«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
Секрет охоты на мамонтов открыт: ученые только что разрушили один из главных мифов древней истории
То, что наука считала исторической реконструкцией, оказалось обычным эпизодом из голливудского фильма...
Математика позволила заглянуть в прошлое: тайна знаменитого перехода Ганнибала через Альпы раскрыта
Кроме всего прочего, ученые смогли объяснить, почему боевые слоны с легкостью пережили горный марш-бросок в отличие от десятков тысяч погибших солдат...
Особенности топливного вопроса: кто на самом деле заправлял Гитлера?
Поразительно, но у Германии были такие поставщики горючего, о которым многие даже не подозревают...
Ученые «разжаловали» индонезийских хоббитов из умников: огнем не владели, подъедались за варанами
Что же заставило археологов переписать целый пласт древней истории?...
Неизвестная Австралия: как англичане уничтожили почти все население Зеленого континента
Это была очень загадочная история, в которой скончались сотни тысяч коренных жителей...
316 лет на троих: ученые назвали три секрета феноменального долголетия сестер Нунес
Специалисты говорят: важно получить «хорошие гены», но еще важнее ими правильно распорядиться...
Опасный 1968-й: почему этот год стал роковым для подводных лодок?
Никогда до и после не происходило столько катастроф под водой. Случайность или все-таки совпадение?...
Загадочные космические шары в Австралии: эксперты назвали их возможное происхождение
Теперь Австралийскому космическому агентству придется провести самое настоящее расследование...
Аномальное явление: почему землетрясение в Венесуэле вызвала слухи об НЛО?
Чем закончилась схватка экспертов и конспирологов? И чем на самом деле была эта аномалия?...
Ошибка или расчет: почему Сталин отказался эвакуировать Москву в июне 1941 года?
Историк Никита Ломагин рассказал, чем руководствовался советский лидер, когда принимал столь непростое решение...
Ядерные бомбы на орбите: найден способ обнаружить секретные заряды в космосе
Почему эксперты говорят, что орбитальная ядерная инспекция дальше гипотезы не сдвинется?...
Шестое чувство доказано учеными: почему от него зависит наше психическое здоровье?
Оказалось, мы постоянно «вслушиваемся» в себя, даже не подозревая об этом. И горе тому, у кого такой «слух» вдруг дает сбой...
«Великое старение» США: почему власть пожилых угрожает Америке?
Профессор Мойн из Йеля уверен, что старики ведут Соединенные Штаты куда-то не туда...