Космическая съемка и картографирование Марса

Космическая съемка и картографирование Марса

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет географии и геоэкологии

Кафедра картографии и геоинформатики

КУРСОВАЯ РАБОТА

КОСМИЧЕСКАЯ СЪЕМКА И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ МАРСА

студента II курса Помелова. П.Э.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: к. г. н. Сидорина И. Е.

Санкт-Петербург 2012

Содержание

Введение

Глава 1. Характеристики планеты Марс

.1 Характеристики планеты Марс

.1.1 Рельеф Марса

.1.2 Орбитальные характеристики и строение

.1.3 Климат Марса

.1.4 Магнитная активность Марса

.1.5 Геология Марса

.1.6 Спутники Марса

.2 Исследование Марса

Глава. 2. Космическая съемка и аппаратное исследование Марса

.1 Хронология исследования Марса космическими аппаратами

.2 Анализ осуществленных экспедиций

.3 Предстоящие исследования

.3.1 Новые экспедиции

.3.1 Пилотируемые полеты

Глава 3. Картографирование Марса

.1 История картографирования Марса

.1.1 Первые исследования Марса

.1.2 Картографирование Марса в телескопический период

.1.3 Картографирование Марса в эпоху космических полетов

.2 Современные карты Марса

.2.1 Атлас «Планеты земной группы»

.2.2 Карты в сети Интернет

.2.2.1 Интерактивные карты

.3 Выбор картографической основы для создания электронной карты исследования Марса

Заключение

Список используемых источников

Приложения

Введение

Современная наука очень заинтересована в освоении космоса. Особенно в последнее время, когда так развиты технологии и есть возможность проводить исследования. Один из объектов исследования современной науки — планета Марс. Актуальность исследований Марса вызвана тем, что в сравнении с другими планетам Солнечной системы, климат похож на Земной. Период оборота планеты вокруг своей оси составляет 24 часа 40 минут, температура на экваторе достигает плюс 20 С, средний перепад температур 133 С. Для сравнения температура на поверхности Венеры (на уровне среднего радиуса планеты) — около 475 C, причём её суточные колебания незначительны, Минимальная температура на Меркурии равна −183,2 C, а максимум 426,9 С, таким образом на Меркурии перепад температур достигает 600°С.

Учеными разных стран ведется активная деятельность по изучению этой планеты. Поставлено много целей, таких как:

·выяснить, существовала когда — либо жизнь на Марсе

·обнаружение новых горных пород

·изучение геологической истории Марса

·исследование с целью оценки возможности в будущем колонизировать планету

В атласе «Планеты земной группы » представлена карта, на которой отмечены космические аппараты, исследовавшие Марс. Мне показалось интересным обновить эту карту (т.к. на ней отмечена информация до 1992 года) и создать ее в электронном виде в дальнейшем. В данной работе я планирую произвести подготовительный этап создания карты, то есть.

·познакомиться с характеристиками планеты

·изучить историю ее исследования

·осуществить сбор информации о космических аппаратах

·систематизировать информацию о космических аппаратах

·поиск данных о месте посадки и траектории движения космических аппаратов

·найти информацию о планируемых экспедициях

·выбрать основу, на которой впоследствии, будет производиться оцифровка карты

Для осуществления поставленных задач необходимо ознакомится с информацией, составить таблицы об исследовании Марса космическими аппаратами, найти изображения, на которых будет отмечена их траектория движения и ознакомится уже с существующими картами Марса для выбора основы.

марс космический картографирование полет

Глава. 1. Исследование Марса

.1 Характеристики планеты Марс

Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая (предпоследняя) по размерам планета Солнечной системы; масса планеты составляет 10,7 % массы Земли, назван в честь Марса — древнеримского бога войны. Иногда Марс называют «красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа.

.1.1 Рельеф Марса

Рельеф Марса обладает многими уникальными чертами. Поверхность планеты состоит как бы из двух контрастных частей: древних высокогорий, покрывающих южное полушарие, и более молодых равнин, сосредоточенных в северных широтах. Есть выдающиеся формы рельефа.

На экваторе находится самая крупная возвышенность — горная область Фарсида протяженностью около 6000 км и высотой до 8 км. Над ней возвышаются три потухших вулкана: Гора Аскрийская, Гора Павлина и Гора Арсия, расположенные на одной линии. Их высоты — от 14.5 до 18.2 км. Таким образом, высота самих вулканов от 6.5 до 10 км. Самый высокий вулкан на Марсе и в нашей Солнечной системе — Гора Олимп, расположенный на северо-западной окраине Фарсиды, где отметки высот составляют 0 км. В основании поперечник этого вулкана составляет 600 км, а его высота — 21.2 км. Если мысленно соединить вершину Горы Олимп с вершинами Горы Аскрийской и Горы Арсия, то получится почти равнобедренный треугольник со сторонами в 1800 км и основанием в 1600 км. Фарсиду окружает обширная система разломов. Можно также отметить долину Маринер — самый крупный каньон планеты, который имеет длину 4500 км (четверть окружности планеты), ширину — 200 км и глубину — до 11 км. Помимо этого, в июне 2008 года три статьи, опубликованные в журнале «Nature», представили доказательства существования в северном полушарии Марса самого крупного известного ударного кратера в Солнечной системе, его длина — 10 600 км, а ширина — 8500 км. Это примерно в четыре раза больше, чем крупнейший ударный кратер, до того также обнаруженный на Марсе, вблизи его южного полюса (Impact May Have Transformed Mars / Science News).

Как уже упоминалось, рельеф северного и южного полушарий заметно различаются. Большую часть северного полушария занимают сравнительно гладкие равнины: Великая Северная Равнина, простирающаяся от северной полярной области, переходит в западном полушарии в равнины Аркадия, Амазония, Хриса и Ацидалийскую, а в восточном — в равнины Утопия, Элизий, Исиды. Равнины северного полушария лежат ниже среднего уровня поверхности планеты. Например, Великая Северная Равнина имеет глубину -4 — -5 км, как и Равнина Утопии и Ацидалийская Равнина. Равнины Аркадия, Амазония и Хриса расположены выше на 1 км. Это впадины на марсианском шаре, подобные океаническим впадинам Земли. Данные области Марса различны по происхождению, возрасту и внешнему виду. В процессе формирования северных равнин важную роль играл подповерхностный лед.

В Южном полушарии равнин сравнительно мало и они не столь обширны, как в Северном полушарии. Это равнины Эллада (диаметр 2300 км и глубина до -8.2 км) и Аргир (диаметр 800 км и глубина около -3 км), имеющие круговую форму. Вероятно, они образовались в результате падения на Марс крупных тел. Большая часть Южного полушария представлена возвышенностями, покрытыми множеством кратеров. Средние высоты материковой части Марса составляют 3 — 4 км. Плато Сирия расположено на высотах 5 — 6 км, Плато Синай — от 3 до 5 км, Плато Солнца — от 3 до 4 км, Плато Гесперия и Большой Сирт — от 1 до 2 км. Распределение высот в западном и восточном полушариях выглядит совершенно по-иному.

В восточном полушарии также есть вулканическая область, названная Плато Элизий. На нем расположены три вулкана, самый крупный из них — Гора Элизий — имеет поперечник около 150 км и высоту до 14 км. Отдельные небольшие вулканы можно видеть и в других областях Марса. Своеобразный район скопления плосковершинных горок приурочен к переходной границе от возвышенной области к равнинам в северном полушарии. Здесь находятся Столовые горы Кидония, Нилосирт, Протонил и Дейтеронил расположенные на участке большого круга под углом 35° к экватору; этот круг отделяет равнинное (низменное) полушарие планеты, от материкового (возвышенного). Район Столовых гор Кидония характеризуется скоплением хаотичных форм, связанных с глобальным уступом шириной более 100 км. Не случайно именно в нем были замечены занятные формы рельефа — «пирамиды» и «сфинкс». Однако фотографии АМС «Марс Глобал Сервейер» показали, что ничего необычного в этих формах нет.[6]

.1.2 Орбитальные характеристики и строение

Минимальное расстояние от Марса до Земли составляет 55,76 млн км когда Земля находится точно между Солнцем и Марсом), максимальное — около 401 млн км. Среднее расстояние от Марса до Солнца составляет 228 млн. км (1,52 а. е.), период обращения вокруг Солнца равен 687 земным суткам. Наклонение орбиты Марса равно 1,85°.

