Хронограф
18152229
29162330
310172431
4111825
5121926
6132027
7142128

<декабрь>

Путеводители

Марсианская партия переходит в эндшпиль

Освоение Солнечной системы начнется с внешней стороны

Фотография кромки полярной шапки, выполненная камерой высокого разрешения HiRISE, установленной на марсианской орбитальной станции NASA «Марс реконнессанс» (Mars Reconnaissance Orbiter). Сама белая полярная шапка состоит преимущественного из замороженного углекислого газа, известного как «сухой лед». Однако коричневые уступы обнаруживают высокое содержание воды, смешанной с пылью. Фото: NASA/JPL/University of Arizona

Прошло всего 49 лет с момента первого полета человека в космос. Это не так уж много времени даже по человеческим меркам, но и в этот срок границы невозможного отодвигались неоднократно. В начале XXI века для космической гонки уже нет оснований, и в исследованиях Солнечной системы наступило затишье. Но может быть, это затишье перед бурей?

Марс — ждет

На самом деле никакого затишья, конечно, не было и нет. Исследования продолжаются: на МКС вот уже 12 лет постоянно работают люди, космические аппараты навестили все крупные тела Солнечной системы и приблизились к ее границам, автоматические межпланетные станции осуществили посадку на Луну, Венеру и Марс (поверхность которого, кстати, до сих пор бороздит планетоход-разведчик «Opportunity»), мощные телескопы всматриваются в глубины Вселенной, давая ученым изрядно пищи для размышлений и нередко радуя общественность кадрами потрясающей красоты. Впечатляют и планы на будущее — исследование подледных океанов Европы, зондирование атмосферы Титана, посадка космического аппарата на комету Чурюмова–Герасименко, забор грунта с астероида Итокава, изучение Меркурия. В планах даже создание лунной базы, о которой уже лет шестьдесят грезят фантасты.

Однако на Луне люди уже побывали: к настоящему времени это единственный космический объект естественного происхождения, на который ступала нога человека. Нельзя сказать, что строительство обитаемой лунной базы оставит человечество равнодушным, но, чтобы вновь зажечь интерес к космосу, нужно что-то большее. Нужен прорыв, которым был запуск первого искусственного спутника Земли, первый пилотируемый орбитальный полет, первый выход в открытый космос, первый планетоход-разведчик, первая лунная экспедиция, первые фотографии с поверхности другой планеты. Но мечтать пока можно только о Марсе.

Могут возразить: а как же Венера? Она — ближайший сосед Земли. В момент максимального сближения планеты разделяет каких-то 40 млн км. Кроме того, Венеру нередко называют «сестрой» Земли, так как планеты имеют схожее строение, они очень близки по массе и силе тяжести (разница составляет всего 7,6%).

Тем не менее на венерианский грунт нога человека ступит еще очень не скоро, потому что здесь самый настоящий ад, какой и не снился средневековым мистикам. Температура у поверхности Венеры составляет 464 °С и практически не зависит от времени суток. Планета скрыта тяжелыми облаками, состоящими из мелких капель концентрированной серной кислоты. Вся атмосфера находится в непрерывном движении. Фактически это один гигантский ураган, вращающийся вокруг Венеры со скоростью 130–140 м/с и сопровождающийся постоянными грозовыми разрядами. Ну и на сладкое — атмосферное давление у поверхности почти в сто раз превышает земное. Из-за столь жестких условий ни один из спускаемых аппаратов еще не смог проработать на планете больше двух часов. Просто чудо, что советским аппаратам серии «Венера» удалось передать фотографии венерианского ландшафта.

Цветной снимок поверхности Венеры, сделанный спутником «Венера-13» 3 марта 1982 года. Фото из архива NSSDC 

Марс несравненно дружелюбнее. В конце XIX века астроном Персиваль Лоуэлл (Percival Lowell, 1855–1916) заявил, что обнаружил на Красной планете ирригационные каналы. Позднее он развил свою идею, предположив, что на Марсе существует разумная жизнь в виде «трехметровых марсиан, живущих в оазисах».

