, вполне возможно, что в определенные периоды лед становился теплым и жилым, словно почва в антарктических сухих долинах. Во-вторых, есть гипотеза, что лед защищает органику и биосигнатуры».

Сложность миссии заключается в проникновении под лед для сбора образцов. Команда «Ледокола» полагает, что бурение является наиболее реалистичным методом для достижения этой цели.

«Мы испробовали другие методы — с участием вибрации или перкуссии для разбивания и таяния льда, — рассказал Гейл Паульсен из Honeybee Robotics. — Вибрация или ударные движения не в состоянии проникнуть сквозь скованную льдом почву при температуре ниже 20 градусов Цельсия. Чистое плавление льда ступорится в случае с другими образования (почвой и горными породами) и требует значительного количества энергии для предотвращения повторного замерзания льда».

Хотя бурение на другой планете — достаточно сложная задача, оно остается наиболее зрелой технологией для сбора типа образцов, которые необходимы астробиологам.

«Мы не можем быть на 100% уверены в тонких различиях между марсианской и земной почвами, — отмечает Паульсен. — На Марсе никто не бурил больше, чем на два сантиметра, а также не было возможности сделать прямое сравнение образцов с Марса и Земли».
«Мы можем попытаться имитировать марсианскую среду на Земле, используя вакуумные камеры и тестируя разные аналоговые среды. Это даст нам информацию о том, что будет необходимо для глубокого бурения укрепленного льдом почвы на Марсе».

Самое сложное в том, что лед на Марсе будет таять и повторно замерзать. Паульсен подчеркивает, что крайне важно не допустить таяния льда в процессе бурения. Если это случится — лед замерзнет и сверло остановится. Если бы сверло застряло в лабораторных условиях, его бы заменили люди. Но на Марсе этот трюк не пройдет».

«При таких низких температурах лед свяжет сверло прочнее, чем бетон, поэтому его будет практически невозможно восстановить, если это случится».

Бурение Марса на Земле

Лабораторные и полевые испытания технологии позволили команде выявить потенциальные проблемы, которые могут возникнуть при использовании дрели на Марсе.

В 2011 году команда создала ледяной слой, покрывающий «марсианскую почву» в гигантской вакуумной камере, чтобы имитировать условия на поверхности Марса. Сверло «Ледокола» пробурило три дырки, самая глубокая была в 30 сантиметров. В процессе испытаний все прошло хорошо, сверло медленно входило в лед и возвращало разбитый лед наружу.
«Ледокол» - миссия на Марс, которая покажет, что скрывается под ледяной шапкой Красной планеты. Фото

Также команде нужно было увидеть, как «Ледокол» будет работать за пределами лаборатории.

С этой целью команда испытала автоматизированные сверла в Арктике и Антарктике. Экспедиции позволили им изучить работу сверла и способность анализа собранных образцов. Поскольку мы не знаем, существовала ли на Марсе когда-нибудь жизнь, необходимо не допустить загрязнения марсианской почвы. Миссия подпадает под одну из самых строгих категорий, перечисленных в международных соглашениях по планетарной защите (смотрите ниже).

Сверло оказалось способно пробить самую разную, укрепленную льдом, почву в кратере Хотона в канадской Арктике. Самая глубокая дыра была 2,08 метров длиной. Достаточно ли этого, чтобы обнаружить маркеры жизни на Марсе?

«Мы вообще не представляем, — говорит Маккей. — «Кьюриосити» пробурил пару сантиметров. Что там происходит глубже — никто не знает. Лично я полагаю, что для того, чтобы добраться до древних отложений, нам нужно забуриться на 5 метров в глубину. На этой глубине радиация не разрушает перхлораты. В местах, где недавно кипела органическая активность, глубина может быть гораздо меньше».

Важно отметить, что полевые тесты также показали, что миссия вполне может справиться с проблемами сверла в процессе бурения. Когда сверло стало застревать, оно само распознало проблему, подняло бур наверх, а после повторила попытку. Это чрезвычайно важное достижение для автоматизированной дрели.
«Ледокол» - миссия на Марс, которая покажет, что скрывается под ледяной шапкой Красной планеты. Фото

Из-за длительности времени, необходимой для связи между Землей и Марсом, миссия не может полагаться на людей, если застрянет. Задержка связи означает, что дрель будет продолжать работу, даже если будет стоять намертво, поэтому скорее всего спалит мотор или сломает сверло».

«Самая большая сложность заключается во временной задержке между планетами и Землей, — говорит Паульсен. — В большинстве случаев эта задержка слишком велика для телеоперации. Получается, сверло должно быть достаточно разумным, чтобы выполнят определенные задачи автономно. В том числе бурение без плавки льда (что подразумевает мониторинг температуры), мониторинг силы, оказывающей воздействие на сверло или шнек (устройство, удаляющее обломки) и принятие различных решений в зависимости от полученной информации вплоть до вынимания сверла из отверстия.

Для того, чтобы получить информацию о том, как «Ледокол» будет работать на Марсе, команда имитировала временную задержку связи в процессе удаленной работы сверла.

Автоматизация «Ледокола» далеко не идеальна. Будучи в Антарктиде, сверло застряло на глубине 1 метра в процессе бурения третьей скважины, вернуть его не удалось. Команде пришлось вручную доставать оборудования путем создания соседних отверстий.

