В среду, шестого июля, на сайте Американского космического агентства (NASA) появилось сообщение о том, что количество потенциальных мест, где должен будет высадиться новый марсоход NASA, сократилось с четырех до двух. Сделать окончательный вывод агентство должно через несколько дней – пока в качестве предварительной даты, когда мы узнаем, какой район Красной планеты будет исследовать самый совершенный из когда-либо создававшихся марсоходов, названо 11 июля.

Немного о деньгах

Название нового марсохода – MSL (Mars Science Laboratory, научная лаборатория для исследования Марса) – в полной мере отражает его предназначение. Специалисты постарались оснастить аппарат максимально возможным количеством приборов, при помощи которых марсоход сможет изучать атмосферу, грунт и скалы Красной планеты.

Как это часто случается с космическими миссиями, по мере работы над созданием марсохода стоимость мероприятия неуклонно росла – если в апреле 2008 года оценочная стоимость миссии составляла 235 миллионов долларов, то к 2011году она доросла до 2,5 миллиарда. Несмотря на жесткие бюджетные ограничения, специалисты NASA изо всех сил стремились сохранить все приборы, которыми планировалось оснастить MSL. Более того, в конце апреля 2010 года стало известно, что большой специалист по футуристическим спецэффектам Джеймс Кэмерон, вроде бы, уговорил руководство агентства приобрести для марсохода особые камеры, которые позволят получать стереоскопические изображения.

От некоторых первоначальных задумок создателям марсохода все же пришлось отказаться, но, тем не менее, агрегат, который в конце 2011 года должен будет отправиться к Марсу, впечатляет своим техническим оснащением. В этом смысле куда меньше повезло европейскому «коллеге» MSL – марсоходу ExoMars, который создается Европейским космическим агентством (ESA). Для того чтобы бюджет миссии (слишком сильно) не перевалил за планируемые 850 миллионов евро, специалисты были вынуждены лишить марсоход стационарного аппарата «Гумбольдт» (Humboldt), который должен был изучать марсотрясения и климат Красной планеты.

Зачем

MSL должен продолжить на Марсе дело, начатое его предшественниками – в первую очередь, аппаратами-близнецами «Оппортьюнити» и «Спиритом» (в конце мая 2011 года NASA объявило, что окончательно прекращает все попытки связаться с завязшим в песке «Спиритом»). Марсианские роверы изучают грунт, скалы и атмосферу Красной планеты – эти данные, помимо того, что они ценны сами по себе, позволят ученым лучше понять, как происходила эволюция Марса как планеты.

Кроме того, работающие на соседе Земли по Солнечной системе аппараты ищут новые свидетельства в пользу того, что когда-то на нем была вода. Исследователи окончательно уверились во влажном прошлом Марса в 2002 году, когда орбитальный аппарат «Марс Одисси» (Mars Odyssey) обнаружил под поверхностью планеты залежи водяного льда. А в 2008 году зонд «Феникс», обосновавшийся недалеко от северного полюса планеты, сумел выделить воду из мерзлого марсианского грунта.

Наконец, анализ органических веществ Красной планеты, возможно, позволит увеличить шансы Марса считаться обитаемой (хотя бы в прошлом) планетой – некоторая органика на Земле образуется только в результате деятельности живых существ.

В той или иной мере эти задачи решали все аппараты, высаживавшиеся на Красной планете. Однако по качеству и количеству доступных «орудий труда» MSL далеко превосходит своих предшественников.

Посадка MSL заслуживает отдельного рассказа – это будет сложный многоэтапный процесс, который должен воспрепятствовать жесткому соударению аппарата с поверхностью планеты. Гораздо нагляднее один раз увидеть, как, по идее, пройдет посадка марсохода, чем читать ее нудное описание – короткое видео, моделирующее этот процесс, можно посмотреть в следующем ролике:

и еще один расширенный вариант, к сожалению, без комментариев

Все что можно

Марсоход оснащен тремя камерами, каждая из которых позволяет получать изображения высокого разрешения, но различного «масштаба». При помощи системы камер MastCam аппарат может фотографировать окружающий его пейзаж в различных спектральных диапазонах, а также в естественных цветах. Кроме того, у системы MastCam есть возможность записи видео. Камера MAHLI (Mars Hand Lens Imager – портативное устройство для получения увеличенных изображений Марса) установлена на механическом манипуляторе марсохода и предназначена для получения микрофотографий с разрешением до 14,5 микрометров на пиксель (микрометр – это одна миллионная часть метра). Камера MARDI (Mars Descent Imager – устройство для съемки посадки) будет вести съемку посадки марсохода на Красную планету.

