Марсоход NASA Perseverance («Настойчивость») совершил посадку на Марсе в 2021 году. Он должен искать признаки древней микробной жизни и помочь ученым понять климат и географию планеты. Но еще одна ключевая цель — подготовить почву для исследования Марса людьми. В рамках этой работы марсоход несет на себе пять образцов материалов для скафандров. После четырех лет пребывания на пыльной, подверженной воздействию радиации поверхности, ученые начинают следующий этап исследования.
Конечная цель — точно спрогнозировать срок службы марсианского скафандра. То, что агентство узнает о поведении материалов на Марсе, поможет в разработке защитной экипировки для пионеров освоения Красной планеты. Планетолог Марк Фриз из Космического центра Джонсона NASA в Хьюстоне, который комплектовал материалы для скафандра, считает, что нужно тщательно готовиться к отправке людей на Марс. Планируя миссии автоматических беспилотных марсоходов, важно думать не только о текущей науке, но и о том, что будет дальше.
Образцы, каждый размером 20 квадратных миллиметров, являются частью калибровочной мишени, используемой для проверки настроек SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals) — прибора, установленного в оконечной части манипулятора Perseverance.
Комплект образцов включает:
- Кусок прозрачного поликарбоната космического шлема, через который осуществляется обзор;
- Вектран — устойчивый к порезам материал, из которого делают ладонные части перчаток для астронавтов;
- Два вида тефлона, обладающего пылеотталкивающими и антипригарными свойствами;
- Широко используемый материал для скафандров под названием Ortho-Fabric («Орто-ткань»).
Эта ткань состоит из нескольких слоев, включая «Номекс» — огнестойкий материал, из которого делают одежду пожарных, «Гортекс» — водонепроницаемый, но дышащий материал, «Кевлар» — прочный материал, из которого делают бронежилеты и который делает скафандры более устойчивыми к разрывам.
Амортизация на Марсе
Марс далек от планеты мечты. Там низкие температуры, мелкая пыль, которая может прилипать к солнечным панелям и скафандрам, а также поверхность, изобилующая перхлоратами — разновидностью едкой соли, которая может быть токсичной для человека и разрушительной для материалов. Кроме того, там много солнечной радиации. В отличие от Земли, у которой есть магнитное поле, отклоняющее большую часть солнечной радиации, Марс потерял свое магнитное поле миллиарды лет назад, а вместе с ним и большую часть своей атмосферы. Его поверхность плохо защищена от ультрафиолетового излучения Солнца. Исследователи не зря изучают, как скальные образования и пещеры могут обеспечить астронавтам некоторую защиту.
С 2018 по 2021 год Раззелл Холлис был научным сотрудником Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, где он помогал готовить SHERLOC к высадке на Марс и участвовал в научной работе после посадки марсохода. Ученый-материаловед ранее изучал химическое воздействие солнечного света на солнечные панели из пластика, а также загрязнение пластиком Мирового океана. Холлис сравнил воздействие процессов деградации материалов на Марсе с тем, как белые садовые стулья желтеют и становятся хрупкими после нескольких лет пребывания на солнце. Примерно то же самое происходит на Марсе, но разрушение происходит быстрее из-за гораздо более интенсивного ультрафиолетового излучения и радиации.
Ключом к разработке более безопасных материалов для скафандров станет понимание того, насколько быстро они будут изнашиваться на поверхности Марса. Около 50% изменений, которые SHERLOC зафиксировал в образцах, произошли в течение первых 200 дней пребывания Perseverance на Марсе, причем первым начал изменяться Вектран. Еще один нюанс заключается в том, чтобы выяснить, какое количество солнечной радиации должны выдерживать различные части скафандра. Например, плечи астронавта будут более открытыми и окажутся более подверженными воздействию радиации, чем его ладони.
Команда SHERLOC работает над научной статьей, в которой подробно описываются первоначальные данные о том, как образцы ведут себя на Марсе. Тем временем ученые из Лаборатории реактивного движения NASA в Хьюстоне стремятся смоделировать деструктивные процессы в специальных камерах, имитирующих разреженную атмосферу из углекислого газа, и ультрафиолетовое излучение на поверхности Марса. Затем они смогут сравнить результаты, полученные на Земле при испытании материалов, с данными SHERLOC.
Подробнее о ровере Perseverance
Ключевой целью миссии Perseverance на Марсе является астробиология, в том числе поиск признаков древней микробной жизни. Марсоход изучает геологию планеты и ее климат в прошлом, чтобы подготовить почву для исследования Красной планеты человеком, и является первой миссией по сбору и хранению марсианских камней и реголита.
Программа NASA по возвращению образцов с Марса в сотрудничестве с Европейским космическим агентством (ЕКА) предусматривает отправку космических аппаратов на Марс для сбора этих запечатанных образцов с поверхности и их возвращения на Землю для тщательного анализа. Возвращение самого аппарата Perseverance не запланировано. Узнать больше о миссии Perseverance можно на этой странице на сайте НАСА.
