МИССИИ БУДУЩЕГО
Начался XXI век. Учёные приступили к новым проектам, основы
для которых были заложены ещё в прошлом столетии, а некоторые автоматические
межпланетные станции (АМС) в прямом смысле перелетели через грань тысячелетий и
продолжают работу по сей день. Однако масштабное освоение Солнечной системы, о
котором мечтали многие пионеры космической эры, пока не началось. О настоящем
освоении можно будет говорить лишь тогда, когда запуски в дальний космос примут
массовый характер, но это дело далёкого будущего.
МАРСИАНСКАЯ ОДИССЕЯ 2001 г.
Своим названием станция, о которой пойдёт речь, обязана
роману английского фантаста Артура Кларка "Космическая Одиссея 2001 года"
и фильму, снятому по его мотивам. Однако по сравнению с описанными Кларком
достижениями успехи реальной космонавтики оказались куда более скромными. На
орбите работала лишь Международная космическая станция, рассчитанная на трёх
человек, на Луне с 1972 г. люди больше не были, а к Марсу летела АМС. И всё-таки,
хоть и беспилотная, это была Одиссея 2001 года.Американская станция "Марс Одиссей 2001" успешно
стартовала с мыса Канаверал 7 апреля. Одной из главных задач экспедиции был
поиск замёрзшей воды под поверхностью Марса. Для этой цели на борту АМС
установили специальный детектор российского производства, способный "прощупывать"
грунт на глубину до 1 м. 24 октября 2001 г. АМС без проблем вышла на
околомарсианскую орбиту и присоединилась к "Марс глобал сервейор". Вскоре
началось аэродинамическое торможение, и к февралю 2002 г. станция заняла
рабочую орбиту. Данные, полученные с помощью детектора, свидетельствовали в
пользу того, что под поверхностью Марса на огромных площадях может находиться
замёрзшая вода. В северном полушарии - больше, в южном - меньше, но есть она
даже на экваторе.
"ЭКСПРЕСС" НА МАРС
Новый этап в познании тайн Красной планеты начался 2 июня 2003
г. - в год Великого противостояния, когда Марс и Землю разделяет менее 56 млн
км. Четвёртым членом "марсианского клуба" стало Европейское
космическое агентство (ЕКА). Оно отправило к Марсу АМС "Марс экспресс".Для выведения в космос уникальной станции массой больше
тонны воспользовались российской РН "Союз" с разгонным блоком "Фрегат".
"Марс экспресс" действительно уникален по своим возможностям и
стоящим перед ним задачам: картирование с высоким разрешением самых интересных
районов Красной планеты, изучение вечной мерзлоты на больших глубинах и
доставка на Марс британского посадочного зонда "Бигл-2". Аппарат массой
всего 30 кг оснащён по последнему слову техники: две панорамные телекамеры, механическая
рука-манипулятор с буром и фрезой, подвижный мини-робот "Плуто", способный
зарываться в поисках образцов на глубину до двух метров. Это ещё одна попытка
найти ответ на сакраментальный вопрос: "Есть ли жизнь на Марсе?", а
если нет, то "Была ли она раньше?". Местом посадки зонда выбрали равнину Изиды, которую
некоторые учёные считают местом падения в древности гигантского астероида.
Аппарат прибыл к Красной планете 25 декабря 2003 г. Отделившийся
незадолго до этого "Бигл-2" совершил посадку, используя надувные
амортизаторы, но, к сожалению, неудачно. Связь с ним была потеряна. "Марс
экспресс" же успешно вышел на околомарсианскую орбиту. Так у планеты стало
три активно работающих искусственных спутника: американские "Марс глобал
сервейор" и "Марс Одиссей 2001", а также европейский "Марс
экспресс".
ПО МАРСИАНСКОМУ БЕЗДОРОЖЬЮ
Воспользовались уникальным сближением двух планет и учёные
США. В этот раз они решили продолжить изучение Марса с помощью марсоходов. В
рамках этой программы, получившей название "Марс эксплорейшн ровер", подготовили
два марсохода. Каждый из них рассчитан на работу в течение как минимум 90
марсианских суток, способен удалиться от места посадки на несколько сотен
метров и оснащён множеством современнейших приборов и устройств. Это и цветная
панорамная камера, и манипулятор со шлифовальным устройством, и микроскоп для
изучения образцов, а также различные спектрометры и детекторы для исследования
грунта и поиска следов воздействия воды.