Помимо камер ученые установили на MSL целый ряд спектрометров – приборов, которые анализируют испускаемое объектами излучение. Чтобы заставить объект «светиться» в том или ином диапазоне, спектрометры облучают его излучением, энергия которого зависит от целей эксперимента. Спектрометры MSL позволяют исследовать марсианские породы самыми различными способами. Например, агрегат ChemCam может «выбивать» излучение из образца, расположенного на расстоянии до семи метров от марсохода – при помощи лазера ChemCam испаряет часть образца и анализирует возникающий спектр.

Альфа-протон-рентгеновский спектрометр APXS (Alpha-particle X-ray spectrometer) облучает горные породы высокоэнергетическими альфа-частицами (они состоят из двух протонов и двух нейтронов), которые заставляют образец испускать излучение в рентгеновском диапазоне. Анализируя получаемые спектры, ученые могут детально установить, какие химические вещества входят в состав породы.

Спектрометр под названием CheMin (сокращение от Chemistry and Mineralogy – химия и минералогия) специально предназначен для исследования марсианских минералов – полученные прибором данные позволят определить, как давно и в каких условиях они сформировались. Эта информация необходима для того, чтобы восстановить климат планеты – и, в частности, определить, когда с поверхности Марса исчезла жидкая вода, (некоторые минералы формируются только во влажных условиях).

Рис. 1. Марсоход MSL и его приборы.
Изображение NASA/JPL.

Чрезвычайно навороченный спектрометр SAM (Sample Analysis at Mars – анализ образцов на Марсе) предназначен для анализа разнообразной марсианской органики. SAM сможет изучать газообразные и твердые образцы, причем последние будут доставляться в «чрево» прибора при помощи механического манипулятора.

Кроме описанных выше технических чудес MSL будет оснащен несколькими дозиметрами радиоактивности и комплексом приборов для слежения за марсианской погодой.

Но и это еще не все – в отличие от «Оппортьюнити» и «Спирита», которые работали на Марсе в теплое время года, а на зиму впадали в «спячку», MSL будет функционировать все 687 дней марсианского года. Аккумуляторы прежних марсоходов получали энергию только от Солнца, а MSL будет носить источник энергии внутри себя – обеспечивать работу приборов в отсутствие солнечного тепла будет радиоактивный изотоп плутония-238. Распадаясь, он выделяет тепло, которое переводится в электрическую энергию.

Куда

Из-за того, что марсоход передвигается по планете с довольно низкой скоростью – в среднем, около 30 метров в час – он сможет исследовать лишь ограниченный участок Марса. Поэтому выбор места высадки аппарата едва ли не более важен, чем разработка его приборов. Ученые оценивали те или иные регионы Красной планеты, анализируя данные, собранные другими марсоходами, и фотографии, которые во множестве поставляют орбитальные зонды.

Довольно быстро специалисты выделили четыре наиболее интересных района – кратер Гейла, кратер Эберсвальде, долина Морт и кратер Холдена. Диаметр воронки кратера Гейла составляет около 150 километров, а внутри нее расположена насыпь из древних осадочных пород высотой примерно 5 километров. Ученые полагают, что они могли быть принесены течением одной из существовавших на Марсе рек. Так как вода – одно из необходимых условий для существования жизни, кратер Гейла является перспективным местом поиска признаков существования живых организмов.

Внутри кратера Эберсвальде находится дельта древней реки, и он интересен, прежде всего, обилием органических веществ. В долине Морт расположены одни из самых древних марсианских гор, а в кратере Холдена пролегает древнее речное русло.

Рис. 2. Кратер Гейла (справа) и кратер Эберсвальде
(слева). Изображение NASA.

Шестого июля долина Морт и кратер Холдена выбыли из соревнований, и формально за лидерство теперь борются кратеры Гейла и Эберсвальде. Однако неформально ученые уже определились с победителем – большинство специалистов, имеющих отношение к миссии MSL, склоняются в пользу кратера Гейла.

Марсоход MSL должен отправиться на Красную планету в промежуток между 25 ноября и 18 декабря 2011 года. В этот временной отрезок взаимное расположение Земли и Марса оптимально для запуска миссии. Если специалисты не успеют отправить марсоход в космос, то им придется много месяцев ждать открытия следующего «окна» (прошлая возможная дата запуска MSL, например, была в декабре 2010 года).

Исключать пессимистичный вариант развития событий нельзя – в начале июня внутренняя комиссия Лаборатории реактивного движения (JPL) при NASA обнаружила у недоделанного марсохода множество недостатков (часть из которых не была исправлена еще с момента публикации предыдущего отчета), которые, в принципе, могут сорвать запуск миссии. Остается только надеяться, что специалисты успеют устранить все существенные недочеты, и в августе 2012 года MSL благополучно сядет на Марсе, чтобы узнать о нем много нового.

Автор: Ирина Якутенко.