«Каждый второй»: первые кадры посадки робота-геолога НАСА на Марс
За тем, как спускаемый модуль InSight совершил посадку на равнине Элизий у экватора Марса, в прямом эфире наблюдали тысячи зрителей телевизионного канала НАСА. Зачем США отправили еще одного робота на четвертый мир Солнечной системы и какие ее тайны он будет изучать, — в материале РИА Новости.
Эхо глубин Марса
«Моя главная мечта — услышать марсотрясения. Конечно, есть много намеков на то, что подземные толчки на Марсе происходят каждую неделю, но пока мы не можем уверенно сказать, что это так на самом деле. Поэтому я буду просто плясать от радости, когда мы впервые поймаем подобные колебания», — заявил Брюс Банердт (Bruce Banerdt), руководитель миссии InSight в НАСА.
Спускаемый аппарат InSight предназначен для первых в истории наблюдений за процессами в недрах Красной планеты. Сегодня он стал официальным наследником другого зонда-геолога НАСА, лендера «Финикс», совершившего посадку на Марс в мае 2008 года для поисков следов жизни и воды в почве планеты.
На борту зонда есть сейсмограф, а также геофизический термометр, который установят в пятиметровой скважине для измерений температуры недр Марса. Один из приборов будет с высокой точностью отслеживать колебания вращения планеты, что поможет определить распределение массы в ее недрах и лучше понять внутреннюю структуру.
В НАСА планировали, что InSight отправится к Марсу в марте 2016 года. Но из-за неполадок в сейсмометре SEIS, изготовленном французскими инженерами и учеными по заказу CNES, запуск сдвинули.
Команде InSight удалось решить все проблемы и успешно отправить зонд к Марсу в мае этого года вместе с парой микроспутников MarCO —1. Сегодня они сыграли роль своеобразных телерепортеров, снимавших процесс посадки робота-геолога на камеры и передавших эти кадры и данные с посадочной платформы на Землю.
Космический тотализатор
Для реализации мечты Банердта InSight пришлось сыграть в опасный «космический тотализатор» — попытаться сесть на поверхность одной из самых негостеприимных, «проклятых» планет Солнечной системы.
За весь космический век лишь половина аппаратов, пытавшихся совершить посадку на Марс, справилась с этой задачей. Остальные сгорели в атмосфере из-за сбоя в работе систем торможения или же вышли из строя в результате непонятных, а порой курьезных неполадок.
К примеру, у советского «Марса — 2» не раскрылся парашют, а «Марс — 3» погиб через мгновения после посадки при крайне загадочных обстоятельствах. Американский Mars Climate Orbiter взорвался из-за того, что инженеры забыли учесть различия между метрической и имперской системами мер при подготовке программного обеспечения зонда.
Посадочная платформа «Скиапарелли», последняя жертва Красной планеты, разбилась два года назад из-за глупой программной ошибки и кратковременного сбоя в работе одного из датчиков высоты. Нечто похожее произошло с амбициозной миссией Mars Polar Lander — аппарат рухнул на южный полюс Марса с большой высоты из-за преждевременного отключения двигателя.
Зону посадки InSight выбрали с упором на минимизацию всех возможных рисков, в том числе и на последних этапах снижения посадочной платформы. Как отметил Банердт, это стало возможным благодаря специфичности миссии.
«Как правило, когда мы выбираем точку посадки, начинается своеобразная научная «драка», к которой присоединяются все планетологи Земли, — у каждого свои любимые точки на Марсе. В данном случае выбор не имел никакого значения, так как мы изучаем самые глубинные слои планеты, а они везде одинаковые», — пояснил ученый.
Это не первая попытка услышать «биение сердца» Марса. Зонды серии «Викинг», успешно достигшие поверхности четвертой планеты Солнечной системы в конце 1970 годов, тоже были с сеймометрами. Им не удалось зафиксировать никаких марсотрясений, однако технологии не стоят на месте, и у InSight, как отметил планетолог, на порядок больше шансов.
