| |||||||||||||
| Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы! |
|
Исследование Солнечной Системы - Марс
| |||||
 Исследователи |
|||||
Хронология полетов |
|
Марс - красная звезда
Космические исследователи Марса «ВИКИНГ-1» (США)
Анализ панорамных изображений поверхности выявляет наличие образовавшихся в результате ударов метеоритов кратеров разных размеров, при формировании которых происходил выброс материала горных пород, составляющих поверхностные слои. Наблюдаются ясные признаки ветровой эрозии выброшенного материала.
Первое впечатление состоит в том, что ландшафт марсианской поверхности является промежуточным между ландшафтами лунных морей и земных пустынь, подвергающихся влиянию ветровой эрозии. Изображения поверхности вблизи опор СА содержат следы эрозии, обусловленной работой двух тормозных двигателей СА. Деформация грунта свидетельствует о том, что он является более прочным и (или) плотным, чем «номинальный» лунный грунт. Одна из опор, зафиксированная на изображении, проникла в грунт на глубину около 3,6 см. Анализ изображений поверхности Марса, полученных со спускаемого аппарата АМС «Викинг-1», выявил ветровую эрозию, проявляющуюся в наличии параллельных полос мелкодисперсного материала на подветренных сторонах крупных камней, которые совпадают по направлению с ветровыми «струями» грунта, обнаруженными на изображениях с орбитального аппарата; в накоплении смешанных мелких частиц (размером 10-100 мкм) в форме полос («сугробов») к северо-востоку от СА, где имеет место повышенная шероховатость поверхности, обусловленная присутствием камней размером 2-3 м. Как правило, полосы имеют высоту порядка десятков сантиметров, ширину около нескольких метров и расположены в направлении, перпендикулярном ветру.
Полосы имеют значительно менее регулярно топографическую конфигурацию, чем земные дюны. Между полосами видна расположенная под слоем мелкозернистого материала скальная порода. Для мелких частиц, составляющих полосы, характерно сильное сцепление, что должно оказывать значительное влияние на процесс ветровой эрозии. В связи с этим наиболее легко перемещаемыми должны быть частицы размером 100-200 мкм. Поскольку в полосах доминируют частицы 10-100 мкм, при отсутствии переноса частиц с других участков планеты поверхность в рассматриваемом районе должна быть очень устойчивой даже во время пыльных бурь. Одной из причин отсутствия частиц больше 100 мкм мог быть их перенос в другой район. Изучение процессов переноса и сдувания частиц на поверхности Марса имеет важное значение в связи с решением проблемы происхождения глобальных пыльных бурь. Были высказаны соображения о совокупности условий, которые могут благоприятствовать возникновению пыльных бурь во время прохождения Марсом района перигелия его орбиты. Исследования эффективности ветровой эрозии привели к выводу, что с точки зрения учета этого фактора наиболее благоприятные условия возникают в зонах высокой плотности воздуха (таких, как наиболее низко расположенные участки или северная полярная шапка).
Изучение грунта с поверхности Марса: Для взятия проб грунта служил грунтозаборник на трехметровой штанге и снабженный скребком для копания траншей. 28 июля 1976 г. (8 сол на Марсе) манипулятор посадочного модуля зачерпнул первые образцы почвы. Установленный на СА «Викинг-1» рентгеновский флуоресцентный спектрометр позволил осуществить измерения концентрации в марсианском грунте элементов, к которым принадлежат наиболее геохимически существенные и целый ряд малых компонентов грунта. Результаты анализа взятой на 8 сол первой пробы, выполненного в период 8-30 солов: основными компонентами грунта оказались железо, кальций, алюминий, кремний и сера. Титан присутствует в малых количествах. Эти результаты согласуются с предположением, что марсианский грунт состоит из смеси обладающих прочным сцеплением частиц мелкозернистого силиката и минералов из окислов со значительной примесью сульфатов (возможно, гидратированных).
