Представьте себе время, когда сотни космических аппаратов исследуют Солнечную систему и за её пределами. Именно такое будущее поможет реализовать миссия NASA под названием ESCAPADE (исследователи ускользания и динамики плазмы). В ней небольшие и недорогие космические аппараты позволят учёным быстро учиться, экспериментировать и продвигать технологии и науку.
Миссия ESCAPADE
Миссия ESCAPADE будет запущена в середине ноября 2025 года на ракете Blue Origin New Glenn, отправив два небольших орбитальных аппарата на Марс для изучения его атмосферы. Как инженеры-аэрокосмисты, мы в восторге от этой миссии, потому что она не только позволит провести важные научные исследования и продвинуть возможности малых космических аппаратов в глубоком космосе, но и отправиться к Красной планете по инновационной новой траектории.
Миссия ESCAPADE на самом деле представляет собой два космических аппарата, а не один. Два идентичных аппарата будут проводить одновременные измерения, что позволит получить более точные научные данные. Эти аппараты меньше тех, что использовались в прошлом, каждый размером примерно с копировальный аппарат, что стало возможным благодаря тенденции к миниатюризации в космической отрасли.
Наличие двух космических аппаратов также служит страховкой на случай, если один из них не будет работать должным образом. Даже если один полностью выйдет из строя, исследователи смогут продолжить работу с одним исправным аппаратом. Это позволяет строить каждый космический аппарат более доступно, чем в прошлом, поскольку копии снижают риски.
Атмосфера Марса
Давно, миллиарды лет назад, Марс имел гораздо более плотную атмосферу, чем сейчас. Эта атмосфера позволяла жидкостям течь по его поверхности, создавая каналы и овраги, которые учёные всё ещё могут наблюдать сегодня. Но куда делась основная часть этой атмосферы? Её потеря превратила Марс в тот холодный и сухой мир, который мы видим сегодня, с давлением на поверхности менее 1% от земного.
У Марса когда-то было магнитное поле, подобное земному, которое помогало защищать его атмосферу. ESCAPADE будет измерять остатки этого магнитного поля, сохранившиеся в древних породах, и изучать потоки и энергию атмосферы Марса, а также то, как она взаимодействует с солнечным ветром — потоком частиц, который Солнце испускает вместе со светом.
Вызовы космического пространства
Космос — это недружелюбное место. Большая его часть — вакуум, то есть в основном пустота, без молекул газа, которые создают давление и позволяют нам дышать или передавать тепло. В космосе без давления космический аппарат может легко перегреться или переохладиться, в зависимости от того, находится ли он на солнце или в тени.
Кроме того, Солнце и другие астрономические объекты излучают радиацию, с которой живые существа не сталкиваются на Земле. Магнитное поле Земли защищает нас от большей части этой радиации. Поэтому, когда люди или наши роботизированные представители покидают Землю, наши космические аппараты должны выживать в этой экстремальной среде, которой нет на Земле.
Бюджет и технологии
ESCAPADE преодолеет эти трудности с ограниченным бюджетом в размере 80 миллионов долларов США. Это много денег, но для миссии на другую планету это недорого. Бюджет удалось сохранить низким за счёт использования коммерческих технологий для исследования дальнего космоса, что стало возможным благодаря предыдущим инвестициям в фундаментальные исследования.
Например, миссия GRAIL, запущенная в 2011 году, использовала два космических аппарата — Ebb и Flow — для картирования гравитационных полей Луны. ESCAPADE переносит эту концепцию на другой мир, Марс, и стоит гораздо меньше, чем GRAIL.
Миссия ESCAPADE также будет использовать новую траекторию для полёта на Марс. Представьте себе лучника на Олимпийских играх. Чтобы попасть в яблочко, он должен выпустить стрелу через 15-дюймовый (40-сантиметровый) круг с расстояния 300 футов (90 метров). Теперь представьте, что яблочко представляет собой Марс. Чтобы попасть в него с Земли, вам нужно будет выпустить стрелу через то же 15-дюймовое яблочко на расстоянии более 13 миль (22 километра). Вам также нужно будет выстрелить стрелу по кривой траектории, чтобы она обогнула Солнце.
Это лишь некоторые из вызовов, с которыми столкнётся миссия ESCAPADE. Но физические законы и силы природы настолько предсказуемы, что это даже не самая сложная задача, которую нужно решить в рамках миссии.