26 ноября с мыса Канаверал под носовым обтекателем ракеты-носителя «Атлас-5» в космос ушел планетоход (а еще его называют марсоход, или если использовать модное слово, то – ровер) «Кьюриосити». Это – самый большой и совершенный из когда-либо созданных самоходных аппаратов для работы на других планетах. В переводе на русский «Кьюриосити» означает «Любознательность». У марсохода есть и другое официально-обезличенное название – «Марсианская научная лаборатория».
Впрочем, всему внешнему виду ровера – хитроумной конструкции на шести колесах с любопытно вытянутой «шеей», на которой закреплена коробочка лазера – химического анализатора, куда больше соответствует имя «Любознательность». Так его три года назад окрестила Клара Ма – шестиклассница из Канзаса, победившая в конкурсе НАСА на лучшее имя собственное для этого марсохода.
Через 8 с половиной месяцев после старта, в августе 2012 года, преодолев 570 миллионов километров, он должен коснуться своими колесами Марса. Если перелет и посадка пройдут успешно, то «Кьюриосити» начнет самое длительное за всю историю исследования Марса путешествие по Красной планете. Стоимость всей миссии оценивается в 2,4 миллиарда долларов. Было бы меньше, если бы марсоход отправился к Марсу в 2009 году, как было первоначально запланировано. Но двухгодичная задержка обошлась программе в 56-процентную «наценку».
Не забудем про предшественников
Самыми первыми из них были знаменитые «Викинги» -1 и – 2. Руководил этой программой известный американский астрофизик Карл Саган. Оба аппарата опустились на поверхность Марса в 1976 году. На орбите остались искусственные спутники, прибывшие к Марсу вместе с ними. «Викинг-1» проработал на Красной планете с 1976 по 1982 годы, а «Викинг-2» – с 1976 по 1980 год. И тот и другой значительно превысили запланированные сроки эксплуатации. В общей сложности оба «Викинга», включая околомарсианские спутники, передали на Землю более 50 000 снимков Марса (не считая экспериментов, которые были проведены на борту этих аппаратов).
Следующим стал «Соджернер», или «Попутчик», прибывший на Марс в рамках научной миссии «Марс Пэсфайндер» («Марсианский следопыт») в июле 1997 года. «Соджернер» был уже небольшим ровером. Его научная аппаратура: две черно-белых камеры спереди и одна цветная сзади передали на Землю более 17 000 снимков, а спектрометр провел более 15 химических анализов марсианского грунта. Кроме того, «Соджернер» отправил на родную планету данные о погоде на Марсе и, что самое главное – сведения, указывающие на возможное присутствие воды на Красной планете. Как и «Викинги», «Попутчик» тоже оказался «трудоголиком» – вместо запланированной недели проработал на Марсе целых три месяца.
Эстафетную палочку подхватили марсоходы-близнецы «Спирит» и «Оппортьюнити». Оба коснулись противоположных сторон Марса в январе 2004 года. Роверы продолжили традиции «трудоголизма» «Викингов» и «Соджернера». Вместо запланированных 90 дней марсоходы проработали: «Спирит» – 6 лет (правда, последний год в стационарном режиме из-за отказа ходовой части), а «Оппортьюнити» и по сей день продолжает свое путешествие по Красной планете. Их самые значительные открытия к настоящему времени так, или иначе связаны с обнаружением на Марсе следов воды.
Инопланетные «покатушки»
Помимо научного, планетоходы (и планетомобили) вызывают к себе чисто житейский интерес: что же представляют собой транспортные средства, путешествующие по другим небесным телам, и сколько километров «пыльных тропинок далеких планет» они смогли за собой оставить? Итак…
К настоящему времени самым «дальнобойным» планетоходом является советский «Луноход-2». Аппарат массой 840 килограммов проехал в 1973 году по лунной поверхности 37 километров.
На втором месте – планетомобиль (или точнее – луномобиль), на котором в 1972 году ездили по Луне астронавты «Аполлона-17». На его одометре замерла цифра 35,89 километров.
На третьем месте «Оппортьюнити». Весящий в земных условиях 185 килограммов марсоход преодолел к настоящему времени 34 километра и не намерен сдаваться.
