Вчені розповіли, як проходила посадка та які завдання були заплановані для апарату
На Марс прибув дев'ятий за історію освоєння Червоної планети земний апарат Schiaparelli («Скіапареллі») – одна із складових спільної місії Роскосмосу та Європейського космічного агентства (ЄКА) «ЕкзоМарс». Це сталося рівно о 17:48 за московським часом. Буквально за кілька хвилин до посадки апарат увірвався до атмосфери планети на висоті 120 км зі швидкістю 5,8 км/с (21000 км/год). Про те, скільки триватиме життя апарату на поверхні планети, які завдання він має виконати, з'ясував МК, який стежив за посадкою разом із вченими з ІКІ РАН.
Нагадаємо, що старт місії «ЕкзоМарс» відбувся 14 березня 2016 року, коли, стартувавши з космодрому Байконур, російська ракета-носій «Протон-М» доставила європейський апарат Trace Gas Orbiter (TGO) на орбіту. 16 жовтня, коли місія наблизилася до Марса, "Скіапареллі" - невеликий посадковий апарат діаметром 2,4 метра відокремився від TGO і взяв курс на посадку. Якби на Марсі були розумні жителі, то 19 жовтня за земним календарем у районі містечка під назвою Плато Мерідіана (Meridiani Planum), на великій рівнині, що знаходиться в 2-х градусах на південь від екватора Марса, вони б побачили в небі яскравий об'єкт, на вигляд дуже нагадує метеорит з вогненним шлейфом... У якийсь момент «метеорит» набув рис справжньої літаючої тарілки, що спускається на Плато плавно під великим парашутним куполом.
Майже відразу після розкриття парашута від тарілки відстрілився нижній гальмівний щит (лобовий обтічник), і бортова камера DECA (Descent Camera) почала робити знімки поверхні. З інтервалом у півтори секунди вона мала отримати 15 знімків. Після посадки вони будуть передані спочатку на комп'ютер модуля, а потім – на Землю. Така детальна зйомка дозволить фахівцям краще зрозуміти, як відбувався процес зниження, куди сів апарат.
На відстані 1,2 км від поверхні Марса "Скіапареллі" на швидкості 250 км/год "вискочив" із захисної капсули-тарілки і почав самостійний політ. У цей момент під ним спалахнули дев'ять вогненних мов (рідинних двигунів малої тяги), які й допомогли згодом здійснити м'яку посадку модуля вагою 577 кг.
Для співробітників агентства "Скіапареллі", названий на честь видатного італійського астронома Джованні Вірджініо Скіапареллі, - перший європейський апарат на Марсі. Раніше автоматичними посадками на Марс могли пишатися лише росіяни та американці. Хронологія така: першої у світі Марса досягла радянська станція"Марс-3" у грудні 1971 року, потім на багато років Червона планета була буквально окупована американськими апаратами: "Вікінг-1" (1976), Вікінг-2 (1976), Mars Pathfinder (1997), "Спіріт" (2004), "Опортьюніті" (2004), "Фенікс" (2008) і "К'юріозіті" (2012) . До речі, «Опортьюніті» знаходиться зараз саме в області посадки «Скіапареллі».
Посадка на Марс була для "Скіапареллі" завданням номер один. Чи впорався він з нею повною мірою, на момент написання нотатки було невідомо (відзначалися проблеми зі зв'язком). Якщо апарат вижив, то наступні вісім днів (саме на стільки розрахована робота акумуляторів модуля), він повинен виконати ряд наукових вимірівза допомогою комплексів різних датчиків. Наприклад, комплекс DREAMSвиміряє швидкості та напрямки вітру, рівень вологості, тиску, температури біля поверхні та прозорість атмосфери вже на місці посадки. Також вперше в історії комплекс DREAMS проведе виміри електричного поляМарс. "Скіапареллі" прибув на Марс у період пилових бур. І у зв'язку з цим вчені включили до програми вивчення взаємодії електричного поля Марса з пиловими вихорами. За час «життя» модуля на Марсі має відбутися кілька десятків сеансів його зв'язку з супутниками NASA і EКА, які пролітають, які ретранслюють дані від «Скіапареллі» на Землю. До речі, фотографій гарних видів Марса від нього чекати не доводиться - спеціальної камери для цього не передбачено.
