Фото: ESA
Совместный российско-европейский проект «ЭкзоМарс» готовится к своей главной миссии – поиску следов прошлой и настоящей жизни на Красной планете. Европейское космическое агентство изготовит перелетный модуль и марсоход, а Россия – десантный модуль и посадочную платформу. Запустит все это в космос российская ракета-носитель «Протон-М».
Стартовав по плану 25 июля 2020 года, станция должна будет достичь цели 19 марта 2021 года. Одним из главных условий для мягкой посадки на поверхность Марса станет защитный экран десантного модуля из специального композита производства ОНПП «Технология», входящего в Ростех.
Марсианские хроники: история проекта
«ЭкзоМарс» – проект Европейского космического агентства (ESA) и Роскосмоса по исследованию Марса, его поверхности, атмосферы и климата с орбиты и на поверхности планеты.
С начала 2000-х годов «ЭкзоМарс» разрабатывался как совместный проект ESA и NASA. Предполагалось, что американцы предоставят для запуска двух миссий две ракеты Atlas, а также будут участвовать в разработке марсохода. Однако в 2013 году NASA прекратило свое участие в проекте из-за сокращений бюджета. Место NASA занял Роскосмос. В рамках проекта российской стороной будет разработан десантный модуль с посадочной платформой, а европейской стороной – перелетный модуль и марсоход.
Графика: АО «НПО Лавочкина»
Считается, что основной научной миссией проекта «ЭкзоМарс» является поиск признаков жизни на Марсе в прошлом и в настоящее время. Но не только эту загадку Красной планеты предстоит разгадать «ЭкзоМарсу». Целью проекта также является исследование водной/геохимической среды как на поверхности, так и в недрах планеты. Как известно, вода на Марсе – больше не миф. Впервые о ее наличии заявлено около двадцати лет назад. За все это время воду на Марсе изучили с поверхности и картографировали. А в июле прошлого года был назван первый постоянный водоем: радаром MARSIS обнаружено озеро на Марсе на глубине 1,5 км подо льдом Южной полярной шапки.
Сегодня появилась загадка не менее важная – марсианский метан. Впервые ученые сообщили о метане на Марсе в 2003 году. Обнаружен был этот газ в ничтожно малой концентрации, а общий объем выброса соответствовал 42 тыс. тонн газа. Для сравнения, это примерно треть среднего танкера-газовоза.
В 2012 году американский марсоход Curiosity провел первые исследования и установил, что метана на Марсе нет. Но примерно через год Curiosity снова зафиксировал наличие метана в кратере Гейла. Так что исследование метана, а также других газовых примесей и их источников в атмосфере Красной планеты также является одной из ключевых миссий «ЭкзоМарса».
Первый этап программы «ЭкзоМарс» начался в 2016 году именно с целью разгадки метановой головоломки. Тогда с космодрома Байконур была запущена станция «ЭкзоМарс-2016». Она состояла из научного орбитального аппарата Trace Gas Orbiter (TGO) и демонстрационного спускаемого модуля Schiaparelli. Аппарат Schiaparelli должен был отработать технологию входа в атмосферу, спуска и посадки на поверхность планеты перед запуском второго этапа миссии, но не сумел успешно совершить мягкую посадку и разбился.
TGO в апреле 2018 года начал выполнение своей научной программы, успешно передает снимки Красной планеты и сейчас ждет своей основной миссии – начала функционирования в качестве станции-ретранслятора для марсохода и автоматической научной станции в рамках второго этапа «ЭкзоМарса».
Второй этап: марсоход и станция на Марсе
Старт второго этапа «ЭкзоМарса» первоначально планировался на 2018 год, однако затем запуск отложили на два года. Именно данный этап считается основным в проекте и призван помочь найти ответ на вопрос, есть ли жизнь на Марсе.
В рамках второй миссии планируется на перелетном модуле, разработанном ESA, доставить на Марс российскую посадочную платформу и европейский марсоход. Перелетный модуль обеспечивает перелет по маршруту Земля – Марс и вход десантного модуля в атмосферу планеты со скоростью примерно 5800 м/с. Десантный модуль осуществляет торможение в атмосфере и спуск на поверхность Марса посадочного модуля в составе посадочной платформы и марсохода.
