A Mars légköre és az illékony evolúció

A MAVEN -1 (az angol  M ars A tmosphere and V olatile E volutio N szóból  - "Evolution of the atmosfēra and volatile materials on Mars") egy amerikai automatikus bolygóközi állomás a Mars légkörének tanulmányozására [2] , amely része a a Mars Scout projekt .

A küldetés fő célja a Mars légkörének jelenlegi állapotának és fejlődésének tanulmányozása, különös tekintettel a bolygó légkörének elvesztésére. A MAVEN űrszonda tudományos méréseket végez a légköri veszteség mértékéről , ami lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük, milyen szerepet játszott a veszteség a marsi éghajlat változásában. A MAVEN lesz a legújabb a NASA azon küldetéssorozatában, amelynek célja a víz, szerves anyagok és a Mars múltjában lakható "ökológiai rések" nyomainak felkutatása és tanulmányozása.

A MAVEN projekt összköltsége 671 millió dollár [3]

A NASA 20. marsi leszállóegysége a Mariner 3 bolygóközi állomás óta, 1964-ben az indításkor elveszett .

Történelem

2008. november 15- én a NASA bejelentette a MAVEN projekt elfogadását . A projekt költsége 485 millió dollár.

2010 októberében megkezdődött a készülék gyártása. 2011. szeptember 27- én bejelentették, hogy a készülék teste készen áll.

2012. augusztus közepén a berendezés motorjait tesztelték.

2012. szeptember elején jelentették be, hogy a szakemberek megkezdték az eszköz összeszerelését, ami öt hónapig tartott. 2013. február 9- én befejeződött a készülék összeszerelése. A következő néhány hónapban tesztelték a készüléket rezgésekkel, vákuumviszonyokkal, extrém magas és alacsony hőmérsékletekkel, túlterhelésekkel és kozmikus sugárzással szembeni ellenállás szempontjából.

2012. december 2-án workshopot tartottak a MAVEN program megvitatására . Bemutatták a repülési programot, az űrrepülőgép jellemzőit és a tudományos műszereket. Ezen kívül szóba került a program [4] eredményeként várható adatsor és tudományos eredmények .

2013. augusztus 5- én a járművet a Kennedy Űrközpontba szállították , ahol elvégezték az utolsó előkészületeket a kilövéshez. Az ellenőrzés azt mutatta, hogy a szállítás során a készülék nem sérült, ezt követően megkezdődött az összeszerelés. A napelem-tömbök [5] telepítési szoftverének és rendszerének további ellenőrzése következett .

2013 októberében az Egyesült Államokban kezdődött költségvetési válság miatt felfüggesztették a NASA-t érintő kormányzati szervek munkáját. Ennek eredményeként fennállt annak a veszélye, hogy a MAVEN nem indul el a menetrend szerint, és elhalasztja 2016-ra. Döntés született azonban, amely szerint a MAVEN-misszió teljesíti a kormányzati szervek munkájának leállításának rendszeréből való kizárás kritériumait.

2013. november 18- án egy automatikus bolygóközi állomást indítottak a Marsra [1] . Az eszköz 2014. szeptember 22-én lépett a Mars műholdjának pályájára [6]  – három nappal korábban, mint az indiai Mangalyaan eszköz , bár a MAVEN két héttel később indult [7] .

A marsi éghajlat története

Feltételezik, hogy egykor a Mars légköre sokkal sűrűbb volt, és a felszínén sokáig folyékony víz volt [8] . Egy ilyen környezet elméletileg alkalmas lehet a mikroorganizmusok létezésére, hiszen a víz folyékony formában való jelenléte az általunk ismert élet elengedhetetlen tényezője . A drasztikus éghajlatváltozás miatt azonban a légkör nagy része elveszett a Mars számára. Bizonyos geológiai jellemzők, mint például a kiszáradt folyómedrek és az ásványok, amelyek vízképződéshez szükségesek a Földön, a Marson múltbéli nedvesség bizonyítékai. Ráadásul a nagyon régi kráterek gyakorlatilag letörlődnek a Mars arcáról. A modern légkör nem tudott ekkora pusztítást okozni. A kráterek kialakulásának és eróziójának sebességének vizsgálata lehetővé tette annak megállapítását, hogy a szél és a víz pusztította el őket leginkább körülbelül 3,5 milliárd évvel ezelőtt. Sok víznyelő megközelítőleg azonos korú. Ma azonban a Mars felszínén uralkodó viszonyok nem teszik lehetővé, hogy a víz folyékony formában létezzen. A marsi klímában bekövetkezett hirtelen változások okai és mintázata rejtély.

