Пыльно, холодно, ветер сильный: история жизни, смерти и открытий роботов на Марсе

Роверы и автоматические станции изучали планету за миллионы километров от дома посреди песчаных бурь, острых камней и пыльных дьяволов.

2 декабря 1971 года на Марс впервые удачно приземлился космический аппарат с Земли, передав за несколько секунд ценную информацию и вскоре загадочно погибнув. С тех пор прошло 50 лет, но изучение планеты не прерывалось.

Данные с Марса из года в год открывали учёным новое о далёкой планете, очаровывая живописными панорамами людей по всему миру. Создавали вокруг себя общества любителей и конспирологов, жаждущих обнаружить незамеченное.

Но прежде чем попасть на Землю, желанные материалы кропотливо собирались роботами. Их создавали разные страны, они приземлялись в разных местах, работая, замерзая, теряясь и увязая в холодных песках красной планеты на благо цивилизации.

В мае 1971 года Советский союз после долгих проб и ошибок приступил к долгожданному освоению Марса. В сторону малоизученной планеты с космодрома Байконур направились две одинаковые автоматические межпланетные станции — «Марс-2» и «Марс-3».

Конструкция «Марсов» включала: орбитальную станцию, которая становилась искусственным спутником Марса, спускаемый аппарат, доставляющий оборудование на поверхность планеты, и автоматическую марсианскую станцию для самих наблюдений.

Ещё «Марсы» имели на борту первый в мире марсоход — прибор оценки проходимости «ПрОП-М». Он выглядел как небольшая коробка на лыжах. В начале 1970 годов советские учёные знали о Марсе мало, поэтому, если бы поверхность оказалась снежным полем или песчаной дюной, полозья стали бы удачным решением.

Время для отправки выбрали точно — на август 1971 года пришлось великое противостояние Марса и Земли, когда расстояние между планетами было наименьшим. Многомесячный перелёт проходил гладко, исключая несколько коррекций и небольшой сбой в работе передатчиков «Марс-3».

27 ноября 1971 года первым к красной планете прилетел «Марс-2». В ходе погружения в атмосферу произошла нештатная ситуация: из-за программной ошибки станция не смогла затормозить нужным образом. В тот же день аппарат разбился около Долины Нанеди, став первым рукотворным предметом на Марсе.

2 декабря 1971 года к планете прибыл «Марс-3». Хотя первая станция-копия погибла днями ранее, посадка оказалась штатной. Советская станция вскоре медленно упала на плоское дно кратера Птолемей, совершив первое в мире мягкое приземление на Марс. После спуска на поверхность аппарат должен был выгрузить марсоход «ПрОП-М» и начать передачу сигнала.

В течение полутора минут после приземления «Марс-3» готовился к работе, а после начал делиться наблюдениями: камера сфотографировала поверхность планеты вокруг. Но спустя 14,5 секунд трансляция неожиданно прервалась. Все попытки выйти на связь не увенчались успехом, поэтому станцию признали утерянной.

Причины остановки связи до сих пор точно не известны. В 1971 году на Марсе поднялась сильнейшая пылевая буря, в это время на планету и приземлились советские космические аппараты. По одной из версий, частицы марсианской пыли электризовали антенны устройств, создав губительные разряды статического электричества.

Если орбитальный аппарат «Марса-2» из-за ошибки вышел на неверную орбиту, то его копия у «Марса-3» успешно работала ещё восемь месяцев. Она передавала на Землю измерения магнитного поля, состав атмосферы, рельеф и свойства поверхности, пока азот в системе стабилизации не исчерпался.

Наблюдая за успехами Советского Союза, свои станции на красную планету готовили отправить и американцы. Помимо фотографирования и сбора данных о Марсе, перед новой программой «Викинг» стоял поиск жизни на далёкой планете.

20 августа 1975 года с мыса Канаверал во Флориде запустили «Викинг-1», а спустя несколько дней его копию — «Викинг-2». Перед полётом аппараты стерилизовали 40 часов, чтобы земные формы жизни не оказались на другой планете.

Оба аппарата состояли из орбитальной станции для наблюдений с орбиты и спускаемого аппарата с автоматической станцией. В отличие от советских «Марсов», движущихся роботов-марсоходов «Викинги» с собой не имели.

Американцы учли другие особенности: вместо уязвимых на пыльном Марсе солнечных панелей энергию вырабатывали плутониевые батареи. Удар во время приземления поглощали алюминиевые амортизаторы, а для поиска жизни «Викингов» оснастили выдвижным устройством, захватывающим образцы грунта.

20 июля 1976 года американский «Викинг-1» мягко приземлился на Марс западнее равнины Хриса, отправив первые фотографии уже через 25 секунд. Позднее посадку выполнил и «Викинг-2» недалеко от равнины Утопия.

Достижения американских станций оказались значительны. Во-первых, впервые оказались получены цветные фотографии с поверхности Марса. Во-вторых, стал известен состав почвы красной планеты. В-третьих, «Викинги» провели долгожданные эксперименты по обнаружению жизни: но микроорганизмы не нашли.

