1 de outubro de 2020

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Soldados marcianos internacionais

26 min read

⇡#Parte 1. “Esperança” árabe

Lançamento do foguete H-IIA da estação Al-Amal. Foto AFP

Em 19 de julho, do cosmódromo localizado na costa sudeste da ilha japonesa de Tanegashima, no sul da prefeitura de Kagoshima, 115 km ao sul da ilha de Kyushu, foi lançado um veículo de lançamento H-IIA, enviando a sonda Al-Amal em viagem a Marte (الأمل – “Hope”) – a primeira estação interplanetária dos Emirados Árabes Unidos (Emirados Árabes Unidos) e do mundo árabe como um todo. Assim, os Emirados se tornaram o primeiro país árabe a enviar uma espaçonave para outros planetas e o sexto estado (depois da URSS, EUA, Japão, Europa e Índia) a enviar uma sonda a Marte.

A criação e gestão da missão é liderada pelo Centro Espacial Mohammed bin Rashid (MBRSC), em homenagem ao Emir de Dubai, desde 2006 o primeiro-ministro e vice-presidente dos Emirados Árabes Unidos. A espaçonave foi feita com dinheiro árabe com a participação de cientistas árabes (mais de 150 pessoas), mas pelas mãos de especialistas americanos do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP) da Universidade do Colorado em Boulder, Arizona State University (ASU ) e a Universidade da Califórnia, Berkeley.

A sonda interplanetária foi desenvolvida quase duas vezes mais rápido que análogos estrangeiros e montada na Universidade do Colorado. O engenheiro sênior do LASP, Bret Landin, acredita que da próxima vez seus colegas árabes farão isso por conta própria.

«Você pode dizer verbalmente a uma pessoa como andar de bicicleta, mas até tentar, você não entende o que é o quê ”, diz ele. – É o mesmo com a nave espacial. Posso explicar como reabastecê-lo, mas até que você coloque uma roupa de proteção química e bombeie 800 kg de combustível explosivo de um tanque subterrâneo para os tanques do dispositivo, você não aprenderá. Seus engenheiros de motor fizeram isso e agora sabem o que fazer na próxima vez. “

O objetivo científico do projeto é obter imagens de alta qualidade da superfície de Marte a partir da órbita de seu satélite artificial, bem como coletar informações sobre as condições meteorológicas, a atmosfera e o clima do Planeta Vermelho.

Além da resolução de problemas científicos e técnicos, o desenvolvimento visou a formação de pessoal altamente qualificado nos Emirados Árabes Unidos, capaz de implementar os mais complexos problemas modernos no campo da obtenção de novos conhecimentos e promoção de inovações. O líder do projeto Al-Amal, Omran Sharaf, explicou o significado da missão: “O objetivo principal não é chegar a Marte, mas preparar um campo fértil de pesquisa nos Emirados Árabes Unidos para inspirar os jovens a trabalhar na ciência e na engenharia. Marte é um meio para tarefas mais importantes … “

Омран Шараф, руководитель проекта «Аль-Амаль». Фото с сайта www.thenational.ae

Omran Sharaf, chefe do projeto Al-Amal. Foto de www.thenational.ae

MBRSC começou o desenvolvimento da sonda no final de 2013 como a próxima etapa após o projeto dos satélites de sensoriamento remoto da Terra. “Fomos obrigados a atingir um novo nível e criar novas oportunidades para os cientistas”, disse Omran Sharaf. A missão pretendia ser um catalisador para a mudança, parte da transição para uma economia pós-petróleo baseada no conhecimento sustentável e ajudar a formar parcerias internacionais para promover a posição dos Emirados.

Em julho de 2014, o projeto foi anunciado e, em abril de 2015, o xeque Mohammed convidou todo o mundo árabe a inventar um nome para a sonda. Um mês depois, o nome “Hope” foi escolhido. Em março de 2016, a empresa japonesa Mitsubishi Heavy Industries (MHI) recebeu um contrato para lançar o veículo usando um veículo lançador H-IIA.

Em novembro de 2017, ocorreu a primeira demonstração pública da sonda – os visitantes do Dubai Airshow puderam ver que Al-Amal, com uma massa de lançamento de cerca de 1350 kg, é uma espaçonave moderna típica com um design com vazamento, alimentada por dois painéis solares e transmitindo informações para a Terra via antena altamente direcional. seu equipamento científico inclui três instrumentos:

  • Câmera EXI (Emirates Exploration Imager) de 12 megapixels para obter imagens coloridas da superfície marciana com resolução suficientemente alta (cerca de 8 km por pixel), estudando gelo e poeira e avaliando a quantidade de ozônio na atmosfera;
  • Espectrômetro infravermelho EMIRS (Emirates Mars Infrared Spectrometer) para estudo da atmosfera na faixa térmica, determinando a distribuição de temperatura na baixa e média atmosfera do planeta, gelo, vapor d’água e poeira;
  • Espectrômetro ultravioleta EMUS (Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer) para medir a concentração de oxigênio e hidrogênio e o processo de sua volatilização na alta atmosfera.

