Mars atmosfære og flygtig udvikling

MAVEN -1 (fra det engelske  M ars A tmosphere and V olatile E volutio N  - "Evolution af atmosfæren og flygtige stoffer på Mars") er en amerikansk automatisk interplanetarisk station til undersøgelse af Mars atmosfære [2] , som er en del af Mars Scout- projektet .

Hovedmålet med missionen er at studere den nuværende tilstand og udviklingen af ​​Mars atmosfære, især tabet af planetens atmosfære. MAVEN-rumfartøjet skal foretage videnskabelige målinger af hastigheden af ​​atmosfærisk tab , hvilket vil give os mulighed for at forstå, hvilken rolle tabet har spillet i løbet af ændringen af ​​Mars-klimaet. MAVEN vil være den seneste i rækken af ​​NASA-missioner designet til at søge efter og studere spor af vand, organisk materiale og "økologiske nicher", der var beboelige i Mars' fortid.

De samlede omkostninger ved MAVEN-projektet er $ 671 millioner [3]

NASAs 20. Mars-lander, siden den interplanetariske station Mariner 3 , tabte ved opsendelsen i 1964 .

Historie

Den 15. november 2008 annoncerede NASA accepten af ​​MAVEN- projektet . Omkostningerne ved projektet er $ 485 millioner.

I oktober 2010 begyndte produktionen af ​​apparatet. Den 27. september 2011 blev det meddelt, at apparatets krop var klar.

I midten af ​​august 2012 blev apparatets motorer testet.

I begyndelsen af ​​september 2012 blev det annonceret, at specialisterne var begyndt at samle enheden, hvilket tog fem måneder. Den 9. februar 2013 blev samlingen af ​​enheden afsluttet. I løbet af de næste par måneder blev apparatet testet for modstandsdygtighed over for vibrationer, vakuumforhold, ekstremt høje og lave temperaturer, overbelastninger og kosmisk stråling.

Den 2. december 2012 blev der afholdt en workshop for at diskutere MAVEN -programmet . Flyveprogrammet, rumfartøjets karakteristika og videnskabelige instrumenter blev præsenteret. Derudover blev det datasæt og de videnskabelige resultater, der er planlagt opnået som følge af programmet [4] diskuteret .

Den 5. august 2013 blev køretøjet leveret til Kennedy Space Center , hvor det undergik de sidste forberedelser til opsendelse. Kontrollen viste, at enheden ikke var beskadiget under transporten, hvorefter monteringen begyndte. Yderligere kontrol af softwaren og systemet til installation af solpaneler [5] fulgte .

I oktober 2013, på grund af budgetkrisen, der begyndte i USA, blev arbejdet i de offentlige myndigheder, der berørte NASA, suspenderet. Som følge heraf var der risiko for, at MAVEN ikke kunne lanceres efter tidsplanen og udskyde det til 2016. Der blev dog truffet en beslutning, ifølge hvilken MAVEN-missionen opfylder kriterierne for udelukkelse fra regimet med at lukke ned for offentlige myndigheders arbejde.

Den 18. november 2013 blev en automatisk interplanetarisk station opsendt til Mars [1] . Enheden kom ind i kredsløbet om Mars-satellitten den 22. september 2014 [6]  - tre dage tidligere end den indiske enhed Mangalyaan , selvom MAVEN blev opsendt to uger senere [7] .

Historien om Mars-klimaet

Det antages, at Mars engang havde en meget tættere atmosfære, og flydende vand eksisterede på overfladen i lang tid [8] . Et sådant miljø kunne teoretisk set være egnet til eksistensen af ​​mikroorganismer , da tilstedeværelsen af ​​vand i flydende form er en nødvendig faktor for liv , som vi kender det. Men på grund af drastiske klimaændringer er meget af atmosfæren gået tabt til Mars. Visse geologiske træk, såsom udtørrede flodsenge og mineraler, der kræver vand for at dannes på Jorden, er bevis på tidligere fugt på Mars. Derudover er meget gamle kratere praktisk talt tørret af Mars' ansigt. Den moderne atmosfære kunne ikke forårsage en sådan ødelæggelse. Undersøgelsen af ​​hastigheden for dannelse og erosion af kratere gjorde det muligt at fastslå, at vind og vand ødelagde dem mest af alt for omkring 3,5 milliarder år siden. Mange kløfter har nogenlunde samme alder. Men i dag tillader forholdene på Mars-overfladen ikke vand at eksistere i flydende form. Årsagerne og mønstret for de pludselige ændringer i Mars-klimaet, der er sket, er et mysterium.