Az üstökösök hatása a Mars légkörére

A C/2013 A1 (McNaught) üstököst 2012 decemberében fedezték fel a Siding Spring Obszervatóriumban (Ausztrália ) . A felfedezéskor megállapították, hogy 1:8000 az esélye annak, hogy 2014. október 19-én ütközik a Marssal [9] [10] . Ebben az esetben a robbanási teljesítmény elérheti a 20 milliárd megatonna TNT-t, amely akár 500 km átmérőjű krátert hagy maga után . Ebben az esetben előre nem látható változások következhetnek be a bolygó éghajlatában: egy 56 km/s sebességű ütközés hatalmas mennyiségű port juttatna a légkörbe, aminek következtében azonnal hatalmas mennyiségű vízjég és fagyott szén-dioxid kerülne. megolvasztjuk és elpárologtatjuk. Ez az üvegházhatás fokozódásához (a vízgőz és a szén-dioxid erős üvegházhatású gázok) és globális felmelegedéshez vezethet a Marson.

2013 áprilisában a NASA új adatokat tett közzé, amelyek szerint a C/2013 A1 üstökös valószínűleg nem éri el a Marsot. Új becslések szerint ennek az eseménynek a valószínűsége 1:120 000 a korábbi 1:8000 helyett. A számítások szerint az üstökösnek 2014. október 19-én 18 :51- kor kell elhaladnia a Marstól 110 ezer km -re. Ebben az esetben a kóma - az üstökösmag körüli gáznemű héj - méretének meg kell haladnia a 100 ezer km -t , ami azt jelenti, hogy az üstökös hatással lesz a bolygó gáznemű héjára [11] .

A program céljai

A MAVEN apparátusnak négy fő tudományos feladata van [12] :

1. Határozza meg a gázveszteségek hatását az éghajlatváltozásra a Marson most és a múltban.
2. Határozza meg a Mars felső légkörének és ionoszférájának jelenlegi állapotát és kölcsönhatásukat a napszéllel .
3. Határozza meg a légkör elvesztésének mértékét, valamint a folyamatot befolyásoló tényezőket.
4. Határozza meg a stabil izotópok arányát a marsi légkörben! Ezek az adatok segíthetnek a marsi légkör történetének tanulmányozásában.

Ezenkívül a MAVEN, amely egy hónappal a C / 2013 A1 (Maknaught) üstökös Marshoz való legközelebbi közeledése előtt fog a Mars pályájára lépni, képes lesz részletesen tanulmányozni a marsi légkörre gyakorolt ​​hatását [10] .

A fő tudományos programot 1 földi évre tervezték . Ebben az időben a MAVEN szonda elliptikus pályán áll , 6000 km apoapszis magassággal és 150 km periapszis magassággal, és minden pályán áthalad a felső légkörön [2] [13]

125 km -es tengerszint feletti magasságban öt "mélyhágás" is lesz a légkörön . Az e manőverek során kapott mérések segítenek információt gyűjteni a jól elegyedő alsó rétegekről, kiegészítve ezzel a marsi légkör felső részének képét [2] [13] .

Ezenkívül a MAVEN, amelynek erőforrása 2023-ig várható, kommunikációt fog biztosítani az Opportunity és Curiosity roverekkel , amelyek jelenleg jeleket fogadnak a Földről, és tudományos és telemetriai információkat továbbítanak a 2001-ben, illetve 2005-ben felbocsátott Mars Odyssey és Mars Reconnaissance Orbiter járműveken keresztül. és fokozatosan fejlesztik erőforrásaikat. Később, 2016-tól a MAVEN az InSight űrszondától , 2018-tól az ExoMars projekt európai roverétől, 2020-tól pedig a második generációs Curiosity Mars-2020 rover adatait fogja továbbítani .

Tudományos felszerelés

A MAVEN készülék 8 eszközt tartalmaz három készletben [14] [15] .

Particles and Fields Package ("Szett a részecskék és mezők tanulmányozásához") - 6 műszert tartalmaz a napszél és a bolygó ionoszférájának jellemzőinek tanulmányozására [2] [15] . A kaliforniai Berkeley Egyetem Űrkutatási Laboratóriumában tervezték . Magában a laboratóriumban négy készülék készült; az egyiket a Colorado-i Egyetem Boulder -i Légköri és Légkörön kívüli Fizikai Laboratóriumával együttműködésben hozták létre ; egy másikat, egy magnetométert  , a Goddard Űrközpontban készítettek .