Окислы железа являются, по-видимому, компонентом, ответственным за красноватую окраску поверхности Марса. Если они покрывают зерна силикатов, подобное покрытие должно быть очень тонким (тоньше 2 мкм) или несплошным. Характерные черты спектров свидетельствуют о высокой концентрации железа, относительно малом содержании алюминия, рубидия, стронция и циркония, а также высоком отношении концентраций Са/К. Предварительная обработка данных привела к следующим значениям относительной весовой концентрации (%): железо 14 ± 2; титан < 1; сера 2-5; Са/К > 5. Малое содержание стронция, рубидия и циркония по сравнению с земными изверженными породами указывает на то, что исследованный образец грунта, по крайней мере частично, содержит продукты выветривания. По-видимому, сера присутствует главным образом в форме сульфатов (сульфаты кальция, магния, железа или щелочных металлов являются наиболее вероятными), но не исключено и наличие сульфидов. В составе поверхностного слоя реголита преобладают кремний и железо при значительном содержании магния, алюминия, серы, кальция и титана. Концентрация кремния в форме двуокиси кремния составляет в районе посадки СА «Викинг-1» 45+/-5%, т. е. меньше значений концентрации (60+/-10%), полученных по данным орбитальной инфракрасной спектроскопии взвешенного в атмосфере материала в период глобальной пыльной бури 1971 г. Концентрация серы на один-два порядка величины выше, а калия - примерно в 5-8 раз ниже соответствующих средних значений для земных природных образований (почвы, горные породы). Значения концентрации серы близко соответствуют, однако, найденным в хондритных метеоритах, которые обычно рассматриваются как протопланетное вещество. Высокое содержание серы на Марсе налагает ограничения на диапазон и количество возможных соединений, содержащих серу. Можно считать вероятным лишь сульфаты натрия, магния, кальция и железа или сульфид железа (исключая пирит). Рассмотренный состав марсианского реголита естественнее всего интерпретируется как результат выветривания мафических (темных) изверженных пород. Расположение СА "Викинг-1" было очень удачным с точки зрения изучения свойств грунта, поскольку одна из его опор находилась на мягком грунте, значительно проникая в глубь грунта, а другая - на жестком материале. Для забора проб были проделаны семь желобов в грунте (на 3 захода) на участках «песчаных равнин» (мелкозернистый грунт) и «скалистых равнин» (скалистый грунт, покрытый мелкодисперсным материалом). Три пробы грунта были взяты на 8 (28 июля 1976 г.), 14, 31-м солах. Проба, полученная на 8-м соле, представляет собой тонкозернистый материал (преимущественно с глубины 4-6 см), перемешанный с материалом поверхности (его доля не превышает 10%). Проба, относящаяся к 14-му солу, была практически идентичной и поэтому не подвергалась анализу. Проба 31-го сола была взята на расстоянии около 3 м от места первой пробы и состоит преимущественно из гранулированного материала поверхности.
Поиск микроорганизмов был одной из основных задач СА «Викинг-1». Установка для поиска должна была определить признаки жизни в пробах грунта по таким критериям, как фотосинтез, обмен веществ и газообмен. Была выявлена относительно высокая химическая активность грунта, однако однозначных следов жизнедеятельности микроорганизмов обнаружить не удалось.
Пробы грунта подогревались в трех небольших печах за 30 с до температуры 200, 350 и 500°С для извлечения летучих компонентов и продуктов пиролиза. Анализ двух (8 и 31 сол) проб при помощи газового хроматографа не обнаружил каких-либо органических компонентов в количествах, превосходящих несколько частей на миллиард. При нагревании до 350 и 500°С выделялись заметные количества воды (от 0,1 до 1%), которая является, по-видимому, составной частью гидратов минералов. Не обнаружено сернистого газа, свободной серы и сероводорода. Полученные результаты исключают возможность какого-либо эффективного современного процесса, продуцирующего органические компоненты (разумеется, общность такого вывода ограничивается фрагментарностью анализа). Эксперимент по газообмену выявил 15-кратное превышение выделения кислорода по сравнению с ожидаемым. Все известные науке земные формы жизни затрачивают определённое время на рост и воспроизведение, и потому это явление, вероятнее всего, объясняется чисто химическими реакциями в веществе богатой железом почвы. Во втором эксперименте часть пробы загружалась в резервуар с питательным бульоном, в котором имелись радиоактивные атомы. Анализатор определял выделявшиеся газы и обнаружил увеличение двуокиси углерода, почти такое же, как при анализе биологически активных образцов земной почвы. Но вскоре уровень отсчётов упал почти до нуля. В третьем эксперименте регистрировалось поглощение изотопа углерода 14С предполагаемыми органическими соединениями марсианского грунта. Марсианский углекислый газ 12С заменялся на радиоактивный 14С, грунт освещался светом, подобным солнечному. В земных условиях микроорганизмы хорошо усваивают углекислый газ. Затем проба грунта нагревалась, чтобы обнаружить усвоенный радиоактивный углерод 14С. На Марсе этот эксперимент дал неоднозначный результат: углерод то усваивался, то нет. Основной вывод, который первоначально был сделан по результатам этих экспериментов: либо количество микроорганизмов в месте посадки ничтожно мало, либо их нет вообще. Последующие детальные исследования для органических соединений дали отрицательные результаты. Аналогичные эксперименты в пустынных местностях на Земле однозначно указывали на наличие жизни. Поскольку никаких следов органических соединений в грунте найти не удалось, возможность существования на Марсе такой жизни, под поиск которой были "заточены" Викинги, можно было исключить.
