«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
Древняя легенда о появлении Ангары оказалась чистой правдой: об этом рассказал российский ученый
Эта была чудовищная катастрофа: мегапоток в считаные часы изменил ландшафт на сотни километров вокруг...
Сокровища, 400 лет пролежавшие на дне, наконец-то, найдены: зря английский король сжег тогда 19 ведьм
Прорыв в поисках произошел, когда применили самые современные технологии...
Энергетическая революция отменяется? Ученые рассказали, как водород убивает современные турбины
Топливо будущего оказалось с таким опасным подвохом, что в пору от него отказаться...
Еще одна тайна Туринской плащаницы: лазер «проявил» то, что скрывалось веками
Почему сейчас ученые уверены: в момент воскрешения Христа изображения на ткани еще не было?...
Был ли император Петр татарином по матери: что говорят документы и ученые?
Эта история имела продолжение: впоследствии родственники царя оказались еще… и «германцами»...
Самый популярный авиалайнер оказался «дырявым»: Boeing-737 взломали за одну минуту «монеткой»
Оказалось, что некоторые устройства в самолете не менялись… еще с прошлого века...
Об этой проблеме не говорят вслух на орбите, но теперь ученые смогут помочь космонавтам
Эксперты говорят: если не исправить сложившуюся ситуации, то о полетах на Марс и дальше можно забыть...
Жизнь без «экранов»: зачем топ-менеджеры Кремниевой долины жестко урезали своим детям доступ к гаджетам?
Двуличие этих людей поражает: для себя одни правила, для миллиардов простых смертных — другие...
Правда ли, что животные в зоопарке страдают, или это давно опровергнутый миф?
Выводы экспертов оказались крайне неоднозначными и в части даже парадоксальными...
Химчистка — опасная зона: ученые рассказали, почему не стоит жить по соседству с такими заведениями
На скрытые точки отравления никто не обращает внимания, но они порой опаснее заводов и фабрик...
Зловещий секрет 2000-летних рисунков: стало известно, из чего делали несмываемую краску в Древнем Китае
Особый ингредиент буквально заставлял краску врастать в поверхность скалы...
«Дырявые» спутники: в программах NASA нашли лазейку для хакеров
Очень удивительно, как террористы еще не захватили контроль над орбитальными аппаратами...
Неожиданное открытие: талая вода Гренландии усиливает аномальную жару в Европе
Ученые предупреждают: уже через несколько лет европейцы будут вспоминать нынешнее лето как приятную прохладу...
Китайские «россияне» оказались самыми высокими людьми в последний ледниковый период
Ученые говорят, что денисовцы из Тайваня нарушали основные законы эволюции и приспособления...