Марс: великие провалы и малые успехи. Почему ?

Рубеж 2003-2004 годов ознаменовался полным или частичным завершением очередных миссий землян по изучению Красной планеты. В начале декабря был окончательно потерян японский исследовательский зонд "Нозоми" ("Nozomi", в приблизительном переводе "мечта", чаяния"), чьей основной задачей являлось детальное изучение магнитного поля Марса. Аппарат "Бигль-2" на борту станции "Марс-Экспресс", принадлежащий ЕКА достиг окрестностей четвертой от Солнца планеты, совершил посадку на ее поверхность, но не передал оттуда ни бита информации. Вероятно и на этот раз сотни миллионов евро будут списаны, как невосполнимые убытки. Впрочем, на околомарсианской орбите остается и продолжает функционировать основной блок. Успешным (пока) можно признать лишь миссию третьего земного аппарата — один из роверов "Дух" ("Spirit"), в рамках проекта "Mars Exploration Rover", начал передавать изображения местных пейзажей, совершив посадку в кратере Гусева. Второй вездеход "Возможность" ("Opportunity") должен "примарсианиться" в конце нынешнего января.

Тема не нова. Давно вызывает беспокойство неоправданно высокий процент неудач при выполнении исследовательских программ по изучению Марса. Вызваны они разными причинами, по большей части это отказы техники, далее следуют ошибки операторов и фатальные стечения обстоятельств (марсианские песчаные бури, микрометеориты и прочее). Однако следует определить и проанализировать корреляцию между задачами, поставленными перед тем или иным исследовательским зондом, местом его предполагаемой посадки и, соответственно, успехом или неуспехом его научной миссии.

Хронология

Первые космические аппараты были отправлены к Марсу в начале 60-х годов.

10 и 14 октября 1960-го СССР поочередно запускает к Марсу две автоматические межпланетные станции (АМС), которые гибнут вскоре после запуска из-за аварий ракетоносителей. Еще через десять дней советский "Спутник-22" выходит на орбиту Земли, но взрывается на 17-той секунде из-за неполадок разгонного двигателя.

Два года спустя Советский Союз успешно запускает АМС "Марс-1", но теряет с ней связь 21 мая 1963-го. По данным телеметрии произошла утечка азота из баллонов системы ориентации аппарата.

4 ноября 1962-го в СССР стартует "Спутник-24". Этот космический аппарат так и не вышел на заданную орбиту вследствие преждевременного отключения разгонного двигателя и 5 ноября 1962-го сгорел в плотных слоях атмосферы Земли.

5 ноября 1964-го США запускают свой первый космический корабль к Марсу "Mariner-3", но обтекатель аппарата не отделился, и на марсианскую траекторию вывести "Mariner-3" не удалось.

28 ноября 1964-го: первый успех. Запущенный в США "Mariner-4" выполнил первый подтвержденный пролет около Марса 14 июля 1965 и передал 21 полную и 1 незавершенную фотографию в течение последующих 10 дней. Космическая станция произвела фотосъемку местности, в общем и целом не характерной для планеты (случайность ?). Перед учеными на фотографиях предстал изрытый воронками и кратерами ландшафт более подходящий для поверхности Луны или Меркурия.

Далее "бурные шестидесятые" отмечены тремя советскими неудачами и американским успехом "Mariner-6" и "Mariner-7". Были получены первые по-настоящему качественные фотографии с разрешением до 300 м и измерена температура южной полярной шапки, которая оказалась очень низкой -125°С. Эти две станции охватили объективами своих фотокамер около 70% марсианской поверхности. Однако со времени миссии "Mariner 4" минуло четыре года — у "некто" было достаточно времени, чтобы убрать с поверхности (или замаскировать) все непредназначенные для ока землян объекты.

Седьмое десятилетие 20-го века также начинается с поражений.

8 мая 1971-го США запускают "Mariner-8", который, из-за сбоя в работе второй ступени ракетоносителя, упал в Атлантический океан примерно в 900 милях от мыса Канаверал.

10 мая 1971-го СССР запускают "Космос-419". Выход на орбиту был успешен, но из-за преждевременного запуска двигателя разгонного блока полет к Марсу не состоялся. 12 мая 1971-го аппарат вошел в плотные слои земной атмосферы и сгорел.

Девять дней спустя стартует "Марс-2", который 27 ноября 1971-го разбивается о поверхность Марса в Долине Нанеди в Земле Ксанфа из-за неполадок в системе торможения. Слабым утешением явилось известие о доставке на Марс вымпела с изображением Герба СССР.

28 мая 1971-го в СССР отправляют в космос "Марс-3". Это первый реальный успех отечественных попыток по изучению Марса. Спускаемый аппарат АМС совершил первую в истории мягкую посадку на поверхность Марса 2 декабря 1971-го около северного края кратера Птолемей в Земле Сирен. Началась, а спустя 20 секунд прекратилась передача видеосигнала с телекамеры аппарата и больше никаких сигналов от "Марс-3" не поступало.

30 мая 1971-го США запускают "Mariner-9", который успешно вышел на орбиту планеты 13 ноября 1971-го. Он работал на орбите до 27 октября 1972-го, на Землю были переданы 7329 снимков Марса с разрешением до 100 м, а также фотографии его спутников Фобоса и Деймоса.

21 и 25 июля, 5 и 9 августа 1973-го: СССР запускают соответственно орбитальные станции "Марс-4" и "Марс-5" и спускаемые аппараты "Марс-6" и "Марс-7". Полет