Рассказать всей Вселенной!
- 1
Поделиться
«ЭкзоМарс» – это многоцелевая европейская миссия, предназначенная для изучения Марса. Эта работа будет происходить как на поверхности планеты, так и на околомарсианской орбите. Программа работы миссии разбита на два этапа. Компоненты первой фазы, «Trace Gas Orbiter» (TGO) и «Schiaparelli» (спускаемый аппарат), прибыли на Марс в октябре 2020 года. «Schaaparelli» потерпел неудачу при посадке, однако TGO находиться в отличном состоянии. В настоящее время он проводит научные исследования, и будет использоваться в качестве ретранслятора в период работы второго этапа программы. Им станет высадка на Марсе марсохода и поверхностной площадки. Ожидается, что запуск этого оборудования к Марсу произойдет в августе 2020 года.
Программа «ЭкзоМарс» обрела особое значение в июне 2020 года, когда марсоход НАСА «Curiosity» снова показал наличие под поверхностью Марса древних органических молекул. Были обнаружены содержащие углерод вещества, которые могут быть связаны с жизнедеятельностью микроорганизмов.
Эхолот «ЭкзоМарс» может заглянуть глубже под поверхность Марса – туда, где излучение и ветер не смогут разрушить хрупкие образцы. Возможно, там будет обнаружено еще больше органических веществ. «ЭкзоМарс» будет оснащен специальным набором инструментов, предназначенных для поиска органических молекул. В частности он будет искать липиды и органические вещества, которые имеют хиральность, и определять количественное соотношение «левых» и «правых» молекул. Значительное превышение количества одних над другими может означать, что они производятся живыми организмами. Поскольку в случае их неорганического происхождения их должно быть примерно поровну.
Ученым также достаточно интересна ситуация с выбросами метана, наблюдаемыми на поверхности Марса марсоходом «Curiosity». Метан может быть признаком активности микроорганизмов или же признаком геологической активности. Об этом трудно судить по нескольким наблюдениям. TGO миссии «ЭкзоМарс» как раз и предназначен для поиска метана и других второстепенных составляющих атмосферы Марса в глобальном масштабе. Ожидается, что со временем орбитальный аппарат предоставит информацию о всех видах газов, составляющих атмосферу Марса, их распространенности и изменении уровней по сезонам и по регионам.
«Trace Gas Orbiter» и «Schiaparelli»
Цель орбитального аппарата миссии (TGO) – поиск второстепенных и не слишком обильных компонентов атмосферы Марса. Марсианская атмосфера в основном состоит из двуокиси углерода, но концентрации других молекул плохо изучены. Например, метан – признак биологической или геологической активности – получил разные оценки концентрации при анализе данных, полученных с помощью разных наземных телескопов.
Марсоход «Curiosity» тоже производил измерения уровня метана на поверхности. Но более глубокий взгляд на Марс, который произойдет с использованием TGO, даст ученым лучшее представление о источнике или источниках обнаруженного на Красной планете метана.
«Метан является маложивущим химическим соединением по геологическим масштабам времени. Его присутствие подразумевает наличие активного, постоянно работающего источника пополнения. Однако пока неясно, является ли природа этого источника биологической или она имеет химическую природу», – говорится в сообщении ЕКА. «Организмы на Земле выделяют метан, когда перерабатывают питательные вещества. Однако другие чисто геологические процессы, такие как окисление некоторых минералов, также производят метан».
«Trace Gas Orbiter» и «Schiaparelli» были запущены вместе 14 марта 2020 года ракетой-носителем «Протон» с космодрома Байконур, Казахстан. «Trace Gas Orbiter» успешно вышел на орбиту Марса 19 октября 2020 года, В тот же день, при попытке опуститься на поверхность Марса «Schiaparelli» потерпел неудачу. Исследование ESA, произведенное в 2020 году, показало, что крушение «Schiaparelli» произошло из-за сбоя, произошедшего при обмене данных.
«ЭкзоМарс» готовят к невыполнимой миссии: докопаться до следов жизни
Напомним, что первая часть с отправкой на орбиту Марса орбитального аппарата TGO стартовала еще в 2020 году. Сейчас идет подготовка ко второй части — «ЭкзоМарс-2020», главной целью которой должна стать высадка на Марсе европейского ровера Pascal («Паскаль»), который займется поиском следов прошлой и настоящей жизни на Марсе.
Что же дает исследователям уверенность, что на Марсе может быть жизнь? Этот фактор пока единственный — метан, которого на Красной планете немало. Если этот быстро разлагающийся в атмосфере газ постоянно фиксируют приборы марсоходов и орбитальных аппаратов, значит, где-то должен быть источник его образования, будь он либо биогенный, связанный с живыми существами, либо геологический, источником которого являются вулканы.
Второй крупной целью миссии «ЭкзоМарс-2020» будет исследование атмосферы Марса и подповерхностного слоя Красной планеты, где ученые очень надеются обнаружить жидкую воду. О ней «сигнализируют» исследователям нейтронные потоки, которые были зафиксированы приборами еще в начале 2000-х годов, а также русла высохших марсианских рек. Теперь ученые хотят пробурить марсианский грунт на глубину до 2 метров и попытаться там найти новое доказательство существования жидкой воды.
Для доставки на поверхность Марса научного комплекса проектируется автоматическая межпланетная станция, в состав которой входят перелетный (спроектирован в Европе) и десантный (производится в России) модули. В десантный модуль, в свою очередь, входит посадочная платформа (Россия) и сам европейский марсоход «Паскаль».
Вся научная аппаратура будет располагаться в десантном модуле на посадочной платформе и на марсоходе.
— Какие российские приборы будут среди этой аппаратуры? — спрашиваю я руководителя проекта с российской стороны, замдиректора НПО им. Лавочкина Харуна КАРЧАЕВА.
