26 ноября 2011 года к Марсу отправится марсоход MSL, известный также как "Любопытство". Основной целью аппарата станет поиск следов жизни на Красной планете, а также изучение геологической истории планеты. За посадкой аппарата будут следить орбитальные аппараты MRO и Mars Odyssey - на рубеже второго десятилетия XXI века американская марсианская программа выглядит сильной, успешной и многообещающей. История с российским "Фобос-Грунтом" смотрится жалко.
Аппарат MSL представляет собой новое поколение (если, конечно, такой термин применим к уникальным приборам, коими являются марсоходы) космических аппаратов. Его масса составляет около 900 килограммов, а размеры сопоставимы с размерами небольшого автомобиля. На борту аппарата имеется богатый арсенал для исследования всего, что только можно исследовать на Марсе - одних лишь камер на борту MSL три штуки - MastCam (фото- и видеосъемки в нескольких диапазонах электромагнитного спектра), MAHLI (установлена на манипуляторе аппарата и предназначена для макросъемки с разрешением 14,5 микрометра на пиксель), MARDI (о ней речь чуть ниже), и это не считая нескольких навигационных.
Старт намечен на вечер 26 ноября 2011 года. Изначально аппарат должен был отправиться в космос 25 ноября, однако, из-за необходимости замены батареи системы экстренной отмены запуска, старт был перенесен на сутки. В космос аппарат отправится на борту Atlas V 541.
Планируется, что путь до Красной планеты, если все будет хорошо, займет у аппарата 9 месяцев - в августе 2012 года MSL опустится в кратер Гейла. Надо сказать, что из-за большой массы аппарата ученым пришлось разработать систему посадки EDL. Дело в том, что, с одной стороны, атмосфера Марса слишком разрежена, чтобы 900 килограммов можно было опустить на парашюте (из-за массы же пришлось отказаться от надувного амортизатора, который смягчил бы падение). С другой стороны, для того чтобы использовать только тормозные двигатели, атмосфера планеты слишком плотная - возникающие динамические эффекты не позволяют гарантировать устойчивость аппарата.
В результате, система посадки состоит из нескольких этапов. На первом капсула с аппаратом входит в атмосферу, где тормозится вследствие трения. После этого выпускается парашют, а спустя некоторое время отстреливается тепловой щит, защищающий аппарат, как следует из названия, от воздействия высоких температур при спуске. Во время этого этапа ровер переходит в рабочий режим - например, меняется расположение его колес, чтобы аппарат мог двигаться по поверхности. Примечательно, что первые данные о Марсе будут собраны уже в это время - в теплозащитный экран интегрирована система MEDLI, цель которой - собрать информацию о давлении и температуре вокруг спускаемой капсулы. Эти данные пригодятся в будущем инженерам при проектировании следующих миссий.
На последнем этапе включается система, которая получила название "воздушный кран" - она представляет собой снабженную двигателями платформу, снизу которой закреплен аппарат. Платформа зависает, после чего марсоход опускается на металлических тросах. После того как аппарат плотно встанет на марсианскую поверхность, тросы отстреливаются, а сама платформа отлетает в сторону. Стоит отметить, что ничего подобного по сложности NASA еще никогда не применяло.
Во время спуска будет активно работать камера MARDI, делая снимки всего, что происходит вокруг аппарата, каждые 0,2 секунды. Несмотря на то, что, по словам создателей, новая система посадки позволяет обеспечить уникальную точность, погрешность все равно составляет около 20 километров. Снимки MARDI будут нужны для того, чтобы ученые могли определить, куда сел аппарат. Данные во время посадки будут передаваться на Mars Reconnaissance Orbiter (работает на орбите Марса с марта 2006 года) и Mars Odyssey (работает на орбите Марса с октября 2001 года), которые будут играть роль ретрансляторов для опускающегося аппарата.
Планируется, что MSL сядет в кратере Гейла (его диаметр - 160 километров), который был отобран из множества кандидатов благодаря особенностям своего рельефа. Так, в центре кратера располагается конус осадочных пород высотой несколько километров, который, как считается, образовался в то время, когда на поверхности Марса могла существовать открытая вода.
Изучать Марс ровер будет не только при помощи упомянутых выше камер - на борту имеется четыре спектрометра. Главным из всех, пожалуй, является SAM (Sample Analysis at Mars – "анализ образцов на Марсе"), масса которого составляет примерно половину от массы всех научных приборов аппарата. На него ученые возлагают самые большие надежды, поскольку он предназначен для поиска органики. Для доставки образцов внутрь спектрометра планируется использовать манипулятор. Еще один спектрометр CheMin предназначен для анализа пород - именно он должен прояснить, текла ли в прошлом по марсианской поверхности вода (заносить образцы внутрь планируется также с помощью роботизированной руки MSL).
