Коли марсохід НАСА Perseverance здійснить посадку на Марсі в лютому 2021 року, він буде нести з собою набір дзеркал, які будуть служити мішенями для майбутніх орбітальних космічних кораблів, оснащених високоточними лазерами. Експеримент з лазерним відображенням може допомогти вченим зрозуміти, як гравітація впливає на інопланетний світ, і може одного разу зробити небезпечну роботу з посадки автономних зондів на поверхню Марса більш безпечною.
З настанням космічної ери в 1950-х роках вчені придумують оригінальні способи розгадувати секрети планет, що становлять нашу сонячну систему. Вони винайшли цілий арсенал обладнання, від складних спектрометрів, здатних розділяти світло на його складові частини, до датчиків магнітного поля і високотехнологічних камер.
В епоху Аполлона астронавти розмістили на поверхні Місяця серію великих відбиваючих матриць, деякі з яких були розміром з комп'ютерний монітор. Потім дослідники на Землі випустили в них лазери - з вражаючою точністю - і підрахували, скільки часу знадобилося, щоб промінь повернувся.
Ці прості експерименти дозволили вченим відстежувати орбіту Місяця і її змінювану форму, коли вона була стиснута гравітаційним впливом Землі.
Одна з сильних сторін світлоповертачів полягає в тому, що, якщо їх не чіпати, вони можуть залишатися корисними орієнтирами протягом десятиліть. Наприклад, дзеркала, поміщені на Місяць під час пізніших місій Аполлона, все ще використовуються дослідниками донині.
Тепер НАСА збирається повторити ці експерименти на Марсі, але замість того, щоб направляти лазер з Землі, дзеркала на марсоходах будуть націлені на космічний корабель, що знаходиться високо на орбіті над Червоною планетою. Ретрорефлектори на марсоході Perseverance також набагато менше тих, що використовувалися під час місій Аполлона, і мають зовсім іншу конструкцію.
Дзеркала, розгорнуті під час місій «Аполлон-11» і «Аполлон-14», мали форму громіздких плоских панелей.
Віддзеркалювачі нового покоління набагато менші за розміром, вони укладені в захисний купол. Кожен з маленьких отворів в корпусі містить три дзеркальні поверхні, розташовані під кутом 90 градусів один до одного. За даними НАСА, цей метод гарантує, що лазер, який потрапив у пристрій, буде направлений назад на його джерело.
Подібні рефлектори також будуть використовуватися з посадковим пристроєм НАСА InSight і новим марсоходом ЄКА Rosalind Franklin, запуск якого запланований на 2022 рік.
Експеримент - хороший приклад того, як космічні агентства прагнуть втиснути в місію якомога більше науки, щоб забезпечити максимальну наукову віддачу.
Рефлектор фактично не буде використовуватися протягом багатьох років після приземлення Perseverance на Червоній планеті, оскільки жоден космічний апарат, що знаходиться в даний час на орбіті, не оснащений далекоміром.
Як тільки така місія дійсно полетить на Марс, НАСА зможе зібрати детальну інформацію про місце розташування марсохода. З його допомогою вчені могли б перевірити, як на орбіту Червоної планети впливає маса Сонця. Ці дані також можуть бути використані для розуміння того, як марсіанський ландшафт з плином часу зміщується в багатьох місцях.
З практичної точки зору, коли-небудь можна буде використовувати дзеркала, щоб зробити посадку на марсіанській поверхні більш безпечною, надавши точні орієнтири.
Залежно від положення на небі і розподілу супутників радіосигнал, посланий з космічного корабля навколо Марса, досягає Землі від чотирьох до 24 хвилин. Через це люди не можуть вручну спостерігати за марсоходами, коли вони здійснюють небезпечний останній спуск через марсіанську атмосферу.
Тому посадки повинні бути повністю запрограмованими і автономними.
У майбутньому дзеркала, розміщені на поверхні, зможуть служити цінними орієнтирами для цих автоматизованих систем посадки.
Тут варто зазначити, що поверхня Марса радикально відрізняється від поверхні Місяця. Головна відмінність полягає в тому, що атмосфера Червоної планети все ще здатна викликати потужні вітри, що піднімають в повітря багато пилу, яка добре прилипає до поверхонь і знижує відбивну здатність.
Ще в 2015 році глобальна пилова буря поглинула Марс, через що легендарний марсохід Opportunity назавжди втратив зв'язок зі своїми операторами. Залишається сподівається, що нові дзеркала разом з новим марсоходом не спіткає така ж сумна доля.