Еще одна проблема возникла тогда, когда шлам (остаточный продукт сверления), который был частично расплавлен и заново заморожен, сформировал клин в нижней части сверла. К тому же, вокруг внешней стороны скважины образовалось много мусора, который снова упал в скважину.

Эти вопросы подчеркивают важность тестирования компонентов установки в условиях, крайне похожих на марсианские. Даже простые вопросы, вроде образования бурового шлама вокруг скважины, могут поставить под угрозу научные цели миссии. Однако команда ученых считает, что у них достаточно данных для подготовки поездки «Ледокола» на Марс.

При поддержке ASTID и ASTEP они разработали второе поколение «Ледокола», который почти в четыре раза легче и весит всего 10 килограммов.

«Функционально базовая конструкция готова к полету. Это означает, что масса, объем, мощность и энергия соответствуют рекомендуемым».

Тем не менее, Паульсен отмечает, что впереди еще много испытаний, но они будут проведены в течение одного-двух лет, если позволит финансирование.

Подробнее о планетарной защите

«Планетарная защита» — это основной компонент любой космической миссии. Всякий раз, когда в космос отправляется робот-исследователь, с ним могут отправиться и микроорганизмы с Земли. На самом деле, это один из основных поводов для беспокойства у астробиологов, поскольку ученые должны быть на 100% уверены, что любая жизнь, которую можно обнаружить за пределами Земли, не является случайно привезенной с нашего голубого шарика.

Кроме того, любая жизнь, которая может существовать на других планетах, должна быть защищена от загрязнения организмов Земли. Мы же не хотим обнаружить инопланетную экосистему на планете или луне, а потом выяснить, что наши бактерии случайно уничтожили ее?

Аналогичным образом, любая миссия по возвращению образцов на Землю проходит проверку для предотвращения загрязнения нашей собственной планеты.

Многие люди думают, что космос — это как остров с аборигенами, подлежащий колонизации, однако множество международных законов и соглашений тщательно регулируют космические путешествия. Есть ряд университетов, который обучают «космическому праву».

Задолго до того, как космическая эра стала реальностью, ученые придумали планетарную защиту. Когда Советский Союз запустил первый спутник («Спутник») в космос, Международный совет по науке (сейчас Международный совет научных союзов) быстро начал вводить карантинные стандарты. В США Национальная академия наук также представила собственные рекомендации.

Вопросы загрязнения также включены в Договор об использовании космоса ООН, вступивший в силу 10 октября 1967 года. Статья IX Договора говорит об обязательствах, которые несут космические державы, запуская миссии за пределы Земли.

«…участники Договора осуществляют изучение и исследование космического пространства, включая Луну и другие небесные тела, и ведут исследования на них таким образом, чтобы избегать их вредоносного загрязнения, а также неблагоприятных изменений в окружающей среде Земли в результате внеземной причины и, при необходимости, принимают надлежащие меры с этой целью».

С точки зрения планетарной защиты NASA следует руководящим принципам Комитета по исследованию космического пространства (COSPAR). Международный комитет был создан в 1958 году Международным советом по науке.

Миссии классифицируются по категориям на основе факторов дислокации (Марс, Европа, Луна и т.д.) и природы миссии. Одно из важных уточнений — будет ли миссия вступать в контакт с планетой (ровер, например) или просто выходить на орбиту с объектом. Существуют также специальные подкатегории для миссии, если она ищет биомаркеры или направляется на планету, на которой может быть вода.

Ниже следует короткое представление категорий.

Категория 1. Миссии в места, которые не могут быть достопримечательными с точки зрения химической эволюции или происхождения жизни. Нации могут свободно посещать эти места без документации.

Категория 2. Участки «значительных интересов», но с малым шансом того, что загрязнение может поставить под угрозу будущие исследования.

Категория 3. Миссии, которые будут находиться на орбите объектов значительного интереса, загрязнение может поставить под угрозу будущие исследования.

Категория 4. Спуск аппаратов и зондов на поверхности планетарных тел значительных интересов, или когда загрязнение может поставить под угрозу будущие исследования. Эти миссии должны быть тщательно задокументированы. Если в процессе этих миссий предполагается возвращение образцов, миссия переходит в категорию 5.

Категория 5. Миссии с возвращением на Землю. Если образцы будут привозиться из мест, в которых не предполагается биологическая активность, они будут «разрешены». Однако если материалы будут привозиться, например, с Марса, вопросы нативной биологии которого еще не разрешены, накладываются дополнительные правила.

Читайте также: Телескоп Kepler нашел первую землеподобную планету в нашей галактике, на которой может существовать жизнь

Марс считается объектом значительных интересов, а «Ледокол» будет касаться его поверхности. Миссию стоило бы причислить к четвертой категории. Но поскольку «Ледокол» будет бурить поверхность в поисках биологических маркеров, сверло и другие инструменты должны быть стерильными.

Источник: Hi-Tech News
Если вы нашли ошибку в тексте, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter
Загрузка...
загрузка...
22-04-2014, 15:47 » Автор: Богдан Процив
     1230
     0


Оставьте свой комментарий

Имя:*  
E-Mail:
Полужирный Наклонный текст Подчёркнутый текст Зачёркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Введите текст с изображения: *


наверх