Старт ракеты H-IIA со станцией «Аль-Амаль». Фото AFP

International Martian Troopers / Offsyanka

⇡ #Part 1. Arab “Hope”

Launch of the H-IIA rocket from the Al-Amal station. Photo AFP

Launch of the H-IIA rocket from the Al-Amal station. Photo AFP

On July 19, an H-IIA launch vehicle was launched from the cosmodrome located on the southeastern coast of the Japanese island of Tanegashima, in the south of Kagoshima prefecture, 115 km south of the island of Kyushu, sending the Al-Amal probe (الأمل – “Hope”) – the first interplanetary station of the United Arab Emirates (UAE) and the Arab world as a whole. So the Emirates became the first Arab country to send a spacecraft to other planets, and the sixth state (after the USSR, USA, Japan, Europe and India) to send a probe to Mars.

The creation and management of the mission is directed by the Mohammed bin Rashid Space Center, MBRSC), named after the Emir of Dubai, since 2006, Prime Minister and Vice President of the UAE. The spacecraft was made with Arab money with the participation of Arab scientists (more than 150 people), but by the hands of American specialists from the Laboratory for Atmospheric and Space Physics (Laboratory for Atmospheric and Space Physics, LASP) Colorado State University at Boulder, Arizona State University, ASU) and the University of California, Berkeley.

The interplanetary probe was developed almost twice as fast as foreign analogs and assembled at the University of Colorado. LASP senior engineer Bret Landin believes that next time his Arab colleagues will do it on their own.

“You can verbally tell a person how to ride a bike, but until you try, you don’t understand what’s what,” he says. – It’s the same with the spacecraft. I can explain how to refuel it, but until you put on a chemical protection suit and yourself pump 800 kg of explosive fuel from a ground tank into the tanks of the device, you will not learn. Their engine engineers did it and now know what to do next time. “

The scientific goal of the project is to obtain high-quality images of the surface of Mars from the orbit of its artificial satellite, as well as to collect information on meteorological conditions, atmosphere and climate of the Red Planet.

In addition to solving scientific and technical problems, the development was aimed at the formation of highly qualified personnel in the UAE, capable of implementing the most complex modern problems in the field of obtaining new knowledge and promoting innovations. Al-Amal project leader Omran Sharaf explained the meaning of the mission: “The main goal is not to reach Mars, but to prepare a fertile research ground in the UAE to inspire young people to go to work in science and engineering. Mars is a means to more important tasks … “

Omran Sharaf, head of the Al-Amal project. Photo from www.thenational.ae

Omran Sharaf, head of the Al-Amal project. Photo from www.thenational.ae

MBRSC began development of the probe at the end of 2013 as the next step after the design of Earth remote sensing satellites. “We were required to reach a new level and create new opportunities for scientists,” said Omran Sharaf. The mission was intended to be a catalyst for change, part of the transition to a sustainable knowledge-based post-oil economy, and help forge international partnerships to advance the Emirates.

In July 2014, the project was announced, and in April 2015, Sheikh Mohammed invited the entire Arab world to come up with a name for the probe. A month later, the name “Hope” was chosen. In March 2016, the Japanese company Mitsubishi Heavy Industries (MHI) received a contract to launch the vehicle using an H-IIA launch vehicle.

In November 2017, the first public demonstration of the probe took place – visitors to the Dubai Airshow could see that Al-Amal with a launch mass of about 1350 kg is a typical modern spacecraft in a leaky design, powered by two solar panels and transmitting information to Earth via highly directional antenna. its scientific equipment includes three instruments:

  • 12-megapixel EXI (Emirates Exploration Imager) camera for obtaining color images of the Martian surface with a sufficiently high resolution (about 8 km per pixel), studying ice and dust, and also estimating the amount of ozone in the atmosphere
  • infrared spectrometer EMIRS (Emirates Mars Infrared Spectrometer) for studying the atmosphere in the thermal range, determining the temperature distribution in the lower and middle atmosphere of the planet, ice, water vapor and dust;
  • ultraviolet spectrometer EMUS (Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer) for measuring the concentration of oxygen and hydrogen and the process of their volatilization in the upper atmosphere.

