Космические миссии будущего

Большая часть данных о ближайших к нам небесных телах за последние десятилетия была получена от автоматических межпланетных станций. О летательных аппаратах, уже сегодня бороздящих просторы родной Солнечной системы, и запланированных на будущее исследованиях мы расскажем в этом обзоре.

2495 0 0

отправить по e-mail

Начнем с проектов касающихся самой близкой к Солнцу планеты – Меркурия. В августе 2004 года к нему был запущен американский аппарат MESSENGER (сокращение от MErcury Surface, Space ENvironment, Geochemistry, and Ranging – «Поверхность, окружающая среда, геохимия и дальность Меркурия», целиком аббревиатура переводится куда проще – «Посланник»).

Также объектом изучения этого аппарата с пролетной траектории стала наша ближайшая космическая соседка Венера. После старта, находясь на гелиоцентрической орбите, в августе 2005 года станция вновь встретилась с Землей, затем в октябре 2006 и июне 2007 года провела исследования Венеры. Далее, постепенно «стягивая» свою околосолнечную орбиту и сбрасывая скорость на каждом витке, аппарат трижды – в январе и октябре 2008 и сентябре 2009 года – пролетел мимо Меркурия. Наконец, 18 марта 2011 года MESSENGER добрался до пункта назначения и стал первым искусственным спутником Меркурия.

MESSENGER летел к Меркурию семь лет

Измерение соотношения химических элементов на этой планете дало интересный результат, удививший ученых: на поверхности было найдено большое количество серы. По их мнению, это означает, что планета формировалась из части протопланетного облака с меньшим содержанием кислорода. Кроме того, зонд сделал десятки тысяч снимков меркурианской поверхности в отличном качестве.

Следующим проектом исследования Меркурия станет BepiColombo – своеобразный ответ Европы на MESSENGER. Реализовываться он будет совместно Европейским и Японским космическими агентствами. Запуск аппарата планируют на август 2013 года, а прибытие и выход на орбиту Меркурия состоится в 2019 году. Примечательно то, что на станции будет стоять гамма- и нейтронный спектрометр MGNS – первый полностью российский прибор, который Роскосмос предоставляет Европейскому агентству. С помощью спектрометра должны быть построены карты распределения водорода и водородосодержащих соединений (к которым в первую очередь относится водяной лед), а также основных породообразующих элементов на планете. Предполагается, что BepiColombo выступит своеобразной орбитальной станцией, от которой отделятся два небольших японских спутника для изучения магнитосферы Меркурия. За семь лет пути зонд несколько раз пролетит мимо Венеры и Меркурия, чтобы сделать пролетные исследования этих тел, однако точный график пролетов станет известен только ближе к старту.

BepiColombo – японо-европейский «исследователь» с российским оборудованием на борту

Исследование Венеры – второй по удаленности от Солнца планеты – в настоящее время осуществляет искусственный спутник Европейского космического агентства Venus Express. Он был запущен 9 ноября 2005 года при помощи российской ракеты-носителя «Союз-ФГ» и вышел на орбиту в апреле.

Другим запущенным к Венере аппаратом стал в 2010 году японский зонд Akatsuki. 6 декабря эта станция не смогла выйти на орбиту планеты из-за позднего включения тормозных двигателей. Akatsuki продолжил свой полет вокруг Солнца, но согласно неофициальным сообщениям следующие попытки стать спутником Венеры аппарат сможет предпринять лишь в ноябре 2016 и в январе 2017 года.

Цель будущих японских исследований – измерения температуры атмосферы, наблюдения пространственного распределения диоксида серы и пока не установленного вещества, поглощающего свет в верхних слоях венерианских облаков.

В нашей стране имеется нереализованный, но очень интересный проект долгоживущего посадочного аппарата «Венера-Д», миссия которого – выяснить причины исчезновения воды с этой планеты. Сроки осуществления проекта пока неясны, предполагается, что это может произойти не ранее 2015 года.