А тепер повернемося до основного апарату місії Екзо-Марс - TGO, який також 19 жовтня після поділу зі «Скіапареллі» вийшов на орбіту Червоної планети для основної роботи протягом декількох років. Нагадаємо, що він має зробити свій внесок у справу вивчення поверхні, атмосфери та клімату Марса, а також пошуків ознак життя на ньому. Зокрема, землянам поки що не відомо, звідки в марсіанську атмосферу надходить метан? Чи є він продуктом біологічної діяльностіякихось живих істот чи результатом вулканічної діяльності планети? На ці відповіді спробує відповісти TGO.
З чотирьох на його борту чотирьох наукових приладівє чисто російський нейтронний спектрометр FREND для пошуку слідів води та льоду в грунті Марса, та комплекс для вивчення хімії атмосфери ACS, який також, як і перший, створювався в Інституті космічних дослідженьРАН за участю фахівців Франції, Німеччини та Італії.
Нагадаємо, що вже у 2018 році має розпочатися другий етап проекту ExoMars, з більш активною участю Росії. НВО імені С. А. Лавочкіна розробить для нього десантний модуль. Він повинен буде доставити на поверхню Марса посадкову платформу (теж російської розробки) та європейський марсохід.
Європейське космічне агентство (ЄКА) не отримало підтвердження посадки модуля "Скіапареллі" на поверхню Марса. Зв'язок із апаратом обірвався за 50 секунд до розрахункового часу приземлення. Посадка зонда на поверхню планети є частиною російсько-європейської місії "ЕкзоМарс". Модуль Trace Gas Orbiter (TGO), який також є частиною програми «ЕкзоМарсу», вийшов на орбіту Марса згідно зі штатним розкладом.
Демонстраційний десантний модуль «Скіапареллі», який 19 жовтня приземлився на Марс у рамках російсько-європейської місії «Екзомарс», не вийшов на зв'язок. Про це під час прес-конференції повідомило Європейське космічне агентство. Модуль «Скіапареллі» увійшов в атмосферу Марса о 17:42 на швидкості 21 000 км/год. Умовний кордонатмосфера становить 121 км від поверхні. Зонд мав опинитися на його поверхні приблизно за шість хвилин. Посадку було заплановано на рівнині Плато Мерідіана, приблизно за 40 км на північний захід від місця посадки марсохода «Опортьюніті» у 2004 році. Однак сигнал апарата зник за 50 секунд до передбачуваного часу приземлення.
Після того, як телескоп GMRT не зміг зловити сигнал про приземлення, до процесу підключилася автоматична станція ЕКА Марс-Експрес, яка записала спуск Скіапареллі і передала на Землю дані. Однак, цієї інформації було недостатньо, щоб зрозуміти стан апарату. ЕКА довелося задіяти автоматичну орбітальну станціюНАСА Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Однак точних даних про "Скіапареллі" апарату в ході обльоту Марса отримати також не вдалося. MRO має здійснити ще кілька обльотів та сфотографувати місце посадки «Скіапареллі». ЄКА отримає фотографії зонда найближчими днями.
19 жовтня "Скіапареллі" увійшов в атмосферу Марса. Протягом 3-4 хвилин швидкість апарату знижувалась шляхом аеродинамічного гальмування - тертя про щільні шари атмосфери. Складність спуску полягала в тому, що марсіанська атмосфера тонша за земну. Тому «Скіапареллі» був оснащений парашутом, коригуючими навігаторами та теплозахисним покриттям. Парашют повинен був розкритися на висоті 11 кілометрів при швидкості модуля 1650 кілометрів на годину, а спеціальна конструкція апарату мала пом'якшити удар при падінні.
