робота. Виконала Волошина Катерина група хамал дослідження планети Марс

• Название: Виконала Волошина Катерина група хамал дослідження планети Марс
• Дата: 08.02.2022
• Размер: 23.64 Kb.
• Имя файла: робота.docx
• Тип: Документы; #355349

Виконала

Волошина Катерина

група ХАМАЛ
Дослідження планети Марс

Вже давно люди знають про космос, галактику, інші планети. Загадковість, незвичайність, пошуки чогось нового – це все давно вже манило людство. Саме тому вже люди побували на Місяці, літали в космосі, але ще досі нікому не вдалося побувати на іншій планеті. Червоно-гаряча пранета, красива, як можна не хотіти дослідити її? Вже дуже багато років поспіль науковцям вдавалося відправляти марсоходи для дослідження атмосфери цієї загадкової планети, елементного складу грунту та гірських порід, пошуки води, а також пошуки біологічної матеріїї.

Дійсно, всі накопичені до теперішнього часу дані дозволяють судити про схожість у переважаючому мінеральному складі порід планет земної групи. У разі Марса з високим ступенем впевненості можна говорити про силікатно-оксидний склад кори, що містить у значних кількостях піроксени, амфіболи, плагіоклази та залізотитанові оксиди. Крім того, є подібний набір найбільш активних реагентів у земній та марсіанській атмосферах, що визначають основну спрямованість процесів зміни поверхні гірських порід. В обох випадках це насамперед кисень, вода та вуглекислий газ. Ці атмосферні компоненти формують окисну обстановку вивітрювання породоутворюючих силікатів, оксидів металів змінної валентності та сульфідів.

Були дослідженні різні породи, їх мінеральний склад рентгенівським фазовим аналізом та за оптичними спектрами відображення. Головні мінеральні складові вивчених порід — глинисті мінерали (каолініт, монтморилоніт), кварц, гідрослюда, оксиди та гідроксиди Fe³⁺ (гетит та гематит). У глинах переважають складні силікати, у туфах – кварц та польові шпати. Основними хромофорними іонами, що зумовлюють фарбування та особливості оптичних спектрів досліджених зразків гірських порід, є іони Fe³⁺.

Мінеральний склад досліджених порід визначався стандартним методом рентгеноструктурного аналізу. Крім того, всі представлені зразки охарактеризовані напівкількісним спектральним аналізом на 32 елементи.

Дуже цікаво, що на аналіз атмосфери і грунту Марсу було відправлено чимало апаратів, і саме «Вікінг-1» та «Вікінг-2» стали першими станціями, що успішно приземлились на планету та працювали там протягом довгого часу (1976 р.). І саме рентгенівський флуорисцентний спектрометр вимірював склад зразків марсіанського грунту, а газовий хроматограф з мас-спектрометром визначав виділення летючих речовин з грунту при його нагріванні. Також невдовзі запускалися й інші марсоходи з спектрометром альфа-частинок і рентгенівського випромінювання для дослідження елементного складу марсіанського грунту і гірських порід..

В 2003 році на Марс були відправленні марсоходи «Mars Exploration Rover», на яких впереше були встановлені месбауеровські спектрометри, що дозволяють визначати залізовмісні мінерали, що складають істотну частину марсіанського грунту і гірських порід. Також у складі даного марсохода є спектрометр теплового випромінювання MINI-TES, що призначений для побудови мультиспектральних зображень теплового ІЧ-випромінювання поверхні Марса для визначення мінералогічного складу і вибору зразків для детального вивчення. Дуже важливо те, що ці марсоходи принесли дуже важливі результати:

• 
  виявлення сульфатів в підповерхневих шарах марсіанського грунту;
  
• 
  сліди взаємодії з водою в гірських породах Колумбійських холмів (підвищений вміст S, Cl, K, P, Br, наявність гетиту);
  
• 
  сліди водяних відкладень і діагенеза в гірських породах Південної рівнини;
  
• 
  наявність ярозиту в масбауеровських спектрах.
  

Ще одним проривом став запуск марсохода «Phoenix» (2008 р.), що відбирав зразки марсіанського грунту за допомогою механічної руки. Відібрані зразки досліджувалися на газовому аналізаторі з піролітичною коміркою, в якій дані зразки нагрівалися до 1000 ^оС, а склад газів, які виділялися при цьому, аналізувалися мас-спектрометром з чутливістю до 10 частинок на мільярд.

В 2009 р. на Марс був відправлений великий марсохід «Mars Science Laboratory», у складі якого були така важлива апаратура:

• 
  спектрометр альфа-частинок і рентгенівського випромінювання APXS для проведення експрес-аналізу елементного складу марсіанського грунту та гірських порід;
  
• 
  лазерний аналізатор ChemCam для проведення дистанційного аналізу хімічного складу поверхні Марсу;
  
• 
  рентгенівський дифрактометр і спектрометр CheMin для вимірювання хімічного і мінералогічного складу зразків марсіанського грунту та гірських порід;
  
• 
  аналіз зразків на Марсі SAM для хімічного аналізу зразків за допомогою мас-спектрометра, газового хроматографа і лазерного спектрометра зі змінною довжиною хвилі.
  