— На марсоходе будет установлено девять научных приборов, два из которых — инфракрасный спектрометр ISEM и нейтронный спектрометр ADRON — создаются в Институте космических исследований РАН. С помощью прибора ISEM будет выполнен анализ минералогического состава грунта на поверхности. Спектрометр ADRON будет осуществлять поиск подповерхностной воды и водосодержащих минералов. Он будет использоваться в паре с европейским радаром для исследования состава грунта и поиска подходящих зон для бурения и сбора образцов. Под поверхностью вероятность сохранения остатков древних форм жизни в хорошем состоянии выше. Предполагается, что в ходе миссии марсоход пройдет расстояние в несколько километров, что позволит собрать образцы грунта из разных точек поверхности.
Что касается посадочной платформы (ПП), которая доставит марсоход размером с гольфмобиль на поверхность, — на ней тоже будут установлены российские приборы (11 штук), компьютер и комплекс телекамер. Но, в отличие от аппаратуры подвижного «Паскаля», все они будут выполнять работу в статичных условиях.
Это аппаратура для получения метеорологических данных (как атмосферы, так и приповерхностного слоя), для фотографирования места посадки и получения панорамных снимков. Ожидается, что благодаря российским фотокамерам на посадочной платформе мы впервые в истории советской и российской космонавтики получим свои снимки поверхности Марса. Эти же камеры должны будут обеспечивать визуальное сопровождение марсохода на первых этапах его работы.
Испытания марсохода.
У российских приборов для определения содержания воды в приповерхностном слое появится возможность выявить, как меняется ее содержание в одном месте с течением времени. Также от приборов ПП мы ждем данных об элементном и изотопном составе марсианского реголита, измерения его радиационного фона, что очень важно для осуществления будущих пилотируемых миссий на Марс. Ну и наконец, мы надеемся получить сведения о сейсмической активности Марса. На основе данных о колебаниях коры даже в одной точке наблюдений можно получить физические оценки, позволяющие уточнить модели внутреннего строения планеты (данные о мощности коры, о скорости распространения сейсмических волн, о размерах ядра Марса).
По словам второго моего собеседника Франсуа СПОТО из Европейского космического агентства, система, стартующая по плану 25 июля 2020 года, должна будет достичь цели к весне 2021-го. Десантный модуль (ДМ) должен будет обеспечить мягкую посадку посадочной платформы с марсоходом на поверхность Марса 19 марта 2021 года. Он поясняет, что главным условием для этой мягкой посадки является наличие у ДМ защитной аэродинамической капсулы, которая состоит из защитного кожуха, лобового экрана, парашютного контейнера и предназначена для преодоления аэродинамической нагрузки и тепловых потоков при входе десантного модуля в атмосферу Марса.
Проектировщики НПО им. Лавочкина сделали лобовой экран и кожух модуля многослойными, чтобы при прохождении атмосферы слои по очереди сгорали, не давая чрезмерно нагреваться ценному содержимому ДМ.
— Температура окружающих его атмосферных газов во время торможения составляет порядка десяти тысяч градусов, а нередкие пылевые бури могут стать угрозой успеху миссии, — поясняет Карчаев. — Поэтому на этапе экспериментальной отработки конструкции должно быть проверено все оборудование до мельчайших составляющих. Для этого мы моделируем плотные слои марсианской атмосферы на ВЧ-плазмотроне в ЦНИИмаш (ЦНИИ машиностроения. — Авт.) и подвергаем наш образец воздействию раскаленных газов и пылевых микрочастиц. Теплозащитный пакет поверхности десантного модуля состоит из различных материалов, справляется с работой на «отлично». Надеемся, что даже при температуре наружной поверхности модуля около 1000°С внутри него должны сохраняться температуры, допустимые для работы приборов.
Для того чтобы в этот модуль можно было вместить побольше научных приборов, его максимально облегчили за счет использования материалов из композитных полимеров. По мнению специалистов, многие решения российского десантного модуля принимаются впервые и уже показали свою эффективность. Одно из главных его качеств — высокая ударная прочность, которой удалось достичь при нестандартных условиях его конструкции и очень плотной компоновке научной аппаратуры.
Стыковка десантного и перелетного модулей.
— Сейчас работы по российской части космического комплекса «ЭкзоМарс 2020» (десантный модуль и посадочная платформа) находятся на этапе наземной экспериментальной отработки, — поясняет Карчаев. — Проведена стыковка макетов десантного и перелетного модулей. В начале декабря начались испытания макета составного космического аппарата на вибрационную, динамическую и статическую прочность.
фото: Роскосмос
Элементы «ЭкзоМарса».
Испытания, по словам руководителя проекта, планируется завершить в июне 2020 года. Все они проводятся на современном оборудовании, которое дает «уверенность в обеспечении запуска космического аппарата 25.07.2020». Ну а параллельно с испытательными макетами идет и сборка летного варианта. Я интересуюсь, на каком этапе она сейчас находится.
— Сборка летной модели начата в соответствии с графиком, — отвечает Карчаев. — В настоящее время выполняется установка агрегатов двигательной установки на панели посадочной платформы десантного модуля. Завершение сборки двигательной установки запланировано на конец 2020 года.
Ну а как идут дела у европейцев? Они, оказывается, уже вовсю испытывают бортовое оборудование космического аппарата на стенде авионики на предприятии «TAS-I» в итальянском городе Турине. В этих испытаниях обязательно принимают участие и российские инженеры, как и европейские — в наших.
Франсуа Спото очень гордится новшеством, которым они оснащают свой марсоход. Это та самая бурильная установка, позволяющая извлекать образцы грунта с различной глубины вплоть до двух метров. «В первую очередь хочу отметить, что это будет происходить впервые в истории исследований Марса», — говорит мистер Спото.
Каждый отобранный образец марсианского грунта, по словам Спото, будет поступать в аналитическую лабораторию марсохода и подвергаться анализу с помощью нескольких приборов. «Предполагается, что в ходе миссии наш марсоход пройдет расстояние в несколько километров, что позволит собрать образцы грунта с разных точек поверхности. Работы по изготовлению и испытаниям макетов и летных изделий перелетного модуля и марсохода идут в соответствии с утвержденным графиком. Мы находимся в постоянном контакте с российскими коллегами», — подчеркнул он.
