23 июля китайский зонд «Тяньвэнь-1» для исследования Марса был успешно выведен на трансферную орбиту и начал свой путь к Красной планете.

Этот год — «урожайный» в плане исследований Марса: ОАЭ, Китай и США последовательно запустили исследовательские зонды к Марсу. Как планета, которая находится ближе всего к Земле и имеет наиболее схожую окружающую среду, он всегда был предметом пристального внимания в процессе освоения человеком космоса. В особенности после окончания холодной войны, когда США и Советский Союз перестали обладать монополией на зондирование Марса, все больше стран присоединяются к исследованиям. В данной статье The Paper расскажет о состоянии и перспективах исследования Марса в различных странах и организациях.

В марте этого года Европейское космическое агентство (ЕКА) и российская госкорпорация «Роскосмос» объявили, что совместный первоначальный план по запуску «ЭкзоМарс-2020» (ExoMars2020), который должен был быть реализован в июле, отложен до 2022 года. Причиной является то, что два парашюта, необходимых для мягкой посадки на поверхность Марса, еще не закончили испытания и экспертизу.

Миссия «ЭкзоМарс-2020» — это совместная программа Европейского космического агентства и «Роскосмоса» по исследованию Марса. В программе «ЭкзоМарс-2020» Россия отвечает за разработку посадочной платформы «Казачок», некоторую часть научных приборов и ракеты, а ЕКА в основном занимается марсоходом «Розалинд Франклин» и некоторыми научными приборами.

После неудачного запуска зонда для исследования Марса «Фобос-Грунт» в 2011 году и без того ограниченные возможности России в освоении дальнего космоса были заблокированы: она не только не могла продолжать независимое исследование Красной планеты, но даже заморозила свою лунную программу. В этих обстоятельствах поиск международного сотрудничества является мудрым решением.

Став наследницей Советского Союза, Россия также «унаследовала советское невезение»

9 ноября 2011 года с космодрома Байконур в Казахстане была запущена ракета-носитель «Зенит-2SБ» с межпланетной станцией «Фобос-Грунт». По причине того, что целью «Фобос-Грунт» было взятие проб грунта на Фобосе и возврат обратно на Землю, а также доставка таких международных грузов, как китайский микроспутник «Инхо-1», американское экспериментальное устройство для испытания межпланетного полета живых организмов, а также финское посадочное устройство MetNet, в том году этот космический запуск стал самым ожидаемым. Однако через несколько часов после запуска «Роскосмос» объявил, что зонд столкнулся с нештатной ситуацией, потому что основной двигатель не заработал, и АМС не смогла покинуть околоземную орбиту.

Согласно плану, «Фобос-Грунт» должен был приземлиться на поверхности Фобоса, спутника Марса и после отбора проб грунта вернуться на Землю. Если бы эта миссия была реализована, то человечество бы впервые провело полевые исследования спутника другой планеты, а осуществление отбора проб грунта помогло бы людям лучше понять процесс образования и эволюции Марса. Кроме того, это могло бы предоставить новые доказательства существования жизни на других небесных телах. Почему тогда целью был выбран спутник Марса, а не сам Марс? Это связано с тем, что технология отбора проб на спутнике Марса намного проще, чем на самой планете, и расходы также ниже. Спутники Марса не обладают идентичной атмосферой, и гравитация там также меньше.

Провал миссии «Фобос-Грунт» не только сорвал исследование Марса, но и привел к срыву проектов международного сотрудничества. Это также второй провалившийся российский проект по зондированию Марса (не включая советские проекты) после проекта «Марс-96». Эти две неудачи, несомненно, являются огромным ударом для России.

Зонд «Марс-96» весил 6,7 тонны и включал в себя орбитальный аппарат для долгосрочного исследования на орбите, две малые автономные станции и два ударных проникающих зонда. После приземления на поверхность Марса он в основном должен был заниматься изучением марсианского климата, состава элементов поверхности, магнитного поля и сейсмологических условий. Пенетраторы были предназначены для внедрения в марсианский грунт и изучения важной информации, такой как его химический состав и содержание влаги. Миссия также была проектом международного сотрудничества, в котором приняли участие научно-исследовательские учреждения из США, Франции, Германии и Великобритании, предоставившие некоторые научные приборы и оборудование.

Проект «Марс-96» стоил около 1 миллиарда долларов и занял почти 10 лет. Зонд был запущен 16 ноября 1996 года и потерпел крушение в южной части Тихого океана 18 ноября. Таким образом, миссия провалилась.