По линейному размеру Марс почти вдвое меньше Земли — его экваториальный радиус равен 3396,9 км (53,2 % земного). Площадь поверхности Марса примерно равна площади суши на Земле (примерно 149 тыс. кв. км.). Полярный радиус Марса примерно 3375 км, хотя период вращения у планеты больший, чем у Земли, что даёт повод предположить изменение скорости вращения Марса со временем. Масса планеты — 6,418·1023 кг (11 % массы Земли). Ускорение свободного падения на экваторе равно 3,711 м/с². Период вращения планеты — 24 часа 37 минут 22,7 секунд. Марсианский год состоит из 668,6 марсианских солнечных суток (называемых солами). Марс вращается вокруг своей оси, наклонённой к перпендикуляру плоскости орбиты под углом 24°56′. Наклон оси вращения Марса обеспечивает смену времён года. При этом вытянутость орбиты приводит к большим различиям в их продолжительности — так, северная весна и лето, вместе взятые, длятся 371 сол, то есть заметно больше половины марсианского года.

По расчетам, ядро Марса имеет массу до 9 % массы планеты. Оно состоит из железа и его сплавов и пребывает в жидком состоянии. Марс имеет мощную кору толщиной 100 км. Между ними находится силикатная мантия, обогащенная железом. Ядро может иметь радиус до половины радиуса планеты. Приблизительно, оно состоит из чистого железа или из сплава Fe-FeS (железо-сульфид железа) и, возможно, растворенного в них водорода, а также частично или полностью пребывает в жидком состоянии. Сейсмическая активность планеты слабая. [11]

Температура на планете колеблется от −153 на полюсе зимой и до +20 °C на экваторе в полдень. Средняя температура составляет −50°C. Атмосфера Марса, состоящая, в основном, из углекислого газа, очень разрежена. Давление у поверхности Марса в 160 раз меньше земного — 6,1 мбар на среднем уровне поверхности. Из-за большого перепада высот на Марсе давление у поверхности сильно изменяется. Примерная толщина атмосферы — 110 км. По данным НАСА, атмосфера Марса состоит на 95,32 % из углекислого газа. А также: 2,7 % азота. Климат, как и на Земле, носит сезонный характер. В холодное время года даже вне полярных шапок на поверхности может образовываться светлый иней. Аппарат «Феникс» зафиксировал снегопад, однако снежинки испарялись, не достигая поверхности. По данным посадочного зонда Марс-6, средняя температура тропосферы Марса составляет 228 K, в тропосфере температура убывает в среднем на 2,5 градуса на километр, а находящаяся выше тропопаузы (30 км) стратосфера имеет почти постоянную температуру 144 K.[5]

1.1.4 Магнитная активность Марса

У Марса было зафиксировано слабое магнитное поле. Согласно показаниям магнетометров станций Марс-2 и Марс-3, напряжённость магнитного поля на экваторе составляет около 60 гамм, на полюсе 120 гамм, что в 500 раз слабее земного. По данным АМС Марс-5, напряжённость магнитного поля на экваторе составляла 64 гаммы.. Магнитное поле Марса крайне неустойчиво, в различных точках планеты его напряжённость может отличаться от 1,5 до 2 раз, а магнитные полюса не совпадают с физическими. Хотя на Марсе не имеется устойчивого всепланетного магнитного поля, наблюдения показали, что части планетной коры намагничены и что наблюдалась смена магнитных полюсов этих частей в прошлом. Возможно, в далёком прошлом в результате столкновения с крупным небесным телом произошла остановка вращения ядра, а также потеря основного объёма атмосферы. Считается, что потеря магнитного поля произошла около 4 млрд лет назад. Вследствие слабости магнитного поля солнечный ветер практически беспрепятственно проникает в атмосферу Марса.[5]

.1.5 Геология Марса

Геологическая история Марса заключает в себя три эпохи.

Ноачианская эпоха: формирование наиболее старой сохранившейся до наших дней поверхности Марса. Продолжалась в период 4,5 млрд. — 3,5 млрд. лет назад. В эту эпоху поверхность была изрубцована многочисленными ударными кратерами. Плато провинции Фарсида было вероятно сформировано в этот период с интенсивным обтеканием водой позднее.

Гесперийская эра: от 3,5 млрд. лет назад до 2,9 — 3,3 млрд. лет назад. Эта эпоха отмечена образованием огромных лавовых полей.

Амазонийская эра: 2,9-3,3 млрд. лет назад до наших дней. Районы, образовавшиеся в эту эпоху, имеют очень мало метеоритных кратеров, но во всём остальном они полностью различаются. Гора Олимп сформирована в этот период. В это время в других частях Марса разливались лавовые потоки.[12]

1.1.6 Спутники Марса

Естественными спутниками Марса являются Фобос и Деймос. Оба они открыты американским астрономом Асафом Холлом в 1877 году. Фобос и Деймос имеют неправильную форму и очень маленькие размеры. По одной из гипотез, они могут представлять собой захваченные гравитационным полем Марса астероиды. Спутники названы в честь персонажей, сопровождающих бога Марса — Фобоса и Деймоса, олицетворяющих страх и ужас, которые помогали богу войны в битвах. Оба спутника вращаются вокруг своих осей с тем же периодом, что и вокруг Марса, поэтому всегда повёрнуты к планете одной и той же стороной. Приливное воздействие Марса постепенно замедляет движение Фобоса, и приведёт к падению спутника на Марс (при сохранении текущей тенденции), или к его распаду. Напротив, Деймос удаляется от Марса.

.2 Исследование Марса

Исследование Марса делят на три периода:

·Визуальные наблюдения

·Период телескопических исследований

·Период космической съемки.

Исследование Марса началось давно, еще в Древнем Египте. Первые подробные отчеты о положении Марса были составлены вавилонскими астрономами. Пользуясь данными египтян и вавилонян, древнегреческие (эллинистические) философы и астрономы разработали подробную геоцентрическую модель для объяснения движения планет. Спустя несколько веков индийскими и исламскими астрономами был оценен размер Марса и расстояние до него от Земли. В XVI веке Николай Коперник предложил гелиоцентрическую модель для описания Солнечной системы, с круговыми планетарными орбитами. Его результаты были пересмотрены Иоганном Кеплером, который ввел более точную эллиптическую орбиту Марса. В 1659 году Франческо Фонтана, рассматривая Марс в телескоп, сделал первый рисунок планеты. Он изобразил чёрное пятно в центре чётко очерченной сферы. В 1660 году к чёрному пятну прибавились две полярные шапки, добавленные Жаном Домиником Кассини. В 1888 году Джованни Скиапарелли, учившийся в России, дал первые имена отдельным деталям поверхности: моря Афродиты, Эритрейское, Адриатическое, Киммерийское; озёра Солнца, Лунное и Феникс.

Расцвет телескопических наблюдений Марса пришёлся на конец XIX — середину XX века. Во многом он обусловлен общественным интересом и известными научными спорами вокруг наблюдавшихся марсианских каналов. Среди астрономов до космической эры, проводивших телескопические наблюдения Марса в этот период, наиболее известны Скиапарелли, Персиваль Ловелл, Слайфер, Антониади, Барнард, Жарри-Делож, Л. Эдди, Тихов, Вокулёр. Именно ими были заложены основы ареографии и составлены первые подробные карты поверхности Марса — хотя они и оказались практически полностью неверными после полётов к Марсу космических аппаратов.