План спуску демонстраційного десантного модуля «Скіапареллі»
Вранці 20 жовтня фахівці ЄКА отримали телеметрію маневрів Скіапареллі з орбітального модуля Trace Gas Orbiter (TGO), який успішно вийшов на орбіту Марса 19 жовтня. Теплозахисне покриття успішно запобігло перегріву апарату: екран повільно плавився і випаровувався, забираючи поглинене тепло від основної частини «Скіапареллі». Коли швидкість апарату зменшилася до 1700 км/год, на висоті 11 км над поверхнею над «Скіапареллі» розгорнувся парашут для подальшого зниження швидкості спуску. Купол парашута діаметром 12 метрів розгорнувся менш ніж за секунду, і через 40 секунд було скинуто лобову частину захисного кожуха з теплозахисним екраном. Після неповного аналізу даних було підтверджено, що можливо відстріл парашута стався дещо раніше запланованого, а двигуни м'якої посадки могли вимкнутись на занадто. великій висоті, яка поки що не визначена.
Модуль «Скіапареллі» був призначений для відпрацювання посадки та проведення досліджень. В його наукові завданнявходили вимірювання електричних полів, які, у поєднанні з дослідженнями концентрації атмосферного пилу, мали розповісти про роль електричних силу процесі виникнення пилових бур. «Скіапареллі» мав пропрацювати на Марсі 10 днів — термін, протягом якого акумулятори апарата, що спускається, здатні підтримувати його працездатність. Протягом цього часу співробітники центру управління продовжуватимуть спроби налагодити зв'язок зі «Скіапареллі».
Поділ TGO та «Скіапареллі»
Орбітальний апарат TGO вийшов на орбіту Червоної планети згідно з розкладом. Під час виведення TGO на орбіту позаштатних ситуацій не виникало. Апарат став другою після Марс-Експрес станцією ЕКА, що обертається навколо Марса. TGO вивчатиме малі газові домішкиатмосфери та розподіл водяного льоду в ґрунті Марса. Зокрема, він досліджує розподіл у марсіанському «повітрях» метану, який у присутності пропану та етану побічно вказує на наявність життя на планеті.
Місія "ЕкзоМарс-2016" була запущена з космодрому Байконур 14 березня за допомогою ракети-носія "Протон-М". 16 жовтня 2016 року "Скіапареллі" та TGO успішно розділилися після семимісячного польоту. На 2020 рік планувалася друга частина місії: до Марса має вирушити ровер, який пробурить поверхню планети та візьме проби ґрунту. Це може підтвердити наявність найпростіших форм життя у надрах планети. Чи відбудеться у призначений час відправка марсохода після невдачі зі Скіапареллі, поки що невідомо.
Чекати хороших новинпро долю європейського зонда Schiaparelli з поверхні Марса, мабуть, уже не доведеться. Витримавши дводенну паузу, фахівці Європейської космічної агенції визнали, Що, швидше за все, апарат на Марс не сів, а впав, а значить, втрачено для наукової місії.
Щодо великий розмірвидимої плями на поверхні пояснюється високою швидкістю удару і піднятим догори ґрунтом. «Крім того, можливо, що лендер вибухнув від удару, оскільки його баки були сповнені пального», — йдеться у повідомленні.
Два об'єкти, що з'явилися на знімках, знаходяться у точці з координатами 353,79 градусів східної довготи та 2,07 південної широти.
Свої висновки вчені мають намір перевірити наступного тижня, коли місце посадки вдасться зняти камерою HiRISE. високого дозволуна борту MRO. Ці знімки допоможуть встановити місце приземлення захисного екрана, відстріленого на великій висоті. Оскільки спуск модуля спостерігався із трьох різних апаратів, вчені мають намір детально відновити його хронологію.
При цьому положення темної плями вказує на те, що зонд впав у 5 км від місця передбачуваної посадки, але всередині розрахункового еліпса параметрами 100 на 15 км.
Що стосується орбітального модуля TGO, нині з ним встановлений зв'язок, параметри його орбіти становлять 101 000*3691 км, період обігу - 4,2 дні. Планується, що наукова начинка зонда розпочне роботу з отримання калібрувальних даних у листопаді цього року. А в березні 2017 року зонд почне гальмувати атмосферу планети, щоб опинитися на круговій орбіті з висотою 400 км. Після цього він приступить до збору наукової інформації, а у 2020 році буде використаний як ретранслятор для майбутнього марсіанського велосипеда.
На борту цього апарату крім європейських встановлено два російські наукові прилади — АЦС та ФРЕНД розробки Інституту космічних досліджень РАН.
