Определены два возможных места посадки марсохода программы «Экзомарс»

«Экзомарс» (англ. ExoMars) — это совместный проект Европейского космического агентства (ЕКА) и российской госкорпорации Роскосмос, главная цель которого — поиск доказательств существования следов жизни на Марсе в прошлом или настоящем. Проект состоит из двух частей, одна из них уже была реализована. Речь идет о запуске к Марсу одновременно двух систем — орбитального зонда «Трейс Гас Орбитер» (TGO), который занимается изучением атмосферы Марса и модуля «Скиапарелли», который должен был проводить изучение планеты, спустившись на ее поверхность. Первый этап оказался удачным лишь наполовину: орбитальный зонд вышел на расчетную орбиту и начал работу, а вот «Скиапарелли» не удалось выполнить свою задачу. Произошла ошибка определения высоты аппарата его компьютерной системой. Из-за этого тормозные двигатели проработали всего три секунды и аппарат совершил свободное падение с высоты 2-4 километра, разбившись о поверхность Марса.

Что касается второй части проекта, то ее цель — доставка на поверхность Марса ровера «Экзомарс». Это высокоавтоматизированный шестиколесный вездеход, масса которого составляет 270 килограммов. Инструментарий включает 2-метровый подповерхностный бур, позволяющий получать образцы породы с большой глубины. Кроме того, оборудование марсохода включает анализатор органических молекул, инфракрасный спектрометр, дифрактометр рентгеновских лучей, почвенный радар и инфракрасный спектрометр внутри сверла. На днях ЕКА сообщило о выборе двух площадок для высадки аппарата. После детальной оценки ученые оставят лишь одну из них.

Обе расположены в северном полушарии Марса. Это Oxia Planum и Mawrth Vallis. По мнению специалистов, в этих регионах заметны образования на поверхности, которые похожи на следы жидкой воды. Возможно, когда-то давно здесь протекали реки. Ни одна из площадок еще не обследовалась роверами, а ученым очень хотелось бы изучить все подробности геологического строения региона. Интересно, что регион Mawrth Vallis однажды рассматривался НАСА в качестве потенциальной площадки для высадки марсохода Curiosity. Но в конце концов американцы решили выбрать кратер Гейла, окрестности которого ровер изучает и по сей день.

«Обе выбранные площадки позволят изучить историю древнего Марса, их не изучали предыдущие миссии», — заявил Джордж Ваго, научный руководитель миссии «Экзомарс».

Ученые рассматривали еще и третий регион, Aram Dorsum. Но после более тщательного изучения всех трех площадок специалисты решили остановиться на Oxia Planum и Mawrth Vallis. Во втором случае ученые провели специальную двухдневную встречу, участниками которой стали члены команды «Экзомарс» и представители различных специальностей, которые выражали свое мнение относительно изначального выбора площадок для посадки марсохода.

Фотография Mawrth Vallis, сделанная аппаратом Mars Express с орбиты планеты. Равнина, которую можно видеть по центру снимка рассматривается как потенциальная площадка для посадки ровера

«В то время, как все три обсуждаемые площадки дают отличную возможность для поиска признаков жизни в прошлом и данные о „водном прошлом“ Марса, мы решили остановиться лишь на двух регионах», — заявил Ваго.

Теперь задача ученых — тщательный анализ оставшихся площадок с оценкой их как с инженерной, так и с научной точек зрения. Эта работа позволит провести посадку марсохода в безопасном месте. Посадочный эллипс, по мнению специалистов, должен иметь размер 12-*19 километров. Финальный выбор будет сделан за год до старта ровера.

Oxia Planum, второй регион, где может состояться посадка ровера

Миссия по поиску следов жизни на Марсе усложняется тем, что на планете практически нет кислорода. Этот химический элемент — важнейшая составляющая земной жизни. Есть живые организмы, которые могут обходиться без кислорода, для которых этот элемент смертельно опасен (особенно для облигатных анаэробов). Но на Земле превалирует аэробная жизнь. Ученые сейчас хотят понять, как могут выглядеть остатки анаэробных организмов, которые могли жить на Марсе миллиарды лет назад.

«В лаборатории мы пытаемся создать условия, близкие к тем, которые были на древнем Марсе, это касается температуры, минерального состава пород и атмосферы», — заявили участники проекта.

Глава проекта также шутит, что вскоре предстоит война между инженерами и учеными, поскольку последние хотят посадки там, где максимум интересных для науки объектов, а первые озабочены успешной высадкой аппарата, так что мнения том, где именно нужно высадиться, расходятся.