Период космической съемки Марса будет подробно рассматриваться во второй главе.

Глава. 2. Космическая съемка и аппаратное исследование Марса

В 1964 году состоялся первый запуск космического аппарата, который удачно достиг орбиты Марса. С этого момента картографирование планеты поднялось на новый уровень. Стали появляться новые, более точные данные, при использовании которых, точность карт значительно повышалась с каждой последующей экспедицией.

.1 Хронология исследования Марса космическими аппаратами

Перед разработкой условных знаков для создания электронной карты, на которой будут отмечены траектории движения космических аппаратов, был осуществлен сбор информации об аппаратном исследовании Марса. Было решено составить таблицу, в которой перечислены в хронологическом порядке космические аппараты (далее КА) исследовавшие Марс.

КАДата запускаМаринер-428 ноября 1964Маринер-6 Маринер-731 июля 5 августа1969Маринер-930 мая 1971Марс-219 мая 1971

Из таблицы, фрагмент которой на рисунке 1(полностью в приложении 1), можно определить, маршруты каких миссий уже отмечены в атласе «Планеты земной группы». То есть, информация о месте их посадки и дальнейшему передвижению были взяты из атласа. Все остальные миссии были изучены: найдена информация о месте посадки (координаты) и траекториях их движения.

Анализируя таблицу, можно заметить, что с 1969 по 1973 Марс активно исследовался учёными. Далее следует спад интереса к исследованию «красной планеты». В 1996 году осуществляется серия полетов к Марсу. А, начиная с 2001 года, с небольшими интервалами активно запускают проекты для исследования Марса. В итоге с 1964 по 2007 гг. к Марсу было направлено 20 удачных экспедиций.

.2 Анализ осуществленных экспедиций

Во второй таблице приведены данные, которые рассматривают такие параметры, как: страна (которая осуществляла экспедицию), характеристики КА и описание. Таблицы разграничены по классификации космической съемки: КА пролетной траектории, орбитальные и спускаемые аппараты.[1][2]

В колонке «Характеристики», кроме массы и размеров КА была предоставлена информация о приборах, которые использовались для картографирования и получения иных сведений о планете, а в описании указаны основные события, начиная с запуска до окончания проекта (в случае выхода КА из строя) или запись о том, что исследование аппаратом продолжается.

КА пролетной траекторииКАСтранаХарактеристикиОписание миссииМаринер-4СШАМасса КА: 261 кг. Размеры аппарата — 1,3 × 2,9 метра, Размах солнечных батарей — 6,9 м, приборы: магнитометр для измерения напряженности магнитного поля; регистраторы заряженных частиц; детектор солнечной плазмы; ионизационная камера и счетчик Гейгера-Мюллера для исследования космических лучей; детектор метеорных частиц; телевизионная камера, рассчитанная на получение 22 кадров.Запущен 28 ноября 1964 с помощью ракеты «Атлас». В июле 1965 «Маринер-4» прошел в 9846 километрах от Марса, став первым космическим аппаратом, передавшим фотографии этой планеты. На данных фотографиях Марс предстал безжизненной планетой с поверхностью, усеянной кратерами. Согласно данным «Маринера-4», Марс напоминал Луну. Также установил, что атмосфера Марса по плотности не превышает 1 % земной и состоит в основном из углекислого газа. В дальнейшем работал на околосолнечной орбите, передавая, в частности, информацию о солнечном ветре. Связь с аппаратом прекратилась в декабре 1967.[7]

При рассмотрении таблицы (фрагмент на рисунке 2, полная таблица в приложении 2), видно что, с пролетной траектории данные были получены с 4 КА. Из них три американских и один от СССР. Американские экспедиции оказались более успешными. С орбиты 11 аппаратов принимали участие в исследовании планеты, многие из которых были использованы для доставки спускаемых КА (называемых марсоходами), а также выполняли функцию ретранслятора для повышения скорости передачи данных. Примерно равное количество экспедиций организовано США и СССР, также к ним присоединяется Евросоюз с проектом «Марс Экспресс». Непосредственно на поверхности Марс исследовали в основном американские марсоходы.

С 1973 года когда был запущен Марс — 6, СССР, а далее Россия не принимали участие в исследовании Марса. Последняя экспедиция Фобос — Грунт оказалась крайне неудачной. Была запущена 9 ноября 2011 года, однако в результате нештатной ситуации, когда не произошло расчётного срабатывания маршевой двигательной установки перелётного модуля, межпланетная станция не смогла покинуть окрестности Земли, оставшись на низкой околоземной орбите. 15 января 2012 года АМС сгорела в плотных слоях земной атмосферы. До поверхности Земли предположительно могли долететь некоторые несгоревшие фрагменты АМС из тугоплавких материалов общей массой около 200 кг, упав в акватории Тихого океана Точные причины неудачи неизвестны.[5]

Исходя из таблиц, виден прогресс человечества в исследовании Марса: с каждой новой миссией на КА наблюдаются все более совершенные технологии, новое оборудование. Каждая последующая экспедиция обычно более продуктивна, чем предыдущая, а многие перевыполнили изначально поставленный план.

.3 Предстоящие исследования

.3.1 Новые экспедиции

Запуск Curiosity (США) к Марсу состоялся 26 ноября 2011 года. Прибудет на Марс 6 августа 2012. Срок службы на Марсе составит 1 марсианский год (686 земных дней).

ноября 2008 года НАСА объявило о принятии проекта MAVEN. Аппарат будет запущен 18 ноября 2013 года ракетой Атлас 5.401 с мыса Канаверал (США, штат Флорида). Прибытие к Марсу ожидается 16 сентября 2014 года. 27 сентября 2011 года было объявлено, что готов корпус аппарата.

«Марсианский научный орбитальный аппарат», также известный как «Миссия по обнаружению газа на Марсе»- новый совместный орбитальный аппарат-носитель НАСА и ЕКА, который планируют отправить к Марсу в 2016 году, как часть европейской миссии ExoMars.

Согласно уточнённому составу миссии Роскосмоса и Финского метеоинститута, в 2017 году, к Марсу стартует КА «Марс-нет». Это будет российский научный аппарат. На нем будут размещены 8 станций MetNet: 4 финские и 4 российские, созданные по проекту малых станций КА «Марс-96». [5]

.3.1 Пилотируемые полеты

Разработка пилотируемого полета ведётся с 1950-х годов. В СССР рассматривались разные варианты космических кораблей для пилотируемого полёта на Марс. Сначала был разработан проект марсианского пилотируемого комплекса (МПК) со стартовой массой в 1630 тонн. Продолжительность экспедиции должна была быть 2,5 года. Затем последовала разработка тяжёлого межпланетного корабля (ТМК) в ОКБ-1 в отделе под руководством Михаила Тихонравова. Пилотируемый полёт на Марс Роскосмос планирует осуществить после 2030 года (такую дату в ноябре 2010 года назвал глава Роскосмоса Анатолий Перминов). В рамках национальной космической программы до 2015 года на Земле будет проводиться имитация марсианского полёта под названием «Марс-500».

С 2024 года, по планам НАСА, должна появиться постоянно обитаемая лунная база, которая стала бы подготовкой для полёта на Марс, и возможное путешествие к Марсу могло бы состояться, по оценкам НАСА, в 2037 году. Также, с 2010 года Исследовательским центром имени Эймса разрабатывается проект «Столетний космический корабль» (англ. Hundred-Year Starship). Основная идея проекта состоит в том, что бы отправлять людей на Марс безвозвратно. Это приведет к значительному сокращению стоимости полета, появится возможность взять больше груза и экипаж. По расчетам, послать на Марс четырех астронавтов и вернуть их обратно будет стоить столько же, сколько послать туда 20 человек и оставить их там. Вся экспедиция обойдется в $750 млрд. Ее можно уменьшить вдвое, если астронавтов не потребуется возвращать на Землю. Данная экспедиция, в каком то плане не гуманна, но если найдутся люди, которые будут готовы посвятить всю оставшуюся жизнь изучению Марса, то исследования перейдут на новый уровень.