Також варто розказати і про останні дослідження Марсу. В липні 2020 року до цієї планети відправилися три міжпланетні апарати. Першим орбіти досягнула арабська станція «Аль-Амаль». За допомогою трьох наукових приладів, створених спільно з науковими організаціями США, — інфрачервоного спектрометра EMIRS, багатодіапазонної фотокамери EXI з роздільною здатністю до 8 км та ультрафіолетового спектрометра EMUS — арабські фахівці зберуть дані про динаміку різних шарів марсіанської атмосфери та про її взаємодію з сонячним світлом. 14 лютого 2021 зонд відправив свій перший знімок Марса з висоти 25 тис. км над поверхнею планети.

Наступним апаратом, який досяг планети була китайська станція «Тяньвень-1» (10 лютого 2021 р.). Вона набагато амбітніша, ніж арабська. На орбітальному апараті «Тяньвень-1» встановлено сім наукових інструментів: ​​мультиспектральна камера MRC, яка дозволить якісно відзняти поверхню Марса; кольорова камера помірної роздільної здатності MRC для оглядової зйомки; радіолокатор для зондування підповерхневих шарів ґрунту та пошуку льоду MOSER; мінералогічний спектрометр MMS для вивчення ресурсів Марса; трикомпонентний магнітометр MM; ще два прилади призначені для вивчення атмосфери та космічного середовища: аналізатор іонів та нейтральної плазми MINPA, а також аналізатор енергійних частинок MEPA для реєстрації у верхніх шарах атмосфери Марса електронів, протонів, альфа-часток та важких іонів до заліза включно.

Останнім на Марс приземлився американський марсохід «Марс-2020» з ровером «Персеверанс» (18 лютого 2021 р.). До складу марсохода входять сім наукових інструментів: камера Mastcam-Z для панорамних та стереоскопічних знімків поверхні; камера-спектрометр SuperCam – інструмент для аналізу хімічного та мінералогічного складу марсіанських порід; рентгенівський флуоресцентний спектрометр PIXL з тепловізором, який дозволить зробити найдокладніший аналіз елементного складу ґрунту на Марсі за всю історію досліджень планети; ультрафіолетовий раманівський спектрометр SHERLOC з камерою високої роздільної здатності; метеостанція MEDA для вимірювання температури повітря, атмосферного тиску, швидкості та напрямку вітру, відносної вологості та розміру та форми частинок пилу в повітрі; радар надвеликого діапазону RIMFAX - георадар, призначений для виявлення найближчих підповерхневих шарів порід, що вміє заглядати на глибину до 10 м; маніпулятор – крім спектрометрів, на ньому встановлений невеликий механізм, здатний бурити невеликі отвори глибиною до шести сантиметрів. Крім того, на марсоході встановлено незвичайне експериментальне встановлення MOXIE, яке отримуватиме кисень з вуглекислого газу, що міститься в марсіанській атмосфері. Ця технологія може стати в нагоді майбутнім екіпажам пілотованих експедицій на Марс.

Американський ровер збиратиме цікаві для вчених зразки в титанові пробірки, щоб під час наступної місії (у колаборації з Європейським космічним агентством) забрати їх та доставити на Землю у 2031 році. А Китай планує доставити марсіанський ґрунт на Землю до осені 2030 року.

На мою думку, для якісного та кількісного аналізу марсіанського грунту та гірських порід доречно буде застосувати гравіметричний метод аналізу, адже він характеризується високою точністю та відворюваністю, єдиним його недоліком є довга тривалість визначення. Для аналізу грунту впринципі можна використати потенціометричний та фотометричний методи аналізу, також можна провести кількісний аналіз грунту за допомогою атомно-абсорбційного та спектрофотометричного методів. Валовий вміст елементів у грунтах, гірських породах визначають методами кількісного емісійного спектрального аналізу.

Дуже цікаво слідкувати за такими науковими новинами, адже зовсім скоро настане ера, коли людство колонізує інші планети, якби це фантастично не звучало, але можливо через декілька століть люди житимуть на різних планетах і зможуть переміщатися між ними, як між різними країнами.

Список використаної літератури

1. 
   http://www.roscosmos.ru/media/files/docs/3/manned_mission_to_mars_ru_10_41.pdf
   
2. 
   https://trv-science.ru/2021/02/mars-v-objektive/
   
3. 
   https://www.researchgate.net/profile/Dmitry-Shestopalov/publication/252432765_Spectrophotometry_of_rocks_colored_by_oxides_of_iron_as_probable_analogs_of_Martian_soil_in_Russian/links/559e3cb408ae76bed0bb740f/Spectrophotometry-of-rocks-colored-by-oxides-of-iron-as-probable-analogs-of-Martian-soil-in-Russian.pdf
   
4. 
   https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17058056
   
5. 
   https://www.bbc.com/russian/science/2012/10/121019_curiosity_chemmin_analysis
   
6. 
   https://www.bbc.com/russian/science/2013/02/130210_curiosity_drill_sample
   
7. 
   https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%9C%D0%B0%D1%80%D1%81%D0%B0#cite_note-96
   
8. 
   https://cyberleninka.ru/article/n/himicheskiy-sostav-regolita-i-ego-vliyanie-na-zdorovie-kolonistov-na-lune/viewer