Chiński statek kosmiczny gotowy do pierwszej misji na Marsa

Statek kosmiczny Tianwen-1 będzie zawierał 13 instrumentów naukowych do badania Czerwonej Planety z orbity i na jej powierzchni. Zbada m.in. sposób rozmieszczenia lodu wodnego na Marsie, a także fizyczną ewolucję planety i jej potencjał do skolonizowania. Misja - składająca się z orbitera, lądownika i łazika – jest „najbardziej ambitną rzeczą, jaką można zrobić za pierwszym podejściem” - powiedział John Logsdon, ekspert ds. polityki kosmicznej z George Washington University.
Uwaga na awarię
Szanse na bezbłędną misję nie powalają: z dziesiątek dotychczasowych prób okrążenia Marsa lub wylądowania na nim, tylko około połowy się powiodło. Po kilku głośnych niepowodzeniach NASA rozmieściła pięć lądowników, cztery łaziki i wiele orbiterów, które ożywiły nieznany świat zarówno dla naukowców, jak i dla opinii publicznej. Jednak chińskie doświadczenia związane z podróżami kosmicznymi poza orbitą okołoziemską ograniczały się do kilku zrobotyzowanych misji księżycowych i orbitera, który w 2011 r. wziął udział w nieudanej rosyjskiej misji na marsjański księżyc Fobos.

Przed pięciotonowym Tianwen-1 stoją dwa główne zagrożenia. Po pierwsze, najpotężniejsza chińska rakieta nośna Long została wystrzelona tylko trzy razy - włączając poważną awarię w 2017 roku, kiedy zaczęła działać nieprawidłowo wkrótce po starcie. Naukowcom zajęło ponad dwa lata, aby rozwiązać problem z silnikiem i zaliczyć udany lot pod koniec 2019 roku. Po drugie, lądownik Tianwen-1 musi nawigować w trudnej marsjańskiej atmosferze, która jest wystarczająco gruba, aby przegrzać sondę, ale jest też zbyt cienka, aby wystarczająco ją spowolnić. Technologia wejścia, zejścia i lądowania statku kosmicznego wykorzystuje osłonę termiczną, spadochron i silnik retro, aby spowolnić jego opadanie. Ten układ przypomina wcześniejsze misje amerykańskie. Jednak gdy statek znajdzie się zaledwie 100 metrów nad powierzchnią, zatrzyma się, zrobi zdjęcia obszaru i szybko obliczy najlepsze miejsce do lądowania. Następnie przesunie się poziomo do środka powyżej tego miejsca i ostrożnie wyląduje czterema nogami lądownika. W listopadzie 2019 roku Chiny przetestowały tę część procedury lądowania, z której wcześniej z powodzeniem korzystały podczas lądowań na Księżycu. Do obejrzenia testu na miejscu zaproszono zagranicznych urzędników. Było to jednak ostatnie duże wydarzenie publiczne dla Tianwen-1. Od tego czasu Chińska Narodowa Administracja Kosmiczna (CNSA) zachowuje niski profil, a naukowcy z misji odrzucili lub zignorowali prawie wszystkie prośby o wywiady.

i

Możliwości naukowe
Jeśli Tianwen-1 wyląduje pomyślnie, jego badania mogą wyjaśnić nowe aspekty Marsa. Na przykład zarówno orbiter, jak i łazik są wyposażone w penetracyjny radar do mapowania warstw geologicznych pod powierzchnią. Radar na orbiterze może „widzieć” nawet kilka tysięcy metrów, podczas gdy instrument na łaziku ma płytszy widok, ale ostrą rozdzielczość na poziomie centymetra. „Głównym celem Chin jest zbadanie warstwy lodu i wody” pod powierzchnią planety. Zdolność Tianwen-1 do pomiaru pola magnetycznego Marsa rozpala Jima Bella z Arizona State University, głównego badacza głównej kamery łazika Perseverance należącego do NASA. Jedną z dominujących hipotez jest to, że Czerwona Planeta miała kiedyś globalne pole magnetyczne, takie jak ziemskie, mówi. Kiedy jednak jego mniejsze jądro ze stopionego żelaza ostygło, Mars stopniowo stracił tę osłonę, wystawiając się na działanie wiatru słonecznego i promieniowania, rozrzedzając jego atmosferę i niszcząc każdą wodę, która mogła płynąć na jego powierzchni. Od 2014 roku misja Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) NASA znalazła wystarczające dowody na poparcie tego scenariusza, ale naukowcy pragną pełniejszego obrazu. „Tianwen-1 będzie bardzo przydatny w dostarczaniu większej liczby dowodów z innej orbity” - mówi Bell. Ma nadzieję, że chiński zespół podzieli się danymi ze społecznością międzynarodową, badając ewolucję środowiska Marsa. Tianwen-1 będzie dążył do wylądowania w południowej części Utopia Planitia, w dużej mierze płaskiego obszaru położonego między 25 a 30 stopni na północ od marsjańskiego równika. Geolodzy od dawna podejrzewali, że region ten jest pokryty pradawnymi błotami, wskazującymi na niegdysiejsze zapasy wody. „To interesujące miejsce do zbadania potencjalnego zamieszkiwania w przeszłości pod powierzchnią” - mówi Alfred McEwen, geolog planetarny z University of Arizona. Szansa łazika na znalezienie wody pod Marsem może być ograniczona przez jego szerokość geograficzną, zauważa McEwen. Ponieważ czerpie energię z paneli słonecznych, musi pozostać blisko równika. Większość badaczy uważa, że ​​obecnie lód wodny pod powierzchnią planety pozostaje głównie na wyższych i chłodniejszych szerokościach geograficznych. Poleganie Tianwen-1 na słońcu zmusiło jego zespół do zaprojektowania wytrzymałych instrumentów, mówi Rong Shu z Szanghajskiego Instytutu Fizyki Technicznej Chińskiej Akademii Nauk. „Ponieważ nasz łazik nie ma mocy radioizotopowej, wszystkie instrumenty muszą wytrzymywać w spoczynku temperatury sięgające –90 stopni Celsjusza i działają w zakresie temperatur od –40 do –30 stopni C” - dodaje. Podobnie jak ChemCam na łaziku Curiosity NASA, MarSCoDe może wystrzelić krótkie impulsy laserowe w celu odparowania powierzchni skał z odległości kilku metrów. Przyrząd będzie „wąchał” zjonizowany gaz wytwarzany przez te mini-wybuchy i określał rodzaj i ilość pierwiastków chemicznych w skałach. Oczekuje się, że Tianwen-1 dotrze na Marsa w lutym 2021 r. Spędzi około dwóch miesięcy na orbicie parkingowej, czekając na najlepszy czas i warunki na powierzchni do lądowania. Rozwijająca się w Chinach sieć radioteleskopów, obejmująca stacje śledzące i odbiorcze, utrzyma komunikację między Ziemią a sondą.