Научный сотрудник ЕКА по «ЭкзоМарсу» считает, что запуск миссии придётся отложить до 2028 года

3 мая на заседании Аналитической группы Программы исследования Марса НАСА (Mars Exploration Program Analysis Group, MEPAG) научный сотрудник проекта «ЭкзоМарс» в Европейском космическом агентстве (ЕКА) Хорхе Ваго выразил сомнение, что новый спускаемый аппарат, который должен заменить российский «Казачок», будет готов к 2026 году. По его словам, в теории это возможно, но на практике очень сложно перенастроить себя и создать посадочный модуль за четыре года. В связи с этим, вероятнее всего, запуск миссии «ЭкзоМарс» состоится только в 2028 году.

По словам Хорхе Ваго, запуск в 2028 году также потребует помощи со стороны НАСА. ЕКА понадобятся спускаемые двигатели наподобие тех, что производит компания Aerojet Rocketdyne для марсианских миссий американского космического агентства. Например, эти двигатели установлены на марсоходах «Кьюриосити» и «Персеверанс». У европейских моделей нет двигателей размеров, подходящих для «ЭкзоМарса».

Кроме того, ЕКА потребуются радиоизотопные нагреватели (radioisotope heating units, RHU) для обогрева марсохода. Ранее их поставляла Россия (в частности, «Росатом»), и европейской замены у агентства нет. Вероятно, RHU придётся также запрашивать у НАСА.

17 марта ЕКА приняло решение отказаться от совместной с Россией программы «ЭкзоМарс» из-за обострения международных отношений и введения санкций. Глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин заявил, что это событие является горьким для всех энтузиастов космоса. По его словам, российская компания продолжит исследовать Марс в одиночку. 23 марта руководитель пресс-службы «Роскосмоса» Дмитрий Струговец сообщил, что госкорпорация не может вывезти из Европы посадочную платформу «Казачок» из-за отсутствия авиасообщения.

В начале апреля ЕКА заявило о продолжении переговоров о сотрудничестве с НАСА по программе «ЭкзоМарс». Агентства рассматривают возможность замены российских комплектующих миссии, включая ракету-носитель и посадочную платформу.

• Научно-популярное
• Космонавтика
• Астрономия

«ЭкзоМарс». В поисках жизни на Марсе

«ЭкзоМарс» – это многоцелевая европейская миссия, предназначенная для изучения Марса. Эта работа будет происходить как на поверхности планеты, так и на околомарсианской орбите. Программа работы миссии разбита на два этапа. Компоненты первой фазы, «Trace Gas Orbiter» (TGO) и «Скиапарелли» (спускаемый аппарат), прибыли на Марс в октябре 2016 года. «Скиапарелли» потерпел неудачу при посадке, однако TGO находиться в отличном состоянии. В настоящее время он проводит научные исследования. И будет использоваться в качестве ретранслятора в период работы второго этапа программы. Им станет высадка на Марсе марсохода и поверхностной площадки. Ожидается, что запуск этого оборудования к Марсу произойдет в августе 2020 года.

Миссия «ЭкзоМарс»

Программа «ЭкзоМарс» обрела особое значение в июне 2018 года. Когда марсоход НАСА «Curiosity» снова показал наличие под поверхностью Марса древних органических молекул. Были обнаружены содержащие углерод вещества, которые могут быть связаны с жизнедеятельностью микроорганизмов.

Эхолот «ЭкзоМарс» может заглянуть глубже под поверхность Марса. Туда, где излучение и ветер не смогут разрушить хрупкие образцы. Возможно, там будет обнаружено еще больше органических веществ. «ЭкзоМарс» будет оснащен специальным набором инструментов, предназначенных для поиска органических молекул. В частности, он будет искать липиды и органические вещества, которые имеют хиральность. И определять количественное соотношение «левых» и «правых» молекул. Значительное превышение количества одних над другими может означать, что они производятся живыми организмами. Поскольку в случае их неорганического происхождения их должно быть примерно поровну.

Ученым также достаточно интересна ситуация с выбросами метана, наблюдаемыми на поверхности Марса марсоходом «Curiosity». Метан может быть признаком активности микроорганизмов. Или же признаком геологической активности. Об этом трудно судить по нескольким наблюдениям. TGO миссии «ЭкзоМарс» как раз и предназначен для поиска метана. И других второстепенных составляющих атмосферы Марса в глобальном масштабе. Ожидается, что со временем орбитальный аппарат предоставит информацию о всех видах газов, составляющих атмосферу Марса. А также их распространенности и изменении уровней по сезонам и по регионам.

