«Проклятье» марсоходов наконец-то получило научную разгадку
Эти устройства пережили многомесячные перелеты в космосе, устояли перед жестокими песчаными бурями и экстремальными перепадами температур. Но десятки миссий Марс, казалось, преследовал злой рок. Нет, он не сбрасывал с неба на марсоходы метеориты и не выводил из строя сложную электронику, однако наставал такой момент, что роверы просто переставали ехать, хотя в остальном бортовая аппаратура работала отлично.
Ученые десятилетиями ломали голову в поисках причин. Списывали загадочные остановки на «неудачный грунт» или «роковую случайность». Но частота «остановок» наводила на мысль о некой системной ошибке, которую никто не мог обнаружить. Разгадка этой тайны обнаружилась совсем недавно. И она скрывалась вовсе не в технологических недостатках инопланетных роверов, а в том, что инженеры NASA банально проглядели один из фундаментальных законов мироздания.
История планетоходов началась с советского триумфа. В 1970 году СССР запустил «Луноход-1». Это был первый в истории аппарат, который успешно работал на поверхности другого небесного тела. Так началась эра механических разведчиков. С тех пор на Луну и Марс отправился целый парк вездеходов, каждый — сложнее и совершеннее предыдущего. Но почти с каждой миссией повторялся один и тот же тревожный сценарий.

Советский «Луноход-1« показал себя просто отлично, но потом все как-то пошло не так
Поначалу вину возлагали на стихию. Мощные марсианские бури, способные охватить всю планету, поднимали тучи абразивной пыли. Она покрывала солнечные панели, лишая роверы энергии, и буквально хоронила их.
Правда, многие миссии заканчивались в ясную погоду. Аппарат просто двигался по своему маршруту, как вдруг его колеса начинали буксовать, и он медленно, но неотвратимо погружался в грунт. Команды с Земли часами, днями, неделями пытались его высвободить, но все было тщетно.
Самый известный пленник — марсоход NASA Spirit. В 2009 году он застрял в месте, которое инженеры прозвали «Земля Трои». Типа Трою греки брали 10 лет подряд, а насовцы потратили на освобождение ровера тоже огромное количество времени.

Злосчастная «Земля Трои» глазами марсохода Spirit
Но песок под ним оказался нестабильным, и все попытки вызволить ровер провалились. Он так и остался там, превратившись из подвижного исследователя в стационарную лабораторию, а затем — в молчаливый памятник самому себе.
Инженеры, конечно, знали, что гравитация на Марсе и Луне слабее земной. Они скрупулезно учитывали это при проектировании, рассчитывая вес аппаратов и нагрузки. Но, как выяснилось позже, они упускали из виду один критический момент. Тот, что находился прямо под колесами.
Прорыв в расследовании этой многолетней аномалии совершила команда инженера-механика Дэна Негрута из Висконсинского университета. Ученые обратились не к полевым испытаниям, они использовали мощное компьютерное моделирование. При помощи программы Project Chrono, способной с высочайшей точностью симулировать взаимодействие сложных тел с сыпучими средами, исследователи воссоздали в цифре поведение марсоходов в инопланетных условиях.

Работа марсохода смоделирована в Project Chrono — движке для физического моделирования, разработанном в Висконсинском университете
Они погрузили виртуальные роверы в модели лунного и марсианского грунта и сравнили результаты с данными реальных испытаний на Земле. Именно здесь и было обнаружено ключевое несоответствие. Поведение цифровых двойников в условиях низкой гравитации кардинально отличалось от поведения реальных прототипов в земных лабораториях. Стало ясно: десятилетия тестов проходили с фундаментальной ошибкой.
Ошибка заключалась в том, что инженеры, создавая на Земле точные копии марсианского грунта по составу и плотности, не могли изменить один параметр — гравитацию. А она влияет не только на сам ровер, но и на физику материала под ним.
Реголит Луны и Марса — это не земной песок. Его частицы острые, рыхлые и не сцеплены между собой влагой или ветровой эрозией. В условиях слабой гравитации этот грунт не может уплотниться и оказать серьезное сопротивление. Колесо ровера не катится, а проваливается в море незакрепленных частиц, которые моментально облепляют его, создавая колоссальное сопротивление. Грунт ведет себя не как твердая почва, а как вязкая жидкость, и именно это останавливало одну марсианскую миссию за другой.
Открытие команды Негрута — это не просто объяснение прошлых неудач. Это ключ к будущему освоению Солнечной системы. Теперь у инженеров есть инструмент, позволяющий проводить виртуальные испытания в условиях, максимально приближенных к реальным.
Можно моделировать, как поведет себя колесо новой формы или робот с иным типом двигателя в гравитации Марса, Луны или даже спутника Юпитера Европы. Это позволит создавать более проходимые и надежные машины и уберечь будущие миссии от участи их предшественников.