Глава 3. Картографирование Марса

.1 История картографирования Марса

.1.1 Первые исследования Марса

Ранее упоминалось что, существование Марса было письменно засвидетельствовано древнеегипетскими астрономами в 1534 году до н. э. В период Нововавилонского царства вавилонские астрономы установили, что Марс делает 37 синодических периода или 42 зодиакальных круга, каждые 79 лет. Ими также были разработаны арифметические методы с малыми поправками для прогноза позиции планеты. Китайские записи о внешнем виде и движении Марса уже появляются в период с 1045 года до н. э., Китайские астрономы делали записи о планетарных союзах планет, в том числе о соединениях с Марсом. В этот период не было составлено карт планеты.[8]

.1.2 Картографирование Марса в телескопический период

Первая зарисовка Марса была выполнена в 1659 году в Нидерландах Христианом Гюйгенсом (1629 — 1695) с помощью длиннофокусного рефрактора (оптический телескоп, в котором для собирания света используется система линз, называемая объективом). На этом изображении показана одна из самых заметных деталей поверхности Марса, всегда присутствующая на рисунках и картах других картографов, ведущих свое наблюдение с Земли, — область, впоследствии названная итальянским астрономом Джованни Скиапарелли Большой Сирт. Первые изображения Марса не имели географической сетки, а формы рельефа не имели названий. И все же именно эти рисунки считаются первыми картами Марса.

Бэр и Мёдлер (два немецких астронома), предложили ввести на Марсе нулевые координаты — небольшой кратер (точку А). В 1877 году Скиапарелли использовал эту же точку в качестве начала отсчета при составлении карты Марса. Когда с борта американского межпланетного зонда Mariner 9 были получены качественные снимки марсианской поверхности, и удалось составить полукилометровую карту Марса, этот кратер получил название Airy-0.

К концу 50-х годов XX века, в преддверии будущих космических исследований, стала необходима единая надежная карта Марса. Однако, в картах, составленных разными авторами, наблюдаются большие различия в наименованиях и изображении элементов рельефа. Поэтому Международный астрономический союз (МАС) поручил итальянскому исследователю Гвидо де Моттони провести сравнение и анализ различных карт с целью составления новой единой карты Марса. В 1958 г. такая карта была составлена и принята в качестве официальной.В 1877 году, во время оппозиции Марса, итальянский астроном Джованни Скиапарелли использует 22-сантиметровый телескоп для составления подробных карт планеты. В частности, на этих картах в виде тонких линий были указаны каналы (которым он дал имена известных рек на Земле), однако впоследствии было показано, что это оптическая иллюзия. В 1886 году английский астроном Уильям Ф. Деннинг отметил, что эти линейные объекты носили нерегулярный характер. В 1895 году английский астроном Эдвард Мондер убедился, что линейные объекты были просто суммированием многих мелких деталей.

В 1892 году французский учёный Камиль Фламмарион пишет о том, что эти каналы похожи на антропогенные, которые представители разумной расы могли бы использовать для перераспределения воды по умирающему марсианскому миру. Он выступает за существование таких жителей, и предположил, что они могут быть более развитыми, чем люди. Под влиянием наблюдений Скиапарелли, востоковед Персиваль Лоуэлл основал обсерваторию с 30- и 45-сантиметровыми (12- и 18-дюймовыми) телескопами. Он выпустил несколько книг о Марсе и о жизни на планете, которые оказали большое влияние на общественное мнение. Каналы также были обнаружены другими астрономами, такими как Генри Джозеф Перротен и Луи Толлон, с помощью 38-сантиметрового рефрактора, одним из крупнейших телескопов того времени.

Начиная с 1901 года А. Е. Дугласом, были предприняты усилия по фотографию каналов Марса; эти усилия увенчались успехом, когда в 1905 году Карл Отто Лампланд опубликовал фотографии каналов. Хотя эти результаты были широко приняты научным сообществом, их оспаривали некоторые учёные: французский астроном Эжен Антониади, английский натуралист Альфред Уоллес, и другие, так как «слабыми» телескопами каналы не наблюдались.[8]

.1.3 Картографирование Марса в эпоху космических полетов

По данным, полученными (Маринер-4, Маринер-6, Маринер-7, Маринер-9, Марс-2, Марс-3, Марс-4, Марс-5, Марс-6, Викинг-1, Викинг-2.), были созданы фотокарты масштаба 1:2 000 000 и карты масштаба 1: 5 000 000. В процессе картографирование Марса в СССР была издана Бланковая карта Марса (1975, 1982 гг.) масштаба 1:20 000 000, составленная совместно МИИГАиК и ИКИ, которая дает представление об основных формах рельефа на Марсе. В 1978 г. по материалам телевизионной и фототелевизионной съемок поверхности Марса с АМС «Марс-4,-5» составлена Карта участка Марса в масштабе 1:5 000 000. В 1992 г. в МИИГАиК был издан «Атлас планет земной группы», в котором были представлены карты поверхности и различные тематические карты Марса. В 1990-1992 гг. ГАИШ были создан глобус Марса в масштабе 1:26 000 000. На основе данных, полученных Mars Global Surveyor, была составлены топографические карты Марса в масштабах 1:500 000, 1:2 000 000, 1:5 000 000, 1:15 000 000 и 1:25 000 000.[13]

На сегодняшний день большинство современных, как топографических, так и тематических карт Марса, составлены американской геологической службой (USGS). Стоит отметить, что по данным, полученным Mars Global Surveyor, создаются карты поверхности не только в США, но и в России. В 2004 г. ГАИШ была составлена гипсометрическая карта Марса в масштабе 1:26 000 000 в равновеликой азимутальной проекции. По материалам Mars Odyssey были созданы цифровые карты Марса, цифровые модели местности, цифровые базы данных. Существуют интерактивные карты Марса (высот рельефа, фотокарты, карты поверхности в инфракрасном изображении), позволяющие произвольно изменять масштаб (#»justify»>.2 Современные карты Марса

.2.1 Атлас «Планеты земной группы»

В коллекции нашей кафедры находится атлас «Планеты земной группы», в котором представлены различные карты:

·карта поверхности Марса (Поперечная равновеликая азимутальная проекция Ламберта)

Так как на Марсе отсутствует гидрография, растительность и прочие объекты, то рельеф это единственное, к чему мы можем привязываться. И на этой карте нам представлена поверхность планеты, на которой в целом оценивается местоположение наиболее крупных элементов рельефа.

·бланковая карта Марса (Поперечная равновеликая азимутальная проекция Ламберта)

Карта позволяет более подробно изучить рельеф планеты. На ней условными обозначениями указаны, горы, кратера, впадины, долины и т.п. Многие объекты подписаны, что удобно для ее изучения и сравнения с другими картами.

·Гипсометрическая (Поперечная равновеликая азимутальная проекция Ламберта)

Следующая карта дает нам оценить в целом перепады по все поверхности Марса а так же отмечены области, на которых отсутствуют точные данные. Так же разработанная шкала глубин и цветов, наглядно дает представление о рельефе планеты.

·Карта фотографической изученности (Поперечная равновеликая азимутальная проекция Ламберта)

Карта содержит информацию, об участках, которые подробно засняты со спутников. Участки разделяются по цветам, используя легенду можно определить, каким КА была исследована территория. Из карты видно, что для повышения точности измерений некоторые области исследовались двумя и больше аппаратами.

·карта полетов к Марсу (Поперечная равнопромежуточная азимутальная проекция Постеля)

Данная карта очень интересна тем, что на ней отмечены все (на момент 1992 года) КА, которые осуществляли исследование Марса. Для карты разработаны условные обозначения, которые стилизованы под внешний вид КА. Информация предоставлена очень доходчиво, а так же подписаны страны, которые осуществляли экспедиции. Но анализ более новых данных показал, что на этой карте не отмечено очень много КА, которые в последнее время исследовали планету. С точки зрения картографии, карта очень актуальна, ведь именно с помощью космических аппаратов в наше время происходят все исследования других планет.