Тут есть атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа. Несмотря на низкую плотность (примерно в 150 раз ниже земной), она обеспечивает некоторую защиту от солнечной и космической радиации. Из-за удаленности от Солнца температура на поверхности планеты значительно ниже, чем на Земле — от +30 °С летом на экваторе до –123 °С на полюсах. Жидкой воды на Марсе нет — для этого здесь слишком холодно и сухо. Жидкая вода либо слишком быстро замерзает, когда температура опускается, либо слишком быстро высыхает, когда температура хоть немного выше нуля.

Но так было не всегда: марсоход «Spirit» в 2004 году обнаружил доказательства ее существования в прошлом. К тому же велика вероятность, что геологические образования, заснятые орбитальной станцией «Mars Global Surveyor», — это русла рек, существовавших на поверхности Красной планеты довольно долгое время. Альтернативную гипотезу — что они просуществовали совсем недолго, после широкомасштабных катастроф вроде извержений колоссальных вулканов, растопивших много замерзшей воды, — принято считать несостоятельной.

Вероятно, в далеком прошлом условия на Красной планете были иными, как минимум пригодными для существования жидкой воды. А это значит, что когда-то на Марсе и атмосферное давление, и средняя температура на поверхности были существенно выше. Еще больше разжигает интерес ученых структура марсианского грунта, изучением которого занимались как стационарные спускаемые аппараты, так и марсоходы. На основе полученных результатов ученые, во-первых, определили химический и элементный состав почвы, а во-вторых, сделали далеко идущие выводы о большой схожести земного и марсианского грунтов с точки зрения применимости в сельском хозяйстве.

Профессор химии из Тафтского университета (Tufts University) Сэм Кунейвс (Sam Kounaves), принимавший активное участие в работах с космическим аппаратом Phoenix, говорил во время одной из пресс-конференций:

Фактически мы обнаружили, что почва на Марсе отвечает всем требованиям, а также содержит необходимые питательные вещества для возникновения и поддержания жизни, как в прошлом, так и в настоящем и в будущем.

Злачное место

Сегодня на Марсе действуют два планетохода — уже обездвиженный «Spirit» и сохранивший свободу перемещений «Opportunity». На его орбите находятся целых три спутника, с которыми поддерживается связь — «Mars Odyssey», «Mars Express» и «Mars Reconnaissance Orbiter». И это еще не всё. На поверхности планеты остаются девять спускаемых аппаратов или их обломки: «Марс-2» и «Марс-3» с первыми марсоходами ПрОП-М, «Viking-1», «Viking-2», «Mars Pathfinder» с марсоходом «Sojourner», «Mars Polar Lander», «Beagle-2» и «Phoenix Mars Lander». Таким образом, на Марс совершило посадку больше аппаратов, чем даже на Луну, не говоря уже об огромном количестве автоматических межпланетных станций, побывавших на орбите Красной планеты за последние 50 лет.

В феврале этого года радар на «Марс реконнессанс» позволил обнаружить также залежи водяного льда на средних широтах Марса. Фото: NASA/JPL-Caltech/ASI/University of Rome/Southwest Research Institute

В чем причина столь пристального внимания? Ну, во-первых, как уже было сказано выше, из-за удобства изучения. Все остальные планеты и спутники (включая Луну) отличаются куда более суровыми условиями. Во-вторых, выяснение уже ставшего классическим вопроса «Есть ли жизнь на Марсе?». Стоит отметить, что за более чем 40 лет успешных космических исследований Красной планеты не обнаружено ни одного фактора, полностью опровергающего такую возможность. Напротив, с каждым новым открытием предположение, что на Марсе когда-то могли существовать достаточно сложные формы жизни, находит все больше подтверждений. Однако, перефразируя слова астрофизика Карла Сагана (Carl Edward Sagan, 1934–1996), можно сказать: «Чтобы доказать нечто экстраординарное, нужно получить экстраординарные доказательства» и «Отсутствие невозможности существования еще не является доказательством существования», поэтому исследования продолжаются.