Но придется запастись терпением. Хотя InSight уже на Марсе, процесс распаковки и включения его научных инструментов займет еще три месяца.
По словам Тома Хоффмана (Tom Hoffman), главного инженера миссии, посадка InSight напоминала то, как должен был сесть «Скиапарелли». Войдя в атмосферу Марса, зонд раскрыл несколько парашютов, которые помогли сбросить скорость и снизиться до высоты в несколько километров.
После этого включились тормозные двигатели, и InSight плавно опустился на поверхность равнины Элизий в расчетной точке. На все ушло шесть минут. За это время удалось выполнить одну из главных задач погибшего Mars Polar Lander: заснять посадку и передать запись на Землю.
Год на Марсе
Работа зонда на поверхности Марса начнется с фотосъемки места посадки. В ближайшие часы зонд высвободит «руку», включит встроенную в нее камеру и сделает селфи. Эти снимки помогут планетологам оценить, насколько хорошо стоит InSight и как следует проводить следующие стадии распаковки.
Затем еще два месяца участники миссии потратят на выбор места, где будет установлена капсула с двумя главными научными инструментами «робогеолога». Такая неторопливость объясняется тем, что InSight может выполнить данную операцию лишь один раз.
Установив коробку с термометром и сейсмометром на поверхности Марса, робот начнет медленно вбивать бур. Остановить его и повторно начать в другой точке нельзя. Это связано не только с продолжительностью бурения — примерно месяц, — но и с тем, что бур и связанные с ним датчики фактически одноразовые.
«Мы думали над этим и решили, что многоразовость слишком усложнит механизм и сделает зонд чрезмерно дорогим. Бур способен обходить небольшие камни в почве или даже более крупные слои пород, если они наклонены на 45 градусов. Конечно, если мы столкнемся с плоской поверхностью, нам придется остановиться», — уточнил Банердт в беседе с корреспондентом РИА Новости.
Впрочем, геолог считает, что такой проблемы не возникнет. Перед посадкой ученые детально изучили структуру поверхности равнины Элизий, используя инструменты зонда MRO, и не нашли никаких намеков на то, что почва в этой части Марса скрывает много булыжников.
Когда InSight завершит буровые работы, сейсмометр и датчики температуры закроет от внешнего мира специальный купол, похожий на крышку чугунной кастрюли. Это защитит датчики от ветра, перепадов давления, резкой смены температур и других погодных явлений, способных исказить замеры.
Только после этого аппарат начнет собирать все типы научных данных, в том числе и информацию по структуре магнитного поля планеты. К измерениям присоединится также зонд MAVEN, прибывший к Марсу четыре года назад.
Как надеются ученые, объединение данных посадочной платформы и орбитального модуля позволит увидеть вариации в силе этих полей, что крайне важно для понимания того, как устроено ядро Марса, насколько оно электропроводно и почему у него нет сильного магнитного щита.
Показания термометра помогут ученым решить еще одну важную задачу: оценить, как много радиоактивных элементов содержат недра Марса и как сильно они прогревают планету. Это крайне важно не только с точки зрения поисков следов жизни, но и возможности существования вулканов и других «горячих» геологических объектов.
Последний инструмент зонда — радиоволновой датчик RISE займется далеким прошлым Солнечной системы: измерит, как сильно «качается» Марс при сближении и удалении от Солнца. Это поможет ученым узнать, остается ли его ядро жидким и где сегодня находятся полюса планеты.
Первые научные данные, полагает Банердт, НАСА опубликует примерно через три месяца после того, как все инструменты посадочного модуля будут проверены и запущены. Более четкие фотографии и видеозаписи посадки InSight появятся на сайте НАСА в самое ближайшее время.
Ученые рассчитывают, что зонд проработает как минимум один марсианский год — 687 земных дней или около двух лет. Дальнейшая судьба InSight зависит от марсианских ветров, способных как очистить его солнечные батареи от пыли, так и засыпать их, а также от того, в каком состоянии будут его инструменты.