В рамках проекта «ЭкзоМарс» создается объединенная российско-европейская система приема, обработки и распространения научных данных. Специалисты надеются, что этот задел будет и дальше использоваться при разработке средств доставки полезной нагрузки на поверхность Марса и возвращения оттуда образцов грунта.
Справка «МК».
Первым сел на Красную планету советский марсоход «Марс-3» в 1971 году. После него наступила эра американских удачных миссий Viking-1 и Viking-2 (1976), Sojourner (1996), Spirit (2004), Opportunity (2004), Curiosity (2012) и InSight (2018). Самые значимые результаты были получены после 2000 года.
Spirit взял пробы марсианского грунта, по которым впервые была выдвинута гипотеза о том, что в прошлом на Марсе было комфортно микроорганизмам.
Opportunity нашел на Марсе следы пересохшего океана.
Curiosity определил двухслойность марсианского грунта. Первый практически не содержит воды, в более глубинном ее обнаружено 4%.
InSight в отличие от других аппаратов — статичен, но снабжен буровой установкой для бурения марсианского грунта на глубину 2 метров.
Экзомарс 2020: история, цели, будущее международной программы детального изучения Марса
14.03.2013 года между российской госкорпорацией Роскосмос и европейским космическим агентством (ЕКА) был подписан договор о запуске программы совместного изучения Марса. Международный проект предусматривает разработку российской стороной десантного модуля с посадочной платформой, европейской стороной – перелетного модуля и марсохода. Первый этап программы пришелся на март 2020 года и назывался — «Экзомарс-2016».
14.03.2016 года в Казахстане с крупнейшего в мире космодрома Байконур был запущен космический аппарат. В течение следующих девяти месяцев он будет направляться на планету Марс с целью детального ее изучения. Основная цель сотрудничества российского и европейского космических агентств – поиск залежей газа метана. В случае успеха миссии это докажет существование живых организмов на красной планете или, как минимум, течения активных геологических процессов.
История программы началась в далеком 2000 году. Основы ее разработки принадлежат исключительно ЕКА. Несколькими годами позднее в проект освоения Марса подключилась НАСА. В 2009 году было принято решение разделить программу на 2 запуска. В августе того же года было подписано соглашение о сотрудничестве с Россией. Последняя обеспечила необычный проект мощной пусковой ракетой «Протон». Общая стоимость реализации проекта ExoMars составляет более 1 миллиарда евро.
Экзомарс. Основные положения миссии
Экзомарс – крупнейший проект по изучению планеты Марс. В ходе детального исследования ученые намерены совершить ряд революционных открытий, оперируя методами и технологиями, которые ранее не использовались. Так, например, впервые предполагается бурение скважины, глубиной в 200 сантиметров, внедрение инновационных технологий для поиска на планете источников воды, разведка мест, наиболее подходящих для приземления будущих миссий, в частности, первого космонавта на Марсе. Какая роль в программе отводится метану? Из школьного курса химии каждому известно, метан – простейший углеводород. Метан – простой и легкий, химическая формула СН4 это доказывает. На Земле метан в большинстве своем производится живыми существами: растениями в процессе гниения, животными в процессе жизнедеятельности. Было установлено, что его источником являются и геологические процессы, происходящие в недрах планет.
Газовые гиганты, характерным представителем которых является Сатурн, содержат метан в своей атмосфере, следовательно, о жизни на них говорить не приходится. Например, на спутнике планеты Сатурн Титане, метан выполняет такую же роль, как и вода на Земле. Там протекают метановые реки, в пасмурные дни небо застлано метановыми тучами, осадки, также, из метана. Что характерно для Марса? Отсутствие плотной атмосферы приводит к быстрому разложению метана под воздействием ультрафиолета. Тем не менее, в воздухе красной планеты он стабильно присутствует. Это означает, что вблизи поверхности существует его источник. Это могут быть живые существа, действующий вулкан или активные процессы в глубинах планеты – любой из трех доказанных фактов будет настоящим открытием и Экзомарс 2016 заполонит собой все последние новости. В этом году ученые настроены решительно, они намерены приложить максимум усилий для выяснения причины.
Цели программы «Экзомарс»
Ответ на главный вопрос, который не дает покоя ученым не один десяток лет: есть ли жизнь на Марсе? Поиск доказательств. Исследование поверхности и подповерхностного слоя в непосредственной близости к месту посадки, проведение геологических проб.
Определение характеристики, физических и химических свойств поверхности планеты. Анализ рельефа поверхности, степени приспособленности окружающей среды для предстоящих полётов на Марс, выявление реальных и потенциальных опасностей. Глубинное исследование планеты с целью подтверждения/опровержения факта ее обитаемости. После выполнения всех задач успешное завершение программы и возврат на Землю. Технологические цели: — успешное приземление и размещение многотонажных аппаратов на поверхности Марса; — применение буровой установки с целью взятия образцов марсианского грунта.
Миссия ExoMars 2016
Запуск. Дата первого этапа выбрана не случайно, в космонавтике такой временный промежуток получил название «стартовое окно». Ученые рассчитали период когда Земля наиболее близко подошла к Марсу, что позволит осуществить перелет всего за 9 месяцев. В качестве носителя была выбрана ракета российского производства «Протон-М.
Выбор в пользу «Протона» позволил существенно сократить время на подготовку первого этапа проекта. С возложенной на него задачей он справится за один заход, в отличие от предложенных ранее ракет «Атлас-5». Что очевидно сэкономит временные и финансовые ресурсы, при учете удаленности космодрома Байконур от экватора Земли. На официальном сайте миссии можно посмотреть Экзомарс 2020 видео – запись живой трансляции из космодрома.
