Удачная посадка марсохода "Спирит" 4 января 2004 года - почти национальный праздник Америки. Хотя успех был ожидаем. В отличие от европейцев, у которых мало опыта в межпланетных исследованиях, Штаты осуществили две из трех успешных посадок на Красную планету. Тем не менее, около 70% от общего числа станций, приземлявшихся на Марс, выходили из строя при посадке или незадолго после нее. Перед посадкой "Спирита" 25 декабря 2003 года не вышел на связь с Европейским космическим агентством примарсившийся "Бигл-2". Поэтому радость ученых объяснима, а прямые телевизионные трансляции из центра управления полетом превратили научное достижение в национальный триумф. Мало того, что высшие чины НАСА поднимали бокалы в прямом эфире, так еще Планетное общество США, объединяющее любителей астрономии и космонавтики, устроило шоу "Сошедшие с ума от Марса". В программе мероприятия - прямая трансляция из центра управления, гонки моделей марсоходов и сборка "Спирита" в натуральную величину из конструктора "ЛЕГО". А на веб-сайте НАСА появились флэш-игры, в том числе головоломка "Найди обратный путь к Земле" и симулятор "Марсоход" с тремя уровнями - "Долина Маринера", "Полярная шапка" и "Гора Олимп".
Если отбросить шумиху, то удачное приземление на капризную планету - это большой технический успех. "Спирит", что в переводе с английского означает "Дух", стартовал с мыса Канаверал 10 июня 2003 года, а достиг марсианских песков 4 января 2004 года. "Спирит" летел к планете внутри кокона, напоминающего тарелку или сложенные вместе литавры. Одна из сторон "тарелки" - теплозащитный экран, которым "Спирит" и вошел в атмосферу на высоте 128 километров со скоростью 5400 метров в секунду. За четыре минуты торможения о марсианский "воздух", сопровождавшегося сильным разогревом, аппарат снизился до высоты 8,6 километров, а его скорость упала до 130 метров в секунду. Затем был сброшен кокон и раскрыт парашют, а вокруг марсохода, заключенного в специальный раскрывающийся контейнер, напоминающий ромашку, надулись баллоны со сжатым газом. В разреженной атмосфере парашют не способен полностью затормозить аппарат, поэтому перед самым приземлением сработали ракетные двигатели, и агрегат завис над поверхностью на высоте 10-15 метров. Откуда и упал. Затем несколько минут попрыгал на баллонах, а когда остановился - послал на Землю сигнал о посадке. Через час баллоны сдулись, контейнер-ромашка расправил лепестки, раскрыл солнечные батареи, поднял штангу с панорамной камерой и передал в ЦУП несколько десятков черно-белых снимков и видеосъемку поверхности. Вечером 5 января "Спирит" передаст на Землю цветную картинку, а через 9-10 дней шестиколесный 179-килограммовый аппарат должен съехать с контейнера на поверхность и начать путешествие по планете.
Заслуживает внимание график работы "Спирита". Аппарат питается от солнечных батарей и работает только днем, к тому же обе планеты вращаются вокруг своих осей, поэтому прямая радиосвязь с Землей возможна не более трех часов в сутки. Скорость передачи данных на Землю тоже невелика - от 3500 до 12000 бит в секунду (для сравнения - скорость обычного домашнего модема составляет 32600 бит в секунду, а передачи данных по протоколу в WAP в сотовом GSM-телефоне - 9600). Учитывая, что радиосигнал преодолевает расстояние между соседними планетами за 20 минут, ясно, что непосредственное управление марсоходом из ЦУПа невозможно.
Поэтому схема связи и управления такова. Марсоход сбрасывает видеоданные на летающую по околомарсианской орбите станцию "Одиссей", находящуюся там с 2001 года. "Одиссей" пролетает над "Спиритом" один раз в сутки в течение восьми минут, и за это время на скорости 128000 бит в секунду успевает принять около 60 мегабит данных (это примерно одна сотая объема компакт-диска). Затем информация в течение 1,5-5 часов передается "Одиссеем" на Землю (орбитальная станция находится на связи с Землей около 16 часов в сутки). Полученные данные обрабатываются учеными, которые выбирают для марсохода цель, примерный маршрут и назначают временные рамки для выполнения задания. Информация, касающаяся передвижения аппарата, передается напрямую по маршруту Земля-Марс. Забавно, что в качестве сигнала готовности к работе "Спирит" использует песню "Битлз" "Good Morning Good Morning" из альбома "Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band".
