Площадь поверхности Красной планеты составляет примерно 145 миллионов квадратных километров. Поэтому нетрудно себе представить, насколько сложно ученым определиться с местом для посадки очередного научно-исследовательского аппарата на Марс. В том случае, когда основной целью марсианской экспедиции является поиск следов прошлого, а возможно, и существующей на другой планете жизни, то от выбора участка высадки может зависеть успех всей экспедиции. Именно такая задача в настоящее время стоит перед Роскосмосом и Европейским космическим агентством (ESA). В 2018 году на Марс должен отправиться совместный проект специалистов двух ведущих космических агентств — марсоход под названием «ЭкзоМарс» (ExoMars).
Сообщается, что марсоход будет оснащен буром, который поможет ему поднимать образцы марсианского грунта с глубины в 2 метра. Ученые надеются на то, что с помощью данного аппарата им удастся обнаружить наличие следов микробной активности на четвертой от Солнца планете. В рамках реализации совместного российско-европейского проекта по исследованию Марса планируется как осуществление ранее намеченных научных исследований, так и решение принципиально новых научных задач. Важными аспектами данного проекта являются разработка совместно с ESA наземного комплекса приема данных и управления межпланетными миссиями, а также достижение консолидации опыта европейских и российских специалистов при создании технологий для осуществления межпланетных миссий. При этом стороны вправе рассчитывать на проект «ЭкзоМарс» как на важный этап на пути к подготовке освоения Красной планеты.
Еще в 2012 году Роскосмос стал главным партнером Европейского космического агентства в реализации миссии «ЭкзоМарс». Одним из условий данного сотрудничества стало полноправное техническое участие российской стороны на втором этапе данной миссии. Согласно достигнутым между Роскосмосом и ESA договоренностям, РФ предоставит не только средства вывода в космос для обеих миссий, но также и некоторые научные приборы для них, а также займется созданием посадочного модуля для реализации второй миссии — «ЭкзоМарс-2018». Созданием посадочного марсианского модуля займутся инженеры НПО имени С. А. Лавочкина. При этом головным исполнителем по научной составляющей данного проекта со стороны России стал Институт космических исследований Российской Академии наук (ИКИ РАН).
Первый этап совместного проекта под названием «ЭкзоМарс-2016» включает в себя создаваемые ESA орбитальный модуль, а также демонстрационный десантный модуль. Орбитальный космический аппарат TGO (Trace Gas Orbiter) предназначен для работ по изучению малых газовых примесей атмосферы и распределения водяного льда в грунте Красной планеты. Для данного аппарата в России ИКИ РАН создает 2 научных прибора: нейтронный спектрометр ФРЕНД и спектрометрический комплекс АЦС.
В рамках второго этапа реализации проекта, миссии «ЭкзоМарс-2018», на марсианскую поверхность при помощи создаваемого российскими специалистами НПО имени С. А. Лавочкина десантного модуля будут доставлены посадочная платформа (российская разработка) и марсоход ESA, масса которого составит примерно 300 килограмм.
В итоге Россия предоставит для данного проекта:
1. Две ракеты-носителя «Протон-М».
2. Систему для входа в атмосферу красной планеты, снижения и посадки марсохода на поверхность в 2018 году. Чтобы минимизировать возможные риски, разработкой и постройкой «железной» части (то есть механических конструкций) займется Россия, а электронная начинка посадочной платформы будет поставлена в основном из Европы.
3. Орбитальный космический аппарат под названием TGО получит российские научные приборы, в том числе и те, что были созданы для неудавшейся российской миссии «Фобос-Грунт».
4. Все научные результаты совместной экспедиции к Марсу станут интеллектуальной собственностью Роскосмоса и ESA.
К потенциальному месту посадки на поверхности Марса изначально был выдвинут ряд требований. К примеру, это должен был быть район Красной планеты с набором разных геологических характеристик, в том числе наличием древних горных пород, чей возраст превышает 3,4 миллиарда лет. Помимо этого, ученых интересуют лишь те области, в которых ранее спутниками было подтверждено наличие в прошлом больших запасов воды. При этом большое внимание уделяется и безопасности процесса посадки, так как от этого этапа миссии может зависеть будущее всей программы.