После обнаружения миссией "Феникс" в 2008 году в почве Марса перхлоратов - активных окислителей, эксперимент "Викингов" был повторен с земной почвой, взятой в Чили. К грунту, в котором достоверно содержалась органика. были добавлены перхлораты, и результат в целом оказался похож на результаты, полученные "Викингами". Завершение миссии СА «Викинг-1»: В январе 1982 года автоматическая марсианская станция «Викинг-1» была переименована в «Станцию-мемориал Томаса Матча» в память руководителя команды по фотографированию поверхности Марса. Станция проработала 2245 солов (марсианских солнечных суток, около 2306 земных суток, или 6 лет) до 11 ноября 1982, когда ошибочная команда, отправленная управлением с Земли, привела к потере контакта. Команда была предназначена для обновления программы, отвечающей за управление зарядкой, уже теряющих ёмкость, батарей. Однако в результате были непреднамеренно перезаписаны данные, используемые для ориентирования антенны. В последующие четыре месяца попытки установить связь с станцией, основанные на предполагаемом положении антенны, не привели к успеху. В декабре 2006 года «Викинг-1» был сфотографирован на поверхности Марса «Марсианским разведывательным спутником», MRO.
Работа на орбите Марса:
Анализ изображений поверхности Марса с орбитального и спускаемого аппаратов указывает на многочисленные следы вулканизма, водной и ветровой эрозии и осаждения мелкодисперсного материала на поверхности. Число кратеров на различных равнинах примерно в 10 раз меньше, чем на Луне. Сохранение мелких кратеров свидетельствует о медленных процессах ветровой эрозии.
Основная программа исследований была выполнена орбитальным аппаратом к 15 ноября 1976 года, за 11 дней до cоединения с Солнцем. Расширенная программа началась 14 декабря 1976, после окончания соединения. C февраля 1977 года был осуществлён ряд сближений с естественным спутником Марса Фобосом.
Орбитальный зонд "Викинг-1" отметился по-своему легендарным снимком: изображение выветренного холма на поверхности Марса, который похож на человеческое лицо, получило всемирную известность как "Лицо на Марсе" (Face on Mars). Многие сторонники теории внеземной жизни после публикации изображений в 1977 году объявили холм "марсианским сфинксом", считая его следом некогда существовавшей на Марсе цивилизации.
Впоследствии снимки Mars Global Surveyor и других зондов с гораздо более высоким разрешением показали, что это обычный холм, "лицо" на котором является оптической иллюзией, результатом игры света и тени, а также определенного угла съемки. 11 марта 1977 года перицентр орбиты был уменьшен до 300 км. Незначительные коррекции орбиты проводились в течение всего полёта прежде всего для изменения шага смещения планетоцентрической долготы с каждым облётом планеты. 20 июля 1979 года перицентр орбиты был увеличен до 357 км. В 1978 году Викинг-1 начал испытывать нехватку газа, использовавшегося в системе ориентации, но за счет тщательного планирования специалисты обеспечили получение научных данных при экономном потреблении газа в течение ещё двух лет. 7 августа 1980 года орбита была увеличена с 357 x 33943 км до 320 x 56000 км для предотвращения столкновения с Марсом и его загрязнения до 2019 года. В конце концов запасы газа полностью истощились, и 17 августа 1980 года связь была прекращена. На этот момент орбитальный аппарат совершил 1489 витков вокруг Марса. Источник: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|