Точный маршрут "Спирит" выбирает сам с помощью трех пар черно-белых камер, дающих объемное изображение (две спереди, две сзади и две на штанге над аппаратом), и бортового компьютера. Если марсоход не добирается до цели за назначенное время, то останавливается и ждет новых инструкций из центра. Параметры электронного мозга ученые не раскрывают, но говорят, что они такие же, как у современного ноутбука. Ожидается, что в среднем марсоход будет преодолевать по 40 метров в течение трех месяцев. Если до апреля 2004 года аппарат не сломается, не перевернется, а его батареи не запылятся окончательно и будут способны вырабатывать электричество из света тусклого марсианского неба, то НАСА продолжит поездки по Красной планете и дальше.
Научная цель экспедиции - поиски ответа на вопрос: существовала ли на Марсе вода в жидком виде? Сейчас атмосфера планеты разрежена (ее плотность в 100 раз меньше земной), температура колеблется от -100°C до +27°C, а вся вода содержится либо в виде вечной мерзлоты, либо снега на полярных шапках. Однако на некоторых фотографиях планеты видны структуры, очень похожие на высохшие русла рек. Ученые предполагают, что раньше (называются сроки от десятков миллионов до миллиарда лет назад) атмосфера планеты была более плотной и теплой, а по поверхности текли реки. Следовательно - могла существовать жизнь.
"Спирит", стоящий, кстати, около 400 миллионов долларов, примарсился в районе кратера Гусева, в котором, по мнению планетологов, могло существовать озеро. Его двойник марсоход "Оппотьюнити" (в переводе с английского - "Возможность") 25 января сядет на плато Меридиана, где предположительно есть залежи гематита - минерала, в земных условиях образующегося в горячих источниках.
Для исследования минералов у роботов есть механическая рука, на которой установлены абразивный инструмент, микрокамера и целый набор спектрометров. Абразив вырезает в выбранном камне пятимиллиметровое углубление диаметром 4,5 сантиметра, микрокамера передает на Землю изображение структуры породы на отшлифованном пятачке, а спектрометры определяют химический состав минерала. Изучив внешний вид, строение и состав породы, геологи на Земли смогут определить, подвергался ли в прошлом данный образец воздействию воды.
Кроме геологических исследований марсоходы соберут информацию о климате планеты и с помощью цветных стереофотокамер проведут съемку поверхности.
В планах НАСА на ближайшие пять лет - отправка на Марс трех автоматических межпланетных станций, в том числе с аэростатами и беспилотными самолетами на борту. Миссия, которая доставит образцы марсианского грунта на Землю для подробного изучения в лабораториях, ожидается не раньше 2014 года.
Тем временем в России разрабатывается собственный проект "Фобос-Грунт". Аппарат стартует в 2005 году, возьмет пробу грунта на спутнике Марса Фобосе и вернется домой в 2008-м. Если все сложится успешно, то у России появится шанс опередить США в космической гонке.
Предыдущие материалы по теме:
Тайна четвертой планеты [25.12.2003]
Загадки Марса: искусственный спутник Фобос, каналы, высохшие русла рек, пирамиды, сфинкс.
Космический мусор [27.11.2003]
Консервная банка - главный враг астронавта
Небесная империя: от пороха до лунной базы [15.10.2003]
Во 2 веке китайцы изобрели первые ракеты - пороховые "огненные стрелы", 15 октября 2003 года они отправили человека в космос, а в 2030-м построят на Луне обитаемую базу.
Двигатель джедаев [30.09.2003]
Объединенная Европа воплотила в жизнь голливудскую фантастику
Американский авось [24.09.2003]
НАСА никак не может оправиться после падения "Колумбии"