Один европейский и два американских искусственных спутника сейчас исследуют другого «соседа» Земли – Марс. Также по его поверхности продолжает движение марсоход Opportunity. Первый из нынешних американских спутников вышел на орбиту еще в 2001 году, европейский зонд Mars Express начал свои исследования в 2006. Станция MRO, обладающая телевизионной аппаратурой с наибольшим разрешением, – тоже в 2006 году.

Первоначально, в январе 2004 года, посадку на Марс совершили два марсохода, причем ресурс их активного существования оценивался только в два месяца. Однако вмешался случай, который обычно в космонавтике играет отрицательную роль – небольшие смерчи, возникшие в зоне работы аппаратов, очищали их солнечные батареи от накапливающейся пыли. Благодаря этому падение мощности электроэнергии, питающей механизмы и научную аппаратуру, замедлилось. И хотя марсоход Spirit остановился еще в прошлом году и в последующее время использовался как стационарная исследовательская платформа, его «коллега» Opportunity до сих пор передает информацию о составе и морфологии поверхности в районе своей посадки.

Планы исследований Марса известны только на самое ближайшее время. К моменту выхода этого номера, вероятно, возьмут старт американский марсоход среднего класса Mars Science Laboratory (MSL) (который в результате конкурса среди пользователей Интернета получил название Curiosity («Любопытство» – англ.) и российский зонд «Фобос-грунт».

Цель первой за последние 15 лет отечественной планетной миссии – доставка образцов грунта с поверхности Фобоса, спутника Марса. Выбор объекта объясняется относительной дешевизной реализации проекта: сила тяжести на Фобосе небольшая, следовательно, с него легче стартовать. В сентябре 2012 года «Фобос-Грунт» выйдет на орбиту спутника Марса, после чего будет сближаться с ним и сопровождать в течение месяца, а в конце января – начале февраля 2013 года сядет на его поверхность. Старт возвращаемого аппарата с образцами вещества на околомарсианскую орбиту намечен на март 2013 года. Переход на траекторию полета к Земле предусматривается в сентябре. Домой спускаемая капсула вернется в апреле 2014 года.

Что касается марсохода Curiosity, он должен стартовать в ноябре 2011 и совершить посадку в заданном районе вблизи кратера Гейла в августе следующего года. Место посадки выбирали специалисты путем голосования. Сообщение о голосовании было получено и автором этой статьи.

Curiosity «сунет нос» в марсианские дела

Сроки реализации последующих проектов по изучению Красной планеты пока достаточно расплывчаты и, вероятно, еще будут неоднократно меняться. Среди них – отправка к Марсу в ноябре – декабре 2013 года зонда MAVEN. Выход на орбиту этого искусственного спутника ожидается в сентябре 2014 года. Кроме того, в 2016 году НАСА совместно с Европейским космическим агентством приступит к осуществлению проекта ExoMars. Согласно сценарию в январе 2016 года старт возьмут один или несколько марсоходов, главная цель которых – отбор образцов марсианского вещества для доставки на Землю. Транспортировать его будут в капсуле, которую отправят на орбиту Марса, где она состыкуется с разгонным блоком, специально для
этого присланным с Земли. Такая операция, вероятно, не может быть осуществлена ранее 2022 года, а сам цикл сбора образцов, нахождение на околомарсианской орбите и отправка на Землю займут несколько лет. Доставка марсианского грунта из мест, в которых наиболее вероятно наличие следов примитивной жизни, будет иметь громадное значение для развития науки. Вероятно, ученые наконец-то смогут дать однозначный ответ на вопрос о существовании на Марсе жизни (по крайней мере, в геологическом прошлом).

Впрочем, почти все исследователи уверены, что образцы марсианского вещества уже есть в земных лабораториях. Имеются в виду аномальные SNC метеориты – небольшие кусочки, выбитые с поверхности этого небесного тела при столкновениях с ним астероидов или комет. Также возможно, что крошечные песчинки с Марса могут оказаться в порции вещества, доставленного на Землю в ходе осуществления экспедиции «Фобос-грунт».

