«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
Раскрыта главная тайна антарктического льда: ученые узнали, как и кем была взломана природная защита Шестого континента
Похоже, той Антарктиде, которую мы знаем, приходит конец. Впрочем, это не точно...
Древнеримский артефакт переписывает историю Америки: Колумб был не первым?
Почему находка из индейской могилы почти 100 лет вызывает ожесточенные споры среди археологов и историков?...
Еще раз об убийстве Андрея Боголюбского: что рассказали кости погибшего князя?
Профессор судебной медицины поправил историков и выявил неточности древних летописей...
Тайна гибели сибирского «Титаника»: почему некоторые детали катастрофы 1921 года неизвестны даже сейчас?
Поразительно, но тогда судьи единогласно оправдали капитана парохода. Так кто же тогда был виновником этого страшного происшествия?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены. Часть 2. Расплата
Как наука отменила срок давности у преступления? И какая тайна осталась не раскрытой?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены
Как новейшие технологии помогли сдвинуть с места нераскрываемое дело...
Жители Анд переписали свою ДНК: почему горные индейцы пьют ядовитую воду, но чувствуют себя при этом хорошо?
По словам ученых, эволюция сделала красивый и хитрый ход. И это не иммунитет к токсинам, а нечто другое, более интересное...
Ядерный взрыв на Луне: для чего советские ученые хотели провести такой грандиозный эксперимент?
Зачем России атомный реактор на Луне и как он поможет нам добраться до Венеры?...
ФСБ рассекретило часть архивов Александра Вадиса, генерала «Смерш»: как советская контрразведка переиграла немцев на Курской дуге. И не только
Историки говорят: по биографии этого смершевца можно запросто снять несколько остросюжетных боевиков...
Почему эти меры не спасут Антарктиду: пять проектов по спасению ледников оказались провалом
Эксперт жестко проанализировал самые популярные программы по сохранению льда на Шестом континенте. Увы, они оказались невыполнимой фантастикой, причем опасно...