Провал миссии «Фобос-Грунт» добавляет еще один пример в трагическую историю советско-российского исследования Марса. С момента запуска первого марсохода «Марс-1А» в 1960 году Советским Союзом и Россией было проведено 19 попыток зондирования Марса, из которых только две были полностью успешными (миссии «Марс-2» и «Марс-3», относящиеся к орбитальным аппаратам), таким образом успешность миссий по исследованию Марса составляет всего 10%. Даже добавив три частично успешные миссии («Марс-5», «Марс-6» и «Фобос-2»), процент успеха составляет всего 26%. Высокий процент провалов даже дал возможность мировой космонавтике шутить о том, что «Марс не принадлежит России».

Сможет ли «Казачок» станцевать на Марсе? 

После окончания холодной войны, хотя Россия начала придавать большое значение международному сотрудничеству в области исследования Марса, но она хотела сама руководить проектами и не проявляла энтузиазма к миссиям, возглавляемым другими. После провала проекта «Фобос-Грунт» Россия коренным образом изменила свое отношение и с энтузиазмом отнеслась к миссии «ЭкзоМарс», возглавляемой ЕКА, и, наконец, в 2013 году было заключено соглашение.

В соответствии с европейско-российским соглашением, миссия «ЭкзоМарс» будет использовать ракету «Протон-М» для двухэтапной доставки исследовательского оборудования на Марс: первый этап называется «ЭкзоМарс-2016», и ЕКА был запущен «Орбитальный аппарат для исследования малых составляющих атмосферы» (TGO) и экспериментальный спускаемый аппарат «Скиапарелли» (EDM), перевозящий два российских научных прибора. Второй этап называется «ЭкзоМарс-2018». Марсоход ЕКА «Розалинд Франклин» (Rosalind Franklin) и российскую посадочную платформу «Казачок» планировалось запустить в 2018 году (позднее запуск отложили на 2020 год, и название миссии, соответственно, было также изменено на «ЭкзоМарс-2020»). 

Посадочный модуль «Казачок», за разработку которого отвечает Россия, является не только посадочной платформой для марсохода, но и платформой для научных экспериментов. «Казачок» буквально означает «маленький казак», а также очень энергичный народный танец. Разработанный ЕКА марсоход получил название «Розалинд Франклин» — он назван в честь известного ученого, открывшего структуру ДНК. Как только он достигнет поверхности Марса, марсоход отделится от «Казачка» для собственных научных исследований, в то время как посадочная платформа не будет знать о его местонахождении и займется научными исследованиями на месте приземления.

Посадочная платформа «Казачок» весит около 827,9 кг и имеет проектный срок службы в 1 год. Она оснащена 11 русскими и 2 европейскими измерительными приборами. Вес научных приборов составляет 45 килограмм. Аппарат предназначен для изучения окружающей среды Марса и анализа марсианских окрестностей вблизи места посадки, включая долгосрочный мониторинг климата, атмосферы, рельефа местности, радиационной обстановки, внутренней структуры поверхности, распределения подземных вод и обмена летучими веществами между атмосферой и поверхностью около места посадки. Марсоход оборудован 7 европейскими и 2 российскими измерительными приборами, и он будет выполнять миссию по продолжительному путешествию на несколько тысяч метров, чтобы оценить геологический ландшафт и микроскопический состав Красной планеты. Его двухметровый бур попытается выкопать элементы биологической жизни, похороненные под поверхностью Марса.

Из-за относительно большого веса «ЭкзоМарса-2020» для него была разработана очень сложная конструкция парашюта. Это главная причина, по которой запуск миссии был отложен до 2022 года. «ЭкзоМарс» использует два набора из четырех парашютов. После входа в атмосферу сначала будет раскрыт первый набор запасных парашютов, через некоторое время они будут отсоединены, и будет раскрыт первый набор основных парашютов, который также будет отсоединен. После этого таким же образом будет раскрыт второй набор запасных парашютов, а после их отсоединения — второй набор основных парашютов. Самый крупный основной парашют имеет в диаметре 35 метров, и на сегодняшний день это самый большой марсианский парашют. Такая сложная схема посадки также увеличивает технические риски «ЭкзоМарса». Сможет ли Россия, обладающая советским космическим наследием, распрощаться с «марсианским невезением СССР», нам всем еще предстоит узнать.