К Юпитеру в настоящее время направляется американская станция Juno, стартовавшая 5 августа 2011 года. «Раскрутка» станции во внутренней области Солнечной системы привела к увеличению скорости; таким образом, в октябре 2013 года станция должна пролететь Землю и согласно плану прибыть на орбиту вокруг Юпитера в июле 2016. Программой полета предусматривается многолетнее изучение центральной планеты и ее крупнейших спутников. Ранее, с июня 1995 по сентябрь 2003 года, изучение системы Юпитера осуществлял тяжелый американский зонд Galileo. В феврале исследование спутников «короля планет» с пролетной траектории провел американский зонд New Horizons, направляющийся к Плутону.

В космических агентствах США и Европы существует несколько перспективных проектов изучения этой мини-планетной системы. Большая программа Europa Jupiter System Mission (EJSM) предусматривает основательно исследовать крупнейшие спутники Юпитера, в особенности покрытую ледяной коркой поверхность одного из них – Европы. В ходе выполнения миссии возможна доставка к Европе посадочного аппарата Europa Astrobiology Lander и совместная работа с ним. Также имеется проект вывода на орбиту вокруг крупнейшего спутника Юпитера аппарата Jupiter Ganymede Orbiter. Сроки, да и возможность осуществления планов неясны. Они не привязаны к конкретным датам и находятся в стадии перспективной проработки.

Вокруг Сатурна еще с 2004 года совершает полет американский искусственный спутник Cassini. В 2005 году отделившийся от него европейский аппарат Huygens впервые осуществил мягкую посадку на самый большой спутник планеты – Титан. Были получены панорамы поверхности в месте посадки, аппарат отобрал пробы атмосферы. Полной неожиданностью для ученых оказалось то, что на высоте около 80 километров в атмосфере Титана царит практически мертвый штиль – сюда не проникают ветры, дующие ниже 60 километров.

Тем временем Cassini продолжал близкие пролеты сатурнианских спутников, а также исследовал саму планету и ее кольца. Первоначально предполагалось, что работа зонда продлится всего четыре года (2004–2008). Потом сроки были продлены до 2010, а согласно недавно принятой программе – и до 2017 года. Станция производит телевизионную съемку с высоким разрешением спутников Сатурна, а при пролетах Титана осуществляет еще и радиолокационное зондирование.

Cassini уже совершил много интереснейших открытий: доказал существование водоемов из углеводородов на Титане, открыл новые маленькие спутники, обнаружил гейзеры, бьющие из-под ледяной поверхности спутника Энцелад, и даже пролетел сквозь знаменитые кольца, подробнейшим образом изучив поразительные детали их строения. Перед окончанием программы полета в 2017 году он будет делать тесные проходы между Сатурном и его кольцами. Окончательный сценарий прекращения миссии не вполне ясен, но, скорее всего, станция закончит существование после входа в атмосферу Сатурна. Это будет сделано, чтобы не было шансов на смешение гипотетических биосфер Титана и Энцелада с земными микроорганизмами.

Cassini – «заслуженный» спутник Сатурна

Ближайшим перспективным проектом по исследованию системы Сатурна является Titan Mare Explorer (TiME). Суть миссии в длительном плавании в «водах» Титана (в основном это, по-видимому, смесь жидких метана и этана). Прибытие зонда с TiME на этот спутник предполагается в 2022 году. Пока проект выглядит наиболее интересным среди предлагаемых для финансирования.

Более масштабная задумка – запуск тяжелого зонда Titan Saturn System Mission (TSSM). Старт его предлагается осуществить в 2020 году, а то и позже. Изучение Титана по этому проекту начнется в 30-х годах нашего века. Предусматриваются, в частности, полеты аэростатов в плотной атмосфере спутника и работа на его поверхности хорошо оснащенных посадочных аппаратов. Однако следует заметить, что окончательное решение по проекту еще не принято.

Наш журнал ММ Поддержать ММ

Наука

Лев Каменцев

Машины и Механизмы