Depois de entrar na órbita quase marciana, “Al-Amal” deve coletar mais de 1000 gigabytes de dados sobre a atmosfera do Planeta Vermelho, a estrutura de suas camadas, a interação com a superfície, bem como a taxa de escape do ar marciano para o espaço durante o período planejado de existência ativa (cerca de dois anos terrestres).

Заключительные испытания зонда «Аль-Амаль» перед отправкой на космодром Танэгасима. Фото https://twitter.com/HHShkMohd

Testes finais da sonda Al-Amal antes de ser enviada ao cosmódromo de Tanegashima. Foto https://twitter.com/HHShkMohd

De acordo com o Ministro de Ciências Avançadas dos Emirados Árabes Unidos e o vice-chefe do projeto Al-Amal, Sarah al-Amiri, um dos requisitos iniciais para a missão era o desejo de fazer “o primeiro satélite meteorológico de Marte de pleno direito, a fim de então transferi-lo para os cientistas gratuitamente. o mundo recebeu dados “. Os especialistas acreditam que a sonda ajudará a entender melhor a interação das camadas superiores e inferiores da atmosfera marciana, para descobrir os mecanismos de mudanças no clima marciano e as peculiaridades do oxigênio e do hidrogênio que saem do ar no vácuo.

A preparação imediata para o lançamento começou um ano antes do lançamento – 23 de julho de 2019 – e, de acordo com Omran Sharaf, correu conforme o planejado. Os testes de vácuo térmico foram realizados nos Estados Unidos em dezembro de 2019, após o qual a sonda foi trazida aos Emirados para a série final de testes, que deveriam ser concluídos em maio. No entanto, o coronavírus interveio nos acontecimentos, e eles decidiram acelerar o envio do dispositivo ao Japão. O aparelho foi enviado ao cosmódromo no final de abril de 2020. “Foi decidido desde o início que precisávamos levar a espaçonave ao local de lançamento o mais rápido possível, dadas as restrições às viagens internacionais”, disse ele. – Viajantes do exterior (incluindo nossos especialistas) que chegaram ao Japão tiveram que passar por uma quarentena de duas semanas. Tivemos que começar a trabalhar na pior das hipóteses. ”

A mudança na data de envio do dispositivo para datas anteriores levou ao fato de que os Emirados Árabes Unidos tiveram que cancelar uma série de testes planejados anteriormente. Omran Sharaf reconheceu a possibilidade de um desfecho ruim do projeto, mas tinha certeza de que era preciso tentar.

«Esta é uma missão exploratória e, sim, o fracasso é uma opção ”, disse ele. – Mas abandonar o progresso da nação não é uma opção para nós. O principal são as oportunidades e conhecimentos que o país vai adquirindo com o trabalho neste projeto. ”

A data de lançamento, determinada pelo próximo confronto entre a Terra e Marte, quando a distância mínima entre os planetas reduz muito o tempo da missão e os custos de energia para o vôo, foi provisoriamente agendada para 14 de julho com a abertura de uma janela de lançamento de três semanas. No entanto, devido aos aguaceiros semanais no Japão, o início foi adiado duas vezes, mas apesar dos atrasos, ocorreu dentro da janela atribuída. O lançamento foi bem sucedido e, a uma altitude de 430 km, o dispositivo separou-se da segunda fase do veículo lançador, dando início a um voo autônomo para Marte.

Краткие технические характеристики миссии «Тяньвэнь-1». Графика с сайта https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru

Breves características técnicas da missão Al-Amal. Imagens do site https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru

A sonda deve chegar às proximidades de Marte em fevereiro de 2021, quando será comemorado o aniversário de meio século da formação dos Emirados Árabes Unidos. Primeiro, “Al Amal” entrará em uma órbita elíptica com uma altitude de 1.000 a 50.000 km, e então se transferirá para uma órbita de destino com uma altitude de 20.000 por 43.000 km com um período orbital de 55 horas, a partir do qual fará observações científicas.

Fontes:

  • Https://spacenews.com/uaes-hope-mission-on-its-way-to-mars/
  • Https://spacenews.com/uae-mars-mission-to-ship-to-launch-site/
  • Https://www.emiratesmarsmission.ae
  • Https://vk.com/topic-18940667_32311666
  • Https://www.spacelegalissues.com/the-united-arab-e
  • Https://nauka.tass.ru/nauka/9002755
  • Https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/75177.html

⇡#Parte 2. Chinês “Perguntas ao Céu”

Старт ракеты-носителя «Чанчжэн-5» со станцией «Тяньвэнь-1». Фото Russian.news.cn

Lançamento do foguete porta-aviões Changzheng-5 com a estação Tianwen-1. Foto Russian.news.cn

Em 23 de julho, o pesado veículo de lançamento chinês Changzheng-5 (长征 五号 – “Longo 5 de Março”) deixou o cosmódromo de Wenchang na Ilha de Hainan para seu quarto voo, que lançou a maior e mais difícil missão de todas lançadas ao Planeta Vermelho no verão este ano: a estação automática de cinco toneladas “Tianwen-1” (天 问 一号 – “Perguntas para o céu”) incluiu um veículo orbital e de descida com um rover.

