Марсоход Perseverance станет мишенью для орбитальных лазеров

Когда марсоход НАСА Perseverance совершит посадку на Марсе в феврале 2021 года, он будет нести с собой набор зеркал, которые будут служить мишенями для будущих орбитальных космических кораблей, оснащенных высокоточными лазерами. Эксперимент с лазерным отражением может помочь ученым понять, как гравитация влияет на инопланетный мир, и может однажды сделать опасную работу по посадке автономных зондов на поверхность Марса более безопасной.

С наступлением космической эры в 1950-х годах ученые придумывают оригинальные способы разгадывать секреты планет, составляющих нашу солнечную систему. Они изобрели целый арсенал оборудования, от сложных спектрометров, способных разделять свет на его составные части, до датчиков магнитного поля и высокотехнологичных камер.

В эпоху Аполлона астронавты разместили на поверхности Луны серию больших отражающих матриц, некоторые из которых были размером с компьютерный монитор. Затем исследователи на Земле выпустили в них лазеры — с впечатляющей точностью — и подсчитали, сколько времени потребовалось, чтобы луч вернулся.

Эти простые эксперименты позволили ученым отслеживать орбиту Луны и ее изменяющуюся форму, когда она была сжата гравитационным влиянием Земли.

Одна из сильных сторон световозвращателей заключается в том, что, если их не трогать, они могут оставаться полезными ориентирами в течение десятилетий. Например, зеркала, помещенные на Луну во время более поздних миссий Аполлона, все еще используются исследователями по сей день.

Теперь НАСА собирается повторить эти эксперименты на Марсе, но вместо того, чтобы направлять лазер с Земли, зеркала на марсоходах будут нацелены на космический корабль, находящийся высоко на орбите над Красной планетой. Ретрорефлекторы на марсоходе Perseverance также намного меньше тех, что использовались во время миссий Аполлона, и имеют совершенно другую конструкцию.

Зеркала, развернутые во время миссий «Аполлон-11» и «Аполлон-14», имели форму громоздких плоских панелей.

Отражатели нового поколения намного меньше по размеру, они заключены в защитный купол. Каждое из маленьких отверстий в корпусе содержит три зеркальные поверхности, расположенные под углом 90 градусов друг к другу. По данным НАСА, этот метод гарантирует, что лазер, попавший в устройство, будет направлен обратно на его источник.

Подобные рефлекторы также будут использоваться с посадочным устройством НАСА InSight и новым марсоходом ЕКА Rosalind Franklin, запуск которого запланирован на 2022 год.

Эксперимент — хороший пример того, как космические агентства стремятся втиснуть в миссию как можно больше науки, чтобы обеспечить максимальную научную отдачу.

Рефлектор фактически не будет использоваться в течение многих лет после приземления Perseverance на Красной планете, поскольку ни один космический аппарат, находящийся в настоящее время на орбите, не оснащен дальномером.

Как только такая миссия действительно полетит на Марс, НАСА сможет собрать подробную информацию о местоположении марсохода. С его помощью ученые могли бы проверить, как на орбиту Красной планеты влияет масса Солнца. Эти данные также могут быть использованы для понимания того, как марсианский ландшафт с течением времени смещается во многих местах.

С практической точки зрения, когда-нибудь можно будет использовать зеркала, чтобы сделать посадку на марсианской поверхности более безопасной, предоставив точные ориентиры.

В зависимости от положения на небе и распределения спутников радиосигнал, посланный с космического корабля вокруг Марса, достигает Земли от четырех до 24 минут. Из-за этого люди не могут вручную наблюдать за марсоходами, когда они совершают опасный последний спуск через марсианскую атмосферу.

Поэтому посадки должны быть полностью запрограммированными и автономными.

В будущем зеркала, размещенные на поверхности, смогут служить ценными ориентирами для этих автоматизированных систем посадки.

Здесь стоит отметить, что поверхность Марса радикально отличается от поверхности Луны. Главное отличие состоит в том, что атмосфера Красной планеты все еще способна вызывать мощные ветры, поднимающие в воздух много пыли, которая хорошо прилипает к поверхностям и снижает отражательную способность.

Еще в 2015 году глобальная пыльная буря поглотила Марс, из-за чего легендарный марсоход Opportunity навсегда потерял связь со своими операторами. Остается надеется, что новые зеркала вместе с новым марсоходом не постигнет такая же печальная судьба.