ExoMars 2020. Орбитальный аппарат
Из чего комплектуется отправленный груз? Это орбитальная станция многофункционального назначения «Trace Gas Orbiter». Из названия становится понятным, что она будет заниматься поиском источников метана на красной планете. На этом возможности комплекса не заканчиваются, в него включены следующие модули:
NOMAD – ассортимент спектрометров высокого разрешения, находясь на орбите они способны с максимальной точностью определять состав атмосферы планеты. На этот модуль возлагаются задачи по выявлению источников метана и других веществ. Особенность аппарата состоит в его высокой производительности – его показатели втрое превосходят спектрометры-аналоги. Создание NOMAD – заслуга ассоциации ученых ЕС, США, Канады и Великобритании.
ACS – вспомогательные ИК-спектрометры. Они служат ключом данных для спектрометров. Ориентация на Солнце необходима для точного определения состава атмосферы. Это и будет основной задачей ACS. Датчик выясняет, имеет ли метан органическое происхождение (доказательством этого факта будут служить пропан, этан и др. газы, вступающие во взаимодействие с метаном) или вулканическое (метан будет сопровождать серная кислота). Создателем аппарата выступает ИКИ Академии наук России.
CaSSIS – камера с максимально возможным разрешением. Это революция в мире фототехники. Цветные и стереофотографии снимаются с качеством 500 сантиметров на пиксель. Основная задача агрегата – четкая фиксация источников газа, подбор оптимального места посадки модуля и т.д. Разработка принадлежит аспирантам итальянского и швейцарского университетов.
FREND – высокочувствительный детектор нейронов глубинного типа. Устройству под силу обнаружить чистый или находящийся в связи с атомами других веществ водород на глубине до 100 сантиметров. Агрегат незаменим для обнаружения залежей водных льдов, поиск и анализ которых является приоритетной задачей для ученых. Функциональные возможности FREND позволяют углубиться в недра планеты с нереальной до сегодняшнего дня эффективностью. Авторы разработки – ведущие специалисты Академии наук России.
Набор дополнен различными устройствами связи с Землей с целью обработки и ретрансляции данных с поверхности красной планеты. Описанные функции незаменимы для дальнейших приповерхностных этапов миссии.
Будущее Экзомарс
Основное назначение зондов, запущенных в текущем году – поиск залежей воды и метана, а также фиксация активных зон на карте. Детальный углубленный анализ обнаруженных мест запланирован на 2018 год, когда стартует второй этап проекта. В этом же году на красную планету будет отправлен функционирующий марсоход. На него и возлагаются задачи по исследованию обнаруженных месторождений газа и воды.
Устройство прогрессивного марсохода ExoMars
Чем этот агрегат отличается от сконструированных до сегодняшнего дня марсоходов? Наряду с классическими для техники такого уровня панорамными камерами и солнечными батареями, успешно зарекомендовавшими себя на образце «Кьюриосити», планируется оснастить его автономной навигационной системой. Черно-белые камеры, подключенные напрямую к компьютеру аппарата, создают карту окружающей местности. В дальнейшем, марсоход сможет самостоятельно прокладывать путь к координатам, заданным учеными с Земли. Внедрение данной технологии позволит агрегату проходить не более 0,1 километра в день. Тем не менее, данная разработка считается прорывом в инженерной сфере – автономность движения марсохада существенно сэкономит финансовые и временные ресурсы. Планируется задействовать и «Trace Gas Orbiter». Задача аппарата – представить максимально точные карты местности для движения марсохода. Он станет своего рода ретранслятором между планетами (Марсом и Землей). На Землю с равной периодичностью будут доставляться фото и данные в высоком качестве.
Модуль «Скиапарелли» займется прокладкой посадочной полосы для успешного приземления марсохода на поверхность планеты. Ученые не исключают, что в будущем такая практика станет единственно верным решением при исследовании красной планеты. Тем, кто внимательно следит за судьбой проекта Экзомарс 2020 остается только ждать, когда работа запущенных к далекой планете аппаратов начнет приносить свои плоды. Точная дата старта второго этапа программы остается под вопросом, по неподтвержденной информации, «Роскосмос» может перенести вторую часть ExoMars на 2 года. Как бы там ни было, но начало революционным открытиям, которые, возможно, изменят судьбу человечества, уже положено.
Источник
Космический аппарат 2016
Марсианский научный орбитальный аппарат
Модель Трейс Гас Орбитер
представленная на Парижском авиасалоне 2015
Основная статья: Трейс Гас Орбитер
«Трейс Гас Орбитер» (TGO) обеспечит перелёт к Марсу спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией — модуля «Скиапарелли». Затем, после торможения и перехода на орбиту искусственного спутника, ТGO приступит к исследованию и выяснению природы различных газов в атмосфере Марса, особенно метана и водяного пара. Аппарат будет определять местоположение их источников на поверхности планеты и изменение пространственного распределения этих газов во времени. ТGO также поможет выбрать место для будущей посадки марсохода «ЭкзоМарс».
По прибытии марсохода в 2021 году, орбитальный аппарат будет перевёден на нижнюю орбиту, где будет в состоянии выполнять аналитическую научную деятельность, а также действовать в качестве спутника-ретранслятора данных[31].
В январе 2013 года Российские учёные из Института космических исследований РАН начали работать над научными приборами для TGO[32].
Приборы орбитального аппарата
На орбитальном аппарате установлены следующие приборы[33]:
- NOMAD (N
adir and
O
ccultation for
MA
rs
D
iscovery)
— два инфракрасных и один ультрафиолетовый спектрометры. - ACS (A
tmospheric
C
hemistry
S
uite)
— три инфракрасных спектрометра. - CaSSIS (C
olour
a
nd
S
tereo
S
urface
I
maging
S
ystem)
— цветная камера высокого разрешения (4,5 м на пиксель). - FREND (F
ine
R
esolution
E
pithermal
N
eutron
D
etector)
— детектор нейтронов для обнаружения воды в грунте.