After entering the near-Martian orbit, Al-Amal must collect more than 1000 gigabytes of data on the atmosphere of the Red Planet, the structure of its layers, interaction with the surface, as well as the rate of escape of Martian air into space during its planned active life (about two Earth years).

Final tests of the Al-Amal probe before being sent to the Tanegashima cosmodrome. Photo https://twitter.com/HHShkMohd

Final tests of the Al-Amal probe before being sent to the Tanegashima cosmodrome. Photo https://twitter.com/HHShkMohd

According to the Minister of Advanced Sciences of the UAE and the deputy head of the Al-Amal project, Sarah al-Amiri, one of the initial requirements for the mission was the desire to make “the first full-fledged meteorological satellite of Mars in order to then transfer it to scientists for free. the world received data “. Experts believe that the probe will help to better understand the interaction of the upper and lower layers of the Martian atmosphere, to find out the mechanisms of changes in Martian weather and the peculiarities of oxygen and hydrogen leaving the air in vacuum.

The immediate preparation for the launch began a year before the launch – July 23, 2019 – and, according to Omran Sharaf, went according to plan. Thermal vacuum tests were carried out in the United States in December 2019, after which the probe was brought to the Emirates for the final series of tests, which were supposed to be completed in May. However, the coronavirus intervened in the events, and they decided to speed up the sending of the device to Japan. The device was sent to the cosmodrome at the end of April 2020. “It was decided early on that we needed to get the spacecraft to the launch site as soon as possible, given the restrictions on international travel,” he said. – Travelers from abroad (including our specialists) who arrived in Japan had to go through a two-week quarantine. We had to start working in the worst-case scenario. ”

The shift in the date of sending the device to earlier dates led to the fact that the UAE had to cancel a number of previously planned tests. Omran Sharaf acknowledged the possibility of a bad outcome of the project, but was sure that it was necessary to try.

“This is an exploratory mission, and yes, failure is one option,” he said. – But to abandon the progress of the nation is not an option for us. The main thing is the opportunities and knowledge that the country will acquire by working on this project. “

The launch date, determined by the next confrontation between Earth and Mars, when the minimum distance between the planets greatly reduces the mission time and energy costs for the flight, was tentatively scheduled for July 14 with the opening of a three-week launch window. However, due to weekly showers in Japan, the start was twice postponed, but despite the delays, it took place within the allocated window. The launch was successful, and at an altitude of 430 km, the device separated from the second stage of the launch vehicle, starting an autonomous flight to Mars.

Brief technical characteristics of the Tianwen-1 mission. Graphics from the site https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru

Brief technical characteristics of the Al-Amal mission. Graphics from the site https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru

The probe is due to arrive in the vicinity of Mars in February 2021, when the half-century anniversary of the formation of the UAE will be celebrated. First, Al Amal will enter an elliptical orbit with an altitude of 1,000 to 50,000 km, and then will transfer to a target orbit with an altitude of 20,000 by 43,000 km with an orbital period of 55 hours, from which it will conduct scientific observations.


⇡ #Part 2. Chinese Questions to Heaven

Launch of the Changzheng-5 carrier rocket with the Tianwen-1 station. Photo Russian.news.cn

Launch of the Changzheng-5 carrier rocket with the Tianwen-1 station. Photo Russian.news.cn

On July 23, the heavy Chinese launch vehicle Changzheng-5 (长征 五号 – Long March 5) left the Wenchang cosmodrome on Hainan Island for its fourth flight, which launched the largest and most complex mission of all launched to the Red Planet in the summer this year: the five-ton automatic station “Tianwen-1” (天 问 一号 – “Questions to the sky”) included an orbital and descent vehicle with a rover.

The creation of the first Chinese probe for the exploration of Mars is a long history, which was originally supposed to develop according to the debugged “lunar algorithm”: first, the launch of an artificial satellite into orbit of the target planet, then the soft landing of the apparatus, then the landing of the rover, and somewhere in the distant future – delivery samples of Martian soil to Earth. The first stage – the launch of the Martian orbiter “Inho-1″ (萤火 一 «-” Firefly-1 “) – was planned to be carried out within the framework of the Russian project” Phobos-Grunt “. However, the Chinese probe, which was one of the payloads, got stuck along with the main vehicle in low-earth orbit in November 2011, and after two months died in the Earth’s atmosphere.

