Марс не подпускает к себе космические миссии

О космическом проекте "ЭкзоМарс", перспективах возвращения России в дальний космос, сложностях возможного освоения Красной планеты в видеостудии Pravda.Ru рассказал старший научный сотрудник Института космических исследований Российской академии наук Алексей Малахов.

Изучение Марса

— Мы пригласили вас поговорить о большой научной совместной программе Европейского космического агентства (EKA) и Роскосмоса ExoMars - об экспедиции марсохода, которая стартовала 14 марта. Уже поступил сигнал, что полет проходит нормально, марсоход летит к цели.

— Да, все верно. Вообще говоря, миссия ExoMars будет состоять из двух запусков. Первый корабль стартовал 14 марта, второй пуск запланирован на 2018 год. Оба — ракетами "Протон". Сейчас улетела "связка" из двух космических аппаратов: TGO — Trace Gas Orbiter и посадочный модуль "Скиапарелли". В данный момент два аппарата летят вместе и в середине октября они достигнут Марса.

Зонд "Скиапарелли" опустится на поверхность планеты, проверив европейскую технологию посадки на Марс. "Орбитер" же останется летать на орбите Марса и займется наукой. Он будет играть роль спутника, передающего информацию с поверхности Марса, от роверов (марсоходов) на Землю.

А в 2018 году к планете отправится еще одна связка из двух аппаратов. Посадочной платформой занимается наш Роскосмос. Внутри нее будет находиться европейский ровер "Пастер" с научными приборами, в том числе, и российскими. После посадки он съедет с посадочной платформы и отправится изучать окрестности. Сама платформа останется на месте. На ней тоже будут установлены приборы, которые будут вести исследования.

— Модуль "Скиапарелли" - это чисто европейский проект или на нем тоже есть наши приборы?

— Это европейский проект, наших приборов там, к сожалению, нет. Роскосмос вошел в миссию "ЭкзоМарс" в 2013 году, когда технический дизайн "Скиапарелли" был уже настолько глубоко проработан, что добавить что-либо было уже просто невозможно. Но, в принципе, это просто посадочный зонд, он "проживет" несколько дней на поверхности и после этого выключится. Большой научной отдачи от него никто не ожидает, это скорее демонстрация технологии.

У каждой космической миссии есть конкретный список задач. Основная задача конкретно этого спускаемого аппарата — апробация ЕКА технологий мягкой посадки, чего до сих пор ни разу не делалось.

— Вы говорите, что второй аппарат останется на орбите Марса.

— Trace Gas Orbiter — космический аппарат по изучению происхождения газовых примесей в атмосфере Марса с орбиты искусственного спутника. 15 октября он отделится от посадочного модуля и встанет на так называемую высокоэллиптическую парковочную орбиту — в одном полюсе орбиты он будет пролетать очень близко к Марсу, в другом — в десятках тысяч километров, то есть зона его наблюдения — большой эллипс вокруг Марса.

Затем начнется долгий период торможения, он продлится 7-9 месяцев. При каждом близком пролете мимо Марса аппарата будет входить в верхние слои атмосферы. Высота орбиты, в удалении от Марса, будет постепенно снижаться, пока она не станет круговой, порядка четырехсот километров. Это произойдет уже в середине-конце 2017 года. Тогда и начнутся, собственно говоря, научные измерения. Они продлятся как минимум два года.

Для этих целей "Орбитере" установлено четыре научных прибора. Во-первых, нейтронный телескоп высокого разрешения ФРЕНД, который измеряет потоки нейтронов от планеты. Нейтроны — хороший признак наличия водорода в приповерхностном грунте. То есть, грубо говоря, мы ищем воду или водяной лед на глубине метр-полутора от поверхности.

Отличие ФРЕНДА от предыдущих приборов состоит в том, что он имеет очень узкое поле зрения, которое позволит составить подробную, с хорошей детализацией карту приповерхностного водорода.

Второй российский прибор — спектрометрический комплекс ACS — Atmospheric Chemistry Suite. Его сделали наши коллеги в ИКИ РАН. Это спектрометр, который будет изучать атмосферу и искать в ней примесные газы, в частности метан. Происходит это достаточно просто. Через свои оптические каналы прибор будет смотреть сквозь толщу атмосферы на Солнце, то есть когда спутник вылетает из горизонта, он будет немножко поворачиваться на Солнце, которое подсветит атмосферу. По этому сигналу можно будет понять, из чего состоит атмосфера в данной точке.

Это важная задача, потому что метан является одним из так называемых биомаркеров. Это газ, который может появляться в атмосфере, как вследствие какой-то обычной геологии, так и вследствие жизнедеятельности микроорганизмов, бактерий, при разложении какого-то вещества. По тому, насколько этот газ распространен на Марсе, можно будет понять, в каких еще областях может находиться микробная жизнь. Или же, наоборот, будет подтверждено только геологическое происхождение метана в атмосфере. Это вопросы, на которые сейчас еще нет однозначных ответов.

