Экзомарс: новый горизонт, первые неудачи и большие надежды

Рассказать всей Вселенной!

«ЭкзоМарс» – это многоцелевая европейская миссия, предназначенная для изучения Марса. Эта работа будет происходить как на поверхности планеты, так и на околомарсианской орбите. Программа работы миссии разбита на два этапа. Компоненты первой фазы, «Trace Gas Orbiter» (TGO) и «Schiaparelli» (спускаемый аппарат), прибыли на Марс в октябре 2020 года. «Schaaparelli» потерпел неудачу при посадке, однако TGO находиться в отличном состоянии. В настоящее время он проводит научные исследования, и будет использоваться в качестве ретранслятора в период работы второго этапа программы. Им станет высадка на Марсе марсохода и поверхностной площадки. Ожидается, что запуск этого оборудования к Марсу произойдет в августе 2020 года.

Программа «ЭкзоМарс» обрела особое значение в июне 2020 года, когда марсоход НАСА «Curiosity» снова показал наличие под поверхностью Марса древних органических молекул. Были обнаружены содержащие углерод вещества, которые могут быть связаны с жизнедеятельностью микроорганизмов.

Эхолот «ЭкзоМарс» может заглянуть глубже под поверхность Марса – туда, где излучение и ветер не смогут разрушить хрупкие образцы. Возможно, там будет обнаружено еще больше органических веществ. «ЭкзоМарс» будет оснащен специальным набором инструментов, предназначенных для поиска органических молекул. В частности он будет искать липиды и органические вещества, которые имеют хиральность, и определять количественное соотношение «левых» и «правых» молекул. Значительное превышение количества одних над другими может означать, что они производятся живыми организмами. Поскольку в случае их неорганического происхождения их должно быть примерно поровну.

Ученым также достаточно интересна ситуация с выбросами метана, наблюдаемыми на поверхности Марса марсоходом «Curiosity». Метан может быть признаком активности микроорганизмов или же признаком геологической активности. Об этом трудно судить по нескольким наблюдениям. TGO миссии «ЭкзоМарс» как раз и предназначен для поиска метана и других второстепенных составляющих атмосферы Марса в глобальном масштабе. Ожидается, что со временем орбитальный аппарат предоставит информацию о всех видах газов, составляющих атмосферу Марса, их распространенности и изменении уровней по сезонам и по регионам.

«Trace Gas Orbiter» и «Schiaparelli»

Цель орбитального аппарата миссии (TGO) – поиск второстепенных и не слишком обильных компонентов атмосферы Марса. Марсианская атмосфера в основном состоит из двуокиси углерода, но концентрации других молекул плохо изучены. Например, метан – признак биологической или геологической активности – получил разные оценки концентрации при анализе данных, полученных с помощью разных наземных телескопов.

Марсоход «Curiosity» тоже производил измерения уровня метана на поверхности. Но более глубокий взгляд на Марс, который произойдет с использованием TGO, даст ученым лучшее представление о источнике или источниках обнаруженного на Красной планете метана.

«Метан является маложивущим химическим соединением по геологическим масштабам времени. Его присутствие подразумевает наличие активного, постоянно работающего источника пополнения. Однако пока неясно, является ли природа этого источника биологической или она имеет химическую природу», – говорится в сообщении ЕКА. «Организмы на Земле выделяют метан, когда перерабатывают питательные вещества. Однако другие чисто геологические процессы, такие как окисление некоторых минералов, также производят метан».

«Trace Gas Orbiter» и «Schiaparelli» были запущены вместе 14 марта 2020 года ракетой-носителем «Протон» с космодрома Байконур, Казахстан. «Trace Gas Orbiter» успешно вышел на орбиту Марса 19 октября 2020 года, В тот же день, при попытке опуститься на поверхность Марса «Schiaparelli» потерпел неудачу. Исследование ESA, произведенное в 2020 году, показало, что крушение «Schiaparelli» произошло из-за сбоя, произошедшего при обмене данных.

А разве вопрос о жизни на Марсе до сих пор не закрыт?