After that, our eastern neighbors decided to cut corners and accelerate the entire Martian program, implementing it on their own. In 2014, the geochemist and cosmochemist, scientific director of the Chinese lunar program, academician Ouyang Ziyuan, announced his intention to close two stages at once during the first flight: to create an artificial satellite of Mars and land a rover on the planet’s surface. There were already prerequisites for this, in particular, the development of new powerful launch vehicles was nearing completion and extensive experience was accumulated in the implementation of the Chang’e (嫦娥 – Moon Goddess) lunar program.

The project progressed quickly. At the X International Aerospace Show Airshow China, held in November 2014 in Zhuhai, they showed mock-ups of the rover, landing platform and orbiter, indicating the planned launch date in 2020. On January 11, 2016, the project was officially approved and received funding for full-scale development, and in August of the same year, the final configuration of the station was presented (more than 60% of the mass was in the orbiter, the rest was in the descent vehicle with the rover).

Comparative images of a new generation Chinese manned transport vehicle, a Martian probe and the Chang'e-5 station for delivering lunar soil samples to Earth. CNSA graphics

Comparative images of a new generation Chinese manned transport vehicle, a Martian probe and the Chang’e-5 station for delivering lunar soil samples to Earth. CNSA graphics

The Chinese Academy of Space Technology CAST (China Academy of Space Technology) in Beijing (chief designer of the mission Zhang Rongqiao, administrative head He Rongwei and chief designer Sun Zezhou) were responsible for the development, manufacture and integration of the entire probe, as well as for the descent vehicle and rover. , for the orbiter – the SAST Academy of Space Technologies (Shanghai Academy of Spaceflight Technology) in Shanghai (project manager Hou Jianwen, and then Zhang Yuhua).

The scientific goals of the mission, which until April 2020 was called trite “Hoshin” (火星 – “Mars”), and the program of their achievement was formulated by the Chinese Academy of Sciences under the leadership of academician Wan Weixing (alas, he passed away on May 20, 2020, before the start only two months). These include studying the entire surface of Mars from an orbiter (in particular, mapping and studying the geological structure) and detailed studies of individual areas using a rover (including determining the distribution of water ice under the surface). As well as measuring the parameters of the ionosphere, electromagnetic and gravitational fields and obtaining information about the planet’s climate and the state of the environment on its surface.

The “Science” of the station is represented by 13 instruments. Six are on the orbiter:

  • an MRC (Mars High-resolution Camera) camera will be able to acquire images of objects on the surface of Mars with high resolution – from 0.5 m per pixel in the panchromatic range to 2 m per pixel in the multispectral range, with a narrow swath of 9 km from an altitude of 260 km;
  • the MRC (Medium Resolution Camera) camera is used for survey shooting with a moderate (about 100 m per pixel) resolution in a wide swath;
  • the MOSER (Mars-Orbiting Subsurface Exploration Radar) radar will measure the orbital altitude, search for ice and sound subsurface layers of the soil;
  • mineralogical spectrometer MMS (Mars Mineralogy Spectrometer) will determine the elemental composition of the surface to study the resources of Mars;
  • a three-component magnetometer MM (Mars Magnetometer) with a high resolution (0.01 nT) will measure the magnetic field of the planet;
  • analyzer of ions and neutral plasma MINPA (Mars Ion and Neutral Particle Analyzer) will determine the composition, density, velocity and temperature of ion flows with the release of atoms and ions of oxygen, hydrogen and helium;
  • analyzer of energetic particles MEPA (Mars Energetic Particle Analyzer) will register fluxes and receive energy spectra of electrons, protons, alpha particles and heavy ions up to and including iron.
Interplanetary station

Interplanetary station “Tianwen-1” on the trajectory of departure from the Earth. From the site https://vk.com/chinaspaceflight

