Новый марсоход NASA Curiosity (Любопытство) в субботу вечером стартовал с космодрома на мысе Канаверал, отправившись в 9-месячное путешествие к Марсу. Там он будет исследовать геологическое прошлое и настоящее планеты, искать следы воды и органических веществ.
Старт состоялся в 19.02 мск субботы. Первоначально запуск планировался на 25 ноября, но за пять дней до старта он был отложен на сутки для того, чтобы специалисты могли поменять аккумулятор системы прекращения полета. На орбиту марсоход выводит двухступенчатая ракета Atlas V. После отделения твердотопливных ускорителей, сброса носового обтекателя и отделения первой ступени, к делу приступит разгонный блок «Центавр», который сначала на 20 минут выведет Curiosity на промежуточную орбиту, а затем – на плановую траекторию к Марсу.
Из 27 запусков Atlas V, используемой с 2002 года, 26 были успешными. Ракета вывела в космос, в частности, орбитальные зонды Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) и Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), межпланетный зонд New Horizons, солнечную обсерваторию Solar Dynamics Observatory (SDO), а также зонд Juno, отправившийся к Юпитеру в августе 2011 года. Лишь в июне 2007 года из-за проблем с клапаном ракеты двигатель разгонного блока «Центавр» отключился досрочно, и итоговая высота орбиты двух разведывательных спутников Национального управления военно-космической разведки США (NRO) оказалась ниже расчетной.
Проект Марсианская научная лаборатория (Mars Science Laboratory), общая стоимость которого составила 2,5 млрд долларов, начат в 2004 году. Его главным звеном стал исследовательский марсоход Curiosity – представитель уже третьего поколения марсоходов. Он значительно превосходит по своим возможностям предков: почти игрушечного Sojourner и более солидных Spirit и Opportunity, отмечает РИА «Новости». На его борту установлены 10 научных инструментов общей массой 75 килограммов, которые позволят марсоходу проводить детальные геологические и геохимические исследования, изучать атмосферу и климат планеты, искать воду и ее следы, органические вещества и определять – был ли когда-то Марс пригоден для жизни, и есть ли на нем места, пригодные для жизни сейчас.
Кроме того, Curiosity может стать новым марсианским долгожителем – источником энергии для него являются не солнечные батареи, а радиоизотопный термоэлектрический генератор. Эта ядерная батарейка может снабжать его энергией в течение 14 лет и сделает независимым ни от времени года, ни от погоды.
План полета
Путешествие к Марсу нового марсохода продлится 36 недель или 255 дней. За это время аппарат пролетит 570 млн километров и прибудет на Марс 6 августа 2012 года, около 9.00 мск. В этот момент между Землей и Марсом будет расстояние 248 млн км, радиосигнал преодолевает эту дистанцию за 13,8 минуты, так что об успешной посадке на Земле узнают не раньше, чем в 09.14 по московскому времени.
Для посадки марсохода специалисты НАСА разработали новую технологию Sky Crane (небесный кран). Ровер опустится на поверхность планеты не на платформе с двигателями, как советские луноходы, не в коконе из пневматических мешков, как Spirit и Opportunity, а на тросах с небесного крана – тарелки с ракетными двигателями, которая поставит марсоход сразу на его собственные колеса.
Аппарат встретится с атмосферой Марса на скорости около 5,9 километра в секунду. Примерно за 10 минут до входа в атмосферу его двигатели остановят вращение аппарата, он сбросит перелетный модуль с антеннами и солнечными батареями, а еще через две минуты - два 75-килограммовых вольфрамовых груза. Сброс балласта изменит центр масс аппарата, и он подставит потоку набегающего воздуха тепловой щит, который в атмосфере разогреется до 2,1 тысячи градусов.
Когда аппарат замедлится, начнет раскрываться парашют, тепловой щит будет сброшен. Затем на высоте около 1,6 км верхняя крышка с парашютом отделится, и из-под нее выпадет марсоход с небесным краном сверху. Ракетные двигатели крана замедлят скорость снижения до 3 км/час, после чего установка начнет опускать марсоход вниз на 20-метровых тросах. Когда марсоход достигнет грунта и встанет на колеса, тросы будут обрезаны, небесный кран улетит прочь и упадет примерно в 150 метрах от марсохода.