Модуль «Скиапарелли»
Основная статья: Скиапарелли (спускаемый аппарат)
Макет «Скиапарелли» в Европейском центре управления космическими полётами
Спускаемый аппарат «Скиапарелли» был разработан ЕКА для испытания технологии посадки на Марс[34], измерения электрических полей на поверхности планеты и концентрации атмосферной пыли[35]. Изначально также планировалась установка научных приборов под общим названием «полезная нагрузка Гумбольдта»[36] для исследования внутреннего строения планеты, но в начале 2009 года этот проект был полностью отменён из-за недостаточного финансирования[37].
У «Скиапарелли» отсутствовал долговременный источник энергии: для электроснабжения научных приборов разработаны аккумуляторы, заряда которых хватило бы всего на 2-8 суток. Вкупе с небольшим пространством для расположения приборов, возможности аппарата с точки зрения исследований были ограничены[38].
«Скиапарелли» был запущен в космос вместе с TGO и при подлёте к Марсу должен был отделиться для самостоятельной посадки на плато Меридиана[2]. Как и планировалось, 16 октября 2020 года «Скиапарелли» отделился от орбитального аппарата до его торможения и выхода на орбиту[39]. 19 октября модуль вошёл в атмосферу Марса на скорости 21000 км/ч (5,83 км/с). Скорость снижалась путём последовательного использования аэродинамического торможения и парашюта. Полное торможение и мягкую посадку должны были провести ракетные двигатели с помощью навигационной и управляющей системы, учитывающей данные радара, измеряющего высоту над поверхностью и горизонтальную скорость относительно её[38]. Однако двигатели проработали всего три секунды, что гораздо меньше необходимого, из-за чего «Скиапарелли» совершил свободное падение с высоты от двух до четырёх километров и разбился о поверхность на скорости более 300 км/ч[40][8].
Фотографии MRO места падения «Скиапарелли» 29 мая 2020 и 20 октября 2016
Отдел физики планет и малых тел Солнечной системы
ИКИ РАН отвечает за создание и эксплуатацию российской научной аппаратуры, входящей в комплексы научной аппаратуры на борту космических аппаратов проекта «ЭкзоМарс», а также за наземный научный комплекс. В рамках проекта планируется два запуска с помощью российских носителей «Протон» в 2020 и в 2020 годах.
Миссия «ЭкзоМарс» 2020 года
включает в себя разрабатываемые ЕКА орбитальный модуль и демонстрационный десантный модуль. Орбитальный модуль TGO (Trace Gas Orbiter) предназначен для изучения малых газовых примесей атмосферы и распределения водяного льда в грунте Марса. ИКИ РАН разрабатывает два прибора для TGO: спектрометрический комплекс АЦС и нейтронный спектрометр ФРЕНД.
В рамках миссии «ЭкзоМарс» 2020 года
на поверхность Марса с помощью разрабатываемого в России десантного модуля будет доставлен марсоход ЕКА массой около 300 кг. Задачами марсохода являются геологические исследования и поиск следов жизни в подповерхностном слое Марса около места посадки. ИКИ РАН разрабатывает два прибора для установки на марсоход: инфракрасный спектрометр ИСЕМ и нейтронный спектрометр АДРОН-РМ.
После схода марсохода с посадочной платформы, последняя начнет свою научную миссию как долгоживущая стационарная платформа. Комплекс научной аппаратуры (КНА) массой 50 кг разрабатывается под руководством ИКИ РАН.
Основные научные задачи КНА: • долговременный мониторинг климатических условий на марсианской поверхности в месте посадки; • исследование состава атмосферы Марса с поверхности; • изучение распространенности воды в подповерхностом слое; • забор образцов с поверхности Марса в месте посадки и их изучение; • исследование взаимодействия атмосферы и поверхности; • мониторинг радиационной обстановки в месте посадки.
В настоящий момент произведен предварительный отбор приборов КНА и начался этап эскизного проектирования. Окончательный отбор полезной нагрузки будет произведен в 2014 году по результатам эскизного проектирования и международного конкурса для включения в КНА дополнительных приборов ЕКА.
Приборы, разрабатываемые сотрудниками отдела:
Спектрометрический комплекс АЦС (ACS – Atmospheric Chemistry Suite)
| Предназначен для изучения химического состава атмосферы и климата Марса. Он состоит из трех спектрометров (эшелле-спектрометры ближнего и среднего инфракрасного диапазона и Фурье-спектрометр) и системы сбора информации. Подробнее >> | |
| Инфракрасный спектрометр ИСЕМ (ISEM – Infrared Spectrometer for ExoMars) | |
| Представляет собой инфракрасный спектрометр, устанавливаемый на мачте марсохода и служащий для минералогического анализа поверхности. Подробнее >> | |
Российский сайт проекта:
Проект на сайте ЕКА:
https://exploration.esa.int/mars/
Миссия ЭкзоМарс: большая часть запрограммированных действий выполнена
Демонстрационный посадочный модуль Schiaparelli российско-европейской миссии «ЭкзоМарс» совершил посадку на поверхность Марса, однако что-то пошло не так. Установить связь с аппаратом не удается.
Фото: AP
Аккумуляторы будут поддерживать работу модуля от трех до десяти дней, «в течение которых возможность установить с ним связь сохраняется», говорится в сообщении «Роскосмоса».
Специалисты Европейского космического агентства (ЕКА) сообщили, что получили радиосигнал от посадочного модуля Schiaparelli, однако он прервался в момент спуска аппарата на Красную планету. «Радиосигнал был получен, но его передача оборвалась в момент спуска аппарата. Мы пока не можем ничего точно сказать, нам нужно больше информации», — сказал представитель агентства.
Прокомментировал ситуацию официальный представитель Госкорпорации «Роскосмос» Игорь Буренков.
— Есть какие-то шансы, что аппарат заработает? Какова ситуация на данный момент?