З їхньою допомогою вчені мають намір вивчити дрібні концентрації окремих елементів в атмосфері планети та виміряти потік нейтронів з її поверхні, пов'язаний з наявністю води в ґрунті.
Як з'ясувала «Газета.Ru», російська участьу проекті «ЕкзоМарс» не обмежувалося створенням двох наукових приладів та запуском місії ракетами «Протон». Виконуючий обов'язки генерального директораНВО імені Лавочкіна Сергій Лемешевський підтвердив «Газеті.Ru», що в розрахунку балістичного спуску Schiaparelli раніше брали участь фахівці Центрального аерогідродинамічного інституту (ЦАГІ).
«Так. Будь-який розрахунок ніколи не робиться однією командою, особливо в таких важливих місіях. Я знаю, що така перевірка була, було таке замовлення (з боку ЄКА. – «Газета.Ru»). Хоча у подібних місіях немає поняття замовлення, є поняття поділу робіт. Ми підписували на рівні глав агентств матрицю поділу робіт, причому цей поділ робіт не статичний і до нього увійшов розрахунок балістики», — пояснив Сергій Лемєшевський.
Зв'язок із апаратом «Скіапареллі», що спускається, втрачено під час його посадки на Марс, тоді як його партнер за програмою – Trace Gas Orbiter – успішно зайняв задану орбіту. Такі в короткому викладіновини, які повідомило Європейське космічне агентство на прес-конференції, присвяченій програмі ExoMars.
© ESA/ATG medialab
Нагадаємо, «Скіапареллі» та Trace Gas Orbiter виконують перший етап прийнятої ЄКА та Роскосмосом програми досліджень та мають підготувати інформацію для здійснення другого етапу – висадки на планету великого марсоходу, яка запланована на 2020 рік. 16 жовтня апарати відокремилися один від одного, і «Скіапареллі» розпочав зближення з Марсом. Ціль його польоту була провести м'яку посадку на поверхню планети, вивчаючи при цьому атмосферні умови Марса.
© ESA-D. Ducros
Посадка відбулася 19 жовтня. Перед цим представники ЄКА висловлювали впевненість, що вона пройде благополучно. Мішель Дені (Michel Denis), керівник польоту ExoMars, навіть пожартував, що спуск "Скіапареллі" стане шістьма хвилинами спокійного очікування, на відміну від "семи хвилин жаху", як свого часу описував спуск на Марс апарату Curiosity у 2012 році. Але, мабуть, не все минулося так, як вони розраховували.
Програма спуску включала кілька етапів. Під час першого гальмування під час входу в атмосферу апарат «Скіапареллі» мав захищати спеціальний теплозахисний екран. Потім, на висоті 11 кілометрів, мав розкритися парашут, увімкнутися малі реактивні двигунидля гальмування апарату і, нарешті, при контакті з марсіанською поверхнею, силу удару повинна погасити особлива платформа.
Відхилення від задуманого сценарію відбулося після моменту, на який було заплановано розкриття парашута. Орбітальний апарат ЕКА Mars Express, який відстежував зниження «Скіапареллі», виміряв його швидкість, і вона виявила вищу за передбачену попередніми розрахунками. Сигнал, що надходить від «Скіапареллі», зник на 50 секунд раніше за розрахунковий час. Тому, що було з ним на останньому етапі зниження і в якому стані він сів на Марс, залишається невідомим.
Заряд батарей «Скіапареллі» було розраховано кілька днів роботи лежить на поверхні Марса. Тому фахівці не втрачають надію зв'язатися із ним. За кілька годин після посадки над районом Марса, де знаходиться «Скіапареллі», пройшов апарат НАСА Mars Reconnaissance Orbiter. Був запланований сеанс зв'язку з ним модуля, що спускається, але зв'язок встановлений не був.
Вчені, які розробляють марсохід, який мають відправити на Марс у 2020 році, кажуть, що невдача «Скіапареллі» вплине на їхнє завдання, але не радикальним чином. Відправлення марсохода не скасують, але точно внесуть у проект певні зміни. Як сказав планетолог Олів'є Вітас (Olivier Witasse), вони будуть спрямовані саме на вдосконалення технології посадки, яка не повторюватиме один за одним сценарій посадки «Скіапареллі». Співробітник Інституту досліджень Сонячна системаСуспільство Макса Планка Норберт Крупп (Norbert Krupp) сказав, що місію «Скіапареллі» навіть не можна назвати невдалою, оскільки вона допоможе забезпечити успіх на наступній стадіїпроекту.
