Атака на Марс: третя за два тижні місія до Червоної планети

Чому такий поспіх та що шукатимуть космічні апарати?

Липень став важливим місяцем у дослідженні четвертої планети Сонячної системи. Впродовж двох тижнів одразу три космічні апарати стартували до Марсу. Першим став зонд Об'єднаних Арабських Еміратів Emirates Mars Mission, потім — китайська місія Tianwen-1 і наостанок — сьогодні, 30 липня, о 14:50 за київським часом запланований пуск місії NASA Mars 2020. 

Чому всі вирішили вирушити на Марс одночасно?

Існує так зване «марсіанське вікно», коли польоти до Марсу із Землі стають найбільш енергоефективними та економічно вигідними. Воно триває приблизно місяць та відкривається кожні 2,2 року. 

В цей час, згідно із законами небесної механіки, планети вишикуються в один ряд і відстань між ними скорочується. Дата пуску обирається із розрахунку, щоб на момент, коли станція опиниться на пів шляху до Марса, він вступив «в опозицію» до Землі, тобто відстань між планетами була мінімальною. Цього року четверта планета стане «опозиційною» 13 жовтня.  

Рекорду завадив карантин

Кілька років тому здавалося, що 2020-й буде рекордним у справі вивчення Марсу. Передбачалося, що до Червоної планети вирушить флотилія з п'яти автоматичних апаратів, створених фахівцями з космічних агентств США, Європи, Росії, Китаю, Індії та ОАЕ. Таким чином, земляни зуміли би повторити рекордне досягнення, встановлене ще 1971 року. Тоді СРСР і США запустили до Марсу п'ять космічних апаратів, із них до мети дісталися три.

Однак планам не судилося збутися. Спочатку Індія з технічних причин перенесла на 2024 рік запуск свого нового зонда «Мангальян-2». А цієї весни така ж доля спіткала європейсько-російський ExoMars. Карантинні обмеження призвели до неможливості проведення в заплановані терміни вирішальних тестів оновленої парашутної системи посадкового апарата, від успіху яких залежало ухвалення рішення про дату старту місії.

Хоча на фінішну пряму марсіанської одіссеї вийшли лише три проєкти, це все ж дуже солідне досягнення. Востаннє людство запускало стільки нових апаратів до Червоної планети у 2003 році. 

Досвід, амбіції та надія  

Кожна місія є унікальною за масштабами, цілями та завданням. Якщо для NASA запуск місій до Марсу є не новою справою, то для Китаю це перший досвід міжпланетних польотів і одразу дуже амбіційний старт. Скромнішою з інженерної точки зору є місія ОАЕ, проте її значення не менш важливе — «дати надію на щасливе майбутнє мільйонам арабів по всьому світу».

У супроводі гвинтокрила 

Найскладнішою марсіанською місією цього року є Mars 2020. В її межах NASA планує доставити на поверхню Червоної планети 1050-кілограмовий ровер Perseverance. Він стане найважчим штучним об'єктом в історії, що здійснить м'яку посадку на Марс.

Основною метою Mars 2020 стануть астробіологічні  дослідження і прямий пошук слідів, що вказують на існування життя на четвертій планеті в далекому минулому. Для цього ровер Perseverance отримав доволі значний набір наукових інструментів. Це камери високої роздільної здатності, спектрометри, прилади для аналізу хімічного та мінералогічного складу ґрунту, погодні датчики, мікрофони, георадар, здатний знаходити поклади льоду на глибині до 10 м, а також експериментальний інструмент, який зможе добувати кисень з марсіанської атмосфери.

Цікавим доповненням до місії буде дрон-гелікоптер Ingenuity. Він є технологічним демонстратором, що має довести можливість дослідження Червоної планети за допомогою літальних апаратів, важчих за повітря. 

Але це ще не все. Украй амбітне завдання ровера — не просто проводити астробіологічні дослідження, а й відбирати найперспективніші зразки марсіанського ґрунту. Perseverance обладнаний складним механізмом, що забезпечує взяття проб, переміщення речовини у спеціальні капсули, їхню герметизацію та подальшу установку до сховища. Вчені сподіваються, що в майбутньому ці капсули підбере й поверне на Землю спеціалізований міжпланетний апарат, проєкт якого вже розробляється NASA спільно з ESA. 