Вокруг этого ученые ведут активные споры. Дело в том, что в атмосфере Марса присутствует метан. Его молекулы достаточно быстро разлагаются под действием ультрафиолетового излучения, а это значит, что газ постоянно поступает в нее из какого-то неизвестного источника. Образовываться метан на планете может либо в особых температурных условиях (как на Плутоне или Титане), либо в результате геологических процессов, либо как продукт жизнедеятельности микробов. Проект «ЭкзоМарс» поможет ученым понять, что именно является источником марсианского метана. Если его обнаружат в присутствии пропана или этана, это будет сильным свидетельством в пользу существования на Марсе биосферы. Если же вместе с метаном будут обнаружены соединения серы, то станет ясно, что он является продуктом геологической активности.

Кроме того, ученые допускают существование на современном Марсе потоков жидкой соленой воды. Даже если концентрация соли в них очень велика, это все равно даст возможность говорить о существовании жизни. Исследователи также предполагают, что вода существует в подповерхностном слое: наиболее подходящим местом для жизни считаются защищенные от радиации подземные пещеры, в которых могут существовать реки и озера. В рамках программы «ЭкзоМарс» также будет проводиться поиск воды и анализ ее распределения.

Посадка на Марс для начинающих

Межпланетная исследовательская миссия ExoMars добралась до активной фазы. Сегодня в 17:42 состоится посадка европейского спускаемого модуля Schiaparelli. Рассказываем о том зачем нужна эта посадка, как она будет проходить, и какие результаты от нее ожидаются.

Moving EDM Экзомарс

Летать на Марс непросто, а еще сложнее садиться. При этом посадка и изучение Красной планеты с поверхности наиболее интересно и перспективно. Главная задача ExoMars — найти марсианскую жизнь… или убедиться, что ее там никогда не было. Этой цели можно достичь только с поверхности. Но сначала нужно научиться садиться.

Программа ExoMars изначально разрабатывалась Европейским космическим агентством в расчете на свои силы. Программа предполагалась двухэтапная: сначала запускается спутник и легкий посадочный модуль, а через два года — марсоход на тяжелой посадочной станции. Спускаемый модуль первого этапа рассматривался как тренировка перед сложной задачей посадки марсохода.

Посадка Экзомарс Скиапарелли

Потом выяснилось, что силы Европы оказались слабые, и потребовался поиск партнеров, которые смогут взять на себя часть финансовой, технологической и научной нагрузки. Сначала надеялись на NASA, но те увлеклись собственными исследованиями и оставили европейцев наедине со своими проблемами. К тому времени Россия потеряла аппарат “Фобос-Грунт”, но не оставила марсианских амбиций. В этом стремлении Роскосмос и ESA нашли друг друга, и занялись марсианской жизнью.

После включения России программу скорректировали: теперь оба запуска осуществляются российскими ракетами “Протон-М”, и посадку марсохода берет на себя Роскосмос. Научная полезная нагрузка спутника и марсохода тоже совместная.

Старт Экзомарс 2016

Сейчас спутник TGO уже подлетает к Марсу и легкий спускаемый модуль Schiaparelli отделился и идет собственным баллистическим путем, чтобы пережить свои шесть минут ужаса после входа в атмосферу планеты. Правда пока ESA не уточняет только ли для себя она осуществляет эту посадку или же результатами поделятся с российскими разработчиками платформы для марсохода. У Роскосмоса вообще нет опыта посадки чего-либо куда-либо кроме Земли, поэтому любой опыт не помешает.

Экзомарс Скиапарелли

Вечером в среду 19 октября Schiaparelli, заключенный в теплозащитную капсулу войдет в атмосферу Марса на высоте 120 км и скорости 5,8 км/с (21000 км/ч).

Экзомарс посадка Скиапарелли

Большую часть скорости удастся погасить за счет аэродинамического торможения в атмосфере. В это время температура внешней стороны теплового щита поднимется до 1750 градусов Цельсия. Разработчики теплового щита учли даже то, что посадка будет проходить в условиях повышенной запыленности атмосферы. После соответствующего испытания они увеличили толщину тепловой защиты на 4 мм.

Экзомарс посадка Скиапарелли

Когда скорость упадет до 1650 км/ч Schiaparelli развернет сверхзвуковой парашют. После раскрытия парашюта тормозной щит отстрелится и бортовая навигационная камера начнет съемку поверхности со скоростью кадр в полторы секунды. Эта съемка позволит лучше понять как проходило снижение и куда осуществлена посадка.