Пятое и шестое место также принадлежат луномобилям, на которых колесили по естественному спутнику Земли в 1971-72 годах члены экипажей «Аполлонов» – 15 и -16: 27,76 и 26, 55 километров. Каждый из луномобилей весил в земных условиях 210 килограммов.
На седьмом месте советский «Луноход-1», который проехал в 1970 году по Луне 10,5 километров.
На восьмом месте – марсоход «Спирит», прошедший в 2004-2010 годах 7,7 километра.
На девятом – малыш «Соджернер». Аппарат весом в 10,5 килограмм и размером с радиоуправляемую модельку, которую можно приобрести в магазине игрушек, проехал по Марсу лишь полкилометра.
По сравнению с любым из этих планетоходов и луномобилей, за исключением, пожалуй, «Луноходов», «Кьюриосити» просто богатырь. Он весит почти 900 килограммов и достигает размеров автомобиля «Мини Купер». Его параметры по крайним выступающим точкам: длина – 3 метра, ширина – 2,7 метра и высота – 2,2 метра. Это – более чем в полтора раза больше «Спирита», или «Оппортьюнити».
Энергию он будет получать из плутониевых элементов, которые должны обеспечить его работу, включая движение по Марсу, в течение, как минимум, одного марсианского года (687 земных дней). Впрочем, его радиоизотопного топлива должно хватить на 14 земных лет, так что «Кьюриосити» имеет все шансы установить рекорд инопланетного долгожительства для роверов.
«Кьюриосити» не только богатырь, но и настоящий вездеход. Он способен (завидуйте владельцы «Лэндкрузеров», «Хаммеров» и «Рэндж Роверов») преодолевать препятствия высотой до 75 сантиметров! Правда, его скорости владельцы вышеупомянутых внедорожников вряд ли позавидуют: не более 90 метров в час, а средняя скорость, как считают руководители программы, будет в три раза меньше. Ну что ж, тише едешь дальше будешь. Не будем забывать, что «горючего» в «Кьюриосити» «залито» почти на полтора десятка лет езды по Марсу.
Трудности перелета и посадки
Несколько лет назад представителей НАСА спросили, сколько разного рода действий и операций, включая сеансы связи, нужно осуществить, чтобы обеспечить успешный полет космического аппарата (КА) до Марса. Ответ был: порядка 10 000, или около 40 в день. И при этом речь шла о КА, предназначенном для работы на околомарсианской орбите. Для спускаемого аппарата, да еще с марсоходом на борту, сложность задачи многократно возрастает.
Размеры и вес «Кьюриосити» изначально исключили возможность использования уже опробованных методов доставки роверов на поверхность Марса. Все они касались Красной планеты с приличной скоростью, которая была им не страшна, ибо они были «укутаны» в коконы, состоявшие из воздушных мешков.
Совсем другое дело «Кьюриосити». На заключительном этапе полета ему придется погасить скорость почти с 20 000 километров в час до нуля в течение 6 минут. Перегрузка, которую он при этом будет испытывать, достигнет 1,6g. Это – как если бы ваш вес увеличился в 1,6 раз. И при этом никаких воздушных мешков.
Марсоход опустится на Марс с помощью платформы с ракетными двигателями. Данная платформа с характерным названием «Скай Крэйн» (или «воздушный кран») сыграет роль своего рода грузового вертолета, под которым на тросах и будет висеть «Кьюриосити». Как только ровер коснется своими колесами Марса, эти тросы тут же отсоединятся от него и платформа отлетит в сторону, чтобы не повредить марсоход.
Поговорим о науке
Конечно, доставить такой аппарат на Марс и управлять им, уже само по себе достижение, но все же главная цель, с которой «Кьюриосити» отправился на Красную планету – это ее исследование. Уже сам выбор места посадки марсохода был подчинен решению данной задачи. Ровер «примарсианится» в кратере Гейла, диаметр которого достигает 154 километров. Это – одно из самых заманчивых мест на Красной планете для ученых.
В центре кратера находится гора высотой почти 5 километров. В ее подножье были обнаружены соли глины и сульфатов – материалов, которые, как известно, образуются при участии воды. Сама же гора состоит из осадочных пород, наслаивавшихся друг на друга на протяжении миллиардов лет. Изучая эти слои, исследователи надеются получить данные об эволюции окружающей среды на Марсе.