Для запуску Мars 2020 використовуватиметься американська ракета Atlas V. 

Дебют нової космічної наддержави

Формально Tianwen-1 не є першою марсіанською місією Піднебесної. У 2011 році КНР вже спробувала відправити мікросупутник «Інхо-1» до Червоної планети, однак він був запущений не самостійно, а як попутний вантаж разом із російським «Фобос-Ґрунт». Успішне виведення на опорну орбіту забезпечила українська ракета «Зеніт-3SL». Проте  через відмову двигуна перелітного модуля апарат не зміг покинути навколоземну орбіту і з часом згорів у земній атмосфері.

Китай знову вирішив запустити станцію до Марсу — цього разу без сторонньої допомоги. Але підхід китайців здивував багатьох експертів. Зазвичай до нової цілі спочатку запускається якийсь відносно простий космічний апарат, на якому інженери тренуються. Однак у випадку з Марсом Китай вирішив пропустити перший «навчальний» етап. 

Станція складається з орбітального апарата і 240-кілограмового ровера, що працює на сонячних батареях. Орбітальний апарат оснащений комплектом з шести наукових інструментів. Його основним завданням стане побудова топографічної карти Червоної планети. Також він буде здійснювати дослідження іоносфери, вивчати склад марсіанського ґрунту та вести пошуки покладів водяного льоду.

Ровер займеться астробіологічними дослідженнями. Він вивчатиме марсіанський ґрунт і шукатиме сполуки, що вказують на можливу присутність життя. Tianwen-1 оснащений набором камер, детектором поверхневих сполук, метеостанцією і георадаром. Останній прилад — особливо цікавий, оскільки він буде здатний проводити дослідження на глибинах до 100 м, що істотно перевищує можливості георадара Perseverance.

За задумом космічної адміністрації КНР, Tianwen-1 закладе фундамент китайської програми з дослідження четвертої планети Сонячної системи. Її кульмінацією стане запуск апарата, призначеного для доправлення на Землю зразка марсіанського ґрунту. Ця місія має бути реалізована у 2030-х роках.

Арабська надія

Об'єднані Арабські Емірати є новачком у космосі. Ще не так давно країна навіть не мала власного космічного агентства. Проте саме ОАЕ стали першою в історії арабською країною, чий автоматичний розвідник відправився до Марсу.

На початку минулого десятиліття влада ОАЕ вирішила диверсифікувати економіку, яка повністю залежала від нафти, та створити власну космічну індустрію. Так на світ з'явився проєкт марсіанської місії «Аль-Амаль» (у перекладі з арабської —  «надія»). Передбачається, що отриманий під час її реалізації досвід допоможе країні «виростити» власних аерокосмічних фахівців.

Влада не поскупилася і вклала вже понад 5 млрд доларів у національну космічну програму. Але для успішної марсіанської місії потрібні технології та ракета для запуску, чого не мають ОАЕ. Ставку зробили на максимальне залучення іноземних партнерів.

Сам апарат створювався у тісній кооперації із американськими вченими, а носієм обрали японську ракету H-IIA. «Аль-Амаль» був запущений з території Космічного центру Танегасіма.

Через пандемію коронавірусу та карантинні обмеження він не встиг пройти серію контрольних тестів. ОАЕ вирішили ризикнути та відмовитися від них. Бо якби місія пропустила стартове вікно, довелося б чекати до 2022 року. 

Тут варто зазначити, що, крім наукових завдань, космічний апарат має й певне політичне «навантаження». Його запуск присвячений 50-річчю здобуття країною незалежності. «Аль-Амаль» стане важливим символом, який продемонструє арабським сусідам лідерство ОАЕ в науковій сфері.

Цей успіх може стати потужним стимулом для нових космічних місій ОАЕ. Нещодавно влада країни оголосила про намір побудувати в наступному столітті повноцінне місто на Марсі. Звичайно, зараз це звучить як відверта фантастика, але хтозна? Мабуть, куди більш важливою спадщиною цієї місії може стати те, що вона спонукає інші арабські країни активно вкладати гроші в наукові дослідження та розвивати власні космічні програми.

А нам залишається чекати лютого, щоб дізнатися, чи всі учасники Марсіанської одіссеї-2020 успішно досягнуть цілі, та сподіватися, що й в Україні знайдуться можливості для фундаментальних досліджень космосу.