— Давайте начнем с главного. Миссия «ЭкзоМарс-2016» долгая, она ещё не завершена. Но та стадия, которая сейчас завершается, естественно, успешная. Почему? Аппарат долетел до Марса, разделился. Модуль TGO остался на орбите с аппаратами, которые будут дальше работать и выполнять свои задачи. Кстати, там два наших аппарата, один из которых — аппарат ФРЕНД — работал пока миссия направлялась к Марсу, изучал уровень радиации. В будущем, когда к Марсу полетят космонавты и астронавты, эта информация будет жизненно необходима. Но сейчас он выключен, пока TGO стабилизирует свою орбиту.
Другой наш аппарат — АЦС будет изучать атмосферу и количество метана в ней, что потенциально может указывать на наличие жизни или ее следов. Таким образом определив место с наибольшей концентрацией метана, туда направят посадочный модуль миссии «ЭкзоМарс-2020». Но это все будет работать позднее, так же, как и работа других аппаратов Европейского космического агентства, которые также находятся в модуле TGO, он работает на орбите, с ним все в порядке.
Что касается модуля Schiaparelli, он сделал очень многое из того, что планировалось. Во время своего 6-минутного спуска в атмосферу Марса, аппарат изучил ситуацию по торможению в атмосфере, раскрыл парашют и сбросил теплозащитный экран. Специалистами ЕКА и «Роскосмоса» получена телеметрия посадки, которая будет использована для будущей экспедиции «ЭкзоМарс-2020», в которой планируется посадка на Марс посадочной платформы, где будет находиться уникальное научное оборудование и марсоход. Он будет изучать Марс, ездить по поверхности и собирать информацию. При этом посадочная платформа, которую разрабатывает Россия, оснащена уникальными научными приборами, в частности, бурильной установкой, которая позволит на глубине двух метров взять пробы грунта, что раньше никогда не делалось, и понять, есть ли или была ли жизнь на Красной планете.
В следующей экспедиции на Марс, которая планируется в 2020 году, посадка будет целиком в зоне ответственности российской стороны в отличие от «ЭкзоМарса-2016», когда за демонстрационный посадочный модуль полностью отвечало Европейское космическое агентство. Конечно, для нас сейчас важно получить дополнительную информацию от Schiaparelli. Тут мы переходим к самой важной части: что сейчас с аппаратом? Он, видимо, достиг поверхности, но связь с ним пока отсутствует. Вполне возможно, что связь может появиться, потому что в самом модуле Schiaparelli установлен аккумулятор, который позволяет ему работать от 3 до 10 дней. Надежда на то, что он ответит, еще существует.
Однако есть сложность — передать сигнал он должен на аппараты находящиеся на орбите Марса, которые в свою очередь передадут его на Землю. «Роскосмос», Европейское космическое агентство и другие космические агентства — все мы находимся в состоянии ожидания, потому что бывали такие случаи, когда аппараты садились на тела солнечной системы, но тоже не отвечали сразу или с ними прерывалась связь, а потом, через какое-то время, от них всё-таки получали информацию. Главное, что основная часть российско-европейской миссии «ЭкзоМарс 2016» на данном этапе успешно осуществлена.
Вклад Европейского космического агентства и «Роскосмоса»
Согласно текущим планам[26], программа «ЭкзоМарс» состоит из двух космических аппаратов, основными компонентами которых являются спутник Марса — орбитальный аппарат и марсоход.
| Ответственная сторона | Первый запуск в 2020 г. | Второй запуск в 2020 г[29]. |
| Ракета-носитель: «Протон-М» | Ракета-носитель: «Протон-М» | |
| Два научных прибора для орбитального аппарата TGO | Спускаемый аппарат с посадочной платформой | |
| Научные приборы для марсохода | ||
| Орбитальный аппарат TGO | Марсоход «ЭкзоМарс» | |
| Демонстрационный десантный модуль «Скиапарелли» |
15 июня 2020 года, на заседании Совета ЕКА было достигнуто согласие относительно дальнейшего финансирования программы: четыре основных участника этой миссии — Великобритания, Германия, Италия и Франция — согласились вложить дополнительно €77 млн, чтобы промышленные компании этих стран смогли полноценно продолжить работу над программой «ЭкзоМарс». Речь идет о франко-итальянской Thales Alenia Space и франко-европейском концерне Airbus, а также других подрядчиках[30].
Детали и даты
Запуск станции состоит из двух фаз. ● Первая — строительство космических кораблей: запуск 14 марта 2020, в октябре того же года космический корабль достиг планеты; ● Вторая — пуск шаттла запланирован на 25.07.2020.
Проект преследует несколько целей, основной является обнаружения доказательств существования жизни на Марсе в настоящее время и/или в прошлом.
Основные цели миссии: ● Исследование рельефа, климата, атмосферы на поверхности планеты и с ее орбиты; ● Рассмотреть возможный вулканизм через анализ концентрации вулканической пыли в атмосфере; ● Определить теоретическую пригодность Марса для жизни микроорганизмов, простейших и проч.
Со стороны России предполагается проектирование и выпуск модуля, оснащенного посадочной площадкой. Европейская сторона обязуется создать перелётный модуль и марсоход.
См. также
Марсианский научный орбитальный аппарат «Трейс Гас Орбитер»
- ExoMars Trace Gas Orbiter and Schiaparelli Mission (2016) (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА. Дата обращения 7 октября 2020. Архивировано 14 ноября 2020 года. - ↑ 12
Статус миссии Экзомарс / Марчелло Корадини. — Европейское космическое агентство, 2009. — С. 23. Архивная копия от 7 сентября 2015 на Wayback Machine - ↑ 12
ExoMars Trace Gas Orbiter
(неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (14 марта 2016). Дата обращения 15 марта 2020. Архивировано 29 марта 2020 года. - ↑ 12Майкл Таверна.
ЕКА предлагает две миссии Экзомарс
(неопр.)
(недоступная ссылка). Aviation Week (19 октября 2009). Дата обращения 30 октября 2009. Архивировано 14 ноября 2011 года. - ↑ 12Статус ЭкзоМарса.