Ну и, в-третьих, не так уж важно, была ли когда-то жизнь на Марсе. Важно, что она может там появиться и нормально существовать. Марс является наиболее пригодной для колонизации планетой во всей Солнечной системе. И хотя постройка марсианской базы или колонии — это дело неопределенно далекого будущего, планы пилотируемого полета к Красной планете возникают все чаще.

Планы, грандиозные и не очень

На Марс более или менее официально претендуют три национальных агентства: Европейское космическое агентство ESA, Роскосмос и NASA.

Технологический приоритет несомненно на стороне США, но и у России пока сохраняются свои преимущества. В деле освоения Марса на счету Европейского космического агентства только разбившийся модуль «Beagle-2» и действующий спутник «Mars Express». А Россия, будучи до некоторой степени продолжательницей советских традиций, может записать на свой счет семь успешно завершенных миссий, в числе которых первый искусственный объект на поверхности Красной планеты («Марс-2») и первая мягкая посадка («Марс-3»).

У США, в свою очередь, также семь успешных миссий, среди которых первые фотографии планеты с орбиты, первые фотографии с поверхности, первый действующий марсоход, а также рекорд по продолжительности работы на поверхности Марса. Принадлежит он аппарату «Viking-1», проработавшему 6 лет и 4 месяца. Впрочем, его скоро может потеснить марсоход «Opportunity», успешно работающий уже 6 лет и без малого 3 месяца.

Кроме того, лидирующие позиции США закрепляют целых четыре продолжающихся и в настоящее время проекта — два действующих спутника и два действующих марсохода. В дальнейшем американцы планируют запустить на Марс еще один планетоход — «Curiosity». Он гораздо больше своих предшественников — целых 900 кг!

Новый марсоход усовершенствованной конструкции «Кьюриозити» (Curiosity) собирался отправиться на Марс в 2009 году, но полет пока откладывается. Фото: NASA/JPL-Caltech

Вместо традиционных солнечных батарей в качестве источника энергии используется радиоизотопный термоэлектрический генератор, способный обеспечивать работоспособность аппарата в течение 14 лет. Марсоход снабжен комплектом научного оборудования, предназначенного для зондирования и исследования грунта, поиска органических молекул, спектрального анализа образцов и т. д. Кстати, на «Curiosity» будет установлен нейтронный детектор, разработанный Роскосмосом.

Кроме того, марсоход оснащен мощным манипулятором, способным выдерживать значительный вес (до 100 кг). На этой «роботизированной руке», как ее принято называть, будет смонтировано немало различных полезных устройств: небольшой бур, устройство для сбора образцов, спектрометр… Запуск межпланетной станции «Mars Science Laboratory», на борту которой будет находиться «Curiosity», запланирован на 2011 год.

Второй проект NASA — межпланетный зонд «MAVEN», предназначенный для исследования атмосферы Марса. Ожидается, что аппарат поможет определить стадии эволюции марсианской газовой оболочки, а также причины и скорость ее уменьшения. Ученые также надеются, что по этим данным удастся узнать, какой была атмосфера и условия на Марсе в прошлом.

Эти два проекта хорошо смотрелись в связке с самой амбициозной программой NASA — «Constellation». Но больше не смотрятся. В рамках этой программы планировалось создание нового лунного модуля, предназначенного для посадки на поверхность Луны и последующего взлета, разработка нового пилотируемого корабля, новая лунная экспедиция. Все это должно было стать подготовкой к пилотируемому полету на Марс. Однако в нынешнем году президент США Барак Обама программу «Constellation» закрыл.