Разумеется, просто «колеся» вокруг горы, данные эти не получишь. Ровер будет их извлекать из атмосферы и пород при помощи 10 научных приборов-инструментов, находящихся на его борту. В их числе даже двухметровая рука-манипулятор, на конце которой находится что-то вроде увеличительного стекла, а точнее – микроскопа. С его помощью ученые на земле смогут делать снимки объектов, величина которых не превышает 12,5 микрон. Это – в 6 раз тоньше человеческого волоса.
Главный научный прибор «Кьюриосити» – это SAM, или «Анализатор проб». Он весит 38 килограммов и по массе составляет половину всего приборного оборудования марсохода. Рука-манипулятор ровера будет класть пробы в SAM, где и будет проходить их анализ на предмет поиска в них углерода (одного из главных «строительных блоков» органической жизни), а также – водорода, кислорода и азота.
Но к числу наиболее «классных» приборов-инструментов марсохода относится, безусловно, КемКам (ChemCam). Это – и есть та коробочка, которая закреплена на «шее» ровера. Внутри коробочки – небольшая лазерная пушка, дальнобойность, которой достигает 9 метров. Раскаляя породы, КемКам будет анализировать состав выделяющихся из них испарений.
Подготовка к высадке людей на Марс началась
Многие, узнав о миссии «Кьюриосити» подумали, что это еще один способ удовлетворить интерес «яйцеголовых» (так в США шутливо называют представителей академической науки). Для них в большинстве случаев человек в космосе – лишь бессмысленная трата средств на создание техники для обеспечения его жизни и работы за пределами атмосферы, то есть тех средств, которые могли бы пойти на разработку и постройку беспилотных КА. Однако, миссия «Кьюриосити» носит ярко выраженный пилотируемо-прикладной характер.
Как заявил научный специалист проекта «Марсианской научной лаборатории» Ашвин Васавада, задача «Кьюриосити» не столько найти следы жизни на Марсе, сколько определить – есть ли там условия для ее ПОДДЕРЖАНИЯ. Ответ на этот вопрос исключительно важен для будущих колонистов на Марсе, которые, как известно, будут получать значительную часть необходимых для жизни элементов из марсианской окружающей среды.
То, что «Кьюриосити» будет готовить для людей «посадочную площадку» на Марсе подтвердил и Даг Минг – другой ученый, работающий в рамках данного проекта. «Задача состоит в том, чтобы отправить людей на Марс и вернуть их на Землю живыми и невредимыми, – сказал 23-го ноября он в ходе пресс-конференции в Космическом центре имени Кеннеди. – Для этого нам исключительно важно знать, что там, на поверхности Марса».
Важнейшие вопросы, на которые в этой связи постараются ответить ученые с помощью марсохода: как марсианские пылевые бури воздействуют на технику, находящуюся на Красной планете, в частности, насколько токсична эта пыль? «Кьюриосити» также постарается определить, насколько трудно будет извлечь кислород и воду из подповерхностного льда, или атмосферы Марса.
Наконец, вопросы вопросов, которые будут стоять перед исследователями, работающими по проекту «Марсианской научной лаборатории»: а можно ли будет использовать марсианскую почву для выращивания на ней каких-нибудь сельскохозяйственных культур, и каков уровень радиации на поверхности Марса?
Ответы на данные вопросы носят уже не теоретический, в вполне практический характер. Как подчеркнул Джон Чарльз, научный сотрудник медико-биологической программы НАСА, предыдущие исследования, направленные на установление связи между космической радиацией и заболеванием раком «указывают на сопротивляемость нашего организма факторам длительного космического полета в течение того периода времени, который необходим, чтобы достичь Марса».
Разумеется, одной миссией «Кьюриосити» подготовка пилотируемой марсианской экспедиции не ограничится. За ровером последует еще, как минимум один американо-европейский КА под названием «Марсианский астробиологический исследователь», или MAX-C. Его цель – сбор данных о возможности жизни на Марсе. Период запуска: 2016-2018 годы.
Не исключено, что в это хронологическое «окно» к Красной планете будет отправлено еще несколько научных миссий, в том числе и та, в задачу которой будет доставка на Землю образцов марсианского грунта. Это, по словам Брета Дрейка, заместителя главного проектанта «Группы НАСА по определению конфигурации пилотируемых миссий», намного облегчит подготовку и осуществление марсианской пилотируемой экспедиции.