Все карты спроектированы в масштабе 1:50 000 000.[3]

.2.2 Карты в сети Интернет

Печатные карты в отсканированном виде доступны в сети Интернет, где находится множество изображений Марса, но в основном это неполные карты (отдельных кратеров, фотосъемки с КА), а также множество карт, которые были нарисованы еще астрономами при наблюдениях в телескоп и прочие тематические карты:

·карта ВВС США от 1965 года

·МИИГАиК от 1982 года

Отличительная особенность данной карты, наличие всех необходимых данных о планете, а так же удобная проекция, для нанесения траекторий и орбит КА. Условные знаки и разработанная шкала высот, наглядно дают представление о рельефе Марса. Все объекты на поверхности планеты подписаны, что упрощает сравнение с другими изображениями или картами.

·карта Марса от National Geographic от 2000 г

В данной карте использована проекция тройная проекция Винкеля, отличная от всех остальных карт. Условные обозначения отсутствуют, основной уклон этой карты на приближенное к реальности покрытие планеты, полученный из фотосъемок.

·Гипсометрическая карта Марса (ГАИШ) 2004 год

Самая последняя карта составленная российскими учеными, была составлена по данным Mars Global Surveyor, и представляет более точную версию карты из атласа «Планеты земной группы».

·Карта магнитные свойства поверхности Марса. Разработана: Connerney John E.P. 2005 год

На карте видны различные зоны, которые в зависимости от величины магнитного поля обозначены разными цветами. Информация является сугубо тематической и для моей работы такая карта не подходит.

·Карта, предоставленная в атласе «Планеты солнечной системы» 2008 года

При анализе этой карты не было обнаружено новой, не встречавшейся ранее информации. Карта представляет собой изображение рельефа с подписью самых важных гор, долин и т.п. За основу была взята карта поверхности Марса 1992 года. В этом атласе есть новые карты спутников Марса: Фобоса и Деймоса.[4]

На прочих найденных картах отсутствует координатная сетка, а так же значимые элементы рельефа. Карты хорошего качества редко доступны для общего пользования на Интернет — ресурсах, так как предназначены для ограниченного круга пользователей.

.2.2.1 Интерактивные карты

Существуют некоторые ресурсы, предоставляющие пользователям интерактивные карты. Одна из них, «Гугл Марс», как указано выше, имеющая три режима и позволяющая произвольно менять масштаб. Другие карты представлены в виде разбитых по координатным сеткам картинок, имеющие гиперссылки на места, в которых есть более точная информация (в основном, места, в которых обработаны и сопоставлены фотоснимки с КА).

.3 Выбор картографической основы для создания электронной карты исследования Марса

На данный момент, планируется выбрать карту Марса МИИГАиК 1982 года, а для создания электронной карты по некоторому ряду причин была выбрана программа Микростанция. Основным аргументом была возможность создавать собственные условные знаки, но также важно то, что можно грамотно создать уровневую структуру, чтобы не перегружать карту. Для уменьшения погрешности при нанесении места посадки и траектории движения нужно качественное растровое изображение с нанесенной координатной сеткой и отмеченными формами рельефа для сопоставления изображений, на которых отмечена траектория движения. Интерактивные карты не подходят для выполнения данной задачи. А из печатных, в связи с их качеством было выбрано 3 изображения: карта ВВС США 1965 года, карта Марса от National Geographic 2000 г. и МИИГАиК от 1982 года. В найденной версии на карте ВВС США не отмечены элементы рельефа, что неудобно для данных работ. Карта от National Geographic самая новая из всех этих карт, но не подходит, так как для данной работы удобнее проекция с двумя полушариями, в то время как карта МИИГАиК 1982 года не имеет таких недостатков. Единственный минус этой карты в том, на карте не зафиксировано открытий более позднего времени.

Заключение

В ходе проведения работы я более детально ознакомился с планетой Марс. История его исследования ведется уже несколько веков, но можно отметить, что с момента открытия планеты по наши дни, методы исследования космоса сильно изменились. Благодаря развитию науки, исследование космоса перешло на качественно новый уровень, а погрешность современных карт уменьшилась во много раз.

·был осуществлен сбор информации о космических аппаратах и экспедициях

·были составлены сводные таблицы

·была найдена информация о планируемых экспедициях, возможно в ближайшем будущем будут найдены ответы на вопросы, интересующие ученых, а в частности на самый главный: существовала когда — либо жизнь на Марсе.

·осуществлялось знакомство с различными существующими картами Марса, по просмотренным картам, виден прогресс в области картографирования Марса, особенно с введением нового метода картографирования космическими аппаратами.

·были выяснены координаты посадки КА, а так же найдены изображения, на которых схематично показаны маршруты передвижения спускаемых аппаратов. Таким образом, можно нанести на карту маршрута движения КА.

·для орбитальных аппаратов были найдены параметры, необходимые для нанесения в дальнейшем на карту.

·для выбора основы были найдены и проанализированы современные карты Марса. Были выдвинуты критерии, по которым оценивался выбор подложки, и отобрана карта. Таким образом, подготовительный этап успешно завершен.

Список используемых источников

1.Смирнов Л.Е. учебник «Аэрокосмические методы географических исследований» Изд-во С. — Петербургского университета 2005

.Смирнов Л.Е. Учебное пособие «Внеземная картография» СПб. Изд-во С. — Петербургского университета 1992

.Атлас «Планеты земной группы и их спутники» — М.: Издательство МИИГАиК, 1992

.Шингарева К. Б., Краснопевцева Б. В. Атлас «Солнечная система. Астрономия» 2008

5.<#»justify»>Приложения

Приложение 1. Хронология исследования Марса

КАДата запускаМаринер-428 ноября 1964Маринер-6 Маринер-731 июля 5 августа1969Маринер-930 мая 1971Марс-219 мая 1971Марс-328 мая 1971Марс-421 июля 1973Марс-525 июля 1973Марс-65 августа 1973Викинг-120 августа 1975Викинг-29 сентября 1975Mars Global Surveyor7 ноября 1996Mars Pathfinder4 декабря 1996Sojourner4 декабря 1996Mars Odyssey7 апреля 2001Марс экспресс2 июня 2003Spirit10 июня 2003Opportunity8 июля 2003Марсианский разведывательный спутник12 августа 2005Phoenix4 августа 2007

*жирным выделены действующие КА.

Приложение 2

КА пролетной траекторииКАСтранаХарактеристикиОписание миссииМаринер-4СШАМасса КА: 261 кг. Размеры аппарата — 1,3 × 2,9 метра, Размах солнечных батарей — 6,9 м, приборы: магнитометр для измерения напряженности магнитного поля; регистраторы заряженных частиц; детектор солнечной плазмы; ионизационная камера и счетчик Гейгера-Мюллера для исследования космических лучей; детектор метеорных частиц; телевизионная камера, рассчитанная на получение 22 кадров.Запущен 28 ноября 1964 с помощью ракеты «Атлас». В июле 1965 «Маринер-4» прошел в 9846 километрах от Марса, став первым космическим аппаратом, передавшим фотографии этой планеты. На данных фотографиях Марс предстал безжизненной планетой с поверхностью, усеянной кратерами. Согласно данным «Маринера-4», Марс напоминал Луну. Также установил, что атмосфера Марса по плотности не превышает 1 % земной и состоит в основном из углекислого газа. В дальнейшем работал на околосолнечной орбите, передавая, в частности, информацию о солнечном ветре. Связь с аппаратом прекратилась в декабре 1967.Маринер-6 Маринер-7СШАЗапущены 25 февраля и 27 марта 1969 соответственно.31 июля и 5 августа 1969 аппараты прошли мимо Марса на расстоянии 3400 км. «Маринеры-6 −7» передали 200 фотографий и много другой ценной научной информации. В частности, выяснилось, что Марс не столь похож на Луну, как это представлялось после полёта «Маринера-4».Марс-4СССРМасса космической станции составляла: с топливом 3440 кг, без топлива — 2270 кгЗапущен 21 июля 1973 года в 19:30:59. Был запущен состав из четырёх АМС, предназначенных для изучения планеты. АМС достигла орбиты Марса 10 февраля 1974 года. Из-за дефектов в электронике, тормозные двигатели не сработали, и Марс-4 пролетел мимо планеты на расстоянии 2200 км. Станция передала одну фотографию и данные по впервые обнаруженной ионосфере Марса. На данный момент аппарат вращается по орбите вокруг Солнца.