Еще два прибора — европейские. Nomad сделан во Франции. Он, в принципе, очень похож на АСS. Это тоже спектрометрический комплекс, который смотрит на атмосферу сквозь Солнце. Они просто дополняют друг друга по диапазонам излучения, которое они измеряют.

Ну и четвертый, очень простой и понятный прибор — это камера. Просто фотографирование местности с высоким разрешением. С таким разрешением до нас Марс еще никто не фотографировал.

Освоение дальнего космоса

— Поговорим о нашей космической отрасли. В дальний космос мы давно не летали. Я даже затрудняюсь сказать, когда была последняя экспедиция.

— Я только вчера просматривал статистику по Марсу. С точки зрения миссий это довольно неблагополучная планета. Примерно две трети миссий европейских, американских, российских, советских — неважно, просто не долетали, с ними или теряли связь, или они были потеряны при посадке. Это сложная планета. А конкретно российская последняя миссия к Марсу была "Фобос-Грунт". Она, к сожалению, не смогла выйти даже на траекторию полета к Марсу.

До этого попытки отправить зонды к Марсу были еще в Советском Союзе. Но в принципе, если говорить про Марс, то американцы, конечно, были гораздо более успешными, чем СССР. Не знаю, почему именно так сложилось. Даже эксперты никогда не пытаются анализировать этот факт.

Люди это связывают скорее с каким-то роком. Космические миссии, они в принципе очень сложные, может случиться все, что угодно. Зато советская космическая промышленность была гораздо более удачна с Венерой, чем американская. Так что тут присутствует некий "баланс".

— То есть, Венера нас любит больше, чем Марс?

— Венера нас любит гораздо больше.

— Есть ли преемственность поколений в нашей космической отрасли?

— В отрасли в последние лет двадцать была проблема: старые кадры старели, а молодые не приходили. Но сейчас ситуация выправляется, приходит молодежь. Нам стало гораздо проще жить. Опять же если вы смотрите новости про тот же ExoMars, то, наверное, видите много моих коллег тридцатилетнего-сорокалетнего возраста, которые работают над проектом. Естественно, присутствуют и старые кадры, без которых мы никуда не сможем уйти. Их советы для нас очень важны.

— Вернемся к Марсу. Что он собой представляет? Я посмотрела оскароносный фильм "Марсианин". Что там не так? Хотя бы картинка похожа?

— Визуальная картинка, которую увидит человек, оказавшись на Марсе, в общем, будет очень похожа. Марс — сухая пустынеообразная красная планета с очень жесткими климатическими условиями. Температура на ней в дневное время достигает -60, -100 градусов по Цельсию.

Там очень небольшая сила гравитации, порядка десяти процентов по сравнению с Землей, практически невесомость. И еще одна большая проблема Марса: в отличие от Земли, у него нет магнитного пояса.

У Земли есть большое железное ядро, которое обеспечивает магнитное поле, защищающее нас от солнечного ветра и космического излучения: частицы, летящие к Земле от Солнца, взаимодействуют с ним и облетают планету стороной.

У Марса магнитного поля этого нет, и это означает, что солнечная, космическая радиация взаимодействует с атмосферой. Это имеет два неприятных последствия. Последствие номер один — солнечный ветер постепенно "выдувает" его атмосферу.

В принципе, есть оценки того, что несколько миллиардов лет назад на Марсе была более толстая атмосфера, было теплее, а значит, на поверхности могла быть жидкая вода. Сейчас ничего этого нет, атмосфера очень тонкая, а значит, нет и защиты от радиации, которая есть на Земле.

Доза радиации, которую получат космонавты при полете на Марс, оценивается в 0,68 от дозы, которую НАСА и Роскосмос разрешают для всей карьеры космонавта. То есть, за шесть месяцев там можно получить практически полную дозу радиации, которая, к сожалению, губит все живое.

— Это при всей защите, которая есть?

— Защита от радиации означает дополнительную массу. Нужно экранировать водой, тяжелыми металлами, типа свинца себя, свое оборудование. Все это надо выводить в космос, на орбиту, отправлять к Марсу. Это будет стоить невероятно дорого.

— То есть, миссии, о которых сейчас все говорят, — это утопия? Это невозвратные экспедиции?

— Они, наверное, долетят до Марса. А что будет дальше — непонятно. Если опять-таки сравнивать с "Марсианином": они поставили там какие-то легкие на вид конструкции, чуть ли не надувные. Но от радиации-то они не защищают! Чтобы укрыться от радиации на Марсе, нужно либо везти с собой мощные бетонные конструкции, либо зарываться на глубину метра на два в грунт.

— Кстати, я прочитала, что в 2018 году полетит аппарат, который будет рыть грунт как раз на два метра.

