«Марс Экспресс»

Новости космонавтики 1997 №12:
"Марс Экспресс" вместо "ЕвроМарсНэт"

5 июня. С.Баженов. ИТАР-ТАСС. Европейское космическое агентство пересмотрело условия своего участия в американо-европейской программе по изучению Марса и вместо сотрудничества с НАСА по запуску трех посадочных модулей к этой планете в 2005 году приступило к подготовке собственной экспедиции. Старт ракеты "Ариан" намечен на 2003 год. Об этом сообщил сегодня в телепрограмме Би-би-си руководитель европейского проекта "Марс Экспресс", профессор Лондонского Университета Копии Пиллинджер, Готовившаяся ранее ЕКА и НАСА программа "ЕвроМарсНэт" предполагала запуск к Марсу трех американских посадочных аппаратов европейской ракетой "Ариан". Как отметил Колин Пиллинджер, "Европа намерена обогнать Америку в изучении Марса и запустит к планете собственную спектрометрическую лабораторию, которая возьмет пробы грунта планеты с глубины более чем в 1 метр". Европейская лаборатория, проект создания которой займет около полугода, будет оснащена в отличие от американской бурильным оборудованием. Профессор Пиллинджер убежден, что это позволит более точно и достоверно доказать существование биологической жизни на Марсе и найти развивающиеся микроорганизмы. Проведение радикальных исследований на Марсе в рамках программы "Марс Экспресс" - инициатива британских ученых, которые вместе с со своими американскими коллегами из НАСА изучали метеорит с Марса, упавший в Антарктике. Результаты исследования позволили в августе прошлого года Президенту Биллу Клинтону сделать заявление, что НАСА, обнаружив окаменелости в метеорите, возраст которого примерно 16 миллионов лет, доказала наличие жизни на Марсе. Никакого упоминания о роли европейцев в этом открытии США не сделали. Европейское космическое агентство, заявил Колин Пиллинджер, не ограничится подготовкой к экспедиции собственной посадочной станции на Марс и планирует запустить на ареоцентрическую орбиту оборудование для дублирования наземных лабораторных изучений планеты.

Новости космонавтики 1997 №13:

О новых научных проектах ЕКА

16 июня. И.Лисов по сообщениям ЕКА. В 1997 г. европейские научные космические аппараты достигли впечатляющих результатов в исследовании Вселенной. Опубликованы результаты астрометрической миссии "Hipparcos", которые будут служить основой многих астрономических и астрофизических исследований в течение десятилетий. Несет солнечный дозор совместная с США обсерватория SOHO. Инфракрасная солнечная обсерватория ISO ежесуточно исследует до 45 космических объектов, помогая открывать историю и химию Вселенной. Продолжается работа Космического телескопа имени Хаббла, созданного в сотрудничестве с ЕКА.

Станция "Ulysses" уходит от Солнца, чтобы вновь вернуться к нему в 2000-2001 г., в период максимума солнечной активности. В октябре вместе с американской станцией "Cassini" уйдет в путешествие к Сатурну и Титану европейский зонд "Huygens".

Бюджет европейской космической науки мал по сравнению с расходами NASA на эти цели и к тому же сокращается, но каждая европейская космическая обсерватория является первой в своем классе. Мы уже сообщали, что исследования околоземной среды и солнечно-земных связей будут продолжены в рамках проекта "Cluster 2", утвержденного в апреле 1997 г. В 1999 стартует рентгеновская обсерватория ХММ. На базе ее (для экономии средств) создается гамма-обсерватория "Integral", которую планируется запустить в 2001 г. В 2003 г. будет запущена станция "Rosetta", которая десять лет спустя совершит путешествие к Солнцу вместе с кометой Виртанена.

А о следующих проектах "НК" еще не писали, или упоминали лишь вскользь. Развитию инфракрасной астрономии на более длинных волнах, чем принимаемые приборами ISO, посвящен крупный проект FIRST. К нему примыкает по тематике недавно утвержденный ЕКА "средний" проект "Planck Surveyor", названный в честь знаменитого физика Макса Планка. Его цель - картировать космическое микроволновое излучение с таким уровнем деталей, который позволил бы проследить происхождение галактик. Сейчас ЕКА рассматривает возможность реализовать оба проекта на одном космическом аппарате, который может быть запущен в 2005 г.

Среди возможных, но еще не утвержденных миссий, выделяется проект "Mars Express", предусматривающий запуск спутника Марса в 2003 г. Наряду с дистанционным зондированием с орбиты, "Mars Express" доставит на поверхность планеты посадочные аппараты. Этот проект обещает быть относительно дешевым, так как посадочные аппараты будут созданы с учетом опыта разработки зонда "Huygens", а часть научной аппаратуры была разработана для неудачной программы "Марс-96" и теперь может быть легко адаптирована к новому аппарату.

