Тандем Curiosity - MAVEN в исследовании атмосферы Марса

В прошлое воскресенье американский зонд MAVEN, разработанный для исследования атмосферы и климата Марса, вышел на орбиту вокруг Красной планеты. Вскоре он приступит к выполнению научной программы, рассчитанной на один земной год. Мониторинг нижнего слоя атмосферы выполняет марсоход Curiosity, который впервые в истории сделал химический анализ "приземного" газового слоя планеты

Десятый и последний марсианский орбитальный аппарат НАСА MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN - "Эволюция атмосферы и летучих веществ на Марсе") стартовал 18 ноября 2013 года с мыса Канаверал. На пути к Марсу он покрыл расстояние в 711 млн километров

(Иллюстрация NASA/Goddard Space Flight Center)

По сообщению NASA, основная научная программа, стоимостью $670 млн, рассчитана на 1 земной год.Зонд будет находиться на эллиптической орбите c высотой апоцентра 6000 км и высотой перицентра 150 км, проходя на каждом витке через верхние слои атмосферы.

В ближайшее время специалисты начнут шестинедельный этап подготовки аппарата к работе, который включает в себя маневрирование для выхода на целевую орбиту, тестирование инструментов и управляющих команд с Земли, обеспечение связи с марсоходами Opportunity и Curiosity.

Помимо своей научной миссии, MAVEN будет обеспечивать связь с марсоходами Opportunity и Curiosity, которые получают сигналы с Земли и передают обратно научную информацию  и телеметрию через аппараты Марс Одиссей и Mars Reconnaissance Orbiter

(Иллюстрация NASA)

Затем орбитальный зонд приступит к выполнению научной программы по исследованию состава атмосферы, газовых потоков в ее верхних слоях, а также изучит воздействие Солнца и солнечного ветра на оболочку планеты.

Аппарату предстоит ступенчатое погружение в атмосферу, во время которого пятикратным маневрированием высота орбиты будет снижена со 150 до 125 километров. На данном профиле ученые намерены получить подробную информацию о верхних слоях тонкой газовой оболочки Марса.

На АМС установлено 8 научных инструментов:
Электронный анализатор солнечного ветра (SWEA); Ионный анализатор солнечного ветра (SWIA); Измеритель теплового и надтеплового состава ионов (STATIC); Спектрометр энергичных солнечных частиц (SEP); С Магнитометр (MAG); Ультрафиолетовый спектрограф (IUVS); Ионный/Нейтральный масс-спектрометр (NGIMS); Волновой зонд Ленгмюра (LPW)

(University of Colorado)

Научную информацию о состоянии атмосферы существенно дополнит марсоход Curiosity, который впервые в истории выполнил химический анализ "приземного" газового слоя Красной планеты в октябре 2012 года.

Прибор SAM (Sample Analysis at Mars) сделал первые несколько "затяжек" марсианского воздуха у скопления песка на участке поверхности в кратере Гейла, которое ученые NASA назвали "Каменным гнездом" (Rocknest).

Пять наиболее распространенных газов в атмосфере Марса

В атмосфере преобладает углекислый газ, что составляет 95,9 процента. Далее идут аргон, азот, кислород и окись углерода

(NASA/JPL)

Измерения прибора SAM показали повышенную долю тяжелых изотопов аргона, что соответствует данным, полученным при изучении марсианских метеоритов, найденных на Земле.

Ученые полагают, что потеря значительной доли атмосферы произошла в результате физического процесса в пользу сохранения тяжелых изотопов некоторых элементов и была важным фактором в эволюции планеты.

Возможности зонда будут по максимуму реализованы в октябре этого года, когда комета Макнота - C/2013 A1 Siding Spring - пролетит в непосредственной близости от Марса.

Полет кометы C/2013 A1 Сайдинг - Спринг вокруг Солнца в 2014 году

(NASA/JPL)

Девятого октября, за месяц до начала основной научной миссии, специалисты переведут зонд в безопасное место на траектории полета вокруг планеты.