— Если продолжать историю о марсианской радиации и температуре: на поверхности Марса холодно, там большие дозы радиации, которые убивают все живое. Если же мы зарываемся вглубь, то избавляемся, во-первых, от радиации, во-вторых, приближаемся к теплому ядру Марса, получая тем самым гораздо более комфортные для жизни температуры.

По поводу глубины есть разные оценки. Но, в общем, на глубине в два метра мы поймем, что происходит, может, найдем каких-нибудь примитивных бактериий или хотя бы остатки их жизнедеятельности. Но в любом случае, это будет шажок вперед, потому что прорыть на семь или десять метров нельзя, не пробурив сначала на два.

Даже с этой точки зрения "бурильная" миссия в 2018 году очень важна. Это логичный шаг вперед, потому что на глубине может быть и жидкая вода, и какие-то подземные пещеры, в которых раньше текла вода и в которых могут существовать микроорганизмы.

— Наличие атмосферы, хоть и тонкой, может говорить о том, что какая-то минимальная жизнедеятельность на Марсе все же есть?

— Не то, чтобы самой атмосферы, а наличие в ней примесей газов и метана, которые в принципе регистрировали и спутники, и марсоход Curiosity, который сейчас там ползает. Полученные им данные говорят о том, что метан в марсианской атмосфере присутствует.

А это означает, что его производит либо какая-то геология, либо какие-то микроорганизмы. А где они могут быть? Где-то под поверхностью. Поэтому и нужно заглядывать вглубь.

— Марсоход Curiosity — это интересное что-то, или он просто прислал хорошие снимки?

— Во-первых, марсоход Curiosity — великий аппарат с точки зрения технологии. До этого все марсоходы были небольшими, размером разве что с табуретку и весили порядка трехсот килограммов. Их можно было сажать на планету методом бросания в надувающемся шаре. Это такая посадка, когда аппарат входит в атмосферу, вокруг него надуваются шары, марсоход прыгает по поверхности как мячик, а потом сходит с платформы.

Curiosity весит как хороший автомобиль — порядка девятисот килограммов. Он большой, размером с письменный стол, и поэтому сажать его нужно было совершенно иначе. Была придумана совершенно фантастическая технология посадки — "Небесный кран" (Sky Crane). По сути, это была платформа, которая на реактивных двигателях зависла над поверхностью Марса и на тросах мягко опустила марсоход на поверхность.

То, что у НАСА это получилось, — это само по себе большое достижение, которое позволит нам в будущем доставлять на Марс серьезные исследовательские комплексы или элементы для марсианской базы. С точки зрения науки, которой марсоход занимается, то на гигантские открытия в общем-то никто и не рассчитывал.

Но он сгенерировал огромное количество научной информации, крайне полезной, отвечающей на какие-то вопросы, или, наоборот, ставящей вопросы новые. Естественно, это шаг вперед в изучении Марса.

— Российские технологии на подобное способны?

— Если сильно захотим, наверное, сможем. Естественно, нам нужно развивать свои технологии посадки. Кстати, миссия 2018 года, в том числе, будет отрабатывать мягкую посадку на Марс. Роскосмос берется за это впервые после распада СССР. Естественно, будет это не Sky Crane, но все же…

Это будет тоже большая посадочная платформа, потому что она понесет внутри себя европейский ровер весом около трехсот килограммов. Садится платформа будет на парашютах реактивной тяги. Это тоже серьезный шаг вперед для нас, потому что даже в СССР такие тяжелые платформы мы еще не сажали. Любые космические миссии, особенно связанные с дальним космосом, настолько сложны, что всегда делаются вместе. Все это понимают.

Полет на Луну

— Почему, по вашему мнению, мы начали осваивать Марс, а на Луну не летаем?

— Это не совсем верное утверждение, потому что Федеральная космическая программа России предусматривает большую, обширную лунную программу, которой, в общем, сегодня нет ни у кого, кроме нас. На самом деле, это вопрос приоритетов, которые страны себе выбирают. И Луна остается для Роскосмоса одним из них.

Запланировано как минимум три миссии к Луне. Они продолжают советскую нумерацию: "Луна-25", "Луна-26", "Луна-27". Первая миссия будет состоять из посадочного аппарата и станет своего рода технологической демонстрацией, хотя аппарат будет оснащен и рядом серьезных научных приборов.

Будут запущены спутники вокруг Луны, планируется и возврат грунта, но уже в более дальней перспективе. Так что российская лунная программа есть, и она большая.

— Надеемся, что с программой ExoMars будет все хорошо, и она станет новым этапом для российской науки по освоению дальнего космоса, где мы давно не были.

— Давно не были, это верно. Но мы туда потихоньку возвращаемся. Для нас это большая радость. И думаю, что мы в этом преуспеем.

Подготовил к публикации Сергей Валентинов

Беседовала