Автоматические станции проработали ещё несколько лет. «Викинг-1» потеряли 11 ноября 1982 года из-за ошибки оператора: антенна аппарата опустилась к земле, из-за чего связь навсегда прекратилась. Второй «Викинг» отключился двумя годами раньше — 11 апреля 1980 года его аккумуляторные батареи вышли из строя.

Американцам понадобилось почти 20 лет со дня запуска «Викинга-2» для начала новой миссии. Одна из причин — желание отправить на Марс не только стационарную космическую станцию, но и подвижный марсоход. 4 декабря 1996 года NASA запустила Mars Pathfinder.

Новая программа включала стационарную марсианскую станцию с солнечными панелями и марсоход «Соджорнер». Поскольку Марс усыпан камнями, что не знали во время прошлых миссий, один из «Викингов» во время приземления встал опорой на камень: так близко к провалу станции ещё не оказывались.

По этой причине Mars Pathfinder приземлялась на гигантские круглые надувные мешки, отскакивая несколько раз от поверхности словно мячик. Марсоход «Соджорнер» оборудовали шестью колёсами вместо лыж, а ещё обустроили солнечной батареей.

4 июля 1997 года Mars Pathfinder успешно приземлилась на Марс, а на следующий день с платформы съехал и марсоход. Он изучал камни вокруг, подкатываясь то к одному, то к другому. Тем временем станция занималась измерениями ветра, температуры, а также делала снимки.

Mars Pathfinder открыла новое о составе камней вокруг, радиусе ядра планеты и не только. Но главной заслугой посчитали данные о древнем Марсе. Округлая галька и форма булыжников, состав пыли в атмосфере и некоторые анализы дали очередные подтверждения гипотезе о влажном и тёплом Марсе прошлого.

27 сентября станция последний раз вышла на связь. По версии исследователей, она замёрзла марсианской ночью, когда температура опустилась ниже −80 градусов по Цельсию. Батарея для обогрева техники могла сломаться из-за циклов разряда и заряда, поэтому на утро электроника уже не заработала.

В январе 1999 года NASA запустила ещё один аппарат — Mars Polar Lander. Его отправляли для исследований: поверхности, льда, климата, а также фотосъёмки в полярной области Марса, где раньше никто не бывал. Место и время посадки выбрали правильно, перелёт прошёл без сбоев, а 3 декабря станция вошла в атмосферу — и навсегда пропала. Причины так и остались неизвестны.

В июне 2003 года свою попытку найти жизнь на Марсе впервые предприняла и Великобритания. Отечественная ракета «Союз-ФГ» вывела аппарат в космос, а спустя несколько месяцев станция «Бигль-2» мягко приземлилась на планету. По неизвестным причинам «Бигль-2» так и не вышла на связь. Отыскать её удалось лишь 12 лет спустя — с помощью фотографии с орбиты.

В 2003 году NASA представила новую программу — Mars Exploration Rover. По задумке, на Марс отправляли два одинаковых марсохода: «Спирит» и «Оппортьюнити». Их цель — всестороннее изучение планеты, в частности поиск признаков жизни и воды.

4 января 2004 года на поверхность Марса приземлился «Спирит». Он ездил по планете, фотографировал кратеры и бурил камни, взбирался на высокие холмы и присылал панорамы. Чтобы перезимовать, когда на Марсе мало света, учёные отправляли его на хорошо освещённые стоянки.

«Спирит» столкнулся сразу с несколькими проблемами. Солнечные батареи слишком быстро запылились уже в ходе первого года работы. Этот эффект ожидали на Земле, — марсоход рассчитывался лишь на три месяца. Но марсианский ветер с вихрями оказался способен сдувать плотный слой пыли. Это позволило марсоходу проработать в 25 раз дольше: 6 лет и 19 дней.

16 марта 2006 года «Спирит» взбирался на холм МакКула. Неожиданно его переднее правое колесо сломалось и вскоре перестало работать. Сначала инженеры обеспокоились, но решение даже сыграло на руку. Марсоход перепрограммировали для движения задним ходом, а повреждённое колесо соскабливало грунт, открывая новые участки земли.

В ходе обычного перемещения 1 мая 2009 года «Спирит» оказался в ловушке. Под коркой нормального грунта залегал рыхлый песок, и марсоход забуксовал. Долгие месяцы учёные NASA пытались высвободить технику, на Земле даже воссоздали макет и проводили испытания. Спустя год все попытки прекратили и перевели ровер в режим стационарной платформы.

Второй марсоход «Оппортьюнити» проработал в 55 раз дольше отведённого срока, проехав около 45 километров. Он также изучал кратеры, холмы и горные породы, копал траншеи и фотографировал. В 2005 году он застрял в песке, но, в отличии от «Спирита», чудом сумел выехать.

В 2018 году Марс накрыла планетарная песчаная буря. Раньше «Оппортьюнити» удавалось пережить их, но не в этот раз. После окончания урагана NASA отправила команды марсоходу, но ответ так и не поступил, поэтому в феврале 2019 года миссию признали завершённой.

