Марсохід Perseverance не тільки їздить поверхнею Червоної планети, вивчаючи зразки гірських порід. Його дослідження допомагають краще зрозуміти, чого чекати астронавтам, якщо вони вирішать здійснити туди подорож.
Прогнозування строку служби марсіанського скафандра
Марсохід NASA Perseverance приземлився на Марсі 2021 року, щоб знайти ознаки давнього мікробного життя та допомогти науковцям зрозуміти клімат і географію планети. Але ще одна ключова мета — прокласти шлях для дослідження Марса людиною, і в межах цих зусиль марсохід везе з собою набір із п’яти зразків матеріалів скафандра. Тепер, після того, як ці зразки витримали чотири роки перебування на запиленій, просоченій радіацією поверхні Марса, вчені розпочинають наступний етап їхнього вивчення.
Кінцевою метою є точне прогнозування терміну служби марсіанського скафандра. Те, що агенція дізнається про те, як матеріали поводяться на Марсі, стане основою для розробки майбутніх скафандрів для перших астронавтів на Червоній планеті.
Зразки на борту Perseverance
Зразки, кожен розміром три чверті дюйма (20 мм²), є частиною калібрувальної мішені, яка використовується для перевірки налаштувань SHERLOC (сканування придатного для життя середовища за допомогою комбінаційного розсіювання та люмінесценції для виявлення органічних і хімічних речовин) — інструменту на кінці руки Perseverance.
Серед зразків — шматок полікарбонатного козирка шолома; вектран, стійкий до порізів матеріал, що використовується для долонь рукавичок астронавтів; два види тефлону, який має пиловідштовхувальні антипригарні властивості; й широко використовуваний матеріал для скафандрів під назвою Ortho-Fabric. Ця остання тканина має кілька шарів, включаючи Nomex, вогнестійкий матеріал, який використовується в костюмах пожежників; Gore-Tex, який є водонепроникним, але дихальним; і Kevlar, міцний матеріал, який використовується в куленепробивних жилетах, що робить скафандри більш стійкими до розривів.
Марсіанський одяг
Марс далеко не гостинний. Там мінусові температури, дрібний пил, який може прилипати до сонячних панелей і скафандрів (спричиняючи їхній знос), і поверхня, що рясніє перхлоратами — різновидом корозійної солі, яка може бути токсичною для людини.
Крім того, там багато сонячної радіації. На відміну від Землі, яка має магнітне поле, що відхиляє більшу частину сонячної радіації, Марс втратив своє магнітне поле мільярди років тому, а разом із ним і більшу частину своєї атмосфери. Його поверхня мало захищена від сонячного ультрафіолету (саме тому дослідники вивчають, як скельні утворення і печери можуть забезпечити астронавтам певний захист).
З 2018 по 2021 рік матеріалознавець Раззел Голліс був постдокторантом у Лабораторії реактивного руху NASA в Південній Каліфорнії, де допомагав готувати SHERLOC до прибуття на Марс і брав участь у наукових операціях після приземлення марсохода. Раніше він вивчав хімічний вплив сонячного світла на новий вид сонячних панелей, виготовлених із пластику, а також на пластикове забруднення в океанах Землі.
Голліс порівняв ці ефекти з тим, як білі пластикові шезлонги стають жовтими й крихкими після багатьох років перебування на сонці. Приблизно те ж саме відбувається на Марсі, але вивітрювання, ймовірно, стається швидше через сильний вплив ультрафіолету.
Ключем до розробки безпечніших матеріалів для скафандрів буде розуміння того, як швидко вони зношуватимуться на марсіанській поверхні. Близько 50% змін, які SHERLOC зафіксував у зразках, відбулися протягом перших 200 днів перебування Perseverance на Марсі, причому Vectran, схоже, змінився першим.
Ще одним нюансом буде з’ясування того, скільки сонячної радіації повинні будуть витримати різні частини скафандра. Наприклад, плечі астронавта будуть більш відкритими і, ймовірно, зіткнуться з більшою радіацією, ніж долоні.
Наступні кроки
Команда SHERLOC працює над науковою статтею, в якій детально описує початкові дані про те, як зразки поводилися на Марсі. Тим часом вчені з NASA прагнуть змоделювати ці погодні умови в спеціальних камерах, які імітують атмосферу вуглекислого газу, атмосферний тиск і ультрафіолетове світло на марсіанській поверхні. Потім вони зможуть порівняти результати, отримані на Землі під час випробування матеріалів, з тими, які можна побачити в даних SHERLOC. Наприклад, дослідники могли розтягнути матеріали до розриву, щоб перевірити, чи стають вони більш крихкими з часом.
«Тканинні матеріали розроблені таким чином, щоб бути міцними, але гнучкими, щоб вони захищали астронавтів, але при цьому могли вільно згинатися, — кажуть вчені. — Ми хочемо знати, наскільки тканини втрачають свою міцність і гнучкість із часом. Коли тканини слабшають, вони можуть перетиратися і рватися, дозволяючи скафандру пропускати тепло і повітря».
Більше про Perseverance
Ключовою метою місії Perseverance на Марсі є астробіологія, зокрема, пошук ознак давнього мікробного життя. Марсохід характеризує геологію та клімат, щоб допомогти прокласти шлях для дослідження Червоної планети людиною, і є першою місією зі збору та зберігання марсіанської породи та реголіту.
Програма NASA з повернення зразків із Марса у співпраці з ESA (Європейською космічною агенцією) має на меті відправити космічні апарати на Червону планету, щоб зібрати ці запечатані зразки з поверхні й повернути їх на Землю для поглибленого аналізу.
Місія Mars 2020 Perseverance є частиною портфоліо Програми дослідження Марса (MEP) NASA і підходу агенції до дослідження Місяця і Марса, який включає місії Artemis на Місяць, що допоможуть підготуватися до освоєння Червоної планети людиною.
За матеріалами phys.org