Первая АМС с марсоходом на борту отправилась в космос 10
июня, а вторая - 8 июля 2003 г. Свои имена - "Спирит" и "Опортьюнити"
- они получили по результатам конкурса, проведённого среди американских
школьников. Кроме научного оборудования на Марс полетело и "ненаучное":
на посадочной платформе каждого марсохода находилось по маленькой кукле, собранной
из конструктора известной фирмы "Лего". "Спирит" должен исследовать кратер Гусев диаметром
50 км, поскольку есть серьёзные основания полагать, что здесь когда-то
плескалось древнее марсианское озеро. Время прибытия марсохода в кратер - 4
января 2004 г. Его посадка соответствует схеме, отработанной на "Mарс
пасфайндер" в 1997 г.Точно такая же схема посадки и у "Опортьюнити". Её
дата - 25 января 2004 г., а место работы - земля Меридиана, где, по имеющимся
данным, слагающие грунт породы могут содержать минерал гематит, который обычно
формируется в присутствии воды.
КТО ПОЛЕТИТ К КРАСНОЙ ПЛАНЕТЕ ЗАВТРА? Открытия последних лет приковывают к Марсу внимание всё
большего числа учёных. Не за горами и новые старты.
Первая станция - американская MRO (Mars reconnaissance orbiter
- Орбитальный разведчик Марса) готовится к запуску в августе 2005 г. Она
способна производить детальную съёмку поверхности планеты со сверхвысоким
разрешением до 20-30 см, что позволит полнее представить себе многие процессы, происходившие
и происходящие на ней сейчас.
В 2007 г. должна открыться новая страница в исследованиях
Марса - начнётся реализация большой экспериментальной программы США "Скаут".
Первой в августе 2007 г. стартует АМС "Феникс". По плану она сядет в
самых северных широтах Марса и продолжит изучение подповерхностного льда и
возможных следов органики в нём.
В октябре 2009 г. предполагается отправить к Красной планете
новые марсоходы. Один из них запустят в рамках европейско-российской программы "ЭксоМарс".
Она предусматривает одновременную доставку к Марсу спутника-ретранслятора и
спускаемого аппарата с российским марсоходом массой более 200 кг. Задача этого
мобильного комплекса - поиск следов жизни.
Параллельно с этой экспедицией к Красной планете отправится
тяжёлый американский марсоход "Марс сайенс лаборатори 2009" массой до
600 кг. Он способен работать до 500 марсианских суток и проехать по
марсианскому бездорожью до 100 км; его оборудуют буровой установкой, позволяющей
проникнуть вглубь до 5 м. Чуть позже полетит "Марс телесат". Эта
станция будет использоваться как спутник-ретранслятор, обеспечивающий передачу
большого объёма информации с орбитальных, атмосферных и посадочных аппаратов.
В октябре 2009 г., возможно, состоится запуск и полностью
российского аппарата - первой в XXI в. отечественной АМС. В рамках проекта "Фобос-грунт"
планируется доставить на Землю образцы грунта с марсианского спутника Фобос - задача
чрезвычайно трудная. Существует и ещё более амбициозный проект - доставка на
Землю грунта с Марса. Начало его реализации запланировано на "окно" 2011
г. К этому времени будут созданы франко-американские посадочный и орбитальный
аппараты. Решено применить схему наподобие той, которая использовалась для
доставки лунного грунта. Однако в случае с Марсом всё обстоит значительно
сложнее. Сила тяжести на Марсе составляет 38 % земной, а на Фобосе - в 1400 раз
меньше, чем на Земле, поэтому возникает серьёзная проблема с топливом для
взлёта. После взлёта АМС должна состыковаться с заранее запущенным орбитальным
аппаратом, перегрузить капсулу с образцами на него, а тот доставит её на Землю.
Однако и этот проект затмевает будущая пилотируемая
экспедиция. Конкретные сроки пока не определены, но работы над марсианским
кораблём уже ведутся.