Не оставили без внимания судьбу марсохода и пользователи соцсетей, поддержав хештег NASA #ThanksOppy («Спасибо, Оппи»). Люди публиковали свои переживания и благодарили робота за тяжёлую службу на другой планете.

Оба марсохода проехали многие километры, отправили фотографии из самых разных локаций, обнаружили новые доказательства наличия воды в прошлом. Их работу высоко оценили учёные, а в честь награды некоторые астероиды назвали «Спирит» и «Оппортьюнити».

Опыт программы Mars Exploration Rover позволил NASA создать совершенно новый марсоход «Кьюриосити». Его отправили исследовать красную планету в 2011 году, изначально приземлив в кратере Гейла. Он заинтересовал учёных своей формой и геологией, характерными для наличия воды в прошлом.

«Кьюриосити» построили самым большим среди предшественников: он весил почти тонну, а крупные металлические колёса позволяли ездить по сложным грунтам и не буксовать. Солнечные батареи прошлых роверов постоянно засыпала марсианская пыль, поэтому учёные вернулись к радиоизотопным генераторам.

За время путешествия «Кьюриосити» испытывал программные сбои, у него трескались колёса и забивались пылью приборы. Несмотря на это, к октябрю 2021 года он преодолел свыше 25 километров, а 11 декабря остановился в тени утёса Марии Гордон Нотч.

Одним из главных достижений марсохода стало исследование прошлого Марса: поиск воды и пригодных для жизни условий. Робот также занимался изучением окружающей среды для возможной в будущем человеческой миссии.

Несколькими годами раньше на красную планету отправили «Феникс» — в 2008 году он впервые успешно приземлился в полярном регионе. Эта неподвижная станция нашла воду и внимательно изучила почву. Спустя несколько месяцев на Марсе наступила зима, и аппарат замёрз, успев передать много нового о водной истории планеты.

Новую неподвижную станцию отправили на Марс в 2018 году. InSight приземлился на равнине Элизий, где записал звуки ветра и обнаружил первое марсотрясение магнитудой 2,8 по шкале Рихтера. За полгода работы сейсмометр зафиксировал ещё более 20 таких событий. Станция также наблюдала за погодой и изучала геологию — по сей день она работает, отправляя на Землю разные данные.

Многочисленные фотографии с Марса изучают не только учёные, но и конспирологи. По их мнению, роботы успешно находят следы инопланетных цивилизаций, однако NASA скрывает полученные данные от мира. Некоторые из «находок» организации приходилось опровергать.

В 2020 году на красную планету отправили сразу две миссии. Первой стала китайская, в ходе которой на марсианскую равнину Утопия приземлился ровер «Чжужун». Проект приурочили к 100-летию китайской Коммунистической партии. В июле 2021 года марсоход исследовал песчаные дюны возле места посадки, а осенью находился в запланированном спящем режиме.

Неделей позже «Чжужуна» NASA отправила на Марс «Персеверанс». Он стал ещё более продвинутым по сравнению с «Кьюриосити» ровером: вес больше тонны, прочные и узкие алюминиевые колёса, проверенный временем радиоизотопный генератор, а также усовершенствованный лазер и многое другое.

Одной из самых ярких особенностей стал прикрёпленный к марсоходу небольшой беспилотный вертолёт. 19 апреля 2021 года он совершил первый полёт на Марсе, однако в NASA не планируют использовать его для помощи миссии: Ingenuity лишь выполняет роль демонстрации технологий. Это особенно беспокоит учёных, критикующих проект за бесполезность с научной точки зрения.

«Персеверанс» успел выполнить ещё одну задачу. 20 апреля 2021 года он впервые преобразовал местную атмосферу Марса в несколько грамм кислорода. По мнению NASA, это поможет астронавтам в будущих пилотируемых миссиях.

Роскосмос уже пробовал участвовать в освоении Марса — последний раз под эгидой программы «ЭкзоМарс-2016». В начале 2000 годов Европейское космическое агентство собиралось отправить собственный ровер на красную планету, но NASA покинула проект, поэтому в качестве нового партнёра в ЕКА выбрали Россию.

В 2016 году на двух ракетах «Протон-М» к Марсу отправились европейские орбитальный аппарат TGO и станция «Скиапарелли». Перелёт прошёл штатно, но 19 октября робот неожиданно разбился о поверхность планеты. Позже комиссия указала причиной аварии «баг» в датчиках: бортовой компьютер запутался в показаниях и начал готовить аппарат к посадке слишком рано.

Новая попытка ЕКА и Роскосмоса достигнуть Марса состоится в 2022 году. Российский посадочный модуль «Казачок» приземлит европейский марсоход «Розалинда Франклин», одним из самых ярких новшеств которого станет двухметровый бур. До этого ни один робот не имел бурильную установку аналогичной длины.

По мнению учёных, сложный климат Марса несовместим с жизнью на поверхности. С другой стороны, глубоко под грунтом, где влияние внешних факторов не так заметно, жизнь может присутствовать. Это и предстоит узнать марсоходу «Розалинда Франклин» — если он сумеет успешно добраться до Марса.

#космос #марс #nasa #исследования #лигаавторов #лонгриды