Seven instruments are installed on the rover (the landing stage performs only transport functions and does not carry scientific instruments):

  • a stereo camera is used for navigation, a topographic one – for building three-dimensional models of the surface of Mars;
  • multispectral camera MSC (Multispectral Camera) operates in the visible and near infrared range and will study the morphology and distribution of various minerals on the surface;
  • the MRSER (Mars-Rover Subsurface Exploration Radar) radar will penetrate ice to a depth of 100 m and the ground at 10 m, exploring subsurface layers;
  • laser spectrometer MSCD (Mars Surface Composition Detector) is used for remote determination of elemental composition and identification of rocks on the surface;
  • a three-component MMFD (Mars Magnetic Field Detector) magnetometer performs the same functions as a similar device in orbit;
  • the MMM (Mars Meteorology Monitor) meteorological complex will measure temperature, pressure, wind speed and direction, as well as record sounds near the surface.

Missions like these are rarely completed quickly — sometimes the delays last for years. But the Chinese met the deadline: by 2020, the interplanetary station was manufactured and tested, including on a stand with simulated Martian gravity, where the final throw tests were carried out, which successfully demonstrated the soft landing of the vehicle. But with the launch vehicle there were Problems

The first launch of Changzheng-5 in November 2016 was successful, but the second, in July 2017, ended in an accident. The search and elimination of the causes of the latter lasted until December 2019, when the launch vehicle was rehabilitated. In May 2020, with his help, a demonstrator of a promising Chinese spacecraft entered low-earth orbit, confirming the reliability of the materiel. There was nothing more to prevent the launch of the Martian probe.

Brief technical characteristics of the mission Mars-2020 Perserverance. Graphics from the site https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru

Brief technical characteristics of the Tianwen-1 mission. Graphics from the site https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru

In April 2020, the station received a new name “Tianwen” (a reference to the poem by Qu Yuan, written in the 3rd century BC, the name of which is usually translated into Russian as “Questions to the Sky”). At the beginning of the month, the components of the complex arrived at the cosmodrome, and in mid-May, the blocks of the launch vehicle were delivered there. On July 17, the fully assembled Changzheng-5 was taken to the start. Ground preparation ended with a successful launch. On August 2, the probe performed its first trajectory correction. The flight takes place normally.

Like the rest of the Martian Trinity, the Tianwen will arrive in the vicinity of the target in February 2021. In contrast to recent missions with a direct entry of the lander into the atmosphere, a different scheme has been chosen for it: on February 11, using an onboard engine, it will enter the near-Mars orbit, then correct it and conduct remote reconnaissance of the future landing site.

On April 23, the descent vehicle will descend from orbit, perform a controlled descent with aerodynamic braking (balancing is supposed to be carried out using a deflectable trimmer flap), after which a parachute system of four canopies will be put into operation – two exhaust and two main ones. At the end of the parachuting, the frontal heat shield and the upper lid of the descent vehicle will be dropped, and a soft landing from a height of 100 m will be provided by a throttled rocket engine. Directly at the surface, micromotors will join it, and the shock absorbers of the landing supports will extinguish the residual vertical speed.

После посадки и контроля состояния с платформы на поверхность сойдет шестиколесный марсоход, который, по расчетам, проработает как минимум 90 марсианских суток, переезжая с места на место со скоростью до 200 м/ч и преодолевая подъемы крутизной до 30°. Орбитальный аппарат должен функционировать один марсианский год — примерно 687 земных суток.

Макет китайского марсохода и посадочной ступени. Фото ЕКА

Макет китайского марсохода и посадочной ступени. Фото еКА


⇡#Часть 3. Американская «Настойчивость»

Старт ракеты Atlas V со станцией Mars 2020 Perserverance. Фото с сайта defpost.com

Старт ракеты Atlas V со станцией Mars 2020 Perserverance. Фото с сайта defpost.com

30 июля с космодрома на мысе Канаверал во Флориде стартовала ракета-носитель Atlas V. Она вывела на отлетную траекторию автоматическую станцию, построенную NASA по проекту Mars-2020 Rover Mission для доставки на поверхность Красной планеты ровера Perseverance («Настойчивость»). Имя автоматическому планетоходу для астробиологических исследований планетной среды, поверхности и геологических процессов, а также оценки прошлой обитаемости Марса и поиска доказательств существования древней жизни было выбрано семиклассником Александром Мазером (Alexander Mather) из средней школы в Берке, штат Вирджиния. Это — первый марсоход, на который возложена задача сбора образцов грунта для последующей доставки на Землю в рамках будущей миссии Mars Sample Returne.