ЕКА изучает возможность создания малых аппаратов серии SMART (Small Missions for Advanced Research & Technology), предназначенных для отработки ключевых технологий и потому напоминающих американские аппараты "New Millenium". Первый аппарат может, используя солнечно-электрический двигатель, совершить в 2001 г. полет к Луне и далее к одному из астероидов. Второй кандидат на реализацию в серии SMART - КА для проверки теории гравитации Альберта Эйнштейна с использованием "бестяговых" технологий.

В качестве долгосрочных целей выбраны еще три крупных проекта. Основываясь на результатах проекта SMART-1, предполагается запустить в 2009 г. спутник Меркурия, мало исследованного до настоящего времени, и прояснить с его помощью историю Солнечной системы. Проект астрономической интерферометрической миссии предусматривает объединенные наблюдения звезд и галактик с двух или нескольких космических телескопов в видимом или инфракрасном свете. Наконец, планируется проект в совершенно новой области - гравитационной астрономии, - создание аппарата для регистрации гравитационных волн.

Рассматриваются и другие возможности, в том числе участие в замене Космического телескопа имени Хаббла и в научной программе, связанной с Международной космической станцией. Пересмотренный план исследовательских КА должен быть утвержден Комитетом по научным программам ЕКА в ноябре 1997 г.

Новости космонавтики 1997 №26:

ЕКА. Подробно о проекте "Mars Express"

И.Лисов по материалам ЕКА. В НК №12, 1997, было опубликовано сообщение ИТАР-ТАСС о новой европейской миссии по исследованию Марса "Mars Express". Этот проект был одной из тем, которые обсуждались Генеральным директором ЕКА Антонио Родотой и директором NASA Дэниелом Голдиным во время их встречи в Париже 11 ноября.

Проект должен был быть утвержден Комитетом по научным программам ЕКА позднее в ноябре, а в декабре планировалось опубликовать официальный запрос о подаче предложений на проведение научных экспериментов. Хотя редакция НК не располагает информацией о состоявшемся утверждении, мы решили опубликовать более подробную информацию об этом проекте, чем в упомянутом сообщении ИТАР-ТАСС. Изложение основано на тексте доклада А.Ф.Чикарро из департамента космической науки ЕКА.

Своим рождением проект "Mars Express" обязан двум обстоятельствам. Во-первых, в течение 10 лет ЕКА и европейские ученые вели проработку сети марсианских посадочных аппаратов, известной как проекты "MarsNet" и "InterMarsNet". Во-вторых, после аварии российской АМС "Марс-96" Международная рабочая группа по исследованиям Марса предложила все-таки доставить к Марсу наиболее интересные приборы проекта "Марс-96".

"Mars Express" призван выполнить задачи обоих предшествующих проектов. С точки зрения планирования и финансирования он рассматривается как первая "гибкая миссия" F1 программы "Horizons 2000". Расчетный объем финансирования - 150 млн экю.

Проект "Mars Express" предусматривает отправку к Марсу станции, включающей орбитальный аппарат и до четырех посадочных зондов. Их научные задачи таковы:

Орбитальный аппарат:

- глобальная фотогеологическая съемка с разрешением 10 м;

- глобальная минералогическая съемка с разрешением 100 м;

- исследование глобальной атмосферной циркуляции и картирование состава атмосферы;

- зондирование подповерхностной структуры в субкилометровом масштабе до слоя вечной мерзлоты;

- взаимодействие атмосферы с поверхностью и межпланетной средой.

Посадочные зонды:

- внутреннее строение Марса и динамическая активность;

- метеорология и климатология;

- геология, минералогия и геохимия мест посадки;

- физические свойства атмосферы и поверхностных слоев и поиски признаков жизни.

Запуск планируется на российской ракете класса "Союз" в мае-июне 2003 г. Это наиболее оптимальная по забрасываемой массе дата. Общая масса станции составит 1100 кг. Орбитальный аппарат выйдет на орбиту спутника Марса с наклонением 122.6°, высотой 300x8300 км и периодом 5.7 час. Посадочные зонды будут заброшены в заданные районы с подлетной траектории (6.4 км/с, максимальное ускорение 19g) и выполнят посадку со скоростью около 40 м/с в пределах эллипсов рассеяния длиной 100 км.

