22-10-2023
MAVEN | |
Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN | |
Производитель | |
---|---|
Оператор | |
Задачи |
Исследование атмосферы и климата Марса |
Пролёт | |
Спутник | |
Выход на орбиту |
2014-09-21 |
Запуск |
2013-11-18 13:28 по восточному времени (22:28 МСК)[1] |
Ракета-носитель | |
Стартовая площадка | |
Длительность полёта |
Основная программа рассчитана на 1 год[2] |
NSSDC ID |
2013-063A |
SCN |
39378 |
Стоимость | |
Технические характеристики | |
Масса | |
Диаметр | |
Мощность | |
Элементы орбиты | |
Тип орбиты |
Эллиптическая |
Апоцентр |
6000 километров[2] |
Перицентр |
150 километров[2] |
Логотип миссии | |
Сайт проекта | |
MAVEN на Викискладе |
MAVEN (от англ. Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN — «Эволюция атмосферы и летучих веществ на Марсе») — американский искусственный спутник для исследования атмосферы Марса[2], являющийся частью проекта Mars Scout. Десятый по счету марсианский орбитальный аппарат НАСА, начиная с запущенного в 1971 г. зонда Mariner 9.
Основной целью миссии является изучение современного состояния и эволюции атмосферы Марса, в частности, потери планетой своей атмосферы. Зонд MAVEN должен провести научные измерения скорости потери атмосферы, что позволит понять, какую роль сыграла потеря в ходе изменения марсианского климата. MAVEN станет последней в серии миссий НАСА, предназначенных для поиска и изучения следов воды, органических веществ и «экологических ниш», пригодных для жизни в прошлом Марса.
Общая стоимость проекта MAVEN составляет 671 млн $[4].
15 ноября 2008 года НАСА объявило о принятии проекта MAVEN. Стоимость проекта составляет 485 миллионов долларов.
В октябре 2010 года аппарат начали воплощать в металл. 27 сентября 2011 года было объявлено, что готов корпус аппарата.
В середине августа 2012 года были протестированы двигатели аппарата.
В начале сентября 2012 года было объявлено, что специалисты приступили к сборке аппарата, которая заняла пять месяцев. 9 февраля 2013 года сборка аппарата была завершена. В течение следующих нескольких месяцев аппарат проходил испытания на устойчивость к вибрации, условиям вакуума, экстремально высоким и низким температурам, перегрузкам и космической радиации.
2 декабря 2012 года было проведено рабочее совещание, на котором обсуждалась программа MAVEN. Были представлены программа полёта, характеристики космического аппарата и научные инструменты. Кроме того обсуждался набор данных и научные результаты, которые планируется получить в результате выполнения программы[5].
5 августа 2013 года аппарат был доставлен в космический центр Кеннеди, где прошла окончательная подготовка к запуску. Проверка показала, что при транспортировке аппарат не получил повреждений, после чего началась сборка. Далее последовали проверки программного обеспечения и системы развертывания солнечных батарей[6].
В октябре 2013 года из-за начавшегося в США бюджетного кризиса была приостановлена работа государственных органов, коснувшаяся НАСА. В результате возник риск срыва запуска MAVEN в намеченный срок и перенос его на 2016 год. Однако было принято решение, согласно которому миссия MAVEN соответствует критериям, допускающим исключение из режима остановки работы госструктур.
18 ноября 2013 года автоматическая межпланетная станция запущена к Марсу[1]. На орбиту спутника Марса аппарат вышел 21 сентября 2014 года[7] — на три дня раньше индийского зонда Mangalyaan, хотя MAVEN был запущен на две недели позже[8].
Предполагается, что некогда Марс обладал гораздо более плотной атмосферой, а на его поверхности длительное время существовала вода в жидком виде[9]. Такая среда, теоретически, могла быть пригодной для существования микроорганизмов, поскольку наличие воды в жидком виде является необходимым фактором для жизни, каковой мы её знаем. Однако, вследствие кардинального изменения климата, большая часть атмосферы была потеряна Марсом. Некоторые геологические особенности, такие, например, как высохшие русла и минералы, формирование которых в земных условиях требует наличия воды, свидетельствуют о наличии в прошлом влаги на Марсе. Кроме того, очень старые кратеры практически стёрты с лица Марса. Современная атмосфера не могла вызвать такого разрушения. Изучение скорости образования и эрозии кратеров позволило установить, что сильнее всего ветер и вода разрушали их около 3,5 млрд лет назад. Приблизительно такой же возраст имеют и многие промоины. Однако, в наши дни условия на марсианской поверхности не позволяют воде существовать в жидком виде. Причины и картина произошедших резких изменений марсианского климата является загадкой.
В декабре 2012 года в обсерватории Сайдинг-Спринг (Австралия) была открыта комета C/2013 A1 (Макнота). На момент открытия было установлено, что существует вероятность 1:8000 её столкновения с Марсом 19 октября 2014 года[10][11]. В этом случае мощность взрыва могла составить 20 млрд мегатонн в тротиловом эквиваленте, который оставил бы кратер диаметром до 500 километров. В этом случае могли бы произойти непредсказуемые изменения климата планеты: столкновение на скорости 56 километров в секунду подняло бы в атмосферу гигантское количество пыли, в результате чего мгновенно растаяли и испарились бы огромные объёмы водяного льда и замерзшей углекислоты. Это могло привести к усилению парникового эффекта (водяной пар и углекислота являются мощными парниковыми газами) и глобальному потеплению на Марсе.
В апреле 2013 года НАСА опубликовало новые данные, согласно которым столкновение кометы C/2013 A1 с Марсом маловероятно. По новым оценкам, вероятность этого события составляет 1:120 000 вместо прежних 1:8000. По расчётам комета должна пройти на расстоянии в 110 тысяч километров от Марса в 18:51 GMT 19 октября 2014 года. В этом случае размер комы — газовой оболочки вокруг ядра кометы — должен превысить 100 тысяч километров, а это значит, что комета затронет газовую оболочку планеты[12].