MAVEN будет исследовать выход газов из ядра кометы под воздействием солнечных лучей, ее влияние на верхние слои атмосферы, а также наблюдать прохождение кометы сквозь солнечный ветер.

19 октября комета Макнота  приблизится к Марсом на 132 000 км

 Пылевые частицы из газового облака вокруг ее ядра могут достичь поверхности Красной планеты

(Иллюстрация Universe Today)

"Если в верхних слоях атмосферы окажется значительное количество пыли, температура повысится. Вода с кометы, оказавшись в верхних слоях атмосферы, добавит дополнительные молекулы", - пояснил научный руководитель проекта, профессор лаборатории физических исследований атмосферы и космоса Университета штата Колорадо Брюс Джакоски.

"Мы проанализируем этот процесс, а затем отследим, какое количество времени потребуется для восстановления прежнего состояния. Это продемонстрирует нам физические процессы, происходящие в верхних слоях атмосферы".

Современная марсианская атмосфера примерно в 100 раз разреженнее земной, однако ученые считают, что в далеком прошлом она была значительно плотнее и обеспечивала более мягкий климат на планете. Данные от MAVEN помогут ученым понять причины, по которым Марс потерял свою древнюю плотную оболочку около 3,5 млрд лет назад.

Камеры марсоходов предполагается использовать для наблюдений за полетом кометы, а также за метеорами в атмосфере во время наибольшего сближения небесных тел

(Иллюстрация NASA/JPL)

"MAVEN должен ответить на вопросы о том, куда делась вода, которая когда-то была на Марсе, и куда исчез углекислый газ. Это важно для понимания эволюции планеты, ее климата и возможностей поддерживать жизнь хотя бы на уровне микроорганизмов", - сказал Джакоски о научном значении проекта.

Полученная информация об атмосфере Марса будет использована NASA для планирования будущей пилотируемой миссии  на Красную планету в 30-х годах текущего столетия.

MAVEN пополнил марсианскую орбитальную группировку в составе Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) - /NASA/, а также Mars Express Европейского космического агентства. На поверхности планеты в настоящее время успешно действуют марсоходы NASA Curiosity и Opportunity.

Сегодня, 24 сентября, к орбитальному флоту Красной планеты присоединился первый индийский зонд Mangalyaan, запущенный 5 ноября 2013 года ракетой-носителем PSLV с космодрома на острове Шрихарикота.

Mangalyaan будет обращаться вокруг Марса по эллиптической орбите с минимальным расстоянием в 420 км. На борту зонда установлены спектрометры для исследования атмосферы и поверхности планеты, в частности, на предмет наличия метана

(Иллюстрация ISRO)

Главной задачей Mars Orbiter Mission является испытание технологий, необходимых для будущих полетов в рамках марсианской программы Индии.

Зонд "Мангальян" создан Индийской организацией космических исследований (ISRO) на основе собственных разработок. Стоимость его производства и запуска составила $74 млн. Индия стала первой в мире страной, которой удалось вывести космический аппарат на орбиту искусственного спутника Марса с первой попытки.

Погода на Марсе в кратере Гейла - 21 сентября 2014 года: солнечно, атмосфера от +3С до -73С, поверхность от +15С до -77С, давление - 806 Pa (6,05 мм), уровень ультрафиолетового излучения Солнца - умеренный, светлое время суток - с 5:18 до 17:23, данных о ветре и влажности нет.

Источники: NASA/JPL, ISRO, REMS

По теме:

Марсианский зонд MAVEN готовится встретить комету Макнота
Новый вклад в копилку знаний о Марсе должен сделать орбитальный зонд NASA - MAVEN, космический аппарат для исследования атмосферы. Научная ценность миссии возрастает в связи с тем, что MAVEN может стать свидетелем столкновения с Марсом кометы C/2013 A1 в октябре 2014 года

 Марсоход Curiosity в поисках молекул жизни

Марсианские аппараты NASA готовятся встретить комету Макнота

Марсоход Curiosity будет искать жизнь без метана

Обитаемость, тафономия и охота Curiosity за органическим углеродом