ExoMars: краткий путеводитель

В последние годы отечественная космонавтика редко радует нас масштабными научно-исследовательскими проектами. При этом наши ученые и разработчики участвуют в создании многих зарубежных миссий, а наши компоненты и приборы используются во многих аппаратах, которые отправляют в полет европейское и американское космические агентства. Увы, знают об этом лишь специалисты и энтузиасты. Однако в новой миссии ExoMars мы выступаем уже полноценными партнерами, и даже западные новостные ленты называют ее совместной. Зонд должен отправиться к Марсу в течение этой недели, а пока давайте познакомимся с ним поближе.
 

 
Большой проект ExoMars уже с самого начала включает работу двух отдельных аппаратов – орбитального TGO (Trace Gas Orbiter – «Орбитальный модуль для анализа следовых газов») и спускаемого Schiaparelli, названного в честь великого итальянского астронома Джованни Скиапарелли. К Марсу они прибудут после семимесячного перелета в октябре 2016 года, а выполнение научной программы начнется еще несколько месяцев спустя, после завершения проверки и калибровки бортовых систем.
 
Модуль TGO останется над поверхностью планеты и, вооруженный четырьмя мощными инструментами, будет анализировать газовый состав ее разреженной атмосферы. Главной целью поисков станут вещества, которые потенциально могут быть связаны с деятельностью живых организмов, – такие как водяной пар, а также метан и продукты его разложения.
 
Присутствие следовых количеств метана на Марсе давно не секрет, однако TGO нанесет его распределение на карту и, возможно, позволит выяснить происхождение этого газа. Метан легко распадается под действием солнечного ультрафиолета, и какой-то процесс должен постоянно пополнять его запасы в атмосфере Красной планеты. И если на Земле метан появляется благодаря живым организмам, что же тогда является его источником на Марсе? На этот интригующий вопрос и поможет найти ответ новый зонд.
 
Другой задачей TGO станет поиск скрытых под поверхностью запасов водного льда. Нейтронный детектор позволит заглянуть на глубину до 1 м и наметить участки, достаточно богатые этим ключевым ресурсом и наиболее подходящие для высадки следующих миссий, в том числе и пилотируемых. Надо отметить, что такие детекторы – традиционные для межпланетных миссий инструменты, которые разрабатываются в Институте космических исследований (ИКИ) РАН, в том числе для зарубежных аппаратов.
 

 
Параллельно этому демонстрационный десантный зонд Schiaparelli проведет пробную посадку на поверхность Красной планеты. Модуль должен отработать новые технологии снижения и торможения при помощи парашютов и двигателей, мягко опустившись на сравнительно ровное плато Меридиана близ экватора.
 
На Марсе он проработает недолго и, пока хватит заряда бортовых аккумуляторов, будет собирать данные о метеорологической и сейсмической обстановке. Эта работа продлится, по ожиданиям инженеров, не более 2–8 дней, в зависимости от обстоятельств. Но главная задача Schiaparelli остается испытательной: зонд проложит дорогу для следующего этапа миссии.
 

 
Эта фаза намечена на 2018 год, когда на Красную планету должен отправиться полноценный марсоход ExoMars, разработанный специалистами ESA. Место посадки для него выберут по данным наблюдений TGO – этот вариант самый многообещающий. И если Schiaparelli позволит лишь отработать спуск, то TGO продолжит работать и дальше в тандеме с марсоходом, обеспечивая его коммуникации с Землей, в том числе передачу научных данных. Для этого он спустится на более низкую орбиту, с которой сможет выполнять роль ретранслятора для ExoMars и, возможно, следующих миссий, которые стартуют уже после 2020 года.
 
Планируется, что шестиколесный марсоход массой около 270 кг будет нести до 10 кг полезной нагрузки, включая специализированный бур, позволяющий забирать пробы с глубины до 2 м. Его миссия рассчитана на полгода и во многом будет проводиться в автоматическом режиме. В самом деле, ExoMars – аппарат высокоинтеллектуальный, он будет способен самостоятельно управлять своим движением почти так же хорошо, как беспилотные машины Google, к тому же он сможет анализировать панорамные и стереоизображения, показания ИК-датчиков, составлять карты для навигации и преодолевать до 100 м в день.
 
Помимо бура марсоход будет оснащен приборами для поиска жизни. Об этом говорит само название аппарата ExoMars – от слова еxobiology (что в переводе с английского означает «экзобиология»). Конечно, никто уже не ждет, что аппарат найдет на Красной планете хоть что-нибудь жизнелюбивое и процветающее, однако где-нибудь в углах, в расселинах, во льдах надежда найти микробы или их следы еще сохраняется. Для таких поисков марсоход и вооружен помимо бура парой инфракрасных спектрометров для анализа органического состава проб.
 

 
Первоначально ключевым партнером европейцев в проекте было американское космическое агентство, однако еще в феврале 2012 года, ссылаясь на бюджетные проблемы, в NASA заявили о выходе из программы для сосредоточения усилий на собственных миссиях к Марсу. «Эстафетную палочку» США подхватил Роскосмос.
 
Ключевым участником ExoMars остается ESA, однако и вклад России оказывается немалым. Это и две ракеты «Протон» вместе с услугами по их запуску, и спускаемый аппарат для мягкой посадки марсохода, а также целый ряд научных инструментов для марсохода и орбитального модуля TGO, включая уже упомянутый выше нейтронный детектор.
 
Для Европы это будет второй большой марсианский проект после лишь наполовину удачной – и такой же «двойной» – миссии Mars Express. После старта в 2003 году и успешного перелета орбитальный модуль продолжает работу до сих пор, однако спускаемый Beagle 2 заглох еще на этапе спуска. Как выяснилось позднее, на поверхность Марса он высадился благополучно, однако не смог начать работу из-за проблем с раскрытием панелей солнечных батарей.
 
России еще со времен СССР с Марсом традиционно не везет. В 1973 году, штурмуя Красную планету, погибли четыре отечественных аппарата, не сумевшие мягко высадиться. В 1988 году неудачей окончились перелеты зондов серии «Фобос», а в 2011-м миссия «Фобос-Грунт» не сумела даже выйти на траекторию отлета от Земли. Тем важнее для нас предстоящее событие.
 

 
Оба аппарата первого этапа миссии ExoMars – и орбитальный TGO, и спускаемый Schiaparelli – отправятся в полет вместе на борту уже приготовленной к запуску ракеты-носителя «Протон-М». Стартовое окно обозначено между 14 и 25 марта 2016 года, и взлет с космодрома Байконур может состояться уже сегодня. Научные журналисты, конечно, люди совсем не суеверные, но мы все-таки скрестим пальцы за благополучный запуск и мягкую посадку.