Проект ровера, являющегося развитием успешной научной лаборатории Curiosity («Любопытство»), работающей на Марсе с августа 2012 года, был впервые анонсирован специалистами Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL) 4 декабря 2012 года на заседании Американского геофизического союза (American Geophysical Union, AGU).

После тщательного просеивания 58 предложений по составу научной аппаратуры, полученных со всего мира, 31 июля 2014 года NASA объявило о выборе инструментов, среди которых были:

  • система из двух камер Mastcam-Z панорамного и стереоскопического отображения с зуммирующими объективами, предназначенная для определения минералогического состава марсианской почвы;
  • прибор для анализа химического и минералогического состава почвы SuperCam, способный дистанционно обнаруживать присутствие органики в горных породах и грунте;
  • рентгеновский флуориметрический спектрометр PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) с тепловизором высокого разрешения, позволяющий определять состав почвы с гораздо более высокой точностью, чем ранее;
  • ультрафиолетовый рамановский спектрометр SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals), позволяющий получать мелкомасштабные изображения для определения минерального состава грунта и обнаружения органики;
  • эксперимент по производству кислорода из атмосферы Марса MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment);
  • набор датчиков MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) для измерения температуры, скорости и направления ветра, давления, относительной влажности, размера и формы частиц пыли;
  • радар RIMFAX (Radar Imager for Mars Subsurface Exploration) для геологического зондирования недр с разрешением в один сантиметр.

В составе аппаратуры впервые имеется маленький вертолет-дрон MHS (Mars Helicopter Scout) массой 1,8 кг, способный совершать кратковременные полеты для разведки возможных целей и прокладки маршрута для ровера. Роторный разведчик, способный по три минуты в день летать на дистанцию до 600 м, был испытан в условиях Арктики и в симуляторе крайне разреженной атмосферы Марса. его включили в состав миссии только 11 мая 2018 года.

Разведку целей будет осуществлять дрон Ingenuity («Изобретательность»). Графика NASA

Разведку целей будет осуществлять дрон Ingenuity («Изобретательность»). Графика NASA

Станция Mars-2020 стартовой массой около 4 т состоит из перелетной ступени и спускаемого аппарата, внутри которого на системе мягкой посадки «Небесный кран» (Sky Crane) крепится шестиколесный марсоход Perserverance массой около 1050 кг с электроснабжением от радиоизотопного термоэлектрического генератора.

В отличие от предыдущих роверов новый должен продемонстрировать технологии, которые пригодятся и для пилотируемых миссий. «Perseverance прокладывает путь для новых научных и технологических открытий, — сообщил руководитель Директората космических технологий NASA Джим Рейтер (Jim Reuter). — Знания и возможности, полученные в результате этой миссии, помогут нам подготовиться к высадке на Марс в 2030-х годах. Технологии станут движущей силой процесса освоения этой планеты».

Речь идет в первую очередь о новой системе точной посадки, новой метеостанции, уже упомянутом оборудовании для получения кислорода из очень «жидкого» марсианского воздуха, состоящего в основном из углекислого газа, и новой системе измерения температуры теплозащитного экрана. Последний способен выдержать нагрев до 1500 °С, возникающий при входе спускаемого аппарата в атмосферу Марса. Он аналогичен примененному в миссии Curiosity, в которой набор датчиков MEDLI (Mars Science Laboratory Entry, Descent, and Landing Instrumentation) на экране показал, что фактические условия входа в атмосферу отличались от компьютерной модели. Для нынешней миссии инженеры создали инструмент MEDLI2, позволяющий собрать более точные данные, такие как изменения температуры, влияние ветра на траекторию движения аппарата и нагрев внутренней оболочки экрана.

