?udstvo sa zameriava na Mesiac – tentoraz, na rozdiel od misií pred polstoro?ím, nie so samostatnými expedíciami, ale s cie?om efektívneho prieskumu a vytvorenia výskumných základov.
Predtým, ako sa to môže sta?, je však potrebné starostlivo preskúma? a študova? distribúciu zdrojov, ich zloženie a koncentráciu – úlohu robotov.
Vedci z Vernadského inštitútu geochémie a analytickej chémie (GEOKHI) Russkej akadémie vied vyvinuli viacstup?ový projekt pre tento výskum a koncept potrebných šialencov.
Ktoré regióny Mesiaca sú pre vedcov zaujímavé? Je možné preloži? metódy geologického prieskumu založeného na Zemi na použitie na Mesiaci? Aké úlohy sú pred nami pre Geological Rovers? Na tieto otázky sú zodpovedané v a Vedecký Rusko rozhovor Evgeny slyutaVedúci laboratória lunárnej a planétovej geochémie v Geokhi Ras.
– Mesiac bol študovaný už desa?ro?ia pomocou teleskopov, orbitálov a Landerových zariadení. Aké úlohy budú pridelené do budúcich misií týkajúcich sa roverov?
V porovnaní s inými nebeskými telami zostáva mesiac najviac študovaným objektom. Jeho povrch bol skúmaný mnohými automatickými stanicami vrátane sovietskych lunárnych Rovers a misií s posádkou z programu Apollo. Pred stanovením nových výskumných úloh pre mesiac, základné aj tie, ktoré sú potrebné na jeho okamžitý rozvoj a plánovanie budúcich misií, na?alej dôkladne analyzujeme výsledky minulých expedícií. Na základe týchto informácií chápeme, aké geologické, geochemické a lunárne zdroje budú rozhodujúce v po?iato?nej fáze vývoja Mesiaca. Prieskum mesiaca bez využívania miestnych zdrojov je takmer nemožné.
Základný výskum Mesiaca – otázky jeho geológie, geochémie a geofyziky – je úzko prepojený s aplikovanými vedeckými úlohami, pretože môžu poskytnú? informácie o distribúcii potrebných zdrojov na povrchu nášho prírodného satelitu, ktorý bude potrebný vo ve?mi blízkej budúcnosti.
– V Geokhi Ras bol vyvinutý koncept pre troch robotov na objavovanie Mesiaca. ?o je tento projekt?
Existuje koncept s názvom Metodika geologického prieskumu a prieskumu, ktorá kombinuje základný výskum s prieskumnou prácou, ?o umož?uje posúdenie toho, ktoré zdroje sú distribuované a v akých koncentráciách. Táto metodika je na Zemi dobre rozvinutá: naša planéta je rovnako ako každý iný kozmický objekt, takže geochemické, geologické a geofyzikálne metódy sú univerzálne a vhodné na skúmanie Mesiaca, Marsu a iných planét vrátane malých nebeských telies.
Na vyriešenie takýchto úloh sa vyžaduje modernizácia technického vybavenia a vedeckých nástrojov, berúc do úvahy ich ?innos? vo vesmíre. Napríklad projekt pre ?ažký lunárny rover, ktorý je schopný cestova? najmenej 500 km, bol navrhnutý na regionálne geologické prieskumy a vyšetrovanie. Vývoj tohto robota sa za?al v rokoch 2006 – 2007: Bola publikovaná séria ?lánkov a boli definované koncepcie a technické požiadavky, aby sa zabezpe?ilo, že rover môže dokon?i? všetky úlohy pre regionálne geologické, geochemické a geofyzikálne prieskumy a vyhliadky na dlhú cestu, predovšetkým v oblastiach na povrchu Mesiaca najzaujímavejšie z geologického a geochemického h?adiska.
– Ktoré regióny sú osobitne zaujímavé pre vedcov?
Geologicky je sope?ná provincia Rümkerských hôr v rovníkovej oblasti Mesiaca, ne?aleko oceánu búrok, je ve?mi zaujímavá. Obsahuje bazalty mora od najstarších po najmladšie, s vekmi od 4 do 1 miliardy rokov. Okrem toho sú v tejto oblasti prítomné rôzne typy hornín, v?aka ?omu je ve?mi s?ubná pre prieskum od Roveru.