A criação da primeira sonda chinesa para a exploração de Marte é uma longa história, que originalmente deveria se desenvolver de acordo com o “algoritmo lunar” depurado: primeiro, o lançamento de um satélite artificial em órbita do planeta alvo, depois o pouso suave do aparelho, depois o pouso do rover e em algum lugar no futuro distante – entrega amostras de solo marciano para a Terra. A primeira fase – o lançamento do orbitador marciano “Inho-1″ (萤火 一 «-” Firefly-1 “) – foi planejada para ser realizada no âmbito do projeto russo” Phobos-Grunt “. No entanto, a sonda chinesa, que era uma das cargas úteis, ficou presa junto com o veículo principal na órbita baixa da Terra em novembro de 2011, e dois meses depois morreu na atmosfera terrestre.

Depois disso, nossos vizinhos orientais decidiram cortar custos e acelerar todo o programa marciano, implementando-o por conta própria. Em 2014, o geoquímico e cosmoquímico, diretor científico do programa lunar chinês, o acadêmico Ouyang Ziyuan anunciou sua intenção de fechar duas etapas ao mesmo tempo no primeiro vôo: criar um satélite artificial de Marte e pousar um rover na superfície do planeta. Já havia pré-requisitos para isso, em particular, o desenvolvimento de novos veículos de lançamento poderosos estava quase completo e uma vasta experiência foi acumulada na implementação do programa lunar Chang’e (嫦娥 – “Deusa da Lua”).

O projeto avançou rapidamente. No X International Aerospace Show Airshow China, realizado em novembro de 2014 em Zhuhai, eles mostraram mock-ups do rover, plataforma de pouso e orbitador, indicando a data de lançamento planejada em 2020. Em 11 de janeiro de 2016, o projeto foi oficialmente aprovado e recebeu financiamento para desenvolvimento em grande escala e, em agosto do mesmo ano, a configuração final da estação foi apresentada (mais de 60% da massa estava no orbitador, o resto – no veículo de descida com o rover).

Сравнительные изображения китайского пилотируемого транспортного корабля нового поколения, марсианского зонда и станции «Чанъэ-5» для доставки образцов лунного грунта на Землю. Графика CNSA

Imagens comparativas de um veículo de transporte tripulado chinês de nova geração, uma sonda marciana e a estação Chang’e-5 para entrega de amostras de solo lunar à Terra. Gráficos CNSA

A Academia Chinesa de Tecnologia Espacial CAST (Academia Chinesa de Tecnologia Espacial) em Pequim (designer-chefe da missão Zhang Rongqiao, chefe administrativo He Rongwei e designer-chefe Sun Zezhou) , para o orbitador – a SAST Academy of Space Technologies (Shanghai Academy of Spaceflight Technology) em Xangai (gerente de projeto Hou Jianwen e depois Zhang Yuhua).

Os objetivos científicos da missão, que até abril de 2020 eram chamados de banais “Hoshin” (火星 – “Marte”), e o programa para sua realização foi formulado pela Academia Chinesa de Ciências sob a liderança do acadêmico Wan Weixing (infelizmente, ele faleceu em 20 de maio de 2020, antes de chegar começar apenas dois meses). Isso inclui estudar toda a superfície de Marte a partir de um orbitador (em particular, mapear e estudar a estrutura geológica) e estudos detalhados de áreas individuais usando o rover (incluindo a determinação da distribuição de gelo de água sob a superfície). Além de medir os parâmetros da ionosfera, campos eletromagnéticos e gravitacionais e obter informações sobre o clima do planeta e o estado do meio ambiente em sua superfície.

«A estação Science ”é representada por 13 dispositivos. Seis estão no orbitador:

  • Uma câmera MRC (Mars High-resolution Camera) será capaz de adquirir imagens de objetos na superfície de Marte com alta resolução – de 0,5 m por pixel na faixa pancromática a 2 m por pixel na faixa multiespectral, com uma faixa estreita de 9 km a uma altitude de 260 km;
  • A câmera MRC (câmera de resolução média) é usada para fotografar com uma resolução moderada (cerca de 100 m por pixel) em uma faixa ampla;
  • O radar MOSER (Mars-Orbiting Subsurface Exploration Radar) medirá a altitude orbital, procurará gelo e ouvirá as camadas subterrâneas do solo;
  • O espectrômetro mineralógico MMS (Mars Mineralogy Spectrometer) determinará a composição elementar da superfície para estudar os recursos de Marte;
  • Um magnetômetro de três componentes MM (Mars Magnetometer) com alta resolução (0,01 nT) medirá o campo magnético do planeta;
  • Analisador de íons e plasma neutro MINPA (Mars Ion and Neutral Particle Analyzer) irá determinar a composição, densidade, velocidade e temperatura dos fluxos de íons com a liberação de átomos e íons de oxigênio, hidrogênio e hélio;
  • O analisador de partículas energéticas MEPA (Mars Energetic Particle Analyzer) registrará os fluxos e obterá os espectros de energia de elétrons, prótons, partículas alfa e íons pesados ​​até e incluindo o ferro.