Новый комплект датчиков позволит собрать более полную информацию об условиях входа в атмосферу Марса. Графика NASA

Новый комплект датчиков позволит собрать более полную информацию об условиях входа в атмосферу Марса. Графика NASA

Высокую точность управляемого спуска должна обеспечить технология навигации по рельефу местности TRN (Terrain Relative Navigation), отыскивающая наиболее безопасную зону приземления. «TRN — это новая подсистема, которая позволяет спускаемому аппарату определять свое положение по отношению к посадочной зоне, ведя съемку поверхности во время парашютного спуска. Предыдущие миссии такой возможности не имели», — сообщил менеджер по подсистеме управления, навигации и контроля в JPL Эндрю Джонсон (Andrew Johnson).

Технология основана на сравнении фактического рельефа с картой, заложенной в память бортового компьютера и составленной по снимкам аппарата MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), который с марта 2006 года работает на околополярной орбите вокруг Марса. Камера TRN делает 10 четких снимков в секунду даже при быстром спуске. Высокопроизводительный компьютер осуществляет ускоренную обработку изображений и сравнивает их с уже имеющейся картой по специальному алгоритму.

За несколько секунд до посадки TRN оценивает зону приземления, и, если территория является небезопасной (крупные камни, склон горы), выбирает ближайшее ровное место и передает информацию бортовому компьютеру. Тот выработает управляющий сигнал для «Небесного крана».

Для составления полной картины процесса высадки и получения «многомерной» записи изображений и звуков при пролете через атмосферу и посадке ровер оснащен многочисленными микрофонами и двадцатью тремя камерами, которые получают изображения ландшафта и научных образцов с высокой детализацией. Как и в предыдущих экспедициях планетоходов, «сырые» и обработанные изображения планируется сделать доступными на веб-сайте миссии. Кроме прочего, Perseverance несет чипы с именами почти 11 млн человек, подписавшихся через сайт проекта.

Первоначально предполагалось, что новый планетоход будет построен быстро и дешево («всего лишь» за $1,5 млрд), поскольку для этого использовались чертежи и запчасти Curiosity. Однако уже в 2017 году по стоимости разработки, изготовления и запуска ровер почти сравнялся с предшественником — $2,1 млрд. еще примерно $300 млн шло на управление миссией.

Perserverance (Mars 2020, справа) — усовершенствованный вариант ровера Curiosity (Mars Science Laboratory). Фото NASA

Perserverance (Mars 2020, справа) — усовершенствованный вариант ровера Curiosity (Mars Science Laboratory). Фото NASA

Как и все нынешние марсианские проекты, американский встретился с трудностями из-за пандемии коронавируса. Они потребовали от создателей аппарата нестандартных решений, чтобы уложиться в срок. «Строительство этого невероятно сложного марсохода было самой непростой задачей, с которой я когда-либо сталкивался как инженер, — сказал руководитель разработки систем управления полетом аппарата в JPL Рэй Бейкер (Ray Baker). — Хотя коронавирус добавил множество новых проблем, в том числе связанных с логистикой, команда продемонстрировала большую решимость и усердие в создании марсохода».

После семимесячного перелета 18 февраля 2021 года Mars-2020 должен совершить посадку. «Научная группа подробно обсуждала возможные места высадки Perseverance, — объясняет Кен Фарли (Ken Farley) из Калифорнийского технологического института. — В конечном итоге мы выбрали ударный кратер езеро (Jezero) шириной 45 км, находящийся на западном краю Равнины Исиды (Isidis Planitia), гигантского котлована к северу от марсианского экватора. Кратер появился очень давно в результате столкновения астероида с планетой. Примерно 3-4 млрд лет назад в езеро впадала река, образуя водоем размером с озеро Тахо. Это очень перспективное место для поиска органических молекул и других потенциальных признаков микробиальной жизни».