Polárne oblasti Mesiaca sú tiež fascinujúce z vedeckého h?adiska. Os mesiaca je takmer vertikálna pre ekliptiku, ?o znamená, že slnko osvet?uje polárne oblasti tangenciálne a de? a noc sú ur?ené terénom. To vytvára oblasti, v ktorých lunárny de? trvá 80% – 90% celého lunárneho cyklu. Vedci nazývajú tieto oblasti vrcholy ve?ného svetla. Na týchto miestach je možné poskytnú? takmer konštantnú slne?nú energiu, ?o by bolo rozhodujúce pre zriadenie lunárnych výskumných staníc. Vodný ?ad navyše existuje v lunárnom regolite v polárnych oblastiach. V?asné inštrumentálne údaje o koncentrácii takýchto zdrojov sa získali koncom 20. storo?ia pomocou neutrónového spektrometra.
Evgeny slyuta
Vyvíjame trasy na prieskum v rovníkových oblastiach aj v póloch pomocou ?ažkého geologického roveru, ktorý umožní dlhodobý výskum. Plánuje sa aktívny ?as misie Rover najmenej dva roky. Predbežný komplex vedeckého vybavenia, ktorý sme vyvinuli, pozostáva z troch hlavných prvkov: vedeckého naviga?ného systému s rôznymi spektrometrmi vrátane infra?ervených infra?ervených látok v kombinácii s technickou víziou; komplex geologického prieskumu, vrátane v?ta?ky na zhromaž?ovanie regolitských jadier do hlbokých 3 metrov; a dvaja manipulátori na odber vzoriek z povrchu a ich umiest?ovanie do skladovacích kazet. Každá vzorka je starostlivo zdokumentovaná podrobnos?ami o tom, kedy, kde a za akých podmienok sa zbiera, spolu s súradnicami a fotografiami miesta odberu vzoriek. Toto je podstata geologického prieskumu. Tretí kus zariadenia je geofyzikálny, vrátane kontinuálneho georadaru, magnetometra a gradientového mera?a pre kontinuálne zber geofyzikálnych údajov.
Po dodaní do Zeme je možné o?íslované vzorky zmapova? a korelova? s lunárnym terénom, ?ím sa vytvorí mapa distribúcie rôznych typov hornín na Mesiaci, berúc do úvahy ich geochemické a minerálne zloženie a ich vz?ah k malým alebo ve?kým kráterom a iným formáciám na povrchu.
– Vzorky sa teda vrátia na Zem, nie analyzované na mieste?
Áno, návratnos? vzoriek je naplánovaná na budúce misie, automaticky alebo prostredníctvom expedície s posádkou. Materiál, ktorý môže Geological Rover zbiera?, bude pre vedu neocenite?ný: misia s posádkou bude opodstatnená, aj ke? jej jediným cie?om je zbiera? vzorky a dodáva? ich na Zem bez ?alších štúdií.
Podobné projekty pracujú naši medzinárodní kolegovia. Vydržaný program NASA plánuje cestu asi 1 000 km na preskúmanie jednej z najvä?ších štruktúr nárazu – povodia Aitken na južnom póle Mesiaca s priemerom asi 2 000 km. Je to jedine?ná a jedna z najstarších štruktúr nárazu. Podobné štúdie plánujú ?ínski kolegovia: Každý chápe, že takéto misie sú nevyhnutným nástrojom pre lunárny prieskum.
– Sú také lunárne misie s geologickými rovníkmi ekonomicky uskuto?nite?né pre vykonanie jednej krajiny, alebo sa vyžaduje spolupráca?
Rozvinuté krajiny môžu takýto program nezávisle implementova?; Náklady nie sú neúnosné. Jedná sa o pravidelnú automatizovanú expedíciu podobnú tým, ktorá sa uskuto?nila v minulom storo?í: napríklad program sovietskeho „Lunokhod-2“. Dnes nieko?ko zariadení pôsobí na povrchu Marsu a roky študuje planétu. Neexistujú žiadne technologické problémy, ktoré by takéto misiu neurobili, a v porovnaní s akouko?vek posádkou, jedná sa o relatívne lacné projekty.
– Aké sú potrebné misie s posádkou? Existuje názor, že moderné automatizované zariadenia sú dostato?ne sofistikované na vyriešenie vä?šiny vedeckých úloh, ale sú podstatne lacnejšie ako expedície s posádkou …
Úlohy týkajúce sa prieskumu a prieskumu zdrojov sú samozrejme efektívne riešené automatickými stanicami a robotickými platformami s vlastným riadením, ktorých vývoj sa aktívne prebieha. Lunárny rozvoj však nazna?uje nie?o viac: vyžaduje to trvalú alebo pravidelnú prítomnos? ?loveka.