Effekt af kometer på Mars atmosfære

Kometen C/2013 A1 (McNaught) blev opdaget i december 2012 ved Siding Spring Observatory (Australien ) . På opdagelsestidspunktet blev det fastslået, at der var en 1:8000 chance for, at den ville kollidere med Mars den 19. oktober 2014 [9] [10] . I dette tilfælde kunne eksplosionskraften nå op på 20 milliarder megatons TNT, hvilket ville efterlade et krater med en diameter på op til 500 km . I dette tilfælde kan der opstå uforudsigelige ændringer i planetens klima: en kollision med en hastighed på 56 km/s ville bringe en enorm mængde støv op i atmosfæren, som et resultat af, at enorme mængder vandis og frossen kuldioxid ville øjeblikkeligt smeltes og fordampes. Dette kan føre til en stigning i drivhuseffekten (vanddamp og kuldioxid er kraftige drivhusgasser) og global opvarmning på Mars.

I april 2013 frigav NASA nye data, der viser, at kometen C/2013 A1 sandsynligvis ikke vil ramme Mars. Ifølge nye estimater er sandsynligheden for denne hændelse 1:120.000 i stedet for de tidligere 1:8000. Ifølge beregninger skulle kometen passere i en afstand af 110 tusinde km fra Mars kl . 18:51 GMT den 19. oktober 2014. I dette tilfælde bør størrelsen af ​​koma - den gasformige skal omkring kometens kerne - overstige 100 tusinde km , hvilket betyder, at kometen vil påvirke planetens gasskal [11] .

Mål for programmet

MAVEN- apparatet har fire videnskabelige hovedopgaver [12] :

1. Bestem virkningen af ​​gastab på klimaændringer på Mars nu og i fortiden.
2. Bestem den aktuelle tilstand af Mars' øvre atmosfære og ionosfære og deres interaktion med solvinden .
3. Bestem hastigheden af ​​tab af atmosfæren, samt de faktorer, der påvirker denne proces.
4. Bestem forholdet mellem stabile isotoper i Mars atmosfære. Disse data kan hjælpe i studiet af Mars-atmosfærens historie.

Derudover vil MAVEN, som vil komme ind i kredsløbet om Mars en måned før den nærmeste tilgang af kometen C / 2013 A1 (Maknaught) med Mars, være i stand til i detaljer at studere dens indflydelse på Mars atmosfære [10] .

Det videnskabelige hovedprogram blev designet til 1 jordår . På dette tidspunkt vil MAVEN-sonden være i en elliptisk bane med en apoapsishøjde på 6000 km og en periapsishøjde på 150 km , der passerer gennem den øvre atmosfære på hver bane [2] [13]

Der vil også være fem "dybe pas" gennem atmosfæren i en højde af 125 km . Målingerne opnået under disse manøvrer vil hjælpe med at indsamle information om de godt blandede nedre lag, hvilket fuldender billedet af den øvre del af Mars-atmosfæren [2] [13] .

Derudover vil MAVEN, hvis ressource forventes frem til 2023, levere kommunikation med Opportunity- og Curiosity -roverne , som i øjeblikket modtager signaler fra Jorden og tilbagesender videnskabelig og telemetrisk information gennem Mars Odyssey- og Mars Reconnaissance Orbiter- køretøjerne , der blev opsendt i henholdsvis 2001 og 2005 og gradvist udvikle deres ressource. Senere, fra 2016, vil MAVEN videresende data fra InSight -rumfartøjet , fra 2018 fra ExoMars - projektets europæiske rover og fra 2020 fra anden generation af Curiosity-rover Mars-2020 .

Videnskabeligt udstyr

MAVEN - apparatet har 8 enheder inkluderet i tre sæt [14] [15] .

Partikler og felter Pakke ("Sæt til undersøgelse af partikler og felter") - indeholder 6 instrumenter til at studere egenskaberne for solvinden og planetens ionosfære [2] [15] . Designet ved Space Research Laboratory ved University of Berkeley , Californien . Fire enheder blev fremstillet i selve laboratoriet; en skabt i samarbejde med Laboratory of Atmospheric and Extra-Atmospheric Physics ved University of Colorado i Boulder ; en anden, et magnetometer  , blev lavet på Goddard Space Center .

Liste over værktøjer inkluderet i PFP :

• SEP ( Solar Energetic P artikel - solenergi højenergipartikler ) [16]
• SWIA ( Solar Wind I on Analyzer — Solar Wind Ion Analyzer ) [17 ]
• SWEA ( Solar Wind Electron A nalyzer — Solar Wind Electron Analyzer ) [ 17]
• STATISK ( S upra T hermal and T thermal I on C omposition - Superhot og hot ionisk sammensætning) [18]
• LPW ( Langmuir Probe and Waves - Langmuir Wave Sensor ) [ 19 ]
• MAG ( Magnetometer - Magnetometer ) - et par induktionsmagnetometre [ 14] [20] .