На высоте примерно 1 км от поверхности, при скорости 250 км/ч, спускаемый модуль выскочит из капсулы и начнет самостоятельный полет. Дальнейшее снижение скорости обеспечат девять жидкостных двигателей малой тяги. Они должны плавно подвести Schiaparelli к поверхности и отключиться на высоте 2 метра. Оттуда модуль просто упадет со скоростью 11 км/ч. Финальный удар примет на себя деформиуемая платформа из алюминиевых сот.

Экзомарс посадка Скиапарелли

Основная цель Schiaparelli — мягко сесть на Марс. Европа уже предпринимала похожую попытку посадки в 2003 году, но тогда зонд Beagle-2 не подал признаков жизни с поверхности, хотя, как оказалось, сел он достаточно мягко чтобы успеть развернуть две солнечные батареи из четырех. На Schiaparelli нет солнечных батарей и разворачиваемых элементов — всё упростили до предела чтобы снизить вероятность сбоев.

Работа Schiaparelli на поверхности продлится несколько дней. ESA указывает срок от 2 до 8 суток, в которые зонд будет изучать атмосферу, регистрировать климатические данные и оценивать напряженность электрических полей. За это время должно состояться несколько десятков сеансов связи с пролетающими спутниками NASA и ESA, которые ретранслируют данные на Землю. Фотокамера на зонде только одна, поэтому фотографий с поверхности от него не будет.

Место для Schiaparelli выбирали прежде всего из соображений удобства посадки, безопасности и экономии топлива. Поэтому остановились на равнине Меридиана, которая находится в низине — это обеспечивает повышенную толщину слоя атмосферы. Сама равнина изучена уже прекрасно благодаря тому, что по ней более 10 лет катается марсоход NASA Opportunity. Марсоход продолжает работу и по сей день, что открывает уникальную возможность наблюдать посадку на Марс с его поверхности. Правда посадочный эллипс у Schiaparelli довольно протяженный — 100 км длиной и 15 км шириной.

Экзомарс посадка Скиапарелли

Куда именно на этом пространстве сядет модуль зависит от атмосферных условий на Марсе: давления, направления и силы ветра, концентрации пыли. От пыли зависит и дальность видимости на Марсе. Сейчас, на кадрах марсоходов, вершины гор теряются на расстоянии около 30 км. Помешать наблюдениям еще может неудачное расположение Opportunity — для него практически вся посадка пройдет за горой, поэтому он может все пропустить, даже если это пройдет относительно поблизости.

Экзомарс посадка Скиапарелли Opportunity

Снимки посадки с самого Schiaparelli прибудут только на следующий день после посадки, поэтому весь процесс будет контролироваться только по данным телеметрии — скупых цифр отражающих состояние бортовых систем и показания датчиков зонда. Но даже если удастся получить любой сигнал с поверхности от Schiaparelli — это будет победой и серьезным достижением для европейской космонавтики.

В минуты посадки зонда Schiaparelli на Марс в Московском музее космонавтики пройдет встреча с российским ученым-планетологом, физиком МФТИ, участником проекта ExoMars, который расскажет о своей деятельности, прокомментирует посадку и ответит на вопросы собравшихся. Для тех, кто прийти не сможет, организуем прямую онлайн-трансляцию.

Подготовлено для Life.ru.

Чтобы не пропускать самое интересное в космосе, добавьте меня в ЖЖ или соцсетях: Вконтакте, Facebook, Twitter, Одноклассники, Pikabu.

Поддержать «Открытый космос» рублем.

Для чего придумали Экзомарс?

В 2013 году российская госкорпорация Роскосмос совместно с европейским космическим агентством запустила масштабную программу для изучения планеты Марс под названием “Экзомарс”. Заметим, что каждая из сторон-основательниц имеет свои определенные задачи:

  • европейская заботится о создании перелетного модуля и марсохода;
  • российская занимается расчетами, проектированием и созданием посадочной платформы.

Вникая в особенности этой программы, можно заметить, что она состоит из важнейших этапов, первый из которых уже стартовал в прошлом году — с космодрома Бойконур был осуществлен запуск космического аппарата для того, чтобы тот детально изучил все особенности планеты Марс.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: