Дитя прогресса
Как ни странно, у относительно небольшого «Кьюриосити», который на Земле весит около 900 килограммов и имеет размеры среднего внедорожника, есть все возможности, чтобы практически спасти землян. Потому что в его возможностях заключается технологическая революция.
То, что посадка произошла, — достижение. Ведь это был новый вариант приземления (точнее, «примарсения») с помощью так называемого Sky Crane — «Небесного крана», когда тяжелый аппарат опустился на тросах с платформы с ракетными двигателями. «Это действительно революционный прорыв! — говорит заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии Института космических исследований РАН доктор физико-математических наук Игорь Митрофанов. — Если можно доставлять туда тяжелые аппараты, то вполне реально создавать и какую-то более сложную инфраструктуру для будущего освоения».
Но технология посадки — это лишь вершина айсберга. Куда более впечатляющими кажутся приборы, установленные на «Кьюриосити», а также их возможности по изучению Красной планеты. Основное, что будут исследовать на Марсе, — состав вещества, то есть грунта. «Если там были какие-то биологические процессы, они неминуемо оставили после себя следы, биофакторы. Их так или иначе будет изучать весь комплекс аппаратуры», — продолжает Игорь Митрофанов.
Для решения этой задачи «Кьюриосити» приютил на борту в том числе и российский прибор ДАН, разработанный в Институте космических исследований РАН. Он будет заниматься гидрологической разведкой. Поскольку вся поверхность Марса запылена из-за глобальных пылевых бурь, то для поиска «интересных» минералов с высоким содержанием воды обязательно нужно заглянуть под поверхность. ДАН позволяет изучить состав грунта в слое толщиной примерно в один метр, определив те районы, где в грунте больше всего воды. Если такие места будут найдены, марсоход сможет при помощи манипулятора снять верхний слой, добыть образцы вещества, а потом подвергнуть их анализу прямо на борту, чтобы понять, какие минералы присутствуют, каков изотопный состав и имеются ли химические структуры, претендующие на звание биохимических или органических. На аппарате еще два прибора, которые могут анализировать химический и изотопный состав вещества. Химический анализатор, например, способен фиксировать остатки биологических молекул. «Если доставленный в прибор при помощи двухметровой руки- манипулятора образец породы окажется останками некогда существовавшей на Марсе жизни и от нее остались обрывки белков или сложных молекул, анализатор это зафиксирует», — уверен Владимир Сурдин.
На марсоходе также установлена испанская метеорологическая станция, задача которой — контролировать температуру, направление ветра, влажность и множество других параметров. Это нужно не только для жизнеобеспечения аппарата, но и для того, чтобы понимать, как на Марсе меняется погода. «Ведь если на разных участках разная влажность, это отлично характеризует свойства грунта», — поясняет Игорь Митрофанов.
Сам по себе
«Кьюриосити» буквально увешан телевизионными камерами, ведь, кроме научных задач, ему надо решать чисто навигационные. При помощи них аппарат видит направление своего движения, понимает особенности рельефа, прокладывая себе маршрут. Телекамеры служат и для обеспечения живучести марсохода, а она, по словам специалистов, уникальна. «Следует очень сильно похвалить американцев, — говорит Игорь Митрофанов. — Мы с ними работали на протяжении всего этапа подготовки проектов, и у нас всегда специально проходил анализ рисков». Разработчик каждой системы марсохода в целом знает весь свой набор рисков. Как ожидаемых, например когда аппарат едет по очень опасному участку поверхности, так и неожиданных, если, к примеру, происходит мощная солнечная вспышка и поток солнечного ветра экстремально облучает аппарат. Все эти риски тщательно изучаются, для каждого рассчитывается вероятность наступления и принимается решение о превентивных мерах.
Вообще в плане управления на марсоходе применена революционная технология. На нем будет действовать система автоматического управления: аппарат сам будет выбирать себе дорогу, действовать по своему усмотрению без пультов или джойстиков. Люди руководят им только в общем... Как это будет происходить, рассказал Игорь Митрофанов: «На Марсе день длится 25 часов, и уже сейчас сотрудники, которые сидят в лаборатории реактивного движения НАСА в пригороде Лос-Анджелеса, начинают работать с бортом в режиме марсианского времени. В местном магазине даже продаются специальные часы с «марсианским» циферблатом. В первые 90 дней работа будет проходить по следующему графику: наступает марсианский вечер, и с марсохода через орбитальный аппарат передается вся накопленная за день информация. Инженеры анализируют служебные данные о состоянии аппарата, а ученые в свою очередь расшифровывают информацию. На это дается примерно 2 часа. Каждая команда, проанализировав свою часть поступившей информации, составляет краткий отчет. Первыми идут данные об общем состоянии марсохода. Затем уже следуют детали. Специалисты докладывают руководству, что с «Кьюриосити» все нормально, нет никаких аномалий, и команда вырабатывает предложения о программе следующего дня. Это занимает еще примерно два часа. Где-то через четыре часа после прихода информации и ее последующей обработки вместе собираются представители участвующих в миссии экспериментов и сотрудники служебных систем и обсуждают план работы марсохода на следующий марсианский день. В итоге вырабатывается общее решение, а потом технические специалисты получают предложения по командам для каждого прибора, каждой системы и формируют общий перечень команд, который выглядит как большое SMS-сообщение. В конце рабочего дня это сообщение отправляется с Земли на Марс, на борт марсохода. «Кьюриосити», проснувшись после марсианской ночи, получает команды и начинает их реализовывать в автономном режиме до следующего сеанса связи».
Но фишкой «Любознательности» стал совместный американcко-французский прибор с лазерной пушкой. Он напоминает гиперболоид инженера Гарина и расположен на мачте аппарата. Этот прибор уникален, он не использовался прежде нигде — ни на Земле, ни в космосе, хотя был бы очень полезен и здесь, и там. Он стреляет туда, куда не может добраться робот. А добраться надо до вершины марсианской горы, на высоту пять километров. Если на пути встретится непреодолимый склон, расщелина и марсоход не сможет преодолеть препятствие, в дело вступит пушка. «Он стрельнет лазерным лучом, испарит кусочек вещества, и во время этой вспышки проанализирует газовый состав, получив полный спектр», — объясняет Владимир Сурдин. А Игорь Митрофанов добавляет: «В той области, где лазерный луч станет взаимодействовать с веществом, другие приборы будут наблюдать испаряющиеся газы и по линиям поглощения эмиссии судить о составе вещества в этом месте. То есть это анализ состава на основе лазерного испарения».
На «Кьюриосити» есть и дозиметр для изучения радиационной обстановки вдоль всей трассы его движения. Это важная задача для подготовки к будущим пилотируемым экспедициям на Марс, поскольку
