“Семимильными шагами к запуску”. Ученый о большом успехе России на Марсе

17:55 19/01/2021
Комментарии 0 👁 477

Второй этап миссии “ЭкзоМарс” полным ходом движется к запуску, намеченному на сентябрь 2022-го. Цели экспедиции — мягкая посадка, исследования на неподвижной и подвижной платформах, бурение до горизонтов, не тронутых космической радиацией, поиск биомаркеров в грунте. Если где-то на Красной планете скрывается жизнь — то только под поверхностью на глубине больше полутора метров, уверен научный руководитель российской части проекта, заведующий отделом физики планет и малых тел Солнечной системы ИКИ РАН Олег Кораблев.

“ЭкзоМарс” — совместный двухэтапный проект Европейского космического агентства и “Роскосмоса”. Первая миссия в октябре 2016-го доставила на орбиту Марса аппарат Trace Gas Orbiter (TGO) для исследования атмосферы. На борту спутника работают два спектрометра для чувствительного анализа газов — российский ACS и бельгийский Nomad. Один из важнейших результатов — определение верхнего предела концентрации метана — 50 частей на триллион. Это заставило серьезно переосмыслить популярную гипотезу о биогенном источнике этого газа на планете.

Вторую миссию “ЭкзоМарс” планировали на лето 2020-го, но перенесли на 2022-й. Перелетный модуль выведет в космос ракета “Протон-М”, на орбите Марса от него отделится спускаемый аппарат с парашютной и тормозной системами, посадочной платформой “Казачок” с ровером “Розалинд Франклин”. TGO послужит ретранслятором данных с Марса на Землю. Вероятное место посадки — равнина Оксия в северном полушарии около экватора.

— Олег Игоревич, на каком этапе сейчас подготовка миссии? Преодолены ли трудности, из-за которых отложили вторую экспедицию “ЭкзоМарса”?

— Я отвечаю за научную составляющую и не могу комментировать весь проект, но в целом ситуация выглядит, с моей точки зрения, неплохо. В прошлом году были сложности, в том числе из-за задержек в испытаниях всего космического комплекса. Ситуацию усугубила эпидемия коронавируса. Головное предприятие находится на севере Италии, где был самый жесткий локдаун (площадка Thales Alenia Space Italia в Турине. — Прим. ред.). Запускать миссию в 2020-м было слишком рискованно, поэтому и перенесли на два года. Постепенно все наладили. Недавно в США успешно испытали парашют. Научные приборы сдали еще в прошлом году. В общем, проект идет семимильными шагами к запуску.

— Обращает на себя внимание очень большая насыщенность приборами платформы и марсохода. Некоторые, как мне кажется, дублируют друг друга. Это сделали специально?

— Здесь проявляется различие двух подходов — условно консервативного, американского, и более либерального, европейского. NASA ограничивается небольшим числом приборов на борту. Это оправданно, если приборы очень дорогие, сложные и проверенные во многих полетах, надежные. Европейские и российские миссии часто применяют новые методы, а потому им требуется больше приборов. Дублирование, точнее — запас, повышает надежность.

Например, температуру поверхности можно мерить по-разному, у каждого способа свои изъяны, поэтому получить объективную информацию иногда довольно трудно. Если использовать несколько приборов для этого, то объективность повышается. Хотя и добавляет головной боли, конечно, в процессе разработки.

— На мачте ровера установлен инфракрасный спектрометр ISEM, созданный в ИКИ РАН. Как он будет работать?

— ISEM — это прибор для дистанционного наблюдения, глаза. Он позволяет оценить с точки зрения минералогии, что происходит вокруг, куда лучше ехать, какое место на масштабе от трех метров до десяти сантиметров выглядит перспективнее, где лучше бурить. Работает совместно с системой панорамных камер PanCam.

— Как будут брать грунт, анализировать?

— У американских роверов семейства Athena — “Спирит”, “Оппортьюнити”, “Кьюриосити” — есть “руки”. У нашего марсохода нет. Образцы отбирает буровое устройство. Ровер останавливается и бурит на глубину до двух метров, чтобы достичь горизонтов, куда не проникают галактические космические лучи. Марс, в отличие от Земли, не защищен радиационными поясами, там почти нет озона, и все, что прилетает из космоса, достигает поверхности, стерилизуя ее.

На глубине больше шансов найти признаки жизни — это основная цель миссии.