Следует также принимать во внимание тот факт, что марсианская атмосфера является непостоянной, и опустить аппарат в определенную точку не удастся. Посадочная платформа войдет в марсианскую атмосферу на скорости в 20 тысяч км/ч. Тепловой щит должен будет затормозить модуль до скорости, в 2 раза превосходящей скорость звука. После этого 2 тормозных парашюта замедлят спускаемый модуль до дозвуковой скорости. На финальном этапе полета контролировать скорость и расстояние до марсианской поверхности будет электроника, чтобы в нужный момент провести отключение ракетных двигателей и перевести спускаемый аппарат в режим управляемой посадки. При этом сообщается, что для посадки не будет применяться система «Небесный кран», которая использовалась для прибытия на Марс знаменитого «Кьюриосити».
Меняющиеся на каждом этапе спуска условия ведут к тому, что зона возможной посадки должна представлять эллипс размером 104 на 19 км. Такое обстоятельство практически сразу исключает из списка ряд потенциально интересных для ученых локаций, к примеру, кратер Гейла, в котором сейчас работает марсоход NASA. Начиная с ноября 2013 года, ведущие ученые в области географии и геологии Красной планеты предлагали свои варианты потенциально возможных областей для посадки.
Из этих областей было оставлено всего 8, которые предварительно отвечают строгим требованиям ученым. При этом после проведения тщательного анализа этих мест 4 из них были отсеяны. В результате в итоговый список мест для посадки марсохода попали долина Гипанис (Hypanis Vallis), долина Морс (Mawrth Vallis), плато Оксия (Oxia Planum), а также гряда Арам (Aram Dorsum). Все четыре локации находятся в экваториальной области Марса.
В пресс-релизе Хорхе Ваго участника проекта «ЭкзоМарс» говорится о том, что современная марсианская поверхность враждебна для живых организмов, но примитивные формы жизни могли бы существовать на Марсе, когда климат там был более влажным и теплым — в промежутке между 3,5 и 4 миллиардами лет назад. Поэтому место для посадки марсохода должно находиться в районе с древними породами, где когда-то в обилии можно было найти воду в жидком состоянии. Четыре определенных учеными места посадки лучше всего подходят для целей миссии.
Так, на территории долины Морс и находящегося недалеко плато Оксия выходят на поверхность Марса одни из древнейших пород, чей возраст составляет 3,8 миллиарда лет, а высокое содержание глины в этом месте указывает на присутствие здесь в прошлом воды. Долина Морс при этом лежит на границе низменности и нагорья. Предполагается, что в далеком прошлом крупные водные потоки бежали по этой долине к более низким участкам. Помимо этого, результаты проведенных анализов показали, что скальная порода в этих районах Красной планеты подвергается эрозии под воздействием окисления и радиации на протяжении только последних нескольких сотен миллионов лет. До этого времени материалы долгое время были под защитой от воздействия разрушительной среды и должны были сохранить свои недра в хорошем состоянии.
В долине Гипанис когда-то, возможно, располагалась дельта крупной марсианской реки. В этом районе слои мелкозернистых осадочных пород покрывают материалы, которые хранились здесь на протяжении 3,45 миллиарда лет. А четвертое место, гряда Арам, получила свое название от одноименного извилистого канала, по берегам этого канала осадочные породы могли достаточно надежно укрыть свидетельства прошлой марсианской жизни. Окончательное решение о выборе места посадки марсохода будет принято только в 2017 году.
Источники информации:
http://www.vesti.ru/doc.html?id=2015292
http://press.cosmos.ru/rossiya-uchastvuet-v-proekte-issledovaniya-marsa
http://www.golos-ameriki.ru/content/mars/1622622.html
Юферев Сергей