Предварительная проработка показала возможность установки 120 кг научной аппаратуры на орбитальном аппарате (цветная стереоскопическая камера, ИК-спектрометр, атмосферный прибор, радиолокатор, анализатор нейтральных атомов высоких энергий) и посадочных зондов общей массой 150 кг. Орбитальный аппарат стабилизируется по трем осям.

Пока рассматривается два проекта зондов. Первый вариант - это большой аппарат массой 100 кг для мягкой посадки с аппаратурой массой 17 кг, включая бур и инструменты для геохимических исследований и поисков жизни. Второй - сеть из четырех малых зондов с аппаратурой для исследования внутренней геофизики планеты, метеорологии, геохимии и геологии. В этом варианте каждый зонд массой 40 кг несет приборы массой 6 кг. На трех установлены сейсмометр/магнитометр, аппаратура измерения ускорений при спуске и метеоусловий и камера. Четвертый несет комплект камер и аппаратуру для исследования грунта, размещенную на дистанционно управляемом марсоходе. Рассматривается также возможность разработки спускаемого аппарата общего назначения, выполняющего оба варианта исследований. Вместе посадочные зонды будут передавать до 10 Мбит информации в сутки.

Основной цикл исследований рассчитан на 687 суток - один марсианский год. После этого орбитальный аппарат будет переведен на круговую орбиту для ретрансляции данных с других посадочных аппаратов.

ЕКА будет финансировать орбитальный аппарат, закупку носителя и управление полетом через Европейский центр космических операций и наземные станции в Перте (Австралия) и, при необходимости, Вайльхайме (ФРГ). Посадочные аппараты подготовят национальные космические агентства, научные приборы - университеты и институты за счет собственного финансирования. Поскольку некоторые приборы существуют как запасные или технологические образцы для поставленных на "Марс-96", дополнительные расходы будут сравнительно невелики.

О намерении участвовать в программе объявили как США, так и Россия, однако конкретные формы такого участия пока не определены.

Новости космонавтики 1998 №14:

Для Mars Express требуется марсоход. Остальное - есть

19 июня.

И.ЛИСОВ. НК.

Европейское космическое агентство официально объявило об утверждении Комитетом научных программ ЕКА комплекта научной аппаратуры для орбитального аппарата АМС Mars Express, которую планируется запустить к Марсу в июне 2003 г. (НК №26, 1997). Это шесть приборов и семь научных экспериментов, подготовленных учеными Германии, Италии, Франции и Швеции.

1. Исследовательская группа Римского университета поставит на Mars Express «Подповерхностный зондирующий радар-высотомер» SSR/A (Subsurface Sounding Radar/Altimeter). Этот радиолокатор будет картировать распределение льда и жидкой воды, если таковая имеется под поверхностным слоем пород Марса, вести топографическую съемку поверхности и поможет исследовать воздействие солнечного ветра на атмосферу планеты за счет регистрации влияния ионосферы на прохождение радиолокационного сигнала.

2. Прибор ASPERA для регистрации нейтральных атомов и ионов вблизи планеты Шведского института космической физики в Кируне. Тем самым будет проверен возможный механизм потери воды Марсом - разложение молекул водяного пара в атмосфере под действием солнечного ветра.

3. Инструмент SPICAM-UV готовит Аэрономическая служба Франции (Вэррьер, вблизи Парижа). С его помощью путем наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне будут исследованы газы, выделяемые поверхностью Марса. Одна из основных задач SPICAM-UV - проверить, насколько сильно солнечное УФ-излучение и окисляющие агенты (озон, гидроксил) воздействовали бы на зарождающуюся на Марсе жизнь.

4. В Институте физики межпланетного пространства (Фраскати, Италия) разработан инфракрасный «Планетарный Фурье-спектрометр» PFS для исчерпывающих наблюдений за марсианской атмосферой, ее газовым и пылевым составом и погодой, а также слежения за ходом температуры на поверхности и за сезонным появлением инея. Прибор измеряет интенсивности ИК-излучения на заданных длинах волн.

5. Картирующий спектрометр OMEGA Института космической астрофизики (Орсэй, вблизи Парижа) предназначен для исследования минералогии поверхности Марса. По яркости поверхности в видимом и ИК-диапазонах OMEGA сможет определить типы покрывающего материала - силикаты, гидраты, оксиды, карбонаты, органический иней и лед. Спектрометр также будет использоваться для исследования газов и пыли в атмосфере.

6. Съемку больших участков поверхности Марса, в том числе цветную и стереоскопическую, с разрешением до 12- 15 м обеспечит стереокамера высокого разрешения HRSC (High Resolution Stereo Camera) Института исследования планет в Берлине.

