Последние семь месяцев (цифра 7 просто преследует нас) новейший марсоход НАСА последовательно двигается к конечной точке своего путешествия. Высадка на Красную планету должна произойти уже через неделю — 18 февраля. Но пока что ровер находится в своем укрытии, все, что мы получили от марсохода за эти несколько месяцев — аудиозапись работы его охлаждающих насосов.
Спокойное продвижение к Марсу вскоре сменится бурной деятельностью — впереди аппарат ждет активный спуск и работа. Сначала нужно выйти на правильную орбиту, потом — опуститься на поверхность соседа Земли. И все это без возможности вмешательства человека. Разработчики проекта называют все это «семью минутами ужаса», поскольку спуск займет всего около 400 секунд, после чего марсоход окажется на поверхности в кратере Джезеро.
Кстати, 9 лет назад на Хабре публиковалась заметка с названием «Семь минут ужаса», и в ней речь шла о Кьюриосити, и спуске на Марс этого аппарата. А теперь у нас новый ровер, и мы снова ждем его спуска. И страшно и интересно одновременно. Плюс немножко есть чем гордиться — все же человечество здорово ускорилось в освоении околоземного космического пространства.
Для того, чтобы все прошло, как нужно, все системы аппарата и спусковой системы должны работать идеально. Так было раньше, и хотелось бы надеяться, что все будет аналогично сейчас. Ставки высоки, и давайте посмотрим, через что именно нужно будет пройти аппарату.
Помедленнее, пожалуйста
Для того, чтобы осознать сложность миссии в полном объеме, давайте оценим масштаб проблемы. Во время запуска аппарата в июле Марс и Земля находились на оптимальных позициях на своих орбитах. Специалисты рассчитали время запуска таким образом, чтобы марсоход пересек 480 миллионов километров между двумя планетами за кратчайшее время. При этом «Настойчивость» построен для специфической миссии, он направляется в определенную точку Красной планеты.
Кратер Джезеро, о котором говорилось выше — древнее ложе озера с диаметром в 40 км. Для человека 40 км — много, но для космического аппарата, пролетевшего миллионы километров, это практически ничто, меньше, чем точка. Но нужно не просто попасть в точку, а еще и в определенную ее часть. В одной из областей Джезеро есть место, которое определенно раньше было речной системой. Причем эта система образовалась уже на месте кратера, многие десятки тысяч лет река несла свои воды и разные вещества в озеро. Дельта реки располагается как раз в начале кратера. На Земле дельта практически любой реки просто-таки кишит жизнью. Ученые предполагают, что если на Марсе существовала в свое время жизнь, то ее следы нужно искать как раз в дельте. Марсоход собирается опуститься рядом с дельтой, избегая мест с валунами и вообще фрагментированной поверхностью.
Другая проблема — размер уже не кратера, а самого ровера. Как и предыдущая система, «Настойчивость» просто огромен (как для космического аппарата). Его длина составляет 3 метра, а масса превышает 1000 кг. Безопасно опустить такого гиганта очень сложно. Но, к счастью, раньше эту проблему уже решили, так что, будем надеяться, все получится и на этот раз. НАСА подготовило прекрасную анимацию фазы спуска миссии.
Все начинается с того, что посадочная капсула с ровером внутри отделяется от транспортной платформы с солнечными батареями и двигателями, которая доставила марсоход с Земли на Марс. В этот момент скорость системы составляет около 20 000 км/ч, так что сбросить скорость — крайне важно. Тепловой экран капсулы в это время будет защищать марсоход от нагрева — температура возрастет до более чем 1000 градусов Цельсия.
Финальный этап
Несмотря на разреженность, турбулентность здесь есть, так что роверу придется корректировать свою траекторию при помощи специального двигателя посадочной капсулы. Во время входа в атмосферу ровер замедлится до 1500 км/ч. На этой стадии раскрывается парашют из нейлона и кевлара. Он раскрывается и наполняется «воздухом» всего за 500 мс, что еще сильнее замедляет ровер.
Затем, на высоте около 2 км от поверхности, спускаемая капсула сбросит тепловой экран, скорость при этом снижается уже до 360 км/ч. Затем от капсулы отделяется финальная посадочная система «Небесный кран». Ровер закреплен на ней. Система оснащена набором из восьми реактивных посадочных двигателей, которые сначала обеспечат зависание платформы над поверхность Марса, а затем «Настойчивость» будет спущена на специальных тросах.
На стадии посадки колеса ровера выдвинутся в рабочее положение. Если процесс будет идти так, как нужно, то вертикальная скорость марсохода при опускании на поверхность планеты составит всего около 2 км/ч.
Если что-то пойдет не так, посадочный модуль сможет переместить марсоход в безопасное место. Затем он должен отделиться, причем так, чтобы не повредить сам ровер. «Небесный кран» будет уходить от места посадки аппарата под углом в 45 градусов, чтобы максимально увеличить расстояние между собой и ровером. Лететь платформа будет до тех пор, пока не закончится топливо в баках, после чего, как ожидают ученые, она упадет на поверхность Марса далеко за пределами кратера Джезеро.
Что потом?
Что касается «Настойчивости», то марсоход проведет тестовую проверку работоспособности своих систем и сообщит о результате диспетчерам. Они об этом узнают примерно через 11 минут после начала процесса посадки. Ну и уже после этого, если все системы работают нормально, ровер начнет основную миссию по изучению поверхности Красной планеты. Кстати, посадку аппарата мы сможем увидеть во всей красе и даже услышать благодаря большому количеству камер и микрофонов, которыми оснащен ровер. Правда, эти данные в силу узкого канала связи попадут на Землю лишь через несколько недель. Их обработают и только после этого представят миру.
Насколько точными должны быть расчеты для миссии подобной сложности — сложно представить. Вероятно, эта миссия одна из самых сложных, когда-либо выполненных человечеством. С ней сравнима миссия «Кьюриосити», и если бы она не прошла гладко, то можно было бы сильно сомневаться в успехе текущего предприятия.
НАСА будет рассказывать о посадке на своем канале, так что не пропустите.