Место посадки
Для посадки специалисты NASA выбрали кратер Гейла, названный в честь Уолтера Гейла, австралийского банкира и астронома-любителя. Кратер диаметром около 150 километров находится южнее экватора, на границе экваториальной равнины Элизий. В районе, где совершит посадку Curiosity, находится конус выноса осадочных пород, вероятно, сформированный потоком воды. Подножие горы в центре кратера содержит соединения серы и глину, которые формируются в присутствии воды. Географическое положение кратера увеличивает вероятность обнаружения следов воды. В кратере расположена пятикилометровая гора, которую марсоход после выполнения основных научных задач может попробовать покорить.
Специалисты НАСА выбрали для нового марсохода именно близкий к экватору район, а не полярные регионы, где заведомо больше водяного льда, чтобы избежать угрозы заражения Марса земными микроорганизмами. Если случится неудача и произойдет жесткая посадка, горячий радиоизотопный источник на борту марсохода может превратить лед в воду, и это может привести к загрязнению Марса микроорганизмами с Земли. Участники проекта практически полностью уверены, что чистой воды, даже в форме водяного льда, в кратере Гейла нет.
Планируется, что Curiosity проживет на поверхности планеты минимум один марсианский год - 68 земных дней или 669 марсианских (их называют солами). За этот срок ученые рассчитывают достичь главных целей миссии. На борту аппарата установлены 10 научных приборов. В их числе две цветных двухмегапиксельных камеры Mastcam, которые позволят получать трехмерную картину окружающей местности, делать видео и снимки, определять с высокой точностью формы и цвет пород для изучения их происхождения. На марсоходе установлена химическая камера ChemCam, которая с помощью спектрометра будет определять химический состав минералов, испаряемых лучом лазера.
На манипуляторе марсохода установлен рентгеновский спектрометр APXS, который будет фиксировать присутствие радиоактивных изотопов различных элементов. На руке Curiosity установлена камера MAHLI, которая будет изучать детали микроскопической структуры различных образцов минералов.
Марсоход оснащен и собственной метеостанцией - испанский прибор REMS будет фиксировать суточные и сезонные изменения марсианской погоды: давления воздуха, температуры и влажности, скорости и направления ветра, мощности ультрафиолетовой радиации. Внутри корпуса марсохода находится мощная лаборатория, в которой будут проводиться детальные исследования собранных марсоходом образцов. В частности, в эксперименте SAM будут изучаться газовый состав атмосферы Марса, а также газы, которые будут выделяться при нагревании образцов минералов, собранных манипулятором ровера. Эксперимент CheMin предусматривает анализ образцов грунта и минералов методом рентгеноструктурного анализа.
Марсоход располагает и астрономическим прибором: инструмент RAD позволит ученым следить за высокоэнергетическими частицами – космическими лучами, которые приходят от Солнца, от далеких сверхновых звезд и других источников. Кроме того, он будет измерять дозу радиации, что позволит определить, насколько серьезна эта угроза для людей – будущих исследователей Марса.
Вода на Марсе
Российский нейтронный детектор ДАН, который отправится на Марс вместе с Curiosity, поможет ученым узнать, как на планете протекали гидрологические процессы и менялось содержание воды в разные геологические эпохи. Этот прибор, разработанный группой ученых из Института космических исследований РАН (ИКИ) на основе соглашения NASA и Роскосмоса, является вкладом России в проект марсохода.
Детектор облучает поверхность планеты нейтронами высоких энергий и по свойству потока вторичных нейтронов определяет содержание водорода. Если в грунте много водорода, нейтроны активно поглощаются им, и на нейтронной карте возникают темные области, которые с высокой долей уверенности можно интерпретировать как присутствие зоны с большим количеством воды или гидратированных минералов.
Сейчас большинство ученых сходятся в том, что еще около 4 миллиардов лет назад климат на Марсе был более теплым и влажным, и на поверхности присутствовала жидкая вода. Исследования Марса с помощью нейтронного прибора ХЕНД, установленного на борту зонда Марс-Одиссей, показали, что в высоких широтах планеты присутствует большое количество льда - толстый слой вечной мерзлоты.