Межпланетная станция «Тяньвэнь-1» на траектории ухода от Земли. С сайта https://vk.com/chinaspaceflight

Estação interplanetária “Tianwen-1” na trajetória de partida da Terra. No site https://vk.com/chinaspaceflight

Sete instrumentos estão instalados no rover (o estágio de pouso realiza apenas funções de transporte e não carrega instrumentos científicos):

  • Uma câmera estéreo é usada para navegação, uma topográfica – para construir modelos tridimensionais da superfície de Marte;
  • A câmera multiespectral MSC (Multispectral Camera) opera na faixa do visível e próximo ao infravermelho e estudará a morfologia e distribuição de vários minerais na superfície;
  • O radar MRSER (Mars-Rover Subsurface Exploration Radar) irá penetrar no gelo a uma profundidade de 100 me no solo em 10 m, explorando as camadas do subsolo;
  • O espectrômetro a laser MSCD (Mars Surface Composition Detector) é usado para determinação remota da composição elementar e identificação de rochas na superfície;
  • Um magnetômetro MMFD (Mars Magnetic Field Detector) de três componentes desempenha as mesmas funções que um dispositivo semelhante em órbita;
  • O complexo meteorológico MMM (Mars Meteorology Monitor) medirá a temperatura, pressão, velocidade e direção do vento, bem como gravará sons próximos à superfície.

Missões como essas raramente são concluídas rapidamente – às vezes, os atrasos duram anos. Mas os chineses cumpriram o prazo: até 2020, a estação interplanetária foi fabricada e testada, inclusive em um estande com gravidade marciana simulada, onde foram realizados os testes de arremesso final, que demonstraram com sucesso o pouso suave do veículo. Mas houve problemas com o veículo de lançamento.

O primeiro lançamento do Changzheng-5 em novembro de 2016 foi bem-sucedido, mas o segundo, em julho de 2017, terminou em acidente. A busca e eliminação das causas desta última durou até dezembro de 2019, quando o veículo lançador foi reabilitado. Em maio de 2020, com sua ajuda, um demonstrador de uma promissora espaçonave chinesa entrou na órbita da Terra baixa, confirmando a confiabilidade do material. Não havia mais nada para impedir o lançamento da sonda de Marte.

Краткие технические характеристики миссии Mars-2020 Perserverance. Графика с сайта https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru

Breves características técnicas da missão Tianwen-1. Imagens do site https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru

Em abril de 2020, a estação recebeu um novo nome “Tianwen” (uma referência ao poema de Qu Yuan, escrito no século 3 aC, cujo nome é geralmente traduzido para o russo como “Perguntas ao Céu”). No início do mês, os componentes do complexo chegaram ao cosmódromo e, em meados de maio, foram entregues os blocos do lançador. Em 17 de julho, o Changzheng-5 totalmente montado foi levado ao início. A preparação do terreno terminou com um lançamento bem sucedido. Em 2 de agosto, a sonda realizou sua primeira correção de trajetória. O vôo ocorre normalmente.

Como o resto da Trindade marciana, o Tianwen chegará nas proximidades do alvo em fevereiro de 2021. Em contraste com as missões recentes com uma entrada direta do módulo de pouso na atmosfera, um esquema diferente foi escolhido para ele: em 11 de fevereiro, usando um motor a bordo, ele entrará na órbita próxima a Marte, em seguida, corrigirá e conduzirá o reconhecimento remoto do futuro local de pouso.

Em 23 de abril, o veículo de descida descerá da órbita, realizará uma descida controlada com frenagem aerodinâmica (o balanceamento deve ser realizado com a ajuda de um flap compensador defletível), após a qual um sistema de pára-quedas de quatro velames será colocado em operação – dois escapamentos e dois principais. Ao final do paraquedismo, o escudo térmico frontal e a tampa superior do veículo de descida serão baixados, e um pouso suave de uma altura de 100 m será proporcionado por um motor de foguete estrangulado. Diretamente na superfície, micromotores se juntarão a ela e os amortecedores dos apoios de pouso extinguirão a velocidade vertical residual.

Depois de pousar e monitorar a condição, um rover de seis rodas descerá da plataforma para a superfície, que, de acordo com os cálculos, operará por pelo menos 90 dias marcianos, movendo-se de um lugar para outro a uma velocidade de até 200 m / he superando subidas com uma inclinação de até 30 °. O orbitador deve funcionar por um ano marciano – aproximadamente 687 dias terrestres.

