Chińska misja Tianwen-1 przygotowuje się do próby wylądowania sondy Zhurong na Marsie

Chiny planują w tym miesiącu wylądować na Marsie statek kosmiczny i statek kosmiczny.

Jeśli się powiedzie, stanie się trzecim krajem, który bezpiecznie wyląduje na Czerwonej Planecie po Rosji i Stanach Zjednoczonych.

Chiński orbiter Tianwen-1 dołączył do statku kosmicznego z pięciu innych agencji kosmicznych orbitujących wokół Marsa W lutym.

Ładowanie

Od tego czasu Tianwen-1 mapuje powierzchnię Marsa i przygotowuje się do lądowania swoim pierwszym łazikiem, Zhurongiem, nazwanym na cześć starożytnego boga ognia.

Chociaż dokładna data lądowania nie jest znana, prawdopodobnie będzie to połowa tego miesiąca, według doniesień chińskich mediów państwowych.

David Flannery z Queensland University of Technology, który pracuje w misji wytrwałości NASA, powiedział, że chiński program eksploracji Marsa może być mniej dojrzały niż NASA, ale misja Tianwen-1 wniosłaby duży wkład w społeczność naukową.

Jest to również ważny punkt wyjścia dla bardziej złożonych misji, w taki sam sposób, w jaki wczesne misje NASA, takie jak Pathfinder, który wylądował pierwszym łazikiem Sojourner w 1997 r., Utorowały drogę dla amerykańskiego programu Mars.

Cokolwiek planowano, Zhurong dołączy do trzech innych statków kosmicznych NASA, w tym Perseverance, który wylądował w lutym.

Ale lądowanie na Marsie jest trudne.

„Lądowanie jest najtrudniejszą technicznie częścią, a większość misji kończy się niepowodzeniem” – powiedział dr Flannery.

Jak wygląda Zhurong?

Łazik o pojemności około 240 kg ma sześć kół i jest pokryty czterema panelami słonecznymi, dzięki czemu wygląda jak „niebieski motyl”.

Na pokładzie znajduje się sześć instrumentów, w tym kamery przeznaczone do mapowania terenu, czujniki analizujące skład chemiczny gleby i skał, penetracyjny radar, który będzie szukał śladów lodowatej wody pod powierzchnią, stacja pogodowa i detektor pola magnetycznego.

Dr Flannery powiedział, że chociaż większość tych narzędzi jest podobna do tych, które można znaleźć w łazikach NASA, detektory pola magnetycznego mogą dostarczyć nowych, ekscytujących badań.

„To jest pierwszy Magnetometr Wysłane na powierzchnię Marsa – powiedział dr Flannery.

Magnetometr łazika będzie współpracował z magnetometrem na orbiterze Tianwen-1 w celu pomiaru pola magnetycznego Marsa.

Powiedział: „Jednym z głównych pytań w naukach o planetach jest:„ Co stało się z Marsem w przeszłości? Dlaczego jest tak opuszczony? „

„Jednym ze sposobów, w jaki możesz odpowiedzieć na to pytanie, jest pomiar właściwości magnetycznych skał, które zarejestrowały stan planetarnego pola magnetycznego w momencie, w którym zostały zdeponowane”.

Gdzie wylądujesz?

Statek kosmiczny wyląduje gdzieś w południowej części rozległej równiny znanej jako Utopia Planetia.

Równina o szerokości 3300 km jest największym kraterem kolizyjnym na Marsie.

Viking 2, jedna z pierwszych misji NASA, wylądował w północnej części krateru w 1976 roku.

Dr Flannery powiedział, że obszar ten jest jednym z najłatwiejszych do lądowania miejsc na Marsie.

„Sposobem na zmniejszenie ryzyka jest wybranie miejsca lądowania, w którym jest niewiele rzeczy, które mogłyby sprawiać problemy” – powiedział.

Południowa część Utopia Planitia jest w większości płaska i gładka z kilkoma wydmami i skałami.

Równina jest również jednym z najniższych obszarów na Marsie, więc jest więcej atmosfery, która pomaga spowolnić opadanie statku kosmicznego.

Ale bezpieczne wejście to nie jedyny powód, aby wybrać się na ten obszar.

Mogą również występować ogromne ilości plików Lód wodny pod częścią równinyWedług map przeprowadzonych przez Mars Reconnaissance Orbiter NASA.

„Zasadniczo jest to miejsce, które będzie odpowiednie dla pierwszej chińskiej misji na Marsa” – powiedział dr Flannery.

Jak wylądujesz?

Lądowanie na Marsie jest znane jako Siedem minut grozy z jakiegoś powodu.