Краткие технические характеристики миссии «Аль-Амаль». Графика с сайта https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru

Краткие технические характеристики миссии Mars-2020 Perserverance. Графика с сайта https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru


Вообще-то в 2020 году к Марсу должна была полететь еще одна автоматическая станция — российско-европейский комплекс ExoMars-2020. Однако не срослось…

Проект ExoMars, стартовавший в 2002 году как программа европейского космического агентства (еКА), неоднократно менял свой формат. Работа завязывалась как совместная европейско-американская, с возможным российским участием, но через несколько лет NASA не смогла ее продолжать. С 2012 года основным партнером европейцев стал Роскосмос. Да и сама концепция тоже неоднократно менялась. В конце концов проект было решено реализовать в два этапа. На первом, начавшемся в марте 2016 года (миссия ExoMars-2016), к Красной планете на ракете «Протон-М» отправились орбитальный модуль TGO (Trace Gas Orbiter) и экспериментальный посадочный модуль — демонстратор входа в атмосферу EDM (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module), нареченный Schiaparelli. Российским вкладом, кроме носителя, стали два научных прибора на TGO, который в октябре 2016 года успешно вышел на орбиту вокруг Марса, где и работает до сих пор. А вот Schiaparelli не повезло — он разбился при посадке.

Старт второго этапа (ExoMars-2020) намечался на июль-август 2020 года во время очередного противостояния Земли и Марса: к цели — опять-таки с помощью «Протона-М» — должен был отправиться целый комплекс для поиска следов жизни (как прошлой, так и настоящей) с учетом различных периодов существования на планете жидкой воды. В этот раз выход на околомарсианскую орбиту не предусматривался: десантный модуль (спускаемый аппарат, внутри которого находится посадочная платформа с планетоходом) входит в атмосферу со второй (для планеты) космической скоростью, которая гасится за счет аэродинамического торможения и парашютов. Мягкую посадку обеспечивают дросселируемые ракетные двигатели посадочной платформы.

После посадки раскрывается трап, и по нему на поверхность съезжает марсоход. Ровер и стационарная платформа самостоятельно проводят исследования поверхности и подповерхностного слоя Марса, выполняют геологические изыскания и ищут следы возможного существования жизни на планете.

Российским вкладом в проект становились ракета-носитель, посадочная платформа «Казачок» и 13 научных приборов. европейцы были «головниками» и поставляли перелетный и десантный модули, а также марсоход Rosalind Franklin. Таким образом, для России появлялась возможность полноценного участия в межпланетной миссии высокого уровня. Высадка на Марс планировалась на март 2021 года.

Однако подготовить комплекс к расчетному времени не удалось. Основной причиной задержки эксперты называют сложности отработки парашютной системы десантного модуля. Она состоит из двух основных куполов диаметром 15 и 35 м, и каждый оснащен своим вытяжным парашютом.

В мае и августе 2019 года в Швеции прошли бросковые испытания. В майском тесте оба основных купола раскрылись нормально, но сразу после выхода из контейнера в ткани парашютов проявились разрывы. В августовском испытании у 35-метрового купола обнаружились проблемы со стропами: макет посадочной платформы спускался только под вытяжными парашютами и, естественно, разбился…

Предварительный анализ, выполненный с участием американских специалистов, нашел проблемы в конструкции парашютных контейнеров. Осенью 2019 года еКА было вынуждено обратиться за помощью к NASA. Тесты, проведенные в Лаборатории реактивного движения JPL, показали готовность основных парашютов к двум заключительным бросковым испытаниям, которые стояли в планах на март 2020 года. Однако их пришлось отложить на октябрь, и произошло это уже после переноса миссии.

По российской части график проекта соблюдался. В декабре 2019 года платформа «Казачок» успешно проходила комплексные испытания в НПО имени Лавочкина. 3 марта 2020 года сообщалось об успешном завершении прожигов двигательной установки десантного модуля в КБхиммаш имени А. М. Исаева. К началу марта все летное оборудование, необходимое для выполнения миссии, было установлено на космический аппарат. Посадочная платформа и марсоход успешно прошли заключительные тепловакуумные тесты во Франции.

