Этот понедельник будет очень нервным. В 12:31 по Москве должен состояться запуск марсианского зонда ExoMars. Но выдохнуть с облегчением можно будет только через двенадцать часов. Зонд будет выводиться на траекторию к Марсу в четыре этапа, и первый сигнал после отделения от разгонного блока должен быть получен только в 00:29 MSK. И основания для беспокойства действительно есть. Ракета-носитель «Протон» в прошлый раз запускала межпланетный зонд в 1996 году, и «Марс-96» не улетел дальше земной орбиты. Разгонный блок «Бриз-М» будет работать дольше, чем обычно, по уникальной циклограмме выведения, которая используется впервые. И, конечно же, не получается забыть наши драматические аварии последних лет. Предлагаю вам небольшой обзор миссии, рассказ о страшных часах выведения и список ресурсов, на которых будут появляться новости.
Кратко об аппаратах
Проект «ЭкзоМарс» состоит из двух этапов. В 2016 году запускаются орбитальный аппарат ExoMars Trace Gas Orbiter и посадочный демонстратор Schiaparelli. в 2018 году (но уже ходят слухи про сдвиг на 2020 год) на Марс должен будет отправиться ровер. Изначально проект рассматривался как совместный между NASA и ESA, но в 2013 году из-за бюджетных ограничений NASA вышло из кооперации, а полноправным партнером ESA стал Роскосмос. С середины нулевых миссия меняла свой вид, используемые ракеты-носители, количество роверов, набор оборудования, и, в итоге, разделилась на две части, которые должны отправиться к Марсу на «Протонах»
Орбитальный зонд Trace Gas Orbiter
Trace Gas Orbiter будет решать две основные задачи — научную и инженерную. Научной задачей будет анализ пространственного и временного распределения метана, в тысячу раз точнее, чем это делал любой из предыдущих аппаратов. Кроме крайне высокой чувствительности, приборы смогут определять изотопный «почерк» метана, что, по идее, должно дать информацию о его происхождении — породили ли этот метан вулканы, хранился ли он в метангидратах, а, может быть, его произвели микробы, живущие под поверхностью? Для этого на зонде стоят два спектрометра — NOMAD (Бельгия) и ACS (Россия). Инженерной задачей будет размещение на орбите Марса ретранслятора для связи с будущими роверами. Использование орбитальных аппаратов в качестве ретрансляторов позволяет серьезно уменьшить мощность и вес передатчиков на роверах, что очень выгодно в условиях жестких ограничений по массе, которую можно безопасно посадить на Марс, и по доступности электроэнергии на поверхности (на орбите большие солнечные панели гораздо более удобны и эффективны). Для этого на зонде установлена большая направленная антенна (на картинке видна слева). Как у каждого уважающего себя марсианского аппарата, у Trace Gas Orbiter есть камера. Она похуже, чем HiRISE уже летающего вокруг Марса зонда Mars Reconnaissance Orbiter, всего 4,5 м на пиксель, зато стереоскопическая, что полезно для составления детальных карт рельефа. Ну и, наконец, на зонде установлен фирменный российский научный прибор — нейтронный детектор FREND для получения информации о воде и гидратах в верхних слоях поверхности Марса.
Посадочный аппарат Schiaparelli
Главной задачей «Скиапарелли» будет отработка технологий мягкой посадки на Марс. А садиться он будет в стиле Curiosity — тормозиться в аэрооболочке в верхних слоях атмосферы, снижаться на парашюте и садиться на двигателях, в финале мягко падая с двух метров.
На борту также будет небольшая метеостанция DREAMS, набор измерительных приборов для оценки процесса посадки AMELIA, лазерные отражатели INRRI (для точного определения местонахождения зонда, могут помочь в будущих посадках) и небольшая камера DECA, которая будет фотографировать процесс снижения. Камера предназначена для работы только в полете, поэтому единственное ее фото с поверхности было снято на Земле:
Кстати, «Скиапарелли» должен будет сесть всего в нескольких десятках километров от ровера Opportunity, на плато Меридиана.