Макет китайского марсохода и посадочной ступени. Фото ЕКА

Layout do rover chinês e plataforma de pouso. Foto por eKA

Fontes:

  • Https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/75042.html
  • Https://m.weibo.cn/detail/4529195138679368
  • Https://m.weibo.cn/detail/4527240572049365

⇡#Parte 3. “Persistência” americana

Старт ракеты Atlas V со станцией Mars 2020 Perserverance. Фото с сайта defpost.com

Lançamento do foguete Atlas V com estação Mars 2020 Perserverance. Foto de defpost.com

Em 30 de julho, um veículo de lançamento Atlas V foi lançado do cosmódromo de Cabo Canaveral, na Flórida. Ele lançou uma estação automática construída pela NASA no projeto da missão Mars-2020 Rover para a partida do rover Perseverance para a superfície do Planeta Vermelho. O nome do rover para estudos astrobiológicos do ambiente planetário, superfície e processos geológicos, bem como avaliação da habitabilidade passada de Marte e a busca por evidências da existência de vida antiga, foi escolhido pelo aluno do sétimo ano Alexander Mather, do ensino médio em Burke, Virgínia. Este é o primeiro rover encarregado de coletar amostras de solo para entrega posterior à Terra como parte da futura missão Mars Sample Returne.

O projeto rover, um desenvolvimento do bem-sucedido laboratório de ciências Curiosity, que está operando em Marte desde agosto de 2012, foi anunciado pela primeira vez pelo Jet Propulsion Laboratory (JPL) em 4 de dezembro de 2012 em uma reunião da American Geophysical Union. , AGU).

Depois de examinar cuidadosamente 58 propostas de instrumentação científica de todo o mundo, em 31 de julho de 2014, a NASA anunciou uma seleção de instrumentos que incluía:

  • O sistema de duas câmeras Mastcam-Z de display panorâmico e estereoscópico com lentes de zoom, projetado para determinar a composição mineralógica do solo marciano;
  • Dispositivo de análise da composição química e mineralógica do solo SuperCam, capaz de detectar remotamente a presença de matéria orgânica nas rochas e no solo;
  • Espectrômetro fluorimétrico de raios X PIXL (Planetary Instrument for Ray Lithochemistry) com termovisor de alta resolução, que permite determinar a composição do solo com uma precisão muito maior do que antes;
  • Espectrômetro ultravioleta Raman SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals), que permite a obtenção de imagens em pequena escala para determinação da composição mineral do solo e detecção de matéria orgânica;
  • Experimento sobre a produção de oxigênio da atmosfera de Marte MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment);
  • Um conjunto de sensores MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) para medição de temperatura, velocidade e direção do vento, pressão, umidade relativa, tamanho e forma de partículas de poeira;
  • Radar RIMFAX (Radar Imager for Mars Subsurface Exploration) para sondagem geológica do subsolo com resolução de um centímetro.

Pela primeira vez, o equipamento inclui um pequeno helicóptero-drone MHS (Mars Helicopter Scout) de 1,8 kg, capaz de realizar voos de curta duração para reconhecimento de possíveis alvos e traçar rota de um rover. A aeronave de reconhecimento rotativo, capaz de voar três minutos por dia a uma distância de até 600 m, foi testada no Ártico e em um simulador da atmosfera extremamente rarefeita de Marte. ele foi incluído na missão apenas em 11 de maio de 2018.

Разведку целей будет осуществлять дрон Ingenuity («Изобретательность»). Графика NASA

A exploração dos alvos será realizada pelo drone Ingenuity (“Ingenuity”). Gráficos da NASA

A estação Mars-2020 com uma massa de lançamento de cerca de 4 toneladas consiste em um estágio de vôo e um veículo de descida, dentro do qual um rover Perserverance de seis rodas pesando cerca de 1050 kg é acoplado ao sistema de pouso suave Sky Crane, alimentado por um gerador termoelétrico radioisótopo.

Ao contrário dos rovers anteriores, o novo deve demonstrar tecnologias que serão úteis para missões tripuladas. “A perseverança está abrindo caminho para novas descobertas científicas e tecnológicas”, disse Jim Reuter, chefe do Diretório de Tecnologia Espacial da NASA. “O conhecimento e as capacidades adquiridos com esta missão nos ajudarão a nos preparar para pousar em Marte na década de 2030. A tecnologia será a força motriz do desenvolvimento deste planeta. “

Trata-se principalmente de um novo sistema de pouso de precisão, uma nova estação meteorológica, o já mencionado equipamento para obter oxigênio do ar marciano muito “líquido”, consistindo principalmente de dióxido de carbono, e um novo sistema para medir a temperatura do escudo térmico. Este último é capaz de resistir ao aquecimento de até 1500 ° C, que ocorre quando o veículo de descida entra na atmosfera de Marte. É semelhante ao usado na missão Curiosity, em que um conjunto de sensores MEDLI (Instrumentação de Entrada, Descida e Pouso do Laboratório de Ciência de Marte) na tela mostrou que as condições reais de entrada na atmosfera eram diferentes do modelo do computador. Para a missão atual, os engenheiros criaram o instrumento MEDLI2 para coletar dados mais precisos, como mudanças de temperatura, o efeito do vento na trajetória do veículo e o aquecimento do revestimento interno da tela.