Takýto rozvoj si vyžaduje priemyselné využívanie miestnych zdrojov na výstavbu základní, podporu života a výrobu raketového paliva – v podstate tvoriace lunárne hospodárstvo. To vytvára mnoho úloh, ktoré si vyžadujú priame zapojenie pripraveného ?udského operátora, najmä v po?iato?nej fáze vývoja, napríklad zriadenie primárnej infraštruktúry na lunárnom povrchu. Samostatná úloha, na ktorú musí osoba dohliada?, je hlboké v?tanie. Už vyvíjame zodpovedajúce inštalácie s kolegami z iných inštitútov. Hlboké v?tanie na Mesiaci sa zásadne líši od v?tania založených na Zemi, pretože Mesiac je jedine?ný svet s vlastným vývojom, formovaný rôznymi zákonmi. Je to bez vzduchu, ktorý bol vystavený intenzívnemu bombardovaniu meteoritu v celej geologickej histórii. To viedlo k tvorbe regolitu – vo?nej vrstvy pokrývajúcej celý povrch. Jeho proces akumulácie prebieha už viac ako štyri miliardy rokov.
Geologické roboty: ?alší krok v prieskume Moon
Hrúbka regolitu sa líši v závislosti od oblasti. V lunárnych moriach, ktoré sú najmladšie útvary, je priemerná hrúbka 4–5 metrov, s maximom devä? metrov. Na kontinentoch je vrstva výrazne hrubšia – v priemere asi 10 metrov av niektorých oblastiach až do 18 – 20 metrov alebo viac. V?tanie do h?bky 15 metrov sa dostane na základné podložie takmer všade na Mesiaci. Stratifikovaný st?p lunárneho regolitu, ktorý sa vrátil spä? na Zem, sa stane neocenite?ným zdrojom vedomostí, ktorý dokumentuje celú históriu mesiaca od vytvorenia základných hornín. Každá vrstva obsahuje informácie o slne?nej aktivite po?as štyroch miliárd rokov, zložení slne?ného vetra a dokonca aj o vývoji zemskej atmosféry a magnetosféry. Lunárna pôda, rovnako ako Rosetta Stone, zachováva históriu systému „Zeme-mesiac“; Potrebujeme len zbiera? vzorky a dekódova? ich.
– V akej fáze je dnes vytvorenie robotov pre lunárny prieskum?
Vyvinuli sme sériu robotov, z ktorých každý bol navrhnutý na riešenie konkrétnych úloh. Koncept ?ažkého geologického roveru, o ktorom som diskutoval, je dobre rozvinutý na Centrálnom výskumnom ústave robotiky v Petrohrade. V podstate je takmer pripravený na konštruk?né a experimentálne dizajnérske práce.
Druhý robot, stredný typ, je ur?ený na vyh?adávanie práce-geologický skaut. Jeho úlohou nie je zhromaž?ova? vzorky pozd?ž trasy, ale študova? distribúciu, koncentráciu a chemické zloženie prchavých zložiek najcennejších lunárnych zdrojov. Tieto zdroje budú ma? vysoký dopyt po?as po?iato?ných štádií rozvoja lunáru. Tento robot je vybavený v?tacou inštaláciou a zvon?ekom, ktorý je spustený na povrch mesiaca a hermeticky utes?uje oblas?. Bit v?ta?ky ide do h?bky až 2 metre a zhromaž?uje kal s prchavými komponentmi pod zvon?ekom. Prostredníctvom mechanických a tepelných ú?inkov sa tieto prchavé zložky vrátane mrazených fragmentov premie?ajú na plynný stav, odosielajú sa do hmotnostného spektrometra a analyzujú sa. To umožní mapovanie usadenín prchavých komponentov vrátane vodného ?adu.
Technický projekt pre tento rover bol vyvinutý v SA Lavachkin NPO. Zariadenie je na pomerne vysokej technologickej fáze a je takmer pripravené za?a? experimentálne a dizajnérske práce pre jeho tvorbu.
Tretí robot je malý geofyzikálny rover. Jeho úlohou je podrobne preskúma? budúce lokality pre infraštruktúru potrebnú na prieskum lunárneho prieskumu, vrátane ur?enia hrúbky regolitu a distribúcie ve?kých hornín. Je to v podstate to isté ako geofyzikálny prieskum pri výstavbe budov na Zemi: Pred za?iatkom výstavby je potrebné pochopi?, ?i je miesto bezpe?né. Vytvorenie takéhoto robota je relatívne vzdialené štádium, takže ešte nebolo podrobne vyvinuté.
– Kedy je možné vytvori? prvé takéto zariadenia a odosla? na Mesiac?
V sú?asnosti je schválený nový federálny vesmírny program do roku 2036 a tieto projekty sa zvažujú. Musia ich schváli? RAS Space Council a Roscosmos. Ak projekt dostáva pozitívny záver, do konca tohto roka budeme ma? jasnos?, pokia? ide o na?asovanie pri vytváraní týchto zariadení a ich spustenia.
Zdroj sputnik, preložené cez google