Принаймні частину даних, які Скіапареллі мав збирати під час спуску, вчені встигли отримати. Але це набагато менше, ніж вони розраховували. Франческа Еспозіто (Francesca Esposito) з Обсерваторії Каподимонте говорить, що, наприклад, не вдалося видобути жодних відомостей про вплив електричних полів в атмосфері Марса на його пилові бурі. Франческа Феррі (Francesca Ferri) з Університету Падуї повідомила, що її команді вдалося отримати лише частину інформації від датчиків "Скіапареллі" про динаміку марсіанської атмосфериАле важливі дані про шар, близький до поверхні, де особливу роль відіграє конвекція, залишилися недоступними. «Це космос. Він не співпрацює», – прокоментувала ці події Франческа Еспозіто.
Європейське космічне агентство не залишає спроб дізнатися, що ж сталося зі «Скіапареллі». Крім спроб зловити його сигнал одним із трьох апаратів, які зараз перебувають на орбіті над Марсом, вони планують зробити знімки місця посадки з орбіти. Також марсохід Opportunity, який знаходиться всього за 15 кілометрів від передбачуваної зони посадки, як передбачалося, мав зняти процес зниження «Скіапареллі». З того, наскільки це вдалося, можна буде зрозуміти, наскільки точно було дотримано розрахункову траєкторію спуску.
Посадковий модуль Schiaparelli ("Скіапареллі") російсько-європейського проекту "ЕкзоМарс-2016" здійснив посадку на Марс. Пряма трансляція із центру управління місією у німецькому Дармштадті велася на сайті Європейського космічного агентства. Ще до посадки Schiaparelli орбітальний модуль TGO (Trace Gas Orbiter) здійснив маневр гальмування і почав вихід на орбіту Червоної планети.
Модуль Schiaparelli мав здійснити посадку близько 18:00 за московським часом. У цей час повідомлялося, що пройшло успішне відділення теплового щита та розкриття головної антени модуля. Також близько 18:10 у ЦУП у Німеччині підтвердили, що Індія отримувала сигнали зі Schiaparelli до останнього моменту, але саме коли модуль мав сісти, сигнал зник.
О 17:42 за московським часом Schiaparelli увійшов до атмосфери, а о 17:45 розкрив парашут. На висоті кілометра запрацювали гальмівні двигуни, які мали знизити швидкість і відключитися о 14:48. Це номінальний час, коли апарат має торкнутися поверхні Марса.
О 18:03 Schiaparelli мав відключити радіо та перейти в режим збереження енергії. На Землі, однак, не отримали сигналу про те, що посадка відбулася успішно, але процес записала автоматична міжпланетна станціяЄвропейського космічного агентства Mars Express цей запис допоможе прояснити ситуацію.
Пізніше у Twitter агентства з'явилося повідомлення: "У записі, отриманому з Mars Express, міститься лише сигнал, але немає телеметрії".
Сигнал від Марса до Землі йде 9 хвилин 47 секунд. Коли очікування сигналу затягнулося за 20 хвилин і центр управління місією в Дармштадті зажурився, паралельно в російській онлайн-трансляції з Інституту космічних досліджень РАН на сайті Роскосмосу лектор розповідав про місію на тлі фотографії з яблунею та з написом: "І на Марсі будуть яблуні" .
Пізніше керівник відділу наземних наукових комплексів Інституту космічних досліджень РАН Володимир Назаров пояснив: "Посадковий модуль знаходиться на Марсі, проте діагностувати його стан поки не можемо. Сигнал від нього приймався індійським радіотелескопом і сигнал був дуже слабкий" (цитата "Інтерфаксу").
Візуалізацію спуску модуля в режимі реального часу можна переглянути на ESA в YouTube.
На відміну від Schiaparelli, з орбітальним апаратом TGO все гаразд. Він вийшов на орбіту Марса і станції одержують від нього чіткий сигнал. "Сигнал TGO видно нашими та закордонними станціями стеження, апарат вийшов з тіні. Що стосується посадкового апарату, то сигнал від нього чекаємо", - повідомив директор Інституту космічних досліджень РАН Лев Зелений.