12 марта 2020 года гендиректор Роскосмоса Дмитрий Рогозин и глава ЕКА Ян Вернер в ходе телеконференции (личной встрече помешала, как нетрудно догадаться, эпидемия коронавируса) обсудили ход проекта и приняли решение о переносе миссии на 2022-й — год следующего противостояния Земли и Марса. Название поменялось c ExoMars-2020 на ExoMars-2022. Это решение было принято, в частности, по рекомендациям генеральных инспекторов с европейской и российской стороны. Они пришли к выводу, что для подтверждения годности всех компонентов зонда требуются дополнительные испытания, а значит, нужно больше времени.

В итоговом заявлении руководители двух космических ведомств объясняли решение о переносе запуска миссии: «…Оно обусловлено… требованием к максимальной надежности всех систем космического аппарата… Я уверен, что меры, которые мы и наши европейские коллеги предпринимаем для успешной реализации проекта, будут оправданы и принесут исключительно положительные результаты…» — заявил Дмитрий Рогозин. «Мы хотим убедиться в том, что на 100% уверены в успешной реализации миссии. Мы не допускаем ни малейшей вероятности ошибки, — в свою очередь сообщил Ян Вернер. — Проведение дополнительных испытаний для верификации обеспечит безопасный перелет и получение максимальной научной отдачи на Марсе…»

Если учесть стоимость миссии — порядка 1 млрд €, такая осторожность не лишняя. Новый график предусматривает старт в августе—октябре 2022 года и посадку на Марс в период с апреля по июль 2023 года.

Несмотря на все резоны, специалисты неоднозначно оценивают принятое решение. «Насколько я знаю, основными инициаторами этого переноса выступали наши европейские партнеры. С технологической стороны посадка на Марс — чрезвычайно рисковое предприятие. Они осознают, что система сырая и проще отложить запуск, чем идти на огромный риск», — отметил сотрудник Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) Александр Родин. По его мнению, решение о переносе на самом деле планировалось давно и было связано в основном с низкой степенью готовности европейских систем посадки.

Основным риском он считает необходимость консервации и последующей «реанимации» некоторых приборов. Не исключено, что при хранении часть из них выработает гарантийный ресурс и потребует замены и новых испытаний. «Часть… компонентов может не пережить консервации, так как мы готовились к длительному перелету в космосе, а не к хранению в земных условиях. Что еще важнее, приоритетность всей миссии в целом снизится, — отметил ученый. — Этот период ожидания будет для нас очень непростым, так как, в частности, наш прибор надо будет консервировать, или же его нужно будет снимать с аппарата и заново готовить».

Кроме прочего, Родин не исключает отмену проекта вообще из-за неуверенности в надежности системы посадки (ни Россия, ни еКА не располагают необходимым опытом в создании работоспособных посадочных систем для Марса), а также из-за дальнейшего возможного ухудшении политической обстановки.

Впрочем, у других ученых оптимизма больше. Научный руководитель миссии в еКА Дмитрий Титов считает, что перенос запуска не будет проблемой.

Заместитель гендиректора Роскосмоса по космическим комплексам и системам Михаил Хайлов отметил, что после решения о переносе старта работа по проекту идет в том же темпе, что позволит за три-четыре месяца завершить все операции. «На 2022 год мы должны выйти с гарантированным 100-процентным подтверждением всех приборов, бортовых систем и элементов миссии, — отметил он. — Надо пройти весь цикл испытаний».

Научный руководитель ИКИ РАН Лев Зеленый нашел в ситуации повод для шутки: «Главное — коронавирус мы на Марс не привезем!»

Шутки шутками, но карантинным мероприятиям при подготовке миссии уделяется самое серьезное внимание. Заражение планеты-цели земными микробами считается абсолютно недопустимым. «В ходе подготовки проекта ExoMars реализуются жесточайшие меры планетарного карантина. Отправляемый на Марс в 2022 году аппарат самым тщательным образом проверяют на наличие споровых форм микроорганизмов для исключения занесения их на Красную планету», — отметил заместитель директора по научной работе Института медико-биологических проблем (ИМБП) Владимир Сычев.

Leave a Comment