Марсианин: как выжить на Красной планете - Антон Первушин

На апрель-май 1989 года ученые запланировали цикл исследований Фобоса с помощью посадочных зондов: долгоживущей автономной станции и передвижного зонда. После отделения от космического аппарата автономная станция загарпунивалась на поверхности Фобоса. В течение трех месяцев она должна была провести разнообразные научные эксперименты.

В конце мая 1989 года с «Фобоса-2» должен был десантироваться еще и маленький передвижной зонд. Он мог перемещаться по поверхности марсианского спутника, пользуясь его незначительной гравитацией. Столкнувшись с поверхностью, зонд отскакивал, погашая амортизацией корпуса часть энергии удара. После нескольких таких отскоков и остановки зонд отделял ориентирующее устройство и переводился с помощью специальных «усов» в рабочее положение. Изучив в месте первой остановки грунт спутника, зонд, оттолкнувшись пружинным механизмом от поверхности, совершал баллистический перелет на расстояние четырех десятков метров, вновь успокаивался и продолжал исследование грунта – всего он мог совершить десять таких прыжков.

Проект был столь хорошо продуман, что никто не сомневался в успехе. 7 и 12 июля 1988 года, стартовав с космодрома Байконур, четырехступенчатые ракеты-носители «Протон-К» вывели на траекторию полета к Марсу две автоматические станции: «Фобос-1» («1Ф», «изделие» № 101) и «Фобос-2» («1Ф», «изделие» № 102). Поначалу все шло хорошо, но вскоре начались проблемы.

2 сентября 1988 года из-за ошибки, допущенной оператором при составлении программы работы бортовой аппаратуры, произошло отключение рабочего комплекта исполнительных органов системы ориентации, что привело к неуправляемому полету «Фобоса-1». В результате бортовые батареи разрядились, а космический аппарат потерял способность принимать радиокоманды.

Потеря «Фобоса-1» была нелепостью, но изменить что-либо было нельзя. Оставалось уповать на то, что с «Фобосом-2» ничего подобного не произойдет.

29 января 1989 года «Фобос-2» достиг окрестностей Марса и был переведен на эллиптическую орбиту над марсианским экватором с периодом обращения в трое суток. Несколько позже станцию перевели на эллиптическую орбиту наблюдения высотой около 6300 км. Исследования продолжались почти два месяца. Станция слушалась команд с Земли, передавала четкие снимки Марса и Фобоса. Все закончилось, когда станция начала сближаться с Фобосом, чтобы сбросить на его поверхность автономную станцию. И тут связь прервалась.

26 марта 1989 года, за сутки до потери связи с «Фобосом-2», его звездный датчик зафиксировал «неизвестный объект значительных размеров». При тщательной проверке среди переданных на Землю снимков были обнаружены изображения черного веретенообразного объекта и темной полосы. Информации об этом оказалось достаточно, чтобы в некоторых средствах массовой информации появились кричащие заголовки типа: «Марсиане похитили советский космический аппарат!» или «Марсианская противовоздушная оборона до сих пор действует!». Только в 1997 году специалисты дали обстоятельное объяснение произошедшему. Оказалось, что загадочные изображения были получены с помощью линейной камеры «термоскана» – аппарата, по своему принципу действия напоминающего скорее ткацкий станок, нежели обычный фотоаппарат. Его основу составляет зеркало, качающееся в направлении, перпендикулярном движению станции. Прибор фиксирует лишь изображение узкой полосы того или иного ландшафта, а следующая полоса фиксируется при повторном повороте зеркала. И так – цикл за циклом, полоса за полосой – формируется полное изображение. Понятно, что оно соответствовало истинной картине лишь при полной неподвижности фиксируемой панорамы. Если же какая-то часть ее двигалась, возникали неизбежные искажения. Так вот, темная полоса, которая многими воспринималась как «инверсионный след» движения некоего объекта, на самом деле возникла из-за прохождения тени «Фобоса» по поверхности Марса – температура грунта понизилась, и на термоскане появилась соответствующее затемнение. А сам продолговатый объект – не что иное, как размазанная из-за искажений, даваемых аппаратом, тень самого «Фобоса».

Наиболее же вероятной причиной потери «Фобоса-2» было признано одновременное «зависание» двух каналов бортовой вычислительной машины и, как следствие, потеря ориентации с переходом в беспорядочное вращение.

