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 реализован в июле, был 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.

Линь Сэнь (林森)