Statek kosmiczny jest sam od momentu wejścia w rzadką marsjańską atmosferę i podróżuje z prędkością ponaddźwiękową, aż do osiągnięcia powierzchni po siedmiu minutach.

Opóźnienie czasowe między Ziemią a Marsem oznacza, że ​​nikt nie wie, czy bezpiecznie wylądował, czy też rozbił – czyli terrabraked – nawet po tym, jak to się stało.

NASA niedawno wylądowała swoim najnowszym „wytrwałym” łazikiem na Czerwonej Planecie przy użyciu szeregu zaprojektowanych stopni i technologii, w tym spadochronów, rakiet i dźwigu powietrznego.

Ale kolejność lądowania Chin będzie nieco inna.

Ładowanie

Po pierwsze, oddziela się od orbitera na wysokości 70 kilometrów nad powierzchnią (wytrwałość nie miała orbitera).

Chroniony przez osłonę cieplną w kształcie stożka, leciałby w kierunku powierzchni z prędkością ponaddźwiękową, po czym wypuścił gigantyczny spadochron, aby go spowolnić.

Następnie ostatni etap będzie polegał na pociskach, które zrzucą je na ziemię, systemie kamer i systemie nawigacji lidar, aby spróbować omijać przeszkody podczas wchodzenia do nich.

Dziennikarz kosmiczny Andrew Jones powiedział, że technologia użyta do lądowania zależy od udanych lotów kosmicznych i chińskich misji księżycowych.

Technologie osłony termicznej i spadochronu są wykorzystywane w programie lotów kosmicznych w Shenzhou, w ramach którego od 2003 r. Wysłano w kosmos sześć załogowych misji.

Silniki i systemy nawigacji są podobne do tych używanych w trzech udanych misjach księżycowych Chang’e.

„Nie przetestowali tego w pełni, ale mają doświadczenie w pracy z tymi technologiami” – powiedział Jones.

Jeśli statek kosmiczny przeżyje lądowanie, planuje się zrzucić łazik Zhurong z sondy po kilku dniach, aby mógł rozpocząć 90-dniową (Marsową) podróż po powierzchni.

Dr Flannery powiedział, że wystrzelenie łazika i nawigacja po Czerwonej Planecie „nie jest łatwym zadaniem”.

W międzyczasie orbiter będzie nadal okrążał Marsa, służąc jako stacja przekaźnikowa komunikacji przez co najmniej jeden rok marsjański.

Jakie są szanse na sukces?

Jeśli chodzi o Marsa, nie ma gwarancji.

Podczas gdy NASA od 2003 roku z powodzeniem wylądowała na Marsie sześć statków kosmicznych i helikopter, inne statki kosmiczne, takie jak Lądownik Schiaparelli Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Niepowodzenie.

Chociaż jest to pierwsza próba wylądowania Chin na Marsie, już wykazano, że ma ona przewagę technologiczną, jeśli chodzi o misje kosmiczne.

To jedyny kraj, który wylądował na Księżycu – trzykrotnie – w ciągu ostatniej dekady i wypełnił złożoną misję przywrócenia pierwszego Skały z powierzchni księżyca Od ponad 40 lat.

Ale chociaż wiele technologii zostało przetestowanych pod kątem misji księżycowych, Mars przedstawia różne wyzwania: ma cienką atmosferę, inne pole grawitacyjne, jest bardzo daleko i występuje opóźnienie komunikacji wynoszące od 12 do 20 minut.

„Mają do czynienia z czymś, czego nigdy wcześniej nie mieli” – powiedział Jones.

Dodał, że jeśli coś pójdzie nie tak, nie ma koszyka zapasowego.

„Zastanawiałem się, czy będzie misja zapasowa dla tego łazika, tak jak zwykle jest to kopia zapasowa dla misji księżycowych, ale okazuje się, że tak nie jest, więc to ich jedyna szansa”.

Powiedział, że nawet jeśli sprawy nie pójdą zgodnie z planem, nadal wyciągną cenne wnioski dla przyszłych misji, takich jak planowany powrót próbki w 2028 lub 2030 r.

„Nawet jeśli lądowanie się nie powiedzie, dowiedzą się wiele o tym, co trzeba zrobić, aby wylądować na Marsie”.

Na przykład, powiedział, Europejska Agencja Kosmiczna wykorzystała dane z nieudanej misji z 2016 roku, aby poinformować misję Rosalind Franklin, która ma wystartować w 2022 roku.

„To będzie rozczarowujące [if the landing fails]Ale nie sądzę, żeby to był wielki hit ”.

„To bardzo trudne, więc nie sądzę, żeby ich plany eksploracji Marsa zależały od tego lądowania”.