Аппарат MAVEN имеет четыре основные научные задачи[13]:
Кроме того, MAVEN, который выйдет на орбиту Марса за месяц до максимального сближения кометы C/2013 A1 (Макнота) с Марсом, сможет детально исследовать её влияние на марсианскую атмосферу[11].
Дополнительно MAVEN, ресурс которого рассчитан до 2023 года, будет обеспечивать поддержание связи с марсоходами Opportunity и Curiosity, которые в настоящее время получают сигналы с Земли и передают обратно научную и телеметрическую информацию через аппараты «Марс Одиссей» и Mars Reconnaissance Orbiter, запущенных соответственно в 2001 и 2005 годах и постепенно вырабатывающих свой ресурс. Позднее, с 2016 года, MAVEN будет ретранслировать данные с аппарата InSight, с 2018 года — с европейского марсохода проекта «Экзомарс», и с 2020 года — с марсохода Curiosity второго поколения «Марс-2020».
На зонде MAVEN установлено 8 приборов, входящих в три набора инструментов[14][15].
Particles and Fields Package («Набор для изучения частиц и полей») — содержит 6 инструментов для исследования характеристик солнечного ветра и ионосферы планеты[2][15]. Создан в лаборатории космических исследований университета Беркли, штат Калифорния. Четыре инструмента построены в самой лаборатории; один создан совместно с лабораторией атмосферной и внеатмосферной физики колорадского университета в Боулдере; ещё один — магнитометр — изготовлен в космическом центре Годдарда.
Список инструментов, входящих в PFP:
Remote Sensing Package (RSP, «Набор дистанционной регистрации»), построенный в лаборатории атмосферной и внеатмосферной физики колорадского университета в Боулдере, направлен на определение общих характеристик верхних слоёв атмосферы и ионосферы[2].
Список инструментов, входящих в RFP:
Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS, «Нейтральный и ионный масс-спектрометр»), построенный в космическом центре Годдарда, предназначен для измерения соотношений концентраций ионов и нейтральных частиц, а также изучения изотопного состава атмосферы[2][22].
Радиокомплекс «Электра» обеспечит передачу данных между MAVEN и Землёй со скоростью от 1 Кбайт/c до 2 Мбайт/c.
Бортовым компьютером зонда является одноплатный компьютер RAD750.
Непосредственным поиском следов жизни, которыми занят марсоход Curiosity, MAVEN заниматься не будет. В составе его оборудования отсутствует детектор, позволяющий обнаружить присутствие метана. Первоначально этот инструмент был запланирован, но сокращение бюджета заставило разработчиков отказаться от него.
18 ноября 2013 года в 13:28 EST (18:28 UTC) состоялся запуск ракеты-носителя Атлас-5 (конфигурация 401) с аппаратом MAVEN на борту со стартовой площадки SLC-41, мыс Канаверал[1][6][23][24].
21 сентября 2014, после 10 месяцев полёта, MAVEN вышел на эллиптическую орбиту Марса[7] (высота апоцентра — 6000 км; высота перицентра — 150 км)[2][24].
За следующие 5 недель MAVEN будет переведён на окончательную целевую орбиту; будут произведена проверка научного оборудования и тестовые измерения[2].
Основная научная программа рассчитана на 1 земной год. В это время зонд MAVEN будет находиться на эллиптической орбите c высотой апоцентра 6000 км и высотой перицентра 150 км, проходя на каждом витке через верхние слои атмосферы[2][24]
Также будет произведено пять «глубоких проходов» через атмосферу на высоте 125 км. Измерения, полученные в ходе этих манёвров, помогут собрать информацию о хорошо перемешанных нижних слоях, довершая картину верхней части атмосферы Марса[2][24].
Подготовка зонда MAVEN
MAVEN в процессе сборки
Проверка MAVEN после доставки в космический центр Кеннеди
MAVEN на орбите Марса, рисунок
Исследования Марса космическими аппаратами | |
---|---|
Пролётные | |
Орбитальные |
Маринер-9 • Марс-2 • -3 • -5 • Викинг-1 • -2 • Фобос-2 • Global Surveyor (Mars Orbiter Camera) • Одиссей • Экспресс • Mars Reconnaissance Orbiter • Мангальян • MAVEN |
Посадочные | |
Марсоходы |
ПрОП-М • Соджорнер • MER (Спирит • Оппортьюнити) • Кьюриосити |
Запланированные |
Экзомарс • InSight • Фобос-Грунт 2 • Марс-нет • Марс-2020 |
Предложенные | |
Неудачные |
Марс-1 • -60A • -60B (1М-М60) • -62A • -62B (2МВ-М62) • Зонд-2А • -2 (3МВ-М64) • Маринер-3 • -8 • Марс-69A • -69B (М69) • Марс-2 (СА и марсоход ПрОП-М) • -71C (М71) • Марс-4 • -7 (М73) • Фобос-1 / -2 (СА ПрОП-Ф и ДАС) • Observer • Марс-96 • Surveyor 98 (Climate Orbiter • Polar Lander) • Нодзоми • Бигль-2 • Фобос-Грунт и Инхо-1 |
Отменённые |
Вояджер • Марс-4НМ (Марсоход) • -5НМ • -5М (Марс-79) • Веста • Surveyor Lander • NetLander • телекоммуникационный орбитальный аппарат • Бигль-3 • Mars Astrobiology Explorer-Cacher |
См. также | |
Жирным выделены действующие космические аппараты |
Mars Atmosphere and Volatile Evolution.