Таким образом, главной цели космического проекта советские ученые не достигли. И все же кое-какие результаты удалось получить. Например, впервые на Землю были переданы тепловые изображения поверхности красной планеты с пространственным разрешением от 2 до 3 км. Спектрометрические исследования гамма-излучения поверхности Марса позволили оценить содержание основных породообразующих элементов (магния, алюминия, серы, железа) и естественных радиоактивных элементов (урана, тория). Анализ химического состава атмосферы Марса дал распределение по высоте концентраций водяного пара, молекулярного кислорода, углекислого газа, пыли, профили температуры и давления. С помощью видеоспектрометрического комплекса было получено 37 изображений поверхности Фобоса с разрешением до 45 м в пикселе. И, разумеется, никаких признаков искусственного происхождения спутника Марса обнаружено не было, к чему ученые давно успели привыкнуть.

Миссия «Пришельца»

Президент Джордж Буш, возглавивший США в 1989 году, сразу же заявил, что будет всемерно поддерживать развитие космической программы. В частности, он потребовал от Конгресса значительно увеличить бюджет НАСА.

24 января 1992 он подтвердил свое намерение на встрече с группой школьников из Совета молодых астронавтов. Тогда же он назвал основные направления космической программы: «Еще до конца нынешнего века США планируют создать орбитальную станцию „Фридом“. Кроме того, администрация обратится к Конгрессу с просьбой выделить средства на осуществление проекта, цель которого – высадка американских астронавтов на Луне в первом десятилетии XXI века, а еще через десять лет может состояться полет на Марс».

Намерение Буша отправить американских астронавтов к Марсу нашло поддержку в обществе. Но для начала следовало составить подробные карты красной планеты – топографическую и минералогическую, на основании которых можно будет подобрать места для будущих высадок. Такая задача была возложена на автоматическую исследовательскую станцию «Марс Обсервер» («Mars Observer»). Этот аппарат массой 2,5 т стартовал к соседней планете 25 сентября 1992 года. Однако связь с ним была потеряна 21 августа 1993 года, за три дня до запланированного перехода на ареоцентрическую орбиту. Специальная комиссия, проанализировавшая обстоятельства потери аппарата, выдвинула предположение, что причиной, скорее всего, стали неисправности в системе подачи топлива.

Следующий аппарат был послан на встречу с красной планетой 7 ноября 1996 года. Он назывался «Марс Глобал Сервейор» («Mars Global Surveyor», «MGS») и должен был восполнить потерю «Обсервера». В программу его миссии входила съемка поверхности планеты камерами с высоким разрешением, исследование топографии и гравитационного поля, исследование распределения пыли в атмосфере планеты, изучение погоды и климата на планете, а также исследование природы и эволюции магнитного поля.

После десяти месяцев полета, 12 сентября 1997 года, аппарат был выведен на эллиптическую орбиту вокруг Марса. Постепенно, спустя шестнадцать месяцев, «Марс Глобал Сервейор» перешел на практически круговую полярную солнечно-синхронную орбиту высотой 378 км. Находясь на ней, он мог оказаться над любым районом планеты в течение семи дней.

Несмотря на свою относительно низкую стоимость (154 млн долларов плюс 20 млн долларов в год на обработку информации), «Марс Глобал Сервейор» позволил собрать колоссальный объем научных данных о соседней планете. Была создана топографическая карта Марса – на ней есть объекты до 3 м в поперечнике! Кроме того, аппарат обнаружил признаки движения литосферных плит на Марсе, установил, что поверхность Фобоса покрыта толстым слоем пыли, получил свидетельства наличия в прошлом воды и, главное, обнаружил признаки наличия воды в жидкой фазе на современном Марсе! Он продолжал работать до ноября 2006 года, служа в качестве ретранслятора данных, поступающих с новых аппаратов. 2 ноября «Марс Глобал Сервейор» прислал сигнал о нарушении регулировки положения одной из двух панелей солнечных батарей, через три дня связь с ним была утеряна, а в январе следующего года НАСА официально объявило его миссию завершенной.

Следом за «Марс Глобал Сервейор» к соседней планете отправился спускаемый комплекс «Марс Патфайндер» («Mars Pathfinder»), который должен был продемонстрировать возможность непосредственного изучения красной планеты с помощью относительно недорогих аппаратов (265 миллионов долларов, включая стоимость запуска) и хорошо справился с этой задачей. Аппарат состоял из стационарной посадочной платформы и «ровера» – маленького шестиколесного марсохода «Соджорнер» («Sojourner»), название которого можно перевести как «Пришелец». Весь комплект стартовал 4 декабря 1996 года и 6 июля 1997 года вошел в атмосферу Марса на высоте 125 км. Парашют замедлил его спуск, а надувные подушки обеспечили смягчение удара. Дважды подпрыгнув, посадочный модуль окончательно остановился. После того как воздух из подушек был выпущен, марсоход по выдвижному пандусу покинул платформу, которая автоматически открылась после посадки. Работая на солнечных батареях, он обследовал район вокруг станции.