Новый комплект датчиков позволит собрать более полную информацию об условиях входа в атмосферу Марса. Графика NASA

O novo conjunto de sensores permitirá coletar informações mais completas sobre as condições de entrada na atmosfera de Marte. Gráficos da NASA

A alta precisão da descida controlada deve ser fornecida pela tecnologia de navegação de terreno TRN (Terrain Relative Navigation), que encontra a zona de toque mais segura. “TRN é um novo subsistema que permite ao veículo de descida determinar sua posição em relação à zona de pouso, levantando a superfície durante a descida do paraquedas. As missões anteriores não tiveram essa oportunidade ”, disse Andrew Johnson, gerente de subsistema de comando, navegação e controle do JPL.

A tecnologia se baseia na comparação do relevo real com um mapa armazenado na memória do computador de bordo e compilado a partir de imagens da espaçonave MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), que opera em órbita circumpolar ao redor de Marte desde março de 2006. A câmera TRN tira 10 fotos nítidas por segundo, mesmo em descidas rápidas. Um computador de alto desempenho executa um processamento de imagem acelerado e os compara com um cartão existente usando um algoritmo especial.

Poucos segundos antes do pouso, o TRN avalia a zona de pouso e, se o território não for seguro (pedras grandes, encosta de montanha), seleciona o ponto plano mais próximo e transmite a informação ao computador de bordo. Ele irá gerar um sinal de controle para o “Sky Crane”.

O rover é equipado com vários microfones e vinte e três câmeras para fornecer uma imagem completa do processo de desembarque e para obter gravações “multidimensionais” de imagens e sons durante o voo pela atmosfera e aterrissagem, o rover está equipado com vários microfones e vinte e três câmeras que capturam imagens da paisagem e amostras científicas em alto nível. Como nas expedições anteriores do rover, as imagens brutas e processadas estão planejadas para serem disponibilizadas no site da missão. Entre outras coisas, Perseverance carrega chips com os nomes de quase 11 milhões de pessoas que se inscreveram por meio do site do projeto.

Inicialmente, presumia-se que o novo rover seria construído de forma rápida e barata (“apenas” por US $ 5 bilhões), uma vez que usava projetos e peças do Curiosity. Porém, já em 2017, o custo de desenvolvimento, fabricação e lançamento do rover era quase igual ao de seu antecessor – mais 1 bilhão, cerca de US $ 100 milhões foram para o gerenciamento da missão.

Perserverance (Mars 2020, справа) — усовершенствованный вариант ровера Curiosity (Mars Science Laboratory). Фото NASA

Perseverance (Mars 2020, direita) é uma versão aprimorada do rover Curiosity (Mars Science Laboratory). Foto da NASA

Como todos os projetos marcianos atuais, o americano enfrentou dificuldades devido à pandemia do coronavírus. Eles exigiam soluções fora do padrão dos criadores do aparelho para cumprir o prazo. “Construir este rover incrivelmente complexo foi a tarefa mais desafiadora que já enfrentei como engenheiro”, disse Ray Baker, Gerente de Desenvolvimento de Sistemas de Controle de Voo da JPL. “Embora o coronavírus tenha adicionado muitos novos desafios, incluindo aqueles relacionados à logística, a equipe mostrou grande determinação e dedicação na construção do rover”.

Após um voo de sete meses em 18 de fevereiro de 2021, o Mars-2020 deve pousar. “A equipe científica discutiu em detalhes os possíveis locais de pouso do Perseverance”, explica Ken Farley, do California Institute of Technology. “Acabamos escolhendo uma cratera de impacto Jezero com 45 km de largura na borda oeste do Isidis Planitia, um poço gigante ao norte do equador marciano. A cratera apareceu há muito tempo como resultado da colisão de um asteróide com um planeta. Cerca de 3-4 bilhões de anos atrás, um rio desaguou no lago, formando um corpo de água do tamanho do Lago Tahoe. Este é um lugar muito promissor para procurar moléculas orgânicas e outros sinais potenciais de vida microbiana. “

Краткие технические характеристики миссии «Аль-Амаль». Графика с сайта https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru

Breves características técnicas da missão Mars-2020 Perserverance. Imagens do site https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru

Fontes:

  • Https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7696
  • Https://mars.nasa.gov/mars2020/
  • Https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/NASAs_Next_Mars_Rover_to_Test_Tech_Useful_for_Human_Missions

⇡#Parte 4. Pára-quedas, coronavírus e ExoMars

Механическая стыковка перелетного и десантного модулей ExoMars-2020 в Thales Alenia Space Italia (Италия). Фото Роскосмоса

Docking mecânico dos módulos de vôo e pouso ExoMars-2020 na Thales Alenia Space Italia (Itália). Foto de Roscosmos

Na verdade, em 2020, outra estação automática deveria voar para Marte – o complexo russo-europeu ExoMars-2020. Porém, não cresceu junto …

O projeto ExoMars, que começou em 2002 como um programa da Agência Espacial Europeia (ESA), mudou repetidamente de formato. O trabalho começou como um conjunto europeu-americano, com possível participação russa, mas depois de alguns anos a NASA não foi capaz de continuar. Desde 2012, Roskosmos se tornou o principal parceiro dos europeus. E o próprio conceito também mudou várias vezes. No final, decidiu-se implementar o projeto em duas etapas. No primeiro, que começou em março de 2016 (missão ExoMars-2016), o módulo orbital TGO (Trace Gas Orbiter) e o módulo de pouso experimental – o demonstrador de entrada na atmosfera EDM (Entry, Descent and Landing Módulo Demonstrador), denominado Schiaparelli. Além do veículo de lançamento, a contribuição russa foram dois instrumentos científicos no TGO, que entrou em órbita ao redor de Marte com sucesso em outubro de 2016, onde ainda está operando. Schiaparelli não teve sorte – ele caiu durante o pouso.