Приложение 3

КА орбитальныеКАСтранаХарактеристикиОписание миссииМаринер-9СШАМасса 998 кг Восьмиугольная структура, изготовленная из алюминия, магния и стеклопластика. Четыре панели солнечных батарей вырабатывали около 800 Вт электроэнергии на околоземной орбите и 500 Вт вблизи Марса. Электроэнергия накапливалась в никель-кадмиевых аккумуляторных батареях (20 А·ч). В качестве топлива основного двигателя использовался монометилгидразин, аппарат стабилизировался по трём осям с точностью до 0,25 градусов при помощи 12 маневровых двигателей на сжатом газе. На борту находились инфракрасный и ультрафиолетовый спектрометры, инфракрасный радиометр и фотокамера высокого, на то время, разрешения.Станция была запущена 30 мая 1971 года при помощи ракеты-носителя Атлас/Центавр и достигла орбиты планеты 14 ноября того же года, став первым космическим аппаратом на орбите другой планеты. После периода марсианских пылевых бурь, аппарат стал отправлять на Землю чёткие фотоснимки поверхности Марса. Из-за магнитных бурь компьютер станции был перепрограммирован с Земли на задержку фотосъёмки в несколько месяцев, пока не осядет пыль. За 349 дней, аппарат передал в общей сложности 7329 изображения, покрыв около 80 % поверхности планеты. На изображениях были видны русла высохших рек, кратеры, огромные вулканические образования, свидетельства о наличии ветровой и водной эрозии и смещения пластов, погодные фронты, туман и ещё много подробностей.Марс-2СССРМасса- 4650 кг. Вывод на траекторию полёта к Марсу осуществлён с промежуточной орбиты искусственного спутника земли последней ступенью ракеты-носителя.Запущен 19 мая 1971 года. Полёт станций к Марсу продолжался более 6 месяцев, траектория полёта прошла на расстоянии 1380 км от поверхности Марса. Станция свыше 8 месяцев осуществляла комплексную программу исследования Марса. За это время станция совершила 362 оборота вокруг планеты. Спускаемый аппарат «Марса-2» был от стыкован от орбитального отсека 27 ноября 1971 года, а сама станция выведена на орбиту искусственного спутника Марса. Перед отделением спускаемого аппарата бортовая ЭВМ из-за программной ошибки сработала неправильно. Угол входа в атмосферу оказался больше расчетного. Парашютная система в таких условиях спуска была неэффективной, и спускаемый аппарат, пройдя сквозь атмосферу планеты, разбился в точке с координатами 4° с .ш. и 47° з.д. (Долина Нанеди в Земле Ксанфа).Марс-3СССРМасса КА: 4625 кг Масса орбитального аппарата: 3625 кг Масса посадочного модуля на поверхности Марса: 355 кг.Был запущен 28 мая 1971 «Марс-3» был сначала выведен на околоземную орбиту, а потом, при помощи разгонного Блока Д, переведён на межпланетную траекторию. До момента сближения с Марсом полёт проходил по программе. 2 декабря 1971 года была осуществлена первая в мире мягкая посадка на поверхность Марса. Аппарат начал передачу панорамы окружающей поверхности, но полученное изображение представляло собой серый фон. Через 14.5 секунд сигнал пропал. То же самое повторилось со вторым телефотометром. Впоследствии была выдвинута гипотеза о том, что причиной внезапного исчезновения сигнала с поверхности был коронный разряд в антеннах передатчика.Марс-5СССРМасса АМС «Марс-5» на старте составляла 3440 кг с учётом топлива, и 2270 кг — без топлива. Основу аппарата составлял блок баков двигательной установки цилиндрической формы. К этому блоку крепились две панели солнечных батарей, остронаправленная параболическая антенна, малонаправленные антенны, радиаторы системы терморегулирования, оптико-электронные приборы системы управления ориентацией и научные приборы.Был запущен 25 июля 1973 года с космодрома «Байконур» с помощью ракеты-носителя Протон УР-500К/РБ (SL-12). Совершив три коррекции траектории и торможение вблизи Марса, АМС вышла на орбиту вокруг Марса 12 февраля 1974 года. Сразу после этого была обнаружена разгерметизация приборного отсека орбитального блока, в котором располагались электронные блоки служебных систем и научной аппаратуры. Фототелеметрические камеры успели израсходовать 108 кадров из имеющихся 960. Из-за спешки многие кадры не удавались. Всего с АМС «Марс-5» было получено 43 снимка нормального качества, в том числе 15 с помощью короткофокусной «Вега-3МСА» и 28 — длиннофокусной «Зуфар-2СА». Последний сеанс связи был осуществлён 28 февраля 1974 года.Марс-6СССРВес станции с посадочным модулем составлял — 3260 кг. Масса спускаемого модуля составляла — 635 кг.5 августа 1973 года состоялся запуск. АМС достигла орбиты Марса 12 марта 1974 года. На расстоянии 48 000 километров спускаемый аппарат отделился от несущего модуля, оставшегося на орбите Марса и прошедшего на расстоянии 1600 километров от поверхности планеты. В это время аппарат собирал данные по планете и передавал на орбитальный модуль для немедленной ретрансляции на Землю. В момент срабатывания тормозных двигателей на скорости 61 м/с, связь с планетным модулем была потеряна. «Марс-6» приземлился в регион Margaritifer Terra 23.9° ю. ш. 19.42° з. д. (район в Южном полушарии Марса).Mars Global SurveyorСШАМасса 1030,5 кг Мощность 980 ВтБыл запущен 7 ноября 1996 с космодрома на мысе Канаверал с помощью ракеты-носителя «Дельта-2». В ходе полёта КА преодолел 750 млн км за 300 дней и 11 сентября 1997 достиг Марса. До марта 1999 аппарат совершал орбитальные манёвры, чтобы в итоге оказаться на круговой полярной орбите высотой 378 километров, удобной для проведения картографирования поверхности Марса. 