«Trace Gas Orbiter» и «Schiaparelli»

Цель орбитального аппарата миссии (TGO) – поиск второстепенных и не слишком обильных компонентов атмосферы Марса. Марсианская атмосфера в основном состоит из двуокиси углерода. Но концентрации других молекул плохо изучены. Например, метан – признак биологической или геологической активности – получил разные оценки концентрации при анализе данных, полученных с помощью разных наземных телескопов.

Марсоход «Curiosity» тоже производил измерения уровня метана на поверхности. Но более глубокий взгляд на Марс, который произойдет с использованием TGO, даст ученым лучшее представление о источнике или источниках обнаруженного на Красной планете метана.

«Метан является маложивущим химическим соединением по геологическим масштабам времени. Его присутствие подразумевает наличие активного, постоянно работающего источника пополнения. Однако пока неясно, является ли природа этого источника биологической. Или же она имеет химическую природу», – говорится в сообщении ЕКА. «Организмы на Земле выделяют метан, когда перерабатывают питательные вещества. Однако другие чисто геологические процессы, такие как окисление некоторых минералов, также производят метан».

«Trace Gas Orbiter» и «Schiaparelli» полетели в космос вместе 14 марта 2016 года с помощью ракеты-носителя «Протон» с космодрома Байконур, Казахстан. «Trace Gas Orbiter» успешно вышел на орбиту Марса 19 октября 2016 года, В тот же день, при попытке опуститься на поверхность Марса «Schiaparelli» потерпел неудачу.
Исследование ESA, произведенное в 2017 году, показало, что крушение «Schiaparelli» произошло из-за сбоя, произошедшего при обмене данных.

Миссия «ExoMars 2020»

Миссия «ExoMars 2020» будет включать в себя европейский марсоход и российскую поверхностную платформу. Марсоход будет искать данные о потенциальных признаках существования жизни на Марсе. В частности, будут оцениваться среды, в которых могла присутствовать жидкая вода. Также марсоход будет иметь сверло. Которое сможет проникать на глубину до 2 метров ниже поверхности.

Марсоход и поверхностная платформа будут запущены на Марс вместе, внутри европейского несущего модуля. При спуске на поверхность российский модуль отделится от носителя и опустит на поверхность Марса марсоход и поверхностную платформу. Для этого маневра будут использоваться парашюты и двигатели. Это позволит снизить скорость снижения при посадке.

После посадки марсоход покинет посадочную платформу. И начнет перемещаться по Марсу в поисках органического материала. Поверхностная платформа (которая является стационарной), как ожидается, будет работать около года. Платформа будет фотографировать посадочную площадку, следить за местной погодой, исследовать внутренний состав Марса. Также будут проводиться исследования атмосферы. Платформа будет анализировать распределение и подземных вод вокруг посадочной площадки. Это позволит произвести сравнение с данными, полученными от TGO.

Задачи миссии

«Главная наша задача – опустить марсоход на поверхность на участке, имеющем высокий потенциал для поиска хорошо сохранившегося органического материала, особенно из самой ранней истории планеты», – заявило ЕКА.

«Марсоход определит физические и химические свойства марсианских образцов, в основном из подповерхностного слоя. Подземные образцы, скорее всего, будут иметь сохранившиеся биомаркеры. Поскольку слабая марсианская атмосфера обеспечивает небольшую защиту от радиации и фотохимии на поверхности. Образцы будут браться с разных глубин, максимум до двух метров».

В январе 2018 года пакет инструментов для обнаружения жизни успешно нашел микробы в канадской Арктике. Ее можно считать аналогом условий Марса. Испытания продолжаться уже непосредственно на марсоходе. Интеграция приборов в марсианскую лабораторию ожидается в 2019 году.

Участок для посадки выберут примерно за шесть месяцев до запуска миссии. Первоначально предполагалось, что марсоход будет запущен в 2018 году. Рабочая группа по отбору посадочных мест ESA рекомендовала совершить посадку в регионе Oxia Planum. ESA вновь пришлось делать выбор посадки из-за двухлетней задержки миссии. В 2017 году Oxia Planum и Mawrth Vallis были выбраны в качестве полуфиналистов. Оба региона имеют множество древних камней и возможных районов, где процветали древние микробы.

При подготовке материала использовались источники:
https://habr.com/ru/articles/402751/
https://habr.com/ru/news/664616/
https://alivespace.ru/missiya-ekzomars/