7. Университет Кельна готовит традиционный для межпланетных станций радиоэксперимент. Регистрация принимаемого радиосигнала дает «бесплатную» возможность зондировать атмосферу планеты, когда сигнал проходит через нее, и определять высоты деталей поверхности и ее состав - для отраженного сигнала.

Все приборы, кроме SSR/A, находились на борту российской станции «Марс-96». Гибель ее и заставила ЕКА включить в свою научную космическую программу миссию Mars Express. Интересно, что по составу аппаратуры Mars Express весьма сходен с проектом Rosetta. Одноименный КА отправится в путешествие к комете Виртанена через несколько месяцев после старта Mars Express.

Как объявило 19 июня ЕКА, имеется возможность отправить вместе с орбитальным аппаратом и малый посадочный аппарат массой до 60 кг со своим комплексом научной аппаратуры. Одно «но»: предложения по такому МПА предложено было подать в двухнедельный срок - до 3 июля. Очевидно, это «конкурс для посвященных»: хотя сообщение ЕКА от 19 июня и начинается словами «любые ученые, желающие послать инструменты на поверхность Марса», подготовить серьезное предложение за две недели «с нуля» физически невозможно. Посмотрим, чье предложение окажется «очень кстати».

С выбором посадочного аппарата (если он будет включен в проект) формирование миссии Mars Express заканчивается и она будет представлена для официального утверждения Комитетом научных программ ЕКА в качестве первого «гибкого» проекта F1.

ЕКА объясняет предельно жесткие сроки конкурса наличием единственной стартовой возможности летом 2003 г. и малым оставшимся до этого сроком. Масса КА и научной аппаратуры, доставляемой к Марсу при запуске в 2003 г., является наибольшей за последующий десятилетний период. Окно 2003 г. оптимально и по длительности перелета. В то же время по масштабам ЕКА пять лет на разработку, изготовление, испытания и запуск - это действительно очень мало.

Самые крупные («краеугольные» - «cornerstone») проекты ЕКА разрабатываются около 10 лет. В дополнение к ним стратегией ЕКА предусматривались «средние» проекты, однако начиная с Mars Express на смену им придут «гибкие». Подобно тому как это делается в NASA, в «гибких» проектах большая доля ответственности будет переложена на промышленность и ученых. Благодаря этому средняя стоимость «гибкой» миссии составит порядка четверти от стоимости «краеугольной».

Решение на полномасштабную разработку проекта нужно до конца 1998 г. Тогда Mars Express начнет работу на орбите спутника Марса в конце 2003 г.