20-е заседание Европейского космического агентства (рус.). — Европейское космическое агентство, 2009. Архивная копия от 9 апреля 2009 на Wayback Machine - The ExoMars programme 2016-2020 (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (4 марта 2016). Дата обращения 15 марта 2020. Архивировано 22 июня 2020 года. - ↑ 12
Роскосмос и Европейское космическое агентство подписали договор по «Экзомарсу»
(неопр.)
. Lenta.ru (14 марта 2013). - ↑ 123Натан Эйсмонт, Олег Батанов.
«ЭкзоМарс»: от миссии-2016 к миссии-2020 (рус.) // Наука и жизнь. — 2020. — № 4. — С. 2—14. - ExoMars Trace Gas Orbiter and Schiaparelli Mission (2016) (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (4 марта 2016). Дата обращения 15 марта 2020. Архивировано 21 февраля 2020 года. - «ЭкзоМарс» — 2020 (неопр.)
. «Вести» (12 марта 2016). Дата обращения 17 июня 2020. - ExoMars Mission (2020) (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (4 марта 2016). Дата обращения 15 марта 2020. Архивировано 17 марта 2020 года. - ЕКА (2016-05-02). N° 11–2016: Second ExoMars mission moves to next launch opportunity in 2020
. Пресс-релиз. Проверено 2016-07-10. - ↑ 12
Как проходил старт миссии ЭкзоМарс-2016
(неопр.)
. ТАСС (14 апреля 2016). Дата обращения 14 апреля 2020. - ExoMars TGO reaches Mars orbit while EDM situation under assessment (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (4 марта 2016). Дата обращения 15 марта 2020. Архивировано 20 октября 2020 года. - ↑ 12
Schiaparelli разбился о поверхность Марса при посадке
(неопр.)
. ТАСС. Дата обращения 21 октября 2020. - Европейский марсоход Экзомарс… (неопр.)
. Space Today Online. Дата обращения 10 ноября 2009. - ESA Halts Work on ExoMars Orbiter and Rover (неопр.)
(недоступная ссылка —
история
).
Space News
(20 апреля 2011). Дата обращения 21 апреля 2011. - Контракт с робототехнической фирмой по строению марсохода (неопр.)
(недоступная ссылка). «CanWest News Service». Дата обращения 23 декабря 2010. Архивировано 21 августа 2009 года. - НАСА примет участие в европейской программе ЭкзоМарс (неопр.)
(недоступная ссылка —
история
). SpaceNews.com (19 июня 2009). - Соглашение между ЕКА и Роскосмосом подписали на «МАКС-2009» (неопр.)
. AvioNews.com (20 августа 2009). Дата обращения 8 сентября 2009. - Удар по Марсу ЕКА и Роскосмоса (неопр.)
. RedOrbit.com (20 августа 2009). - Джонатан Амос.
Европейские планы по освоению Марса двигаются вперёд
(неопр.)
. BBC News (12 октября 2009). Дата обращения 12 октября 2009. - ↑ 12
ЕКА дало согласие двум миссиям Экзомарс
(неопр.)
(недоступная ссылка). Aviation Week (19 октября 2009). Дата обращения 23 октября 2009. Архивировано 14 ноября 2011 года. - ESA Approves Collaborative Mars Program with NASA (неопр.)
. Space.com (18 декабря 2009). - Роскосмос начал финансирование миссии «ЭкзоМарс» (неопр.)
. Новости космонавтики (30 декабря 2012). Дата обращения 6 января 2013. - ↑ 12
Роскосмос и ЕКА подписали Соглашение о сотрудничестве в области космоса
(неопр.)
. «Роскосмос» (14 марта 2013). - Научные цели программы (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (1 ноября 2007). Дата обращения 23 декабря 2010. Архивировано 19 октября 2012 года. - Дж. Л. Ваго.
Десятилетний обзор планетарных наук. — Аризонский университет, США: Европейское космическое агентство, 2009. - ↑ 12
Второй этап проекта «Экзомарс» переносится на пусковое окно 2020 года
(неопр.)
. «Роскосмос» (2 мая 2016). Дата обращения 4 мая 2020. - Европа выделит дополнительно €77 млн для финансирования миссии «ЭкзоМарс-2020» (неопр.)
. ТАСС (16 июня 2016). Дата обращения 17 июня 2020. - ↑ 12
Программа «Аврора» — ЭкзоМарс
(неопр.)
. ЕКА (19 января 2007). - Учёные начали работать над научными приборами по проекту «ЭкзоМарс» (неопр.)
(недоступная ссылка). РИА Новости. Дата обращения 27 января 2013. Архивировано 27 января 2013 года. - ExoMars Trace Gas Orbiter Instruments. Investigating the Martian atmosphere (англ.) (недоступная ссылка). ЕКА (10 March 2016). Дата обращения 12 марта 2020. Архивировано 19 февраля 2016 года.
- ↑ 12
Schiaparelli: the ExoMars Entry, Descent and Landing Demonstrator Module
(неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА. Дата обращения 28 октября 2020. Архивировано 6 октября 2014 года. - Schiaparelli science package and science investigations (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (10 марта 2016). Дата обращения 15 марта 2020. Архивировано 23 октября 2020 года. - Инструменты и оборудования Экзомарса (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (1 февраля 2008). Дата обращения 23 декабря 2010. Архивировано 10 декабря 2008 года. - Джонатан Амос.
«Сократили европейские полеты на Марс»
(неопр.)
. BBC News (15 июня 2009). - ↑ 12
НАСА-ЕКА программа «Экзомарс»
(неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (15 декабря 2009). Дата обращения 22 декабря 2009. Архивировано 23 декабря 2009 года. - Роскосмос. Новый этап миссии «ЭкзоМарс-2016» (неопр.)
. «Роскосмос». - Mars Reconnaissance Orbiter views Schiaparelli landing site (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА. Дата обращения 28 октября 2020. Архивировано 31 октября 2020 года. - ExoMars-2016 — Российские средства выведения отработали штатно (неопр.)