Гальмування орбітального модуля триватиме близько року. Апарат опиниться на заданій орбіті наприкінці 2017 року. У понеділок TGO вперше ввімкнув двигуни і розпочав маневр для виходу на орбіту, щоб піти з траєкторії зіткнення з планетою.
Сигнал від посадкового апарату записують марсіанські зонди Mars Express (ЕКА, безпосередньо під час посадки), Mars Reconnaissance Orbiter (NASA, за кілька хвилин після посадки) та TGO (безпосередньо під час посадки).
Модулі проекту "ЕкзоМарс-2016" успішно поділилися 16 жовтня. Після цього Schiaparelli почав рух траєкторією, що веде до посадки на Червону планету. Шлях першої місії ExoMars до четвертої від Сонця планети зайняв сім місяців.
Schiaparelli відпрацьовує посадку для нового європейського марсоходу
Програма "ЕкзоМарс-2016" - це спільний проект Європейського космічного агентства (ESA) та Роскосмосу. Її основна мета полягає у відповіді на питання, чи існувало будь-коли життя на Марсі. Звідси і приставка "екзо-" у назві програми: екзобіологія, або астробіологія, вивчає походження еволюції та поширення життя на інших планетах у Всесвіті, йдеться на сайті ESA.
"ЕкзоМарс-2016" включає дві місії. Перша стартувала 14 березня 2016 року запуском з космодрому Байконур ракети-носія "Протон-М" космічним апаратому складі орбітального модуля TGO (Trace Gas Orbiter) і демонстраційного модуля, що спускається Schiaparelli.
Модуль TGO займатиметься пошуками слідів метану та інших газів в атмосфері Марса, які можуть свідчити про активні біологічні та геологічних процесахна планеті. У свою чергу Schiaparelli протестує низку технологій, що забезпечують контрольований спуск та посадку на Марс.
Модуль Schiaparelli, названий на честь італійського астронома Джованні Скіапареллі, відпрацьовує схему посадки для другої частини російсько-європейської програми, запланованої на 2020 рік. У її рамках до Марса вирушать російська посадкова платформа та новий європейський марсохід.
На цьому етапі ключовими завданнямибудуть буріння та аналіз марсіанського ґрунту. За однією з гіпотез, на глибині кількох метрів могли зберегтися сліди органічного життя. Модуль TGO планується використовувати до 2022 року для передачі сигналів від європейського ровера на Землю.
Schiaparelli міг стати дев'ятим - і першим європейським - космічним апаратом, який успішно здійснив посадку на Марс. Поки що це вдалося одній радянській автоматичній станції "Марс-3" у 1971 році та семи апаратам NASA.
2003 року британський модуль Beagle 2 сів на Марс, але не вийшов на зв'язок
У 2003 році невдачею закінчилася місія модуля Beagle 2 , який повинен був дослідити геологію, мінералогію, геохімію, а також дані про клімат та погоду, а також забезпечувати радіорелейний зв'язок між Землею та іншими апаратами, які будуть доставлені на поверхню Марса в період між 2003 та 2007 року.
Він був розроблений британськими вченими під керівництвом Коліна Піллінджера, цифра 2 у назві означає, що першим був HMS Beagle - корабель Його Величності "Бігль", на якому плавав Чарлз Дарвін.
Місцем посадки модуля було обрано марсіанську рівнину Ізідіс Платінія, яка, на думку вчених, могла бути багато тисячоліть тому морським дном. Beagle повинен був спробувати виявити ознаки присутності на Марсі біологічного життячи води, яка є ключовим елементом існування живих форм.
25 грудня 2003 року апарат Beagle 2 сів на поверхню Марса, але не вийшов на зв'язок через пошкодження сонячної батареї. Панелі батарей не розгорнулися повністю, в результаті загородивши радіоантену, яка передає дані і приймає команди із Землі через ретранслятор - супутник Марс-експрес.
У січні 2015 року виконавчий директор Космічного агентства Великобританії Девід Паркер , що апарат знайдено, і сама посадка, судячи з знімків NASA, пройшла успішно.