|
Как подготовить астронавтов к полету на Марс
|
|
|
|
Марсоход НАСА "Персеверанс" совершил посадку на Марсе в 2021 году, чтобы найти признаки древней микробной жизни и помочь ученым понять климат и географию планеты. Но еще одна ключевая цель - проложить путь для исследования Марса человеком, и в рамках этой работы марсоход везет с собой набор из пяти образцов материалов для скафандров. Теперь, после того как эти образцы выдержали четырехлетнее пребывание на пыльной, пропитанной радиацией поверхности Марса, ученые приступают к следующему этапу их изучения.
|
|
|
|
Конечная цель - точно предсказать срок службы марсианского скафандра. То, что агентство узнает о работе материалов на Марсе, будет использовано при разработке будущих скафандров для первых астронавтов на Красной планете.
|
|
|
|
"Это один из перспективных аспектов миссии марсохода - думать не только о текущих научных достижениях, но и о том, что будет дальше", — сказал планетолог Марк Фриз из Космического центра имени Джонсона НАСА в Хьюстоне, который помог предоставить материалы для скафандра. "Мы готовимся к тому, что люди в конечном итоге отправятся исследовать Марс".
|
|
|
|
Образцы, каждый площадью в три четверти дюйма (20 квадратных миллиметров), являются частью калибровочной мишени, используемой для проверки настроек прибора SHERLOC (сканирующего среду обитания с помощью комбинационного рассеяния света и люминесценции на органику и химикаты), который находится в руке Perseverance.
|
|
|
|
|
|
|
Образцы включают в себя кусок поликарбонатного козырька шлема; Вектран, устойчивый к порезам материал, используемый для изготовления перчаток астронавтов; два вида тефлона, который обладает пылеотталкивающими и антипригарными свойствами; и широко используемый материал для скафандров, называемый Орто-тканью. Эта ткань состоит из нескольких слоев, включая Nomex, огнестойкий материал, который используется в одежде пожарных; Gore-Tex, который является водонепроницаемым, но дышащим материалом; и кевлар, прочный материал, используемый в пуленепробиваемых жилетах, который делает скафандры более износостойкими.
|
|
Марсианский износ
|
|
|
|
Марс далеко не гостеприимен. На нем низкие температуры, мелкодисперсная пыль, которая может прилипать к солнечным панелям и скафандрам (вызывая их износ), а поверхность изобилует перхлоратами - разновидностью коррозионной соли, которая может быть токсична для человека.
|
|
|
|
Здесь также много солнечной радиации. В отличие от Земли, которая обладает магнитным полем, отражающим большую часть солнечной радиации, миллиарды лет назад Марс утратил свое магнитное поле, а вместе с ним и большую часть атмосферы. Его поверхность слабо защищает от ультрафиолетового излучения солнца (именно поэтому исследователи изучили, как скальные образования и пещеры могут обеспечить астронавтам некоторую защиту).
|
|
|
|
"Марс - действительно суровое место", - сказал член научной группы SHERLOC Джоби Раззелл Холлис из Музея естественной истории в Лондоне. "Не стоит недооценивать это — радиация, в частности, довольно неприятная".
|
|
|
|
Раззелл Холлис был научным сотрудником Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии с 2018 по 2021 год, где он помогал готовить "ШЕРЛОК" к прибытию на Марс и принимал участие в научных операциях после приземления марсохода. Ученый-материаловед Раззелл Холлис ранее изучал химическое воздействие солнечного света на новый вид солнечных панелей, изготовленных из пластика, а также на загрязнение пластиком, плавающим в океанах Земли.
|
|
|
|
Он сравнил эти эффекты с тем, как белые пластиковые садовые стулья становятся желтыми и хрупкими после нескольких лет пребывания на солнце. Примерно то же самое происходит на Марсе, но выветривание, вероятно, происходит быстрее из-за сильного воздействия ультрафиолета.
|
|
|
|
Ключом к разработке более безопасных материалов для скафандров будет понимание того, как быстро они изнашиваются на поверхности Марса. Около 50% изменений, которые ШЕРЛОК наблюдал в образцах, произошли в течение первых 200 дней пребывания "Персеверанса" на Марсе, причем "Вектран", по-видимому, изменился первым.
|
|
|
|
Еще одним нюансом будет определение того, сколько солнечной радиации должны выдерживать различные части скафандра. Например, плечи астронавта будут более открыты — и, вероятно, будут подвергаться большему воздействию радиации, — чем его ладони.
|
|
|
|
Следующие шаги
|
|
|
|
Команда SHERLOC работает над научным докладом, в котором подробно описываются первоначальные данные о том, как образцы оказались на Марсе. Тем временем ученые из NASA Johnson стремятся смоделировать процесс выветривания в специальных камерах, имитирующих атмосферу из углекислого газа, атмосферное давление и ультрафиолетовое излучение на поверхности Марса. Затем они могли бы сравнить результаты, полученные на Земле при испытании материалов, с результатами, полученными в данных SHERLOC. Например, исследователи могли бы растягивать материалы до тех пор, пока они не сломаются, чтобы проверить, становятся ли они более хрупкими с течением времени.
|
|
|
|
"Тканевые материалы разработаны таким образом, чтобы быть прочными, но гибкими, поэтому они защищают астронавтов, но могут свободно сгибаться", - сказал Фрис. "Мы хотим знать, в какой степени ткани со временем теряют свою прочность и гибкость. Когда ткани ослабевают, они могут истираться и рваться, что позволяет скафандру пропускать тепло и воздух".
|
|
Подробнее о стойкости
|
|
|
|
Ключевой целью миссии Perseverance на Марсе является астробиология, включая поиск признаков древней микробной жизни. Марсоход изучает геологию планеты и климат прошлого, чтобы помочь проложить путь для исследования Красной планеты человеком, и является первой миссией по сбору и хранению марсианских пород и реголита.
|
|
|
|
Программа НАСА по возвращению образцов с Марса в сотрудничестве с ЕКА (Европейским космическим агентством) направлена на отправку космических аппаратов на Марс для сбора этих запечатанных образцов с поверхности и возвращения их на Землю для углубленного анализа.
|
|
|
|
Миссия "Настойчивость на Марсе-2020" является частью портфолио программы НАСА по исследованию Марса (MEP) и подхода агентства к исследованию Луны и Марса, который включает в себя полеты "Артемиды" на Луну, которые помогут подготовиться к исследованию Красной планеты человеком.
|
|
|
|
Источник
|