СТРАСТИ ПО КОМЕТАМ
Последние открытия, сделанные с помощью межпланетных
аппаратов, породили всплеск научного интереса к малым телам Солнечной системы. Поэтому
было решено направить сразу несколько ближайших экспедиций именно к таким
объектам. Ближайшая цель - кометы.
Первым аппаратом, которому предстояло исследовать сразу три
небесных странницы с пролётной траектории, стал американский CONTOUR (Comet
nucleus tour - Тур по кометным ядрам) массой всего 970 кг. Он был выведен на
околоземную орбиту 3 июля 2002 г. Дальнейший план предусматривал старт с неё в
дальний космос через 43 дня, т. е. 15 августа. В ноябре 2003 г. станция должна
была с пролётной траектории провести исследование знаменитой кометы Энке. У неё
самый короткий период обращения вокруг Солнца - чуть больше трёх лет. И именно
с Энке некоторые исследователи связывают происхождение легендарного Тунгусского
метеорита, упавшего в сибирской тайге 30 июня 1908 г. Затем, в июне 2006 г., станцию
"ждала" ещё одна хвостатая гостья - комета Швассмана - Вахмана 3. Во
время предыдущего появления у Солнца её ядро раскололось на две части. Наконец,
в августе 2008 г. планировалась встреча с кометой Д'Аррэ либо переориентация
аппарата на открытую уже во время полёта комету. Однако всё закончилось не так,
как предполагалось. Во время старта с околоземной орбиты двигатель CONTOUR взорвался,
и в дальний космос устремились осколки станции... Следующим по плану шёл европейский проект "Розетта".
Его название связано со знаменитым Розеттским камнем, послужившим ключом для
расшифровки древней письменности. Космическому аппарату предстояло "отомкнуть
врата", за которыми спрятаны тайны начальных времён в жизни Солнечной
системы, а помочь ему должна была комета Виртанена.Предполагалось, что "Розетта" отправится в путь в
январе 2003 г. с помощью европейской РН "Ариан-5", достигнет цели в
августе 2011 г., выйдет на орбиту спутника кометного ядра и проработает на ней
до апреля 2012 г. Затем планировалось отделить 100-килограммовый самоходный
посадочный зонд. Но 11 декабря 2002 г. произошла авария "Ариана-5". Поскольку
требовалось тщательно проверить следующую РН, время старта было упущено, и "Розетту"
перенацелили на комету Чурюмова - Герасименко. Запуск намечен на февраль 2004 г.,
выход на орбиту вокруг ядра кометы и посадка на него зонда состоятся не ранее
ноября 2014 г.
В декабре 2004 г. НАСА планирует приступить к реализации ещё
одного проекта - "Дип импакт". Его задача - провести уникальный
эксперимент по кратерообразованию на ядре короткопериодической кометы Темпеля 1.
В День независимости США, 4 июля 2005 г., на ядро кометы планируется сбросить "медный
снаряд" массой 350 кг. Скорость соударения составит 10 км/с, а
образовавшийся кратер должен, по расчётам, иметь диаметр 120 м и глубину 20 м. И
сам процесс, и последствия будут сниматься с пролётной траектории. Экспедиция "Дип
импакт" впервые позволит учёным получить данные о внутреннем строении
кометного ядра.
НОВЫЕ ИССЛЕДОВАТЕЛИ АСТЕРОИДОВ Доставить на Землю образцы грунта с малой планеты легче, чем
с Марса. Приоритет в этой области решили утвердить японские учёные. Небольшой
аппарат "Хаябуса", оснащённый четырьмя ионными двигателями, отправился
на задание 9 мая 2003 г.
Японскому астероидному разведчику предстоит к лету 2007 г. доставить
на Землю образцы грунта малой планеты 1998 SF36, пока не имеющей собственного
имени. Аппарат оборудован оригинальным грунтозаборным устройством, позволяющим
взять образец грунта на лету. В мае 2004 г. "Хаябуса" вернётся к
Земле, после гравитационного маневра отправится к астероиду и станет его
спутником. Для определения места взятия проб аппарату придётся кружить над
астероидом три месяца. Сначала на поверхность будет сброшена мишень диаметром 10
см с люминесцентным покрытием, способным отражать лазерный луч. Ориентируясь на
неё, аппарат начнёт спуск. Далее произведёт выстрел, который выбьет грунт, часть
его предполагается захватить специальной воронкой и поместить в возвращаемую
капсулу. Затем "Хаябуса", включив двигатель, опять наберёт высоту для
подготовки к новому спуску (всего их будет три), а общий вес образцов составит 1
г.