Альфа-протон-рентгеновский спектрометр APXS (Alpha-particle X-ray spectrometer) установлен прямо в манипуляторе. Он предназначен для облучения образцов альфа-частицами. Образцы после облучения будут испускать излучение в рентгеновском диапазоне, а исследователи будут его анализировать, чтобы разобраться в составе образцов. Еще один дистанционный спектрометр - ChemCam - с помощью лазерного луча способен испарять небольшие массы образцов на расстоянии до 9 метров от марсохода. Установленные по всему телу аппарата датчики будут анализировать излучение образовавшегося "пара". Среди прочего, это позволит определить, надо ли подъезжать к образцу поближе, чтобы изучить его поподробнее. Для более прицельной стрельбы лазер снабжен собственной камерой.
В задней части МSL располагается прибор, созданный российскими учеными, DAN. Он изучает "нейтронное альбедо" марсианской поверхности - испуская пучок нейтронов, он регистрирует образование вторичных частиц. На основании данных прибора, среди прочего, можно искать воду, которая залегает на глубине до двух метров под поверхностью. При этом, как утверждается, прибор способен обнаружить воду в концентрации менее 0,1 процента (на самом деле, конечно, аппарат позволяет регистрировать водород, который поглощает нейтроны).
"Наш прибор рассчитан на поиск водорода, то есть воды, которая может быть в нескольких видах, например, в связанном виде, в гидратированных минералах, что характерно для экваториальных или средних широт, или в виде льда высоких широт. Район Гейла с точки зрения нашего прибора интересен длительной историей водной деятельности, существовавшей с конца древнейшей геологической эпохи планеты (с конца Ноевой эпохи) до середины средней эпохи (Гесперийской эпохи)", - приводит слова научного сотрудника Института геохимии и аналитической химии имени Вернадского РАН Руслана Кузьмина РИА Новости.
Последние два прибора на борту марсохода, о которых стоит упомянуть, - это RAD и REMS. Первый предназначен для регистрации фонового излучения на Марсе, в частности, радиационного уровня, в то время как второй - по сути миниатюрная метеостанция. Оба прибора будут собирать данные, которые потребуются исследователям при планировании будущих полетов на Марс с участием людей.
Питать все это техническое многообразие будет радиоизотопный термический генератор, получающий электроэнергию и тепло (последнее нужно для обогрева, температура в кратере Гейла может опускаться ниже минус 100 градусов по Цельсию) от распада плутония-238. Наличие подобного источника питания (а не солнечных батарей), позволит аппарату работать в любое время суток и года.
На фоне предстоящего старта MSL просто невозможно игнорировать историю с "Фобос-Грунтом". Первая с 1996 года российская миссия к Красной планете должна была отправиться в путь 9 ноября, однако через 2 часа после старта маршевые двигатели не включились, и аппарат остался на околоземной орбите. Согласно первоначальным сообщениям, 21 ноября "закрылось" полетное окно к Марсу для российского аппарата. Владимир Поповкин с присущим ему оптимизмом говорил, что время еще есть до начала декабря, однако многие специалисты утверждают, что глава Роскосмоса немного приукрасил действительность.
Дело в том, что аппараты при полете к Марсу используют особое взаимное расположение двух планет. При этом стартовое окно определяется параметрами опорной орбиты аппарата, его последующей траекторией, массой наконец. Именно поэтому для "Любопытства" окно не закрылось (на самом деле можно сказать, что только недавно открылось), в то время как песенка отечественной АМС (автоматической межпланетной станции) по сути уже спета - даже если, в теории, отправить аппарат к Марсу еще можно, то собрать образцы грунта с Фобоса и вернуть их на Землю уже не удастся (а ведь именно это было первоначальной задачей аппарата). Хотя, кто знает - может, Поповкин говорит правду, а независимые эксперты ошибаются.
Вместе с тем некоторые позитивные новости, касающиеся космической станции, на прошлой неделе появились. Так, 23 ноября станция слежения ESTRACK в австралийском Перте смогла установить с аппаратом связь. Станция работала в рамках совместных с Европейским космическим обществом попыток реанимировать "Фобос-Грунт". Позже австралийцам удалось получить с аппарата некоторый сигнал, однако декодировать его российские специалисты, которым были переданы данные, не смогли.
Днем 24 ноября связь с автоматической станцией удалось установить уже с Байконура. Были получены первые внятные данные телеметрии. Специалисты не расщедрились на комментарии, однако стало известно, что какие-то бортовые системы аппарата функционируют (насколько хорошо, пока не сообщается). Также непонятно, какой именно тип телеметрии был получен наземными станциями - есть полная телеметрия с бортового комплекса управления, а есть аварийная. Ни одна из четырех попыток, предпринятых станцией в Перте, связаться с аппаратом в ночь на 25 ноября, в свою очередь, не удалась.
Словом, нет ничего удивительного в том, что кто-то уже рассуждает о нецелевом использовании аппарата. Так, например, есть мысль послать его к какому-нибудь близлежащему астероиду или даже к Луне. Насколько такие планы реальны, остается только догадываться. Беседуя же с журналистами, заместитель главы Роскосмоса Виталий Давыдов заявил, что после завершения процедуры получения страховки (она составляет около 1,2 миллиарда рублей против 5 миллиардов оценочной стоимости производства аппарата, не считая затрат на ракету-носитель "Зенит") Роскосмос, возможно, сконцентрирует свои усилия именно на Луне.