Remote Sensing Package ( RSP , "Remote Sensing Kit"), fremstillet ved Laboratory of Atmospheric and Extra-Atmospheric Physics ved University of Colorado i Boulder , har til formål at bestemme de generelle karakteristika for den øvre atmosfære og ionosfære [2] .

Liste over enheder inkluderet i RFP'en :

• IUVS ( Imaging Ultraviolet S spectrometer - Shooting Ultraviolet Spectrometer) [21] er designet til at studere gassammensætningen i de nederste lag af atmosfæren, især for at måle koncentrationen af ​​kuldioxid.

Neutralt gas- og ionmassespektrometer ( NGIMS , " Neutral- og ionmassespektrometer "), fremstillet ved Goddard Space Center , er designet til at måle forholdet mellem ion- og neutrale partikelkoncentrationer, samt til at studere atmosfærens isotopsammensætning [ 2] [22] .

Elektra-radiokomplekset vil levere dataoverførsel mellem MAVEN og Jorden med en hastighed på 1 Kb/s til 2 Mb/s .

Enhedens indbyggede computer er en RAD750 enkeltbordscomputer .

MAVEN vil ikke være engageret i den direkte søgen efter spor af liv, som Curiosity-roveren har travlt med. Dens udstyr mangler en detektor til at detektere tilstedeværelsen af ​​metan. Denne enhed var oprindeligt planlagt, men budgetnedskæringer tvang udviklerne til at opgive den.

Flyprogram

Den 18. november 2013 kl. 13:28  EST ( 18:28  UTC ) blev en Atlas-5 løfteraket (konfiguration 401) med et MAVEN-apparat om bord opsendt fra SLC-41 affyringsrampen , Cape Canaveral [1] [5 ] [23 ] [13] .

22. september 2014 kl. 02:24 UTC , efter 10 måneders flyvning gik MAVEN ind i en elliptisk bane omkring Mars [6] (apoapsis højde - 6000  km ; periapsis højde - 150 km ) [2] [13] .

I de næste 6 uger vil MAVEN blive overført til den endelige målbane; videnskabeligt udstyr og testmålinger vil også blive foretaget [2] .

MAVEN-ressourcen er beregnet frem til 2023.

Resultater

Den 5. november 2015 rapporterede NASA-forskere på baggrund af resultaterne af MAVEN-sonden, at solvinden er ansvarlig for tabet af Mars atmosfære gennem årene, da det globale magnetfelts afskærmningseffekt gik tabt pga. afkølingen af ​​planeten [24] [25] [26] .

I 2017 blev kendsgerningen om atmosfærisk spredning bekræftet, og også (igen baseret på MAVEN-data) blev det afklaret, at mindst 66% af dets volumen blev spredt på denne måde [28] [29] .

Galleri

• Klargøring af MAVEN- sonden

• MAVEN i byggeprocessen

• MAVEN - tjek efter levering til Kennedy Space Center

• MAVEN i kredsløb om Mars, tegning

Links

• MAVEN på NASAs  hjemmeside
• MAVEN på JPL-  hjemmesiden
• MAVEN på University of Colorado Boulders  hjemmeside