Ключевой программой Европейского космического агентства является проект «Аврора», в ходе выполнения которого планируется осуществление целого ряда миссий. В первую очередь это запуск марсохода «ExoMars». По размерам этот аппарат сравним с близнецами «Spirit» и «Opportunity», питание также осуществляется с помощью солнечных батарей, шесть колес на независимой подвеске, набор научного оборудования. Среди основных заявленных задач «ExoMars» числится поиск следов марсианской жизни, составление подробной карты местности и поиск подходящего места посадки для будущих пилотируемых полетов, взятие проб грунта с глубины до двух метров. Запуск европейского марсохода откладывался уже трижды. Сначала его планировалось запустить в 2011 году, затем — во время следующего удобного «окна» в 2013-м. Однако из-за проблем с финансированием 2013-й превратился в 2016-й, а потом и в 2018-й. В общем, «ExoMars» превратился в унылый долгострой.

«Аврора» предполагает также разработку электрореактивных двигателей, отработку технологий возвращаемого полета и доставку с Марса образцов грунта. Кульминацией должен стать пилотируемый полет с высадкой на поверхность планеты, который планируется осуществить в 2033 году. Однако в свете возни с первым европейским марсоходом в такой сценарий верится с трудом.

В отличие от конкурентов, у Роскосмоса нет внятной программы покорения Марса. Кажется, что после неудачи с «Марс-96», который должен был стать самой тяжелой из когда-либо запущенных межпланетных станций и самым амбициозным космическим проектом со времен распада СССР, ученые проявляют осторожность или просто секретничают, как у нас принято. Тем не менее достаточно точно известно, что в настоящее время планируется несколько миссий, среди которых особенно выделяется «Фобос-грунт». Как следует из названия, этот проект нацелен на изучение грунта Фобоса — спутника Марса. «Фобос-грунт» станет первым сразу в нескольких «номинациях». Он должен совершить мягкую посадку на поверхность Фобоса, сделать панорамные снимки ландшафта, осуществить забор грунта и вернуться с ценным грузом на Землю.

Пока что человечество может похвастаться только возвращением космических аппаратов с Луны и, соответственно, образцами лунного грунта. Помимо основной миссии, «Фобос-грунт» является подготовкой к более сложной экспедиции — полету межпланетной станции на Марс с последующим ее возвращением. Изначально полет был запланирован на 1988 год, но запуск станций «Фобос-1» и «Фобос-2» завершился неудачей. 1996 год тоже оказался неудачным временем для полетов к Марсу. Следующая попытка планировалась на 2005-й, потом на 2009 год, но снова была перенесена на 2011 в связи с необходимостью доработки и увеличения надежности аппарата.

Установка «Марс-500» в Институте медико-биологических проблем РАН должна обеспечить испытуемым условия близкие к тем, что ожидают космических путешественников по пути на Красную планету. На третьей стадии проекта продолжительность их изоляции от всего земного наконец-то сравняется с предполагаемой продолжительностью перелета. Фото: ESA - S. Corvaja

Между тем на Земле буквально в этом месяце стартует очередной этап проекта «Марс-500», имитирующего пилотируемый полет на Красную планету. Во время нового эксперимента шесть добровольцев будут находиться в замкнутом комплексе 520 суток — предположительное время перелета от Земли до Марса. Ранее были проведены эксперименты длительностью в 14 суток (в ноябре 2007) и 105 суток (завершился в июле 2009). Предполагается, что проект «Марс-500» позволит собрать данные о здоровье (как физическом, так и психологическом) членов команды и их работоспособности во время длительного путешествия.

Итак, всего два проекта, непосредственно связанных с Марсом. Вроде бы не густо, однако следует помнить, что, во-первых, для подготовки полета на Марс вовсе не обязательно лететь на Марс. В настоящее время в России продолжается активная работа над созданием высокоэффективных электрореактивных двигателей и солнечных батарей, совершенствуется система орбитальной сборки крупных космических объектов, проводятся исследования в области автономных систем жизнеобеспечения. Словом, работа идет, и можно не сомневаться — пилотируемый полет на Марс рано или поздно состоится.

Юрий Попов, 12.04.2010

 

Новости партнёров