В ноябре-декабре 2005 г. аппарат, выполнив задание, ляжет на
курс к Земле.
Капсула с грунтом должна опуститься на парашюте на
территории австралийского космодрома Вумера.
В мае 2006 г. в рамках программы "Восход" американцы
планируют исследовать астероиды Главного пояса, причём самые крупные - 4 Веста
и 1 Церера. Экспедиция рассчитана на девять лет и предусматривает детальное
изучение обеих малых планет с орбит их искусственных спутников. На работу
отводится по девять месяцев. Межпланетный аппарат оснастят тремя ионными
двигателями, аналогичными двигателю "Дип спейс-1".
ЛУННЫЕ АВТОМАТЫ НОВОГО ВЕКА
Лунные планы первыми в XXI столетии начали реализовывать
страны, входящие в состав ЕКА. Именно к Луне отправился первый европейский
экспериментальный ионолёт SMART-1 (Small missions for advanced research in
technology - Малые миссии для перспективных исследований в области технологии).
Он вместе с ещё тремя космическими аппаратами стартовал 27 сентября 2003 г. при
помощи РН "Ариан-5". Попутчики остались на орбите ИСЗ, а SMART-1
отправился к Луне. Самая лёгкая из АМС с ионным двигателем массой 367 кг, питаемым
от солнечных батарей, уходит от Земли по спирали. Работая непрерывно, он будет
поднимать орбиту аппарата всё выше - до тех пор пока не начнёт преобладать
гравитация Луны. Потом ожидаются три пролёта около естественного спутника нашей
планеты: в декабре 2004 г., в январе и феврале 2005 г. Далее, пройдя в марте 2005
г. через точку либрации L1 в системе "Земля - Луна", SMART-1 начнёт, уже
по сужающейся спирали, подходить к Луне. Начало шестимесячной научной работы на
окололунной орбите намечено на апрель 2005 г.Затем настанет черёд японцев, которые готовят для полёта к
Луне две уникальные АМС. Старт первой, предварительно обозначенной "Лунар-А",
намечался ещё в 1997 г., но не всё шло гладко, и его перенесли на 2005 г. АМС
оснастят двумя пенетраторами, которые, будучи сброшенными один на видимую, а
другой на невидимую сторону Луны, позволят оценить размеры её ядра. Ещё более впечатляющим выглядит второй японский проект -
"Селена".АМС состоит из двух субспутников, ретранслятора, измерителя
радиации и большого спутника. Он будет кружить вокруг Луны в течение года, а
затем должен разделиться, и посадочная часть прилунится.
У России тоже есть собственный лунный проект - "Луна
Глоб". Он включает сброс пенетраторов на поверхность и создание
долговременной лунной полярной станции. А Луна по-прежнему таит немало загадок
и ждёт гостей, которыми надеются стать ещё Китай и Индия.
ВОЗВРАЩЕНИЕ К МЕРКУРИЮ
В ХХ в. состоялась лишь одна экспедиция к Меркурию, она была
осуществлена американским "Маринером-10" в 1973-1975 гг. Первой
ласточкой в XXI столетии станет также американский аппарат - "Мессенджер",
которому предстоит весьма подробное исследование этой планеты. Запуск АМС назначен на май 2004 г. Она должна будет
исследовать Меркурий с орбиты его спутника. Однако до этого планируется
провести по два пролёта около Венеры (октябрь 2006 г., июль 2007 г.), а затем
около Меркурия (январь и октябрь 2008 г.), чтобы аппарат вышел на наиболее
оптимальную высокоэллиптическую орбиту. По расчётам это произойдёт в апреле 2009
г. В частности, предполагается отснять в цвете поверхность всей планеты, определить
структуру её коры, исследовать тонкую атмосферу и магнитосферу. "Мессенджер"
проведёт на орбите Меркурия один земной год и завершит свою миссию в апреле 2010
г.