Инфографика: Роскосмос
Защитит российский десантный модуль при вхождении в марсианскую атмосферу специальный экран из «космического» композита – легкого и прочного материала, который называется стеклосотопласт. Такой материал выдерживает сильную вибрацию, экстремальные температуры и при этом мало весит. Производят защитный экран на предприятии Ростеха – ОНПП «Технология». «Защитный экран имеет достаточно сложную конструкцию, это своего рода многослойный пирог, который чередуется слоями углепластика и сотового заполнителя, и в дальнейшем он еще покрывается теплозащитой», – рассказывает Анатолий Свиридов, директор НПК «Композит» ОНПП «Технология».
Фото: АО «НПО Лавочкина»
На предприятии заявляют, что работы по проекту «ЭкзоМарс-2020» идут по плану. Разработаны крупногабаритные конструкции из полимерных композиционных материалов для десантного модуля и посадочной платформы. Всего программой предусмотрено создание четырех комплектов – трех для испытаний и «летный» экземпляр.
Кроме того, уже изготовлены 62 панели терморегулирования и каркасы солнечных батарей, в том числе 12 каркасов и шесть панелей терморегулирования, которые необходимы для функционирования посадочной платформы на поверхности Марса после съезда марсохода.
Марсоход проекта «ЭкзоМарс-2020». Источник: ESA
Далее марсоход и посадочная платформа будут работать автономно, осуществляя передачу телеметрической и научной информации на Землю через орбитальный модуль TGO, который уже на околомарсианской орбите.
Шестиколесный европейский ровер массой около 350 кг рассчитан на работу на Марсе в течение семи земных месяцев. Он может проходить до 100 м в сутки и должен проехать за это время несколько километров. Этот марсоход впервые будет искать молекулярно-биологические признаки в подповерхностном слое Красной планеты.
После съезда марсохода российская посадочная платформа массой 828 кг начнет работать как долгоживущая автономная научная станция. Планируется, что она проработает на Марсе около года. На ее борту будет установлен комплекс научной аппаратуры для изучения состава и свойств поверхности планеты. Всего будут установлены 13 научных приборов, в том числе два европейских – LARA (радиоэксперимент для исследований внутреннего строения Марса) и HABIT (эксперимент по поиску потенциально обитаемых зон, жидкой воды, исследований УФ-излучения и температуры).
Пункт и время прибытия: Марс, 19 марта 2021 года
В первые месяцы 2019 года начнется окончательная сборка автоматической межпланетной станции «ЭкзоМарс-2020». Запуск состоится в период с 25 июля по 13 августа 2020 года с космодрома Байконур на ракете «Протон-М». Прибытие на Марс произойдет 19 марта 2021 года, заявил глава госкорпорации Роскосмос Дмитрий Рогозин в сентябре прошлого года.
С 2014 года обсуждаются предложения по месту посадки. Изначально было четыре района-кандидата: равнина Оксия, долина Маврта, гряда Арама и равнина Гипанис. Наконец в ноябре 2018 года Международная рабочая группа по выбору места посадки (Landing Site Selection Working Group, или LSSWG) рекомендовала равнину Оксия для посадки аппаратов миссии «ЭкзоМарс-2020».
Равнина Оксия (Oxia Planum). Фото: NASA/JPL/University of Arizona
Равнина Оксия расположена вблизи экватора в северном полушарии Марса около границы высокогорных регионов и низменностей. По имеющимся данным, здесь не очень много крупных ударных кратеров, но достаточно много сухих русел. Таким образом, должны быть заметны следы действия воды в геологическом прошлом.
Район посадки – эллипс 120х19 км внутри неглубокого кратера. Здесь на поверхность выходят породы, обогащенные железом и магнием. Над ними лежит слой темного вещества, возможно, вулканического происхождения. То есть ландшафт достаточно разнообразный, и марсоход сможет исследовать различные образования вблизи места посадки. Кроме того, соблюдены все требования к безопасности посадки. Внутри эллипса посадки нет существенных возвышенностей, и район достаточно низкий и ровный.
Рекомендация группы будет направлена для рассмотрения в Роскосмос и Европейское космическое агентство. Окончательное решение о выборе места будет сделано не позже второй половины этого года.