Noter

1. ↑ 1 2 3 USA lancerede en sonde for at studere Mars atmosfære. . Hentet 2. december 2019. Arkiveret fra originalen 7. juli 2020. (ubestemt)
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 MAVEN-  faktaark . Goddard Space Flight Center , NASA . Hentet 18. september 2013. Arkiveret fra originalen 10. august 2014.
3. ↑ 1 2 Maven Probe : Fem fakta om den nye Mars-mission (18. november 2013). Hentet 2. december 2019. Arkiveret fra originalen 15. september 2015. (Russisk)
4. ↑ MAVEN Science Community Workshop - Præsentationer  . University of Colorado (10. december 2012). Dato for adgang: 18. september 2013. Arkiveret fra originalen 26. april 2014.
5. ↑ 1 2 NASA begynder forberedelserne til lanceringen af ​​en ny Mars-sonde MAVEN . RIA Novosti (6. august 2013). Hentet 18. september 2013. Arkiveret fra originalen 16. august 2013. (Russisk)
6. ↑ 1 2 MAVEN ankommer til Mars. Arkiveret 26. februar 2019 på Wayback Machine 
7. ↑ MAVEN på vej til at udføre sin videnskabsmission . Hentet 2. december 2019. Arkiveret fra originalen 17. juni 2019. (ubestemt)
8. ↑ MAVEN  (engelsk)  (utilgængeligt link) . Mars Exploration Program . NASA . Hentet 18. september 2013. Arkiveret fra originalen 17. september 2013.
9. ↑ JPL Close-Approach Data: C/2013 A1 (Siding Spring)  ( 2013-02-20 sidste obs (bue=74 dage m/134 obs)). Hentet 12. februar 2013. Arkiveret fra originalen 23. marts 2013.
10. ↑ 12 Kollisionskurs ? En komet går mod Mars  (engelsk) (27. marts 2013). Hentet 20. september 2013. Arkiveret fra originalen 5. april 2013.
11. ↑ Kometnedslag kan få Mars til at ligne Jorden, siger astronom (28. februar 2013). Hentet 18. september 2013. Arkiveret fra originalen 10. marts 2013. (ubestemt)
12. ↑ MAVEN  Science . University of Colorado . Hentet 18. september 2013. Arkiveret fra originalen 21. september 2013.
13. ↑ 1 2 3 4 Mission Timeline  (engelsk)  (link utilgængeligt) . LASP, University of Colorado Boulder . Hentet 20. september 2013. Arkiveret fra originalen 15. oktober 2013.
14. ↑ 12 Nancy Neal Jones. NASA Goddard leverer magnetometre til NASAs næste mission til  Mars . Goddard udgivelsesnr. 12-047 . NASAs Goddard Space Flight Center (21. maj 2012). Hentet 20. september 2013. Arkiveret fra originalen 6. april 2013.
15. ↑ 12 Instrumenter . _ _ LASP , University of Colorado Boulder . Hentet 20. september 2013. Arkiveret fra originalen 21. september 2013. 
16. ↑ Solar Energetic Particle (SEP  ) . LASP , University of Colorado Boulder . Hentet 20. september 2013. Arkiveret fra originalen 21. september 2013.
17. ↑ 1 2 Solar Wind Ion Analyzer (SWIA  ) . LASP , University of Colorado Boulder . Hentet 20. september 2013. Arkiveret fra originalen 21. september 2013.
18. ↑ Supratermisk og termisk ionsammensætning (STATISK  ) . LASP , University of Colorado Boulder . Hentet 20. september 2013. Arkiveret fra originalen 21. september 2013.
19. ↑ Langmuir Probe and Waves (LPW  ) . LASP , University of Colorado Boulder . Hentet 20. september 2013. Arkiveret fra originalen 21. september 2013.
20. ↑ Magnetometer (MAG  ) . LASP , University of Colorado Boulder . Hentet 20. september 2013. Arkiveret fra originalen 21. september 2013.
21. ↑ Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS  ) . LASP , University of Colorado Boulder . Hentet 20. september 2013. Arkiveret fra originalen 21. september 2013.
22. ↑ Neutralt gas- og ionmassespektrometer (NGIMS  ) . LASP , University of Colorado Boulder . Hentet 20. september 2013. Arkiveret fra originalen 21. september 2013.
23. ↑ Verdensomspændende lanceringsplan  . Rumflyvning nu (14. september 2013). Dato for adgang: 18. september 2013. Arkiveret fra originalen 4. juni 2010.
24. ↑ Chang, Kenneth Solstorms Strip luft fra Mars, siger NASA . New York Times (5. november 2015). Hentet 5. november 2015. Arkiveret fra originalen 25. august 2019. (ubestemt)
25. ↑ Personale. VIDEO (51:58) - MAVEN - Måling af Mars' atmosfæriske tab . NASA (5. november 2015). Hentet 5. november 2015. Arkiveret fra originalen 25. august 2017. (ubestemt)
26. ↑ Vorontsov, Nikolai Solvinden blev anklaget for at ødelægge Mars atmosfære . N+1 (6. november 2015). Hentet 30. juli 2017. Arkiveret fra originalen 30. juli 2017. (ubestemt)
27. ↑ Jones, Nancy; Steigerwald, Bill; Brown, Dwayne; Webster, Guy NASA-missionen giver sit første kig på Mars øvre atmosfære . NASA (14. oktober 2014). Dato for adgang: 15. oktober 2014. Arkiveret fra originalen 19. oktober 2014. (ubestemt)
28. ↑ NASAs MAVEN afslører, at det meste af Mars' atmosfære gik tabt til rummet . NASA (30. marts 2017). Hentet: 30. juli 2017. (ubestemt)
29. ↑ Det blev kendt, hvordan vejret var før på Mars . Indikator (31. marts 2017). Hentet 30. juli 2017. Arkiveret fra originalen 30. juli 2017. (ubestemt)

Ordbøger og encyklopædier	Britannica (online)