31 января 2001 аппарат завершил основную миссию. Помимо картографирования поверхности Марса, выполняет роль телекоммуникационного спутника для роверов «Спирит» и «Опортьюнити», ретранслируя на Землю получаемые ими данные. 30 марта 2004 года аппарат сфотографировал ровер «Спирит» и его следы. В апреле 2005 аппарат сфотографировал аппараты «Марс Одиссей» и «Марс-экспресс». 5 ноября 2006 года связь с аппаратом была утеряна.Викинг-1СШАМасса 883 кг Мощность 620 Вт Оборудование орбитального аппарата состояло из двух видиконовых камер для получения видеоизображения, инфракрасного спектрометра для составления карт водяного пара в марсианской атмосфере, инфракрасного радиометра для составления тепловой карты планеты и ретранслятора, для передачи информации со спускаемых аппаратов.Был запущен при помощи ракеты-носителя Титан-3E 20 августа 1975 года. Через 10 месяцев полета за 5 дней до выхода на орбиту начал передавать общие изображения Марса. 19 июня 1976 года начал процедуру выхода на околомарсианскую орбиту, через двое суток орбита стабилизировалась с параметрами: перицентр — 1513 км, апоцентр — 33000 км. В феврале 1977 года был осуществлён ряд сближений с естественным спутником Марса Фобосом. 11 марта 1977 года перицентр орбиты был уменьшен до 300 км. В 1978 году Викинг-1 начал испытывать нехватку газа, 17 августа 1980 года все операции были прекращены.Викинг-2СШАМасса 883 кг Мощность 620 ВтБыл запущен 9 сентября 1975 года. После запуска с помощью ракеты-носителя «Титан-3E-Центавр» , начал отправлять общие снимки Марса ещё до выхода на орбиту. 7 августа 1976 аппарат вышел на орбиту с перицентром 1500 км, апоцентром 33 тыс. км. Аппарат приступил к фотосъемке предполагаемых мест посадки Спускаемый аппарат отделился от орбитального 3 сентября 1976. Работы включали сближение с Деймосом в октябре 1977. На орбитальном аппарате были выявлены утечки из силовой установки, сократившие запасы газа служившего для корректировки орбиты. Прекратил работу 25 июля 1978 года, передав 16 тыс. снимков. Орбитальный аппарат совершил около 700-706 витков вокруг Марса.Mars OdysseyСШАМасса725 кг, сухая масса: 331,8 кг, научной аппаратуры: 44,5 кг Размеры 2,2×2,6×1,7 м Мощность 750 ВтАппарат был запущен 7 апреля 2001 года ракетой-носителем «Дельта-2». 24 октября «Одиссей» прибыл на околомарсианскую орбиту. Аппарату удалось получить данные, свидетельствующие о крупных запасах воды на Марсе. По-видимому, в некоторых областях на глубине порядка 45 см залегает порода, состоящая из замёрзшей воды на 70 % по объёму. Одиссей» используется в качестве ретранслятора для передачи информации с марсоходов Спирит и Оппортьюнити.Марс экспрессЕКАВес аппарата 1123 кг, включая 113 кг научного оборудования, 65 кг — посадочный модуль «Бигль-2», 430 кг топлива. Размеры аппарата 1,5×1,8×1,4 метра, с раскрытыми солнечными батареями — 12 метров. Солнечные батареи площадью 11,42 м² с проектной мощностью 660 Вт, но из-за ошибки при монтаже выдают 460 Вт. Энергия запасается в трёх литий-ионных аккумуляторах ёмкостью 64,8 А. На борту имеется камера, позволяющая делать снимки поверхности Марса с разрешением 10 метров. Имеется спектрометр OMEGA (Observatoire pour la Mineralogie, l` Eau, les Glaces ot l`Activite) для геологических исследований, способный работать в видимом и инфракрасном диапазонах с разрешением 100 метров. Радар MARSIS для зондирования ионосферы и глубинных слоёв марсианской поверхности. Имеются ультрафиолетовый и инфракрасный спектрометры (для исследования атмосферы), а также другое научное оборудование. Посадочный модуль Бигль-2 имел буровой механизм и инструментарий для обнаружения следов жизнедеятельности микроорганизмов.2 июня 2003 «Марс-экспресс» стартовал на космодроме «Байконур» с помощью ракеты-носителя «Союз-ФГ» с разгонным блоком «Фрегат».В декабре 2003 года аппарат прибыл к Марсу и вышел на орбиту вокруг планеты.25 декабря 2003 года посадочный модуль «Бигль-2» опустился на Марс, но на связь не вышел.19 сентября 2005 срок работы аппарата продлён до конца 2007 года.9 января 2011 «Марс-экспресс» сфотографировал «обратную», до этого не запечатлённую, сторону Фобоса с 16-ти метровым разрешением и в 3D-формате, 3-го марта того же года пролётом над этим спутником аппарат завершил свою миссию.Марсианский разведывательный спутникСШАМасса 1 031 кг, ещё 1 149 кг топливо. Две солнечные батареи площадью 20 м² обеспечивают мощность электропитания 2 кВт. Трёхметровая параболическая антенна для дальней космической связи обеспечивает передачу данных со скоростью от 0,5 до 4 Мегабит в секунду в зависимости от расстояния от Земли до Марса. Камера высокого разрешения. Видовой спектрометр. Панхроматическая контекстная камера. Метеозонд, предназначен для изучения атмосферы Марса, в том числе наличие в ней льда, пыли, водяного пара. Цветная камера, предназначена для исследования марсианской погоды. Радиолокатор, предназначен, в первую очередь, для поиска льда, жидкой воды в верхних слоях поверхности Марса.Запущена 12 августа 2005 года с космодрома на мысе Канаверал с помощью ракеты-носителя Атлас V. Аппарат достиг Марса 10 марта 2006 года и начал серию манёвров, чтобы с помощью аэродинамического торможения занять нужную орбиту (торможение в верхних слоях атмосферы позволяет значительно сэкономить топливо). Орбитальные манёвры и различные проверки и калибровка оборудования закончились в ноябре 2006 года, после чего аппарат приступил к работе.

Приложение 4

Спускаемые КАМарсоходыСтранаХарактеристикиОписание миссииПрибор оценки проходимости — МарсСССРМасса — 4,5 кг Размеры корпуса (д*ш*в) — 25 см х 22 см х 4 см Способ передвижения — шагающее шасси с датчиками обнаружения препятствий. Скорость передвижения — 1 метр/час. (После перемещения на 1 метр, марсоход останавливался для получения команд управления с Земли). Научные приборы — динамический пенетрометр и гамма-лучевой плотномер. Управление — дистанционное, по кабелю от спускаемого аппарата АМС. Длина кабеля — 15 метров.Были доставлены на поверхность Марса в 1971 году при помощи АМС «Марс-2» (27 ноября) и «Марс-3» (2 декабря), однако свою миссию не выполнили. Спускаемый аппарат «Марс-2» разбился при посадке, а «Марс-3» работал только 20 секунд (предположительно вышел из строя из-за пылевой бури). Миссия — измерение плотности грунта.Викинг 1СШАМасса 572 кг Мощность 70 Ватт Оборудование аппарата составляло: два фототелевизионных устройства (ФТУ); приборы для метеорологических исследований, измеряющие давление, температуру, скорость и направление ветра у поверхности; сейсмометр; газовый хроматограф в сочетании с масс-спектрометром для идентификации по молекулярному весу органических веществ, входящих в состав проб грунта, а также для анализа проб атмосферных газов; рентгенофлуоресцентный спектрометр для идентификации неорганических веществ, входящих в состав проб грунта; установка для поиска жизни в пробах грунта по таким признакам, как фотосинтез, обмен веществ и газообмен.Спускаемый аппарат с защитным лобовым экраном отделился от орбитального 20 июля 08:51 UT. На этапе спуска были проведены первичные эксперименты с помощью анализатора тормозного потенциала, масс-спектрометром определялся газовый состав атмосферы, замерены атмосферное давление и температура, также был составлен профиль плотности атмосферы. Спускаемый аппарат приземлился на западе «Равнины Хриса» («Золотая Равнина») в точке с координатами 22,697° с.ш. 48,222° в.д. на высоте −2,69 км относительно референц-эллипсоида с экваториальным радиусом 3397,2 км и сжатием 0,0105 (или 22,480° с.ш. 48,967° в.д. в планетографических координатах). Аппарат произвёл самоинициализацию. Он выдвинул узконаправленную антенну для прямой связи с Землёй и развернул метеорологическую штангу с датчиками. Была произведена съёмка 300° панорамы. Сейсмометр не заработал, но эксперименты были выполнены. При ретрансляции через спутник пропускная способность канала была в десять раз больше чем при прямой связи.Викинг 2СШАМасса 572 кг Мощность 70 ВаттСпускаемый аппарат с защитным лобовым экраном отделился от орбитального 3 сентября 1976 года. Спускаемый аппарат приземлился в 200 км от кратера Mie в равнине Утопии в точке с координатами 48,269 с.ш. 225,990 в.д. на высоте 4,23 км относительно референц-эллипсоида с экваториальным радиусом 3397,2 км и сжатием 0,0105 (или 47,967° с.ш. 225,737° в.д. в планетографических координатах.) При приземлении одна из ног спускаемого аппарата оказалась на камне, наклонена на 8,2 градуса. Камера начала получать снимки сразу же после приземления. Спускаемый аппарат Викинг-2 проработал на поверхности 1281 марсианский день и вышел из строя 11 апреля 1980 года, когда истощился запас заряда батарей.Mars PathfinderСШАПосадочный аппарат имел фотокамеру(IMP), размещённую на выдвигаемой мачте высотой до 1,8 м. Камера оборудована двумя оптическими входами (для получения стереоснимков) и фильтрами с 12 цветовыми. На аппарате был установлен метеокомплекс ASI/MET с датчиками для измерения скорости и направления ветра, атмосферного давления и температуры, а также магниты для извлечения из грунта магнитных частиц размером до 0,1 мм. Посадочный аппарат был оборудован антеннами высокой и низкой. Работой аппарата управлял компьютер RAD6000 с 32-разрядным процессором и 128 МБ памяти. На борту применялась операционная система VxWorksЗапуск состоялся 4 декабря 1996. Посадка аппарата на поверхность Марса состоялась 4 июля 1997 года в равнине Хриса (Chryse Planitia). Температура окружающей среды составляла около −53 °C. Из-за сбоя на станции Сети дальней связи отделить марсоход в тот же день не удалось. К тому же обнаружилась нестабильность связи между посадочным модулем и марсоходом, которую удалось устранить только к 17:00 следующего дня.[3] 27 сентября 1997 года состоялся последний сеанс связи с аппаратом (сигнал, не содержащий данных, удавалось принимать до 7 октября, а попытки установить связь с аппаратом предпринимались до марта 1998 года). Всего было передано 16,5 тыс. снимков камеры посадочного аппаратаSojournerСШАМасса 15,5 кг, вес во время операций на поверхности Марса — 10,6 кг; размеры — 0,65×0,48×0,3 м. В Sojourner используется 11 двигателей постоянного тока RE016DC мощностью 3,2 Вт,.Шесть двигателей вращают колёса, по одному на каждое колесо, 4 задают направление движения и последний поднимает и опускает спектрометр. Двигатели могут переносить температуры до −100 °C. Электропитание Sojourner осуществлялось с помощью солнечной батареи с элементами на основе арсенида галлия. Площадь батареи 0,2 м². Кроме того, в марсоходе имелось три радиоизотопных элемента с несколькими граммами плутония-238 для поддержания необходимой температуры в электронном блоке. Марсоход был оборудован тремя камерами — передней стереосистемой и задней одинарной камерой. Аппарат также имел спектрометр для изучения химического состава пород. Управление Sojourner осуществлялось с помощью 8-разрядного процессора Intel 80C85, работающего на частоте 100 kHz, объём оперативной памяти составлял 512 KB, также имелся твердотельный накопитель на флеш памяти объёмом 176 KB. Работал без операционной системы.5 июля марсоход Sojourner съехал с посадочного аппарата и 6 июля приступил к научным экспериментам (в частности, изучению ближайшего камня). 6 июля была также передана круговая панорама, снятая камерой спускаемого аппарата. В дальнейшем марсоход изучил ещё несколько камней, а посадочный аппарат измерял параметры ветра, температуру и делал снимки. 550 снимков камер марсохода, проведено 15 анализов пород. Научные результаты миссии дали дополнительные подтверждения гипотезы о том, что когда-то Марс был более «влажным и тёплым».SpiritСШАМарсоход имеет 6 колёс. Источником электроэнергии служат солнечные батареи. При массе в 185 кг аппарат оснащён буром, несколькими камерами, микроскопом и двумя спектрометрами, смонтированными на манипуляторе. Также аппарат способен копать грунт, вращая одно из передних колес, сам оставаясь при этом неподвижным. Бортовой компьютер построен на процессоре RAD6000 с частотой 20 МГц, 128 МБ DRAM ОЗУ, 3 МБ EEPROM и 256 МБайт флэш-памяти. Рабочая температура робота от минус 40 до плюс 40 °C. Для работы при низких температурах используется радиоизотопный нагреватель, который может дополняться также электрическими нагревателями, когда это необходимо. Для теплоизоляции применяется аэрогель и золотая фольгаЗапуск состоялся 10 июня 2003 г. 4 января — марсоход совершил посадку на Марсе. Получены первые фотографии. 9 марта — работая в кратере Гусева, обнаружил доказательства в пользу существования на Марсе жидкой воды. 5 апреля — марсоход выполнил свою основную научную задачу. 90 дней, проведённых на планете, прошли, но марсоход продолжит выполнение дальнейших задач. 2008 В начале ноября «Спирит» попал в пыльную бурю, в сутки робот получает 87 ватт. Покрытые толстым слоем пыли солнечные элементы практически перестали снабжать аппарат энергией, и инженерам, чтобы предотвратить его самопроизвольное отключение, пришлось обесточить часть оборудования. 2009 1 мая — Spirit увяз в песках богатых сульфатом железа(III). 2010 26 января — НАСА официально признало Спирит стационарной научной платформой, таким образом подтвердив невозможность вывести марсоход из области сульфатного песка. 22 марта был проведен последний успешный сеанс связи с марсоходом.OpportunityСШАПо конструкции аналогичен аппарату Спирит.Запуск состоялся 8 июля 2003 Посадка на небесное тело25 января 2004 г Марсоход продолжает функционировать в течение времени, в двадцать раз превышающее запланированное. Очистка солнечных панелей от пыли происходит за счёт естественного ветра в марсианской атмосфере. Производит обширный геологический анализ марсианской породы и изучение планетарных особенностей поверхности. На 19 мая 2010 продолжительность миссии достигла 2246 суток, что делает миссию самой длительной на поверхности Марса в истории, побив тем самым рекорд в 2245 суток, установленный спускаемым модулем Викинг-1 в 1982 году. В список выполненных задач входит завершение первоначальной девяностодневной миссии, открытие первого метеорита на другой планете, Heat Shield Rock (Meridiani Planum), и двухлетнее изучение кратера Виктория. В 2007-ом году марсоход едва выжил в пыльной буре, и в настоящее время (с августа 2011) исследует кратер Индевор, к которому марсоход двигался с 2008 года.PhoenixСШАСистема Surface Stereo Imager (SSI). Состоит из двух камер, смонтированных на выдвижной башенке высотой около 2 м, и предназначена для визуального исследования планеты Камера механической руки Установленная на конце механической руки камера Robotic Arm Camera (RAC). Камера укреплена непосредственно возле ковша. Механическая рука и метеорологическая станция Основной инструмент корабля — механическая рука Robotic Arm (RA), она создана JPL и может двигаться вперёд-назад, вправо-влево, вверх и вниз, а также совершать круговые движения. Длина устройства составляет 2,35 м. В задачи метеорологического оборудования входит ежедневная фиксация изменений марсианской погоды путем использования датчиков температуры и атмосферного давления, а также измерение концентрации пыли и ледяного пара в воздухе Красной планеты с помощью лидара, он поможет выявить наличие невидимых невооружённым глазом облаков, тумана и мест концентрации пыли. Микроскопы Максимальное разрешение оптического микроскопа — 4 мкм, атомного — 10 нм. Масс-спектрометр Модуль TEGA содержит восемь миниатюрных одноразовых муфельных печек, в которых происходит нагревание образцов марсианского грунта.Запуск состоялся 4 августа 2007 года в 09:26:34 UTC с помощью ракеты-носителя Дельта-2 7925 с мыса Канаверал во Флориде, США. Вес ракеты на старте составлял более 280 тонн. Миссия аппарата выполнена. Продолжение функционирования аппарата на следующее марсианское лето изначально оценивалось как маловероятное, поэтому выход его из строя зимой не является неудачей миссии. Аппарат Phoenix нашёл воду на Марсе.