. ГКНПЦ им. М. В. Хруничева (14 марта 2016). Дата обращения 10 июля 2020. - ↑ 12
Российские приборы на космической станции «ЭкзоМарс-2016» заработали
(неопр.)
. Интерфакс (7 апреля 2016). Дата обращения 16 июня 2020. - Ракета–носитель «Протон» успешно вывела на орбиту научные аппараты миссии «ЭкзоМарс-2016» (неопр.)
. ГКНПЦ им. М. В. Хруничева (15 марта 2016). Дата обращения 15 марта 2020. - ExoMars on its way to solve the Red Planet’s mysteries (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (14 марта 2016). Дата обращения 15 марта 2020. Архивировано 26 октября 2020 года. - «ЭкзоМарс» прислал первые снимки на пути к Марсу (неопр.)
. ТАСС (14 апреля 2016). - Тестирование российского детектора на борту «ЭкзоМарса» успешно завершено (неопр.)
. ТАСС (22 апреля 2016). - «ЭкзоМарс» прислал первое изображение Красной планеты (неопр.)
. ТАСС (16 июня 2016). - Успешно завершились проверки российского комплекса приборов АЦС на борту миссии “ЭкзоМарс-2016” (неопр.)
. ИКИ РАН (23 июня 2016). - Коррекция траектории полета станции «ЭкзоМарс-2016» прошла по плану (неопр.)
(недоступная ссылка). Интерфакс (28 июля 2016). Дата обращения 2 декабря 2020. Архивировано 27 ноября 2020 года. - Станция «ЭкзоМарс» скорректировала траекторию полета к Марсу (неопр.)
. ТАСС (11 августа 2016). - «Скиапарелли» нацелен на Марс (неопр.)
. ИКИ РАН. Дата обращения 15 октября 2020. - «Посадочный и орбитальный аппараты «ЭкзоМарса» разделились на подлёте к Красной планете (неопр.)
. ТАСС (16 октября 2016). - Эйсмонт Н., Батанов О.
«ЭкзоМарс»: от миссии-2016 к миссии-2020 (рус.) // Наука и жизнь. — 2020. — № 4. — С. 11. - Орбитальный модуль «ЭкзоМарса» приступил к торможению в атмосфере Марса (неопр.)
. ТАСС. Дата обращения 17 марта 2020. - Surfing complete (англ.) (недоступная ссылка). ЕКА. Дата обращения 27 мая 2020. Архивировано 21 февраля 2020 года.
- ExoMars poised to start science mission (англ.) (недоступная ссылка). ЕКА. Дата обращения 27 мая 2020. Архивировано 27 апреля 2018 года.
- ExoMars returns first images from new orbit (англ.) (недоступная ссылка). ЕКА. Дата обращения 27 мая 2020. Архивировано 30 апреля 2020 года.
- https://www.interfax.ru/world/698800
- https://tass.ru/kosmos/7959403
- ExoMars mission (2020) (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (2 мая 2016). Дата обращения 15 марта 2016. Архивировано 17 марта 2020 года. - ↑ 12
Начинается разработка первых макетов научной аппаратуры для посадочной платформы проекта «ЭкзоМарс»
(неопр.)
. ИКИ РАН (2 марта 2016). Дата обращения 16 июня 2020. - Four candidate landing sites for ExoMars 2020 (англ.) (недоступная ссылка). ЕКА. Дата обращения 22 октября 2014. Архивировано 13 сентября 2020 года.
- Final two ExoMars landing sites chosen (англ.) (недоступная ссылка). ЕКА. Дата обращения 27 мая 2020. Архивировано 28 мая 2018 года.
- Экзомарс заходит на старт программы (неопр.)
(недоступная ссылка). InternationalReporter.com (17 июня 2007). Дата обращения 23 декабря 2010. Архивировано 13 июля 2011 года. - Удивительная жизнь во льдах (неопр.)
(недоступная ссылка). MarsDaily.com (9 августа 2009). Дата обращения 8 сентября 2009. Архивировано 12 сентября 2009 года. - Марсоход Экзомарс (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (4 апреля 2010). Дата обращения 9 апреля 2010. Архивировано 23 декабря 2009 года. - Бур в составе Экзомарса (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (25 августа 2017). Дата обращения 16 февраля 2020. Архивировано 7 марта 2020 года. - Ma-MISS — Инфракрасный спектрометр внутри сверла (неопр.)
(недоступная ссылка). ЕКА (14 марта 2014). Дата обращения 16 февраля 2020. Архивировано 21 июля 2020 года. - Джонатан Амос.
NASA and ESA sign Mars agreement
(неопр.)
. BBC News (8 ноября 2009). Дата обращения 9 ноября 2009. - Инициатива создания объединённой программы по исследованию Марса НАСА и ЕКА (неопр.)
(недоступная ссылка). NASA (8 июля 2009). Дата обращения 9 ноября 2009. Архивировано 28 октября 2009 года. - Майкл Таверна.
Работа по программе объединённой миссии НАСА и ЕКА
(неопр.)
(недоступная ссылка —
история
). Aviation Week (10 июля 2009). Дата обращения 9 ноября 2009. - Российская станция для приема информации с «ЭкзоМарса» заработает осенью 2020 г. (неопр.)
. ТАСС (10 мая 2016). Дата обращения 16 июня 2020.
Первая фаза миссии
Марсоход, который был выпущен британским космическим агентством для выполнения первой фазы миссии был назван в честь выдающегося английского биофизика Розалинд Франклин, внесшей значительный вклад в исследование ДНК человека.
В состав станции 2020 года входили десантный дистанционный модуль Schiaparelli, аппарат TGO.
Основная цель запуска приборов — поиск в атмосфере и анализ концентрации метана и прочих газов, которые доказывают наличие биологических процессов на Красной планете.
Космический аппарат Schiaparelli разбился во время посадки.
Schiaparelli после крушения
Факт крушения аппарата удалось установить благодаря фотоснимку с американского спутника MRO на марсианской орбите.