A PFP -ben szereplő eszközök listája :

• SEP ( Solar Energetic P cikk - napenergia nagy energiájú részecskék) [16]
• SWIA ( Solar Wind I on Analyzer – Solar Wind Ion Analyzer ) [17 ]
• SWEA ( Solar Wind Electron A analizátor – Solar Wind Electron Analyzer ) [ 17]
• STATIKUS ( S upra T hermal és T hermal I on C omposition – Szuperforró és forró ionos összetétel) [18]
• LPW ( Langmuir Probe and Waves -- Langmuir Wave Sensor ) [ 19 ]
• MAG ( Magnetometer - Magnetometer ) - indukciós magnetométer pár [ 14] [20] .

A Colorado-i Egyetem Boulderben található Laboratory of Atmospheric and Extra-Atmospheric Physics Laboratory of Atmospheric and Extra-Atmospheric Physics nevű távérzékelési csomagja ( RSP , “Remote Sensing Kit”) célja a felső légkör és az ionoszféra általános jellemzőinek meghatározása [2] .

Az RFP -ben szereplő eszközök listája :

• Az IUVS ( Imaging Ultraviolet S pectrometer – Shooting Ultraviolet Spectrometer) [21] célja a légkör alsóbb rétegeinek gázösszetételének vizsgálata, különösen a szén-dioxid koncentráció mérése.

A Goddard Űrközpontban gyártott semleges gáz- és iontömegspektrométer ( NGIMS , "Neutral and Ion Mass Spectrometer ") az ionok és a semleges részecskekoncentrációk arányának mérésére , valamint a légkör izotóp - összetételének tanulmányozására szolgál. 2] [22] .

Az Elektra rádiókomplexum 1 Kb/s és 2 Mb/s közötti adatátvitelt biztosít majd a MAVEN és a Föld között .

A készülék fedélzeti számítógépe egy RAD750 egylapos számítógép .

A MAVEN nem foglalkozik az élet nyomainak közvetlen keresésével, amivel a Curiosity rover elfoglalt . Berendezéséből hiányzik a metán jelenlétének kimutatására alkalmas detektor. Ezt az eszközt eredetileg tervezték, de a költségvetési megszorítások miatt a fejlesztők elhagyták.

Repülési program

2013. november 18- án 13:28 EST  ( 18:28 UTC  ) egy Atlas-5 hordozórakéta (401-es konfiguráció) MAVEN készülékkel a fedélzetén elindult a Cape Canaveral - i SLC-41 indítóállásról [1] [5 ] [23 ] [13] .

2014. szeptember 22., 02:24 UTC , 10 hónapos repülés után a MAVEN elliptikus pályára lépett a Mars körül [6] (apoapszis magasság - 6000  km ; periapszis magasság - 150 km ) [2] [13] .

A következő 6 hétben a MAVEN átkerül a végső célpályára; tudományos berendezéseket és tesztméréseket is végeznek [2] .

A MAVEN erőforrást 2023-ig számítják.

Eredmények

2015. november 5-én a NASA tudósai a MAVEN szonda eredményei alapján arról számoltak be, hogy a napszél felelős a Mars légkörének éveken keresztüli elvesztéséért, mivel a globális mágneses tér árnyékoló hatása elveszett a bolygó lehűlése [24] [25] [26] .

2017-ben beigazolódott a légköri disszipáció ténye, és (ismét a MAVEN adatai alapján) tisztázták, hogy térfogatának legalább 66%-a így disszipálódott [28] [29] .

Galéria

• A MAVEN szonda előkészítése

• MAVEN az építési folyamatban

• MAVEN csekk a Kennedy Űrközpontba szállítás után

• MAVEN a Mars-pályán, rajz

Linkek

• MAVEN a NASA  honlapján
• MAVEN a JPL  honlapján
• MAVEN a University of Colorado Boulder  honlapján