O início da segunda etapa (ExoMars-2020) foi agendado para julho-agosto de 2020 durante o próximo confronto entre a Terra e Marte: todo um complexo tinha que ir para o objetivo – novamente com a ajuda do Proton-M – para buscar vestígios de vida (como no passado, e o presente), tendo em conta os vários períodos de existência no planeta da água líquida. Desta vez, não foi planejado entrar na órbita quase marciana: o módulo de pouso (o veículo de descida, dentro do qual a plataforma de pouso com o rover está localizada) entra na atmosfera na segunda (para o planeta) velocidade cósmica, que é extinta devido à frenagem aerodinâmica e aos pára-quedas. Os motores de foguete estrangulados da plataforma de pouso proporcionam um pouso suave.

Элементы миссии ExoMars-2020 — перелетный модуль, десантный модуль, планетоход. Графика ЕКА

Elementos da missão ExoMars-2020 – módulo de vôo, módulo de pouso, rover. Gráficos Eka

Após o pouso, uma escada é aberta e o rover desce para a superfície ao longo dela. O rover e a plataforma estacionária conduzem pesquisas independentes na superfície e na camada subsuperficial de Marte, realizam levantamentos geológicos e procuram vestígios da possível existência de vida no planeta.

A contribuição russa para o projeto foi o veículo de lançamento, a plataforma de pouso Kazachok e 13 instrumentos científicos. os europeus eram as “cabeças” e forneciam os módulos de vôo e pouso, assim como o rover Rosalind Franklin. Assim, para a Rússia, houve a oportunidade de participar plenamente de uma missão interplanetária de alto nível. O pouso em Marte foi planejado para março de 2021.

Porém, não foi possível preparar o complexo para o tempo estimado. Especialistas afirmam que o principal motivo do atraso é a dificuldade de calcular o sistema de pára-quedas do módulo de pouso. Consiste em dois velames principais, com 15 e 35 m de diâmetro, cada um equipado com sua própria calha piloto.

Em maio e agosto de 2019, testes de lançamento foram realizados na Suécia. No teste de maio, os dois velames principais abriram normalmente, mas imediatamente após a saída do contêiner, rasgos apareceram no tecido dos paraquedas. No teste de agosto, o velame de 35 metros apresentou problemas com as linhas: o modelo da plataforma de pouso desceu apenas sob o paraquedas piloto e, naturalmente, caiu …

Uma análise preliminar realizada com a participação de especialistas americanos encontrou problemas no projeto de contêineres de paraquedas. No outono de 2019, a ESA foi forçada a pedir ajuda à NASA. Testes realizados no Laboratório de Propulsão a Jato do JPL mostraram que os paraquedas principais estavam prontos para dois testes finais de lançamento, planejados para março de 2020. No entanto, tiveram que ser adiados até outubro, e isso aconteceu após a transferência da missão.

Последовательность раскрытия парашютов десантного модуля ExoMars-2022. Графика ЕКА

Sequência de lançamento de paraquedas do módulo de pouso ExoMars-2022. Gráficos Eka

Do lado russo, o projeto estava no caminho certo. Em dezembro de 2019, a plataforma Kazachok passou com sucesso em testes abrangentes na NPO Lavochkin. Em 3 de março de 2020, foi relatado sobre a conclusão bem-sucedida das queimadas do sistema de propulsão do módulo anfíbio no A.M. Isaev Design Bureau. No início de março, todo o equipamento de vôo necessário para completar a missão havia sido instalado na espaçonave. A plataforma de pouso e o rover passaram com sucesso nos testes finais de vácuo térmico na França.

Em 12 de março de 2020, o CEO da Roscosmos, Dmitry Rogozin, e o chefe da ESA, Jan Werner, durante uma teleconferência (uma reunião pessoal foi interrompida, como você pode imaginar, pela epidemia de coronavírus) discutiram o progresso do projeto e decidiram adiar a missão para 2022 – o ano do próximo confronto entre a Terra e Marte. O nome mudou de ExoMars-2020 para ExoMars-2022. Esta decisão foi tomada, em particular, com base nas recomendações dos inspetores-gerais dos lados europeu e russo. Eles concluíram que testes adicionais eram necessários para confirmar a validade de todos os componentes da sonda, o que significava que mais tempo era necessário.

