Следующая японская миссия будет использовать пылесос, чтобы получить образец Фобоса.

JAXA работает над тем, чтобы найти нишу для своих миссий по возвращению образцов. Миссия «Хаябуса» была первой, которая взяла пробу астероида, когда она доставила пыль с астероида Итокава на Землю в 2010 году. Ее преемник, «Хаябуса-2», затем вернул образец с астероида Рюгу в 2020 году.

Теперь JAXA держит в прицеле марсианский спутник Фобос и отправит космический корабль для его отбора проб уже в 2024 году. Миссия называется Martian Moon Exploration (MMX), и для сбора образцов будет использоваться вакуумно-воздушное устройство.

Зачем мне отправляться на Фобос и пробовать его? Потому что это необычная луна, и лучшее ее понимание может ответить на вопросы о ней и нашей Солнечной системе. И мы всегда хотим больше ответов.

Удалите всю рекламу во Вселенной сегодня

Присоединяйтесь к Patreon всего за 3 доллара!

Получите опыт без рекламы на всю жизнь

Фобос — два крупнейших спутника Марса, второй — Деймос. Оба спутника имеют неправильную форму и чем-то напоминают картофелину, особенно Фобос. Средний радиус Фобоса составляет всего 11 км (7 миль). Он ближе к Марсу, чем Деймос, и вращается всего в 6000 километров (3700 миль) от поверхности планеты. Он движется быстро, совершая один цикл всего за 7 часов 39 минут и совершая три цикла каждый день.

Большая часть поверхности Фобоса покрыта своеобразными линейными бороздками.  Новое исследование подтверждает идею о том, что скалы, извергающиеся из кратера Стекней (большая впадина справа), вырезали эти знаменитые канавки.  Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/Университет Аризоны.
Большая часть поверхности Фобоса покрыта своеобразными линейными бороздками. Новое исследование подтверждает идею о том, что эти знаковые канавки были вырезаны камнями, выброшенными из кратера Стикни (большая впадина справа). Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/Университет Аризоны.

Фобос, вероятно, был астероидом, который был извлечен из груды обломков, хотя астрономы до сих пор спорят о его природе. Он имеет много общего с углеродсодержащими астероидами и является одним из наименее отражающих объектов в Солнечной системе.

Молодая луна все ближе и ближе приближается к Марсу. Каждый год он приближается примерно на 2 см и в конечном итоге будет уничтожен. Примерно через 30-50 миллионов лет он либо столкнется с поверхностью Марса и будет полностью уничтожен, либо будет разорван на части приливными силами и сформирует кольцо обломков вокруг планеты. На самом деле, одна из гипотез гласит, что спутники Марса образовались из пыли, образовавшейся в результате гигантского столкновения с Марсом. Прах за прах, как говорится.

Иллюстрация Марса с кольцом обломков.  Кредит изображения: SETI
Иллюстрация Марса с кольцом обломков. Кредит изображения: SETI

Япония возглавляет миссию MMX, но NASA, CNES (Франция) и DLR (Германия) также вносят свой вклад. У него две широкие цели: (1) определение происхождения спутников Марса и (2) проведение наблюдений в перипланетной среде Марса на основе дистанционного зондирования, наблюдений на месте и лабораторных анализов возвращенных образцов из реголита Фобоса. Ученые считают, что лучшее понимание системы Марс-Фобос-Деймос прольет свет на процесс формирования планет в Солнечной системе.

Получение образца Фобоса сталкивается с рядом препятствий. Луна недостаточно велика, чтобы космический корабль мог выйти на ее орбиту обычным способом. Вместо этого MMX выйдет на орбиту вокруг Марса, а затем будет совершать квазиспутниковые орбиты. Эти орбиты со временем становятся нестабильными, но должны позволить провести несколько месяцев вблизи Фобоса. Этот маневр также позволяет спускаемому аппарату MMX достичь поверхности Фобоса.

JAXA разработала миссию MMX с тремя компонентами: модулем тяги, модулем исследования и модулем возврата. Французское космическое агентство CNES предложило, чтобы миссия также отправила на поверхность небольшой космический корабль размером с микроволновую печь, построенный Францией и Германией.

Но изюминкой миссии MMX станет возвращение образца. Мы добились огромного прогресса в отправке инструментов на космические корабли, посадочные модули и вездеходы для исследования тел Солнечной системы. Когда дело доходит до Марса, исследование планеты на месте дало волю потоку новых доказательств и идей. Но Святой Грааль космических миссий все еще является образцом возвращения. Независимо от того, насколько продвинуты инструменты, которые мы отправляем в миссии, лабораторные анализы на земле всегда будут превосходить их.

MMX собирает образцы двумя способами. Первым из них является Coring Sampler (C-SMP), разработанный JAXA. Другой – пневматический пробоотборник (P-SMP), предоставленный НАСА и разработанный Honeybee Robotics.

Пары образцов будут дополнять друг друга и отчасти отражать тот факт, что мы не знаем, как выглядит поверхность. Пробоотборник керна будет размещен на роботизированной руке посадочного модуля. Он будет использовать пулю памяти особой формы, чтобы собрать 10-граммовый образец с глубины более 2 см ниже реголита.

P-SMP может собирать реголит, даже если поверхность покрыта материалом размером с гравий.  (Изображение предоставлено Honeybee Robotics)
P-SMP может собирать реголит, даже если поверхность покрыта материалом размером с гравий. (Изображение предоставлено Honeybee Robotics)

Пробоотборник воздуха будет расположен рядом с подушкой на одной из ножек зонда. Он будет использовать сжатый газообразный азот для сбора проб, а операторы миссии смогут обработать поток газа в соответствии с требованиями. Он может быть как непрерывным, так и импульсным.

Это схематический вид P-SMP с 1. Головкой для отбора проб, 2. Газом N2 и возвратными трубками для проб и 3. Блоком управления с контейнером для проб.  (Изображение предоставлено Honeybee Robotics)
Это схематический вид P-SMP с 1. пробоотборной головкой, 2. N2 Трубки возврата газа и образцы, а также 3. Блок управления с контейнером для образцов. (Изображение предоставлено Honeybee Robotics)

Устройство P-SMP имеет три группы отверстий для выполнения процедуры. Два просверленных отверстия направлены вниз, два отверстия обратного упора направлены вверх, а два отверстия для переноса направлены в сторону пробоотборной трубки. Одновременно стреляют три пары сопел.

Буровые сопла выстреливают с поверхности Фобоса и перемещают материал из реголита. Передаточные сопла направляют материал к пробоотборной головке. Сопла обратной тяги запускаются для противодействия тяге космического корабля, поэтому их положение стабильно во время отбора проб.

Honeybee Robotics тщательно тестировала P-SMP и уверена, что сможет справиться с любыми неожиданностями на поверхности Фобоса. Компания заявляет, что ее система все еще может собрать образец, даже если поверхность покрыта гравием.

MMX будет не единственной работой, в которой используется вакуумная система Honeybee. НАСА планирует использовать его на Луне для захвата лунного реголита в Mare Crisium в 2023 году. Система также рассматривается для миссии Europa Lander и нескольких других миссий, которые все еще находятся на стадии концепции и проектирования.

Легко понять, почему.

«Цель этой технологии — обеспечить простой и недорогой захват планетарного материала с практически неизвестных поверхностей», — сказал Крис Закни, руководитель проекта Honeybee. «Пылесосы предназначены для сбора «грязи», поэтому стиль пылесоса идеально подходит для работы с планетарной «грязью»».

более:

Leave a Comment