Продвигаются работы и по европейско-японскому проекту "БепиКоломбо",
названному в честь итальянского учёного-математика Джузеппе Коломбо, который
рассчитал траекторию полёта к Меркурию "Марине ра-10". Проект
предусматривает создание двух аппаратов. Планетарный аппарат разрабатывается
специалистами ЕКА, а орбитальный, предназначенный для исследования магнитосферы
Меркурия, - японской стороной. Старт намечен на июнь 2011 г. с космодрома
Байконур с помощью двух РН "Союз" с разгонными блоками "Фрегат".
Время полёта аппарата, оснащённого электрореактивной установкой европейского
производства, составит 3,5 года. Японский магнитосферный аппарат выйдет на
высокоэллиптическую орбиту, а планетарный европейский - на круговую полярную. Оба
проработают на орбитах один земной год.
В НОВОМ ВЕКЕ - К УТРЕННЕЙ ЗВЕЗДЕ Получив немало уникальных сведений о Венере, учёные на какое-то
время о ней забыли. Однако в XXI в. возродилось желание продолжить планомерные
исследования Утренней звезды. На этот раз на венерианскую арену выходит ЕКА. Его
проект получил название "Венус экспресс". Аппарат будет создан на
базе уже опробованной европейской АМС "Марс экспресс". Старт нового
венерианского разведчика намечен на ноябрь 2005 г. с космодрома Байконур. Станцию
запустит российская РН "Союз" с разгонным блоком "Фрегат". В
пути АМС пробудет до апреля 2006 г., потом затормозится с помощью бортовой
двигательной установки и станет искусственным спутником Венеры. С орбиты "Венус
экспресс" проведёт уникальные исследования атмосферы планеты. По
результатам миссии наверняка будут приняты решения о новых, доселе невиданных
экспериментах, а значит, изучение Венеры продолжится.
К ПОСЛЕДНЕМУ, НЕИЗВЕДАННОМУ
Сегодня автоматические посланцы Земли побывали у всех планет
Солнечной системы, кроме Плутона. Открытый ещё в 1930 г. астрономом Клайдом
Томбо, он был включён в Солнечную систему, хотя в последнее время возникли
сомнения, стоит ли считать его планетой. Это связано с открытием так
называемого пояса Койпера, являющегося, по мнению учёных, резервуаром для ядер
короткопериодических комет. Впрочем, все исследования, проводимые либо с Земли,
либо с околоземной орбиты, полностью объективной картины дать не могут. А
значит, надо лететь. Американская миссия под названием "Нью горизонс"
должна отправиться в январе 2006 г. АМС с радиоизотопными источниками питания
сначала проследует к Юпитеру, чтобы в феврале-марте 2007 г., выполнив ряд
гравитационных маневров, выйти непосредственно на дорогу к Плутону. Сейчас
существует два варианта, чтобы достичь его окрестностей. Какой из них
предпочтут, зависит от возможностей РН, выбранной для запуска. Планируется
исследовать таинственную пару Плутон - Харон с пролётной траектории в течение
последних шести месяцев этапа сближения, а затем встретиться ещё с одним или
двумя объектами пояса Койпера. Вероятно, открытия, которые ждут учёных за
орбитой Нептуна, заставят их изменить программу, во всяком случае, АМС "Нью
горизонс" должна проработать в дальнем космосе до 2021 г.
АТОМОХОДОМ К ЮПИТЕРУ Для изучения системы Юпитера в США готовится станция JIMO. Её
полное имя - Jupiter ice moons orbiter - Исследователь ледяных лун Юпитера. Это
будет АМС нового поколения, оснащённая электрореактивной двигательной
установкой, впервые питающейся от бортового ядерного реактора.
Старт назначен на 2011 г. Станция от Земли сразу направится
к Юпитеру. Побывав его спутником, она устремится к Каллисто. Здесь последует
новое торможение и выход на орбиту уже вокруг него. После цикла исследований
предстоит перелёт к Ганимеду, чтобы стать его спутником, и наконец - к Европе. Космический
атомоход - это будущее межпланетной космонавтики, и его работа у Юпитера
позволит людям разгадать ещё немало удивительных загадок семьи газового гиганта.
Дмитрий Гулютин
|