Эллипс, в который должен попасть «Скиапарелли»
Единственным источником энергии аппарата будут батареи, поэтому он проработает на Марсе до восьми солов и замолчит навсегда.
Полет
Прибытие к Марсу запланировано на 19 октября 2016 года:
«Скиапарелли» отделится от орбитального зонда за три дня до Марса. Орбитальный аппарат выйдет на высокоэллиптическую орбиту:
Один оборот такой орбиты будет занимать четыре сола. Затем, постепенно тормозясь об атмосферу Марса, Trace Gas Orbiter в 2017 году должен будет выйти на круговую орбиту высотой 400 км.
Запуск
Изначально, запуск был запланирован на январь, но на посадочном модуле были о��наружены дефектные датчики давления, которые могли вызвать утечку топлива. На их замену ушло время, и дата старта съехала на март. Перенос старта также усложнил выведение на отлетную траекторию — разгонный блок «Бриз-М», обычно работающий примерно 9 часов при выведении спутника на геостационарную орбиту, тут должен будет работать 11 часов. Циклограмма выведения:
12:31 Старт
12:33 Отделение первой ступени РН «Протон-М»
12:36 Отделение второй ступени РН «Протон-М»
12:37 Сброс головного обтекателя
12:40 Отделение головного блока (РБ «Бриз-М» и КА «ЭкзоМарс»)
12:45 1 включение РБ «Бриз-М», формирование опорной орбиты
14:10 2 включение РБ «Бриз-М», переход на промежуточную орбиту
16:25 3 включение РБ «Бриз-М», выход на переходную орбиту
22:50 4 включение РБ «Бриз-М», переход на отлетную траекторию КА
23:15 Отделение КА «ЭкзоМарс», начало перелёта к Марсу
00:29 Первый приём радиосигнала на наземной станции ЕКА Малинди (Кения)
01:01 Передача первой тестовой телекоманды на КА
Если циклограмма оказалась для вас непонятной, вы можете сами потренироваться в бесплатном симуляторе «Орбитер», виртуально пилотируя «Бриз-М». В том сценарии телекоммуникационный спутник выводится на геостационарную орбиту, это будет проще, но базовые принципы вы сможете понять на личном опыте. А, по прочтении серии по «Орбитеру», сможете виртуально отправиться и к Марсу.
Где следить
Очень приятным сюрпризом оказался внезапно обнаружившийся русскоязычный сайт миссии http://exomars.cosmos.ru/. Пока что на нем единственном есть циклограмма полета, если сайт не упадет под наплывом посетителей, то сможет стать отличным источником информации.
Центр обработки и отображения полетной информации ГКНПЦ им. М.В. ХРУНИЧЕВА http://coopi.khrunichev.ru/. Там пока нет никакой информации о пуске, но, если она появится, то там можно будет посмотреть уникальные схемы выведения, которые вряд ли будут опубликованы где-либо еще.
Оперативная информация о пусках ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. http://www.space-center.ru/Default.aspx. Ресурс уникален тем, что публикует телеметрию. Если отклонение от планового времени ±10 секунд, то все в порядке, ± 100 секунд — можно начинать волноваться. Данные не обязательно появятся сразу — маневры могут производиться вне зон видимости наземных станций, и нужно будет дождаться, когда зонд и разгонный блок появятся над горизонтом.
Официальная страница проекта на сайте ЕКА — http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/ExoMars. Новости будут появляться там, но с определенной задержкой.
Твиттер миссии https://twitter.com/esa_exomars.
Тема на форуме журнала «Новости Космонавтики» http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum11/topic15295/. Журнал сейчас переживает тяжелые времена, форум с большой вероятностью упадет при наплыве постетителей. Если страница не открывается, не ругайтесь, а подумайте, как вы можете поддержать журнал — можно купить старые номера или подписаться на 2016 год.
UPD: еще будет трансляция на Яндексе https://yandex.ru/search/?text=ЭкзоМарс-2016
Человек все-таки не совсем рациональное существо. Умом я понимаю, что шанс на успешный пуск примерно 90%, но, все равно, завтра будет очень нервный день. Пожелаем удачи «Протону», «Бризу», Trace Gas Orbiter'у и «Скиапарелли».