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 Az Egyesült Államok szondát indított a Mars légkörének tanulmányozására. . Letöltve: 2019. december 2. Az eredetiből archiválva : 2020. július 7. (határozatlan)
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 MAVEN  adatlap . Goddard Űrrepülési Központ , NASA . Letöltve: 2013. szeptember 18. Az eredetiből archiválva : 2014. augusztus 10..
3. ↑ 1 2 Maven Probe : Öt tény az új marsi küldetésről (2013. november 18.). Letöltve: 2019. december 2. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 15. (Orosz)
4. ↑ MAVEN Tudományos Közösségi Műhely - Előadások  . Colorado Egyetem (2012. december 10.). Hozzáférés dátuma: 2013. szeptember 18. Az eredetiből archiválva : 2014. április 26..
5. ↑ 1 2 A NASA megkezdi az előkészületeket egy új, MAVEN marsi szonda indítására . RIA Novosti (2013. augusztus 6.). Letöltve: 2013. szeptember 18. Az eredetiből archiválva : 2013. augusztus 16.. (Orosz)
6. ↑ 1 2 MAVEN megérkezik a Marsra. Archiválva : 2019. február 26. a Wayback Machine -nél 
7. ↑ A MAVEN úton van, hogy megvalósítsa tudományos küldetését . Letöltve: 2019. december 2. Az eredetiből archiválva : 2019. június 17. (határozatlan)
8. ↑ MAVEN  (angol)  (elérhetetlen link) . Mars-kutatási program . NASA . Letöltve: 2013. szeptember 18. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 17..
9. ↑ JPL közeli megközelítésű adatok: C/2013 A1 (Siding Spring)  ( 2013-02-20 utolsó megfigyelés (ív = 74 nap 134 megfigyeléssel)). Letöltve: 2013. február 12. Az eredetiből archiválva : 2013. március 23..
10. ↑ 12 ütközési pálya? Egy üstökös a Mars felé tart  (angol) (2013. március 27.). Letöltve: 2013. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2013. április 5..
11. ↑ Az üstökös becsapódása a Marsot a Földhöz hasonlíthatja – mondja a csillagász (2013. február 28.). Letöltve: 2013. szeptember 18. Az eredetiből archiválva : 2013. március 10. (határozatlan)
12. ↑ MAVEN  Science . Colorado Egyetem . Letöltve: 2013. szeptember 18. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 21..
13. ↑ 1 2 3 4 Mission Timeline  (angol)  (hivatkozás nem érhető el) . LASP, Colorado Boulder Egyetem . Letöltve: 2013. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2013. október 15.
14. ↑ 12 Nancy Neal Jones. A NASA Goddard magnetométereket szállít a NASA következő  Mars -missziójához . Goddard Release No. 12-047 . A NASA Goddard Űrrepülési Központja ( 2012. május 21.). Letöltve: 2013. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2013. április 6..
15. ↑ 12 hangszer _ _ _ LASP , Colorado Boulder Egyetem . Letöltve: 2013. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 21.. 
16. ↑ Napenergetikai részecske (SEP  ) . LASP , Colorado Boulder Egyetem . Letöltve: 2013. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 21..
17. ↑ 1 2 Solar Wind Ion Analyzer (SWIA  ) . LASP , Colorado Boulder Egyetem . Letöltve: 2013. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 21..
18. ↑ Szupratermális és termikus ionösszetétel (STATIKUS  ) . LASP , Colorado Boulder Egyetem . Letöltve: 2013. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 21..
19. ↑ Langmuir szonda és hullámok (LPW  ) . LASP , Colorado Boulder Egyetem . Letöltve: 2013. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 21..
20. ↑ Magnetométer (MAG  ) . LASP , Colorado Boulder Egyetem . Letöltve: 2013. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 21..
21. ↑ Képalkotó ultraibolya spektrográf (IUVS  ) . LASP , Colorado Boulder Egyetem . Letöltve: 2013. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 21..
22. ↑ Semleges gáz- és iontömegspektrométer (NGIMS  ) . LASP , Colorado Boulder Egyetem . Letöltve: 2013. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 21..
23. ↑ Világméretű bevezetési  ütemterv . Spaceflight Now (2013. szeptember 14.). Hozzáférés dátuma: 2013. szeptember 18. Az eredetiből archiválva : 2010. június 4.
24. ↑ Chang, Kenneth napviharok vonják ki a levegőt a Marsról, írja a NASA . New York Times (2015. november 5.). Letöltve: 2015. november 5. Az eredetiből archiválva : 2019. augusztus 25. (határozatlan)
25. ↑ Személyzet. VIDEÓ (51:58) - MAVEN - A Mars légköri veszteségének mérése . NASA (2015. november 5.). Letöltve: 2015. november 5. Az eredetiből archiválva : 2017. augusztus 25.. (határozatlan)
26. ↑ Voroncov, Nyikolaj A napszelet azzal vádolták, hogy elpusztította a Mars légkörét . N+1 (2015. november 6.). Letöltve: 2017. július 30. Az eredetiből archiválva : 2017. július 30. (határozatlan)
27. ↑ Jones, Nancy; Steigerwald, Bill; Brown, Dwayne; Webster, Guy NASA-misszió első pillantást vet a marsi felső légkörbe . NASA (2014. október 14.). Hozzáférés időpontja: 2014. október 15. Az eredetiből archiválva : 2014. október 19. (határozatlan)
28. ↑ A NASA MAVEN feltárja, hogy a Mars légkörének nagy része elveszett az űrben . NASA (2017. március 30.). Letöltve: 2017. július 30. (határozatlan)
29. ↑ Kiderült, milyen volt az időjárás korábban a Marson . mutató (2017. március 31.). Letöltve: 2017. július 30. Az eredetiből archiválva : 2017. július 30. (határozatlan)

Szótárak és enciklopédiák	Britannica (online)