По сообщениям ЕКА, France Presse

Сиддики:
Научные инструменты:
"Марс Экспресс:
1. видимый и инфракрасный минералогический картографический спектрометр (OMEGA)
2. ультрафиолетовый и инфракрасный атмосферный спектрометр (SPICAM)
3. подземный радиолокационный высотомер (MARSIS)
4. планетарный Фурье-спектрометр (PFS)
5. анализатор космической плазмы и энергичных атомов (ASPERA)
6. стерео камера высокого разрешения (HRSC)
7. Марс Экспресс посадочные средства связи (MELACOM)
8. Марс радиологический эксперимент (MaRS)
9. камера (VMC)
Результаты: первая планетарная миссия ЕКА (хотя и запущенная русскими) состояла из двух частей: орбитального аппарата и спускаемого аппарата. Орбитальный аппарат был спроектирован для изображения всей поверхности Марса в высоком разрешении, создания карты минерального состава его поверхности, составления карты его атмосферы, определения структуры подповерхности (до глубины нескольких километров) и изучения влияния атмосферы на ее поверхность, а также взаимодействие атмосферы с солнечным ветром. Он нес множество инструментов, которые изначально были на злополучном российском зонде Марс-8. Несколько других стран также внесли свой вклад, в том числе США, Польша, Япония и Китай. 33,2-килограммовый британский аппарат «Бигл-2» (его название - намек на «Бигль», на котором был молодой Чарльз Дарвин (1809–1882) во время его исторического путешествия) был разработан для проведения исследований по экзобиологии и геохимии на поверхности Марса. После запуска ступень Фрегата включалась дважды, сначала вышла на околоземную орбиту, а затем (в 19:03), чтобы отправить космический аппарат на гелиоцентрическую орбиту. Приблизительно за 6 часов до выхода на орбиту Марса в 08:31 19 декабря 2003 года «Марс Экспресс» успешно выпустил «Бигл 2». Тем временем «Марс Экспресс» запустил свой главный двигатель в 02:47 в день Рождества и вышел на начальную орбиту Марса 260 х 187 500 километров (с периодом 10 дней), таким образом, ESA достигла того, чего раньше достигли только США и Советский Союз. Примерно через сто дней, в начале мая, орбитальный аппарат находился на орбите размером 10 107 х 298 километров с периодом обращения 6,7 часа. «Марс Экспресс» тем временем начал возвращать ценные данные о Красной планете. Около года спустя, 4 мая 2005 года, он развернул первый из двух своих 20-метровых радиолокационных штанг для эксперимента MARSIS, а вторые были развернуты 14 июня. Две стрелы вместе создали дипольную антенну длиной 40 метров для проведения эксперимента MARSIS. Космический аппарат присылал впечатляющие изображения местности планеты; в течение первого марсианского года он нанес на карту четверть поверхности с разрешением 20 метров на пиксель в цвете и более половины поверхности в 50 метров. В течение первых пяти лет на орбите космический аппарат обнаружил относительно недавние свидетельства вулканических и ледниковых процессов и наличия водяного льда под поверхностью. «Марс Экспресс» нанес на карту различные типы льда в полярных регионах и определил историю обилия воды на Марсе. Одним из наиболее ярких открытий было подтверждение существования метана в атмосфере (объявлено 30 марта 2004 г.), наличие которого независимо подтверждено наземными наблюдениями, но позже уточнил данные от «Кьюриосити». Миссия «Марс Экспресс» была сначала продлена до октября 2007 года, а затем снова до мая 2009 года, значительно превысив исходную продолжительность жизни в 687 земных дней. С тех пор последовало еще пять расширений, последнее из которых продлило миссию до 2016 года. Во время этих расширенных миссий космический аппарат помогал в эксплуатации будущих зондов Марса, таких как спутник НАСА «Феникс» (в 2008 году), а также собирал данные о Фобосе. Например, 3 марта 2010 года «Марс Экспресс» прошел мимо Фобоса на расстоянии всего 67 километров, самый близкий к этому времени космический аппарат. Это расстояние было преодолено 29 декабря 2013 года, когда космический аппарат приблизился всего в 45 километрах от марсианской луны. Ранее, в августе 2011 года, зонд столкнулся с проблемами со встроенной памятью компьютера и дважды перешел в «безопасный режим» в ответ на чрезвычайные ситуации. К счастью, к 24 ноября 2011 года диспетчеры смогли вернуть космический аппарат на полную мощность. Ко времени 10-й годовщины своего запуска ЕКА смогла выпустить почти полную топографическую карту Марса с изображением гор, кратеров, русел древних рек и потоков лавы, которые отмечают планету. Потенциально опасным событием для «Марс Экспресс» был пролет кометы C/2013 A1 (также известный как Siding Spring) вблизи Марса 19 октября 2014 года. Поскольку дальность действия кометы составляла всего 385 000 километров, существовала обеспокоенность по поводу возможности появления кометный комы, захватывающей Марс и вместе с ним оперативные космические аппараты в окрестностях Марса (включая в то время американский «Mars Reconnaissance Orbiter», «Марс Одиссей» 2001 г., «МАВЕН», «Европейский Марс Экспресс» и Индийскую миссию «Орбитер Марса»). В феврале 2015 года ученые объявили, основываясь на данных Mars Express и MRO НАСА, что Phlegra Montes, сложная сеть холмов, хребтов и бассейнов, охватывающая 1400 километров, может скрывать большое количество водяного льда, возможно, только в 20 метрах ниже поверхности. В течение трех лет команда «Марс Экспресс» продолжила интересный медиа-эксперимент с использованием простой камеры с низким разрешением, для поиска потерянного корабля «Бигл 2». После того, как поиски «Бигл 2» завершились в 2003 году, эта камера была выключена, но в 2007 году ESA снова включила ее, на этот раз исключительно для обучения и работы с населением. Изображения с так называемой веб-камеры Mars использовались публикой в десятках стран, поскольку энтузиасты загружали, обменивались и обрабатывали изображения, первоначально размещенные на странице Flickr. К маю 2016 года было просмотрено около 19 000 изображений, некоторые из которых основаны на запросах школ и молодежных клубов, более двух миллионов просмотров. В октябре 2016 года «Марс Экспресс» оказал помощь в сборе и передаче данных для злополучного посадочного модуля EDM Скиапарелли, который сел на Марс. В ноябре 2014 года финансирование миссии «Марс Экспресс» было продлено в шестой раз, до декабря 2016 года, и оно продолжает работать в полную силу в середине 2017 года.