Na declaração final, os chefes dos dois departamentos espaciais explicaram a decisão de adiar o lançamento da missão: “… É condicionado … pela exigência de confiabilidade máxima de todos os sistemas da espaçonave … Tenho certeza de que as medidas que nós e nossos colegas europeus estamos tomando para a implementação bem-sucedida do projeto serão justificadas e trará resultados extremamente positivos … ”- disse Dmitry Rogozin. “Queremos ter certeza de que estamos 100% confiantes na implementação bem-sucedida da missão. Não admitimos a menor possibilidade de erro, – por sua vez, disse Jan Werner. “Testes de verificação adicionais irão garantir um vôo seguro e produção científica máxima em Marte …”

Европейский марсоход Rosalind Franklin на российской посадочной платформе «Казачок». Графика ЕКА

O rover europeu Rosalind Franklin na plataforma de pouso russa Kazachok. Gráficos Eka

Tendo em conta o custo da missão – cerca de 1 bilhão de euros, esse cuidado não é supérfluo. A nova programação prevê um lançamento em agosto-outubro de 2022 e um pouso em Marte entre abril e julho de 2023.

Apesar de todas as razões, os especialistas são ambíguos quanto à decisão. “Pelo que eu sei, nossos parceiros europeus foram os principais iniciadores dessa transferência. Do lado tecnológico, pousar em Marte é um empreendimento extremamente arriscado. Eles percebem que o sistema é bruto e é mais fácil adiar o lançamento do que correr um risco enorme ”, disse Alexander Rodin, funcionário do Instituto de Pesquisa Espacial da Academia Russa de Ciências (IKI RAS). Em sua opinião, a decisão de transferência estava na verdade planejada há muito tempo e deveu-se principalmente ao baixo grau de prontidão dos sistemas de pouso europeus.

Ele considera que o principal risco é a necessidade de conservação e posterior “reanimação” de alguns dispositivos. É possível que durante o armazenamento, alguns deles desenvolvam um recurso de garantia e exijam substituição e novos testes. “Alguns … componentes podem não sobreviver à conservação, já que estávamos nos preparando para um longo vôo no espaço, e não para armazenamento em condições terrestres. Mais importante, a prioridade de toda a missão como um todo diminuirá, – observou o cientista. “Esse período de espera será muito difícil para nós, pois, em particular, nosso dispositivo precisará ser preservado, ou terá de ser removido do dispositivo e recozido”.

Entre outras coisas, Rodin não exclui o cancelamento do projeto por completo devido à incerteza sobre a confiabilidade do sistema de pouso (nem a Rússia nem a eKA têm a experiência necessária na criação de sistemas de pouso viáveis ​​para Marte), bem como por causa da possível deterioração da situação política.

No entanto, outros cientistas estão mais otimistas. O diretor científico da missão na ESA Dmitry Titov acredita que o adiamento do lançamento não será um problema.

Карантинным мероприятиям при подготовке миссии ExoMars-2022 уделяется серьезное внимание. Фото Роскосмоса

Atenção séria é dada às medidas de quarentena durante a preparação da missão ExoMars-2022. Foto de Roscosmos

O diretor-geral adjunto da Roscosmos para Complexos e Sistemas Espaciais, Mikhail Khailov, lembrou que, após a decisão de adiar o lançamento, as obras do projeto seguem no mesmo ritmo, o que permitirá que todas as operações sejam concluídas em três a quatro meses. “Para 2022, devemos chegar a uma confirmação garantida de 100 por cento de todos os dispositivos, sistemas de bordo e elementos de missão”, disse ele. “Você tem que passar por todo o ciclo de teste.”

Lev Zeleny, o diretor científico do IKI RAS, encontrou um motivo para uma piada na situação: “O principal é que não vamos trazer o coronavírus para Marte!”

Tudo brinca, mas a atenção mais séria é dada às medidas de quarentena durante a preparação da missão. A infecção do planeta alvo com micróbios terrestres é considerada absolutamente inaceitável. “Durante a preparação do projeto ExoMars, as medidas de quarentena planetária mais severas estão sendo implementadas. O dispositivo, enviado a Marte em 2022, é exaustivamente verificado quanto à presença de formas de esporos de microorganismos para excluir sua introdução no Planeta Vermelho ”, disse Vladimir Sychev, Diretor Adjunto de Trabalho Científico do Instituto de Problemas Biomédicos (IBMP).

Fontes:

  • Http://exomars.cosmos.ru
  • Https://www.laspace.ru/projects/planets/exomars/
  • Https://www.laspace.ru/press/news/international/20200303_PS_Test/
  • Https://www.roscosmos.ru/28173/
  • Https://ria.ru/20200219/1564947139.html
  • Https://ria.ru/20200316/1568645377.html
  • Https://ria.ru/20200317/1568703129.html
  • Https://ria.ru/20200422/1570384616.html
  • Https://ria.ru/20200312/1568494875.html
  • Https://ria.ru/20200422/1570387921.html
  • Https://nauka.tass.ru/nauka/7962913
  • Https://tass.ru/kosmos/7962141

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