Процесс бурения долгий, трудный и рискованный. На борту есть аналитическая лаборатория из нескольких приборов. Они установлены в герметичном отсеке внутри ровера, полностью стерильном, чтобы ничем не загрязнить образцы. Еще один прибор, спектрометр Ma_MISS, анализирует состав почвы прямо в скважине. Керн поднимают, размалывают, с помощью инфракрасного микроскопа и рамановского спектрометра выбирают наиболее интересные образцы. Их исследуют самым мощным прибором комплекса — хромато-масс-спектрометром.

— Образцы собираются доставить на Землю?

— Нет. Это в план экспедиции “ЭкзоМарс” не входит. Керны переработают прямо на борту ровера, что-то подвергнут более глубокому анализу. А вот американский марсоход “Персеверанс” будет перемещаться по поверхности и складировать образцы, чтобы на следующем этапе миссии забрать их на Землю.

— В чем отличие “ЭкзоМарса-2022” от американского зонда InSight, который уже действует на планете, и летящего туда “Персеверанса”?

— InSight — чисто геофизический проект, посвященный изучению внутренней структуры Марса. Поисками жизни не занимается. На зонде — сейсмометр и аппарат для измерения теплового потока из недр. Типично американский подход — всего два прибора, оба, кстати, европейские.

“Персеверанс” соберет образцы для последующего возврата. Там нет аналитической лаборатории для исследования грунта, как на нашем, но есть весьма продвинутая система оценки состава пород на расстоянии. Ее основной прибор — лазерная пушка. Она стреляет, и по цвету искры определяют элементный, а не минеральный, состав породы.

На планете до сих пор работает “Кьюриосити”. Со времен экспедиции “Викингов” (1970-е годы. — Прим. ред.) это первый ровер мощного класса с богатым приборным комплексом. Весит как небольшой автомобиль, с радиоизотопным источником энергии, не зависящим от пылевых бурь, освещенности. Трудно сделать лучше. Диапазон достаточно широкий, но с ровером “ЭкзоМарса” не сравнить. Никто до сих пор не бурил на Марсе и пока не планирует.

У нашего марсохода бур длиной 70 сантиметров, удлиняющийся тремя ступенями по пятьдесят сантиметров. Это позволит проникнуть в твердую породу на глубину примерно два метра и достать керн, который затем раздробят и в стерильной камере проанализируют чувствительными приборами. Это направленный поиск следов жизни с той глубины, где они не повреждены ионизирующим излучением.

На стационарной платформе “ЭкзоМарс”, в создании которой ведущая роль принадлежит России, тоже установлена очень мощная аппаратуры. Она займется тонкими исследованиями климата и атмосферы, ее взаимодействия с поверхностью планеты. Есть небольшой сейсмометр, менее чувствительный, чем на InSight, но он способен зафиксировать, например, падение метеорита. Если такое событие засекут сразу два прибора, это станет большим прорывом в сейсмологии Марса.

— А что насчет китайской экспедиции “Тяньвэнь-1”, которая тоже направляется к Марсу?

— Китайская марсианская программа — прекрасное техническое достижение, космические комплексы широкой направленности, спутник, марсоход с хорошим набором приборов. Слава богу, что она так быстро развивается. Пока в ней нет сфокусированных научных целей, но их обязательно сформулируют в недалеком будущем.

— Получается, “ЭкзоМарс-2022” — самая оснащенная космическая экспедиция, которая действительно может найти следы жизни.

— “Кьюриосити” оснащен прекрасно, здесь не стоит перетягивать одеяло на себя. Например, хроматограф и лазерный спектрометр там существенно мощнее, но у них несколько другие задачи. Надо понимать, что принципиально новых методов мы не используем, да и взять на борт приборы лабораторного класса невозможно. В этом проекте мы ищем новые решения с тем, что есть. Шаг за шагом понимание, что и как лучше измерять, продвигает науку вперед. Кроме того, любой прибор — это компромисс между затратами и ресурсами космического аппарата. Всегда есть возможность придумать что-то новое, но есть и ограничения.

Когда вернут образцы с Марса на Землю — это будет прорыв. Но до него еще очень далеко. Сейчас же важнейший этап исследования — достать и проанализировать на месте грунт с глубины. Для России участие в программе “ЭкзоМарс” — большой шаг вперед. С 2018-го два отечественных прибора прекрасно работают на орбите на борту орбитального модуля “ЭкзоМарс-2016”. У нас еще никогда не было такого потока данных с Красной планеты.

Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤

Источник

Добавить комментарий