Профессор машиностроения Дэн Негрут позирует с космическим вездеходом, используемым для тестирования
Новая научная работа выходит далеко за рамки проблемы застревания. Она затрагивает планирование маршрутов, расчет скорости, разработку аварийных процедур и даже стратегии выбора мест для посадки пилотируемых миссий. Вполне вероятно, что однажды жизнь колонистов на Марсе может оказаться под угрозой из-за одного неверного шага. Что, если, шагнув на Красную планету, первопроходцы провалятся в коварный и нестабильный грунт типа зыбучих песков на Земле?
Ученые десятилетиями ломали голову в поисках причин. Списывали загадочные остановки на «неудачный грунт» или «роковую случайность». Но частота «остановок» наводила на мысль о некой системной ошибке, которую никто не мог обнаружить. Разгадка этой тайны обнаружилась совсем недавно. И она скрывалась вовсе не в технологических недостатках инопланетных роверов, а в том, что инженеры NASA банально проглядели один из фундаментальных законов мироздания.
Марсианское «проклятие»
История планетоходов началась с советского триумфа. В 1970 году СССР запустил «Луноход-1». Это был первый в истории аппарат, который успешно работал на поверхности другого небесного тела. Так началась эра механических разведчиков. С тех пор на Луну и Марс отправился целый парк вездеходов, каждый — сложнее и совершеннее предыдущего. Но почти с каждой миссией повторялся один и тот же тревожный сценарий.

Советский «Луноход-1« показал себя просто отлично, но потом все как-то пошло не так
Поначалу вину возлагали на стихию. Мощные марсианские бури, способные охватить всю планету, поднимали тучи абразивной пыли. Она покрывала солнечные панели, лишая роверы энергии, и буквально хоронила их.
Правда, многие миссии заканчивались в ясную погоду. Аппарат просто двигался по своему маршруту, как вдруг его колеса начинали буксовать, и он медленно, но неотвратимо погружался в грунт. Команды с Земли часами, днями, неделями пытались его высвободить, но все было тщетно.
Самый известный пленник — марсоход NASA Spirit. В 2009 году он застрял в месте, которое инженеры прозвали «Земля Трои». Типа Трою греки брали 10 лет подряд, а насовцы потратили на освобождение ровера тоже огромное количество времени.

Злосчастная «Земля Трои» глазами марсохода Spirit
Но песок под ним оказался нестабильным, и все попытки вызволить ровер провалились. Он так и остался там, превратившись из подвижного исследователя в стационарную лабораторию, а затем — в молчаливый памятник самому себе.
Инженеры, конечно, знали, что гравитация на Марсе и Луне слабее земной. Они скрупулезно учитывали это при проектировании, рассчитывая вес аппаратов и нагрузки. Но, как выяснилось позже, они упускали из виду один критический момент. Тот, что находился прямо под колесами.
Виртуальность побеждает реальность
Прорыв в расследовании этой многолетней аномалии совершила команда инженера-механика Дэна Негрута из Висконсинского университета. Ученые обратились не к полевым испытаниям, они использовали мощное компьютерное моделирование. При помощи программы Project Chrono, способной с высочайшей точностью симулировать взаимодействие сложных тел с сыпучими средами, исследователи воссоздали в цифре поведение марсоходов в инопланетных условиях.

Работа марсохода смоделирована в Project Chrono — движке для физического моделирования, разработанном в Висконсинском университете
Они погрузили виртуальные роверы в модели лунного и марсианского грунта и сравнили результаты с данными реальных испытаний на Земле. Именно здесь и было обнаружено ключевое несоответствие. Поведение цифровых двойников в условиях низкой гравитации кардинально отличалось от поведения реальных прототипов в земных лабораториях. Стало ясно: десятилетия тестов проходили с фундаментальной ошибкой.
Ошибка заключалась в том, что инженеры, создавая на Земле точные копии марсианского грунта по составу и плотности, не могли изменить один параметр — гравитацию. А она влияет не только на сам ровер, но и на физику материала под ним.
Реголит Луны и Марса — это не земной песок. Его частицы острые, рыхлые и не сцеплены между собой влагой или ветровой эрозией. В условиях слабой гравитации этот грунт не может уплотниться и оказать серьезное сопротивление. Колесо ровера не катится, а проваливается в море незакрепленных частиц, которые моментально облепляют его, создавая колоссальное сопротивление. Грунт ведет себя не как твердая почва, а как вязкая жидкость, и именно это останавливало одну марсианскую миссию за другой.
Ключ к новым мирам
Открытие команды Негрута — это не просто объяснение прошлых неудач. Это ключ к будущему освоению Солнечной системы. Теперь у инженеров есть инструмент, позволяющий проводить виртуальные испытания в условиях, максимально приближенных к реальным.
Можно моделировать, как поведет себя колесо новой формы или робот с иным типом двигателя в гравитации Марса, Луны или даже спутника Юпитера Европы. Это позволит создавать более проходимые и надежные машины и уберечь будущие миссии от участи их предшественников.

Профессор машиностроения Дэн Негрут позирует с космическим вездеходом, используемым для тестирования
Новая научная работа выходит далеко за рамки проблемы застревания. Она затрагивает планирование маршрутов, расчет скорости, разработку аварийных процедур и даже стратегии выбора мест для посадки пилотируемых миссий. Вполне вероятно, что однажды жизнь колонистов на Марсе может оказаться под угрозой из-за одного неверного шага. Что, если, шагнув на Красную планету, первопроходцы провалятся в коварный и нестабильный грунт типа зыбучих песков на Земле?
- Дмитрий Алексеев
- scitechdaily.com, news.wisc.edu, vk.com, wikipedia.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Призрак, затопивший «Титаник», появился у берегов Англии
Ученые рассказали, как редкая оптическая иллюзия могла пустить ко дну самый защищенный лайнер в истории...
Туннель Путина — Трампа с Чукотки на Аляску: что нам ждать после подписания соглашения?
На самом деле, этот проект справил 135-летний юбилей. Неужели человечество наконец-то доросло до тоннеля между Евразией и Америкой?...
Обломок взорвавшейся планеты размером с Луну нашли в самом сердце Сахары
Откуда он там взялся и что вообще творилось на заре существования Солнечной системы?...
Третье пророчество китайского Нострадамуса: почему Иран победит США
Два предсказания уже сбылось, когда ждать исполнения третьего прогноза...
7000-летняя загадка: полный ров обезглавленных скелетов обнаружен в Словакии
Археологи в растерянности: совершенно непонятно, кто и зачем изъял черепа у 77 человек...
Взрыв «лунной» ракеты остановил США: Китай выходит вперед?
Эксперты говорят: катастрофа отбросила американскую лунную программу на несколько лет назад...
Тайны «северной столицы»: чем поразил археологов главный город гуннов?
Этот мегаполис вообще не должен был существовать, так как нарушает все правила...
Жизнью мы обязаны Юпитеру: почему эта планета отметилась в ДНК каждого из нас?
Американские ученые полностью переписали одну из главных страниц в истории Земли...
Российские дроны заглянули под землю: какие тайны раскрыл древнеримский город Парион?
Ученые копают здесь уже 20 лет, но прорыв случился, когда россияне применили новейшие технологии...
Тайна аномальных снегопадов в Антарктиде раскрыта: виноваты невидимые «реки»
Ученым придется пересмотреть все климатические модели Шестого континента. Кстати, снега там будет выпадать с каждым годом все больше...
МКС снова переехала: почему в этом «виноваты» русские?
Без российских кораблей международная станция давно бы упала и сгорела...
Боевые комары Пентагона: детали секретного проекта наконец-то раскрыты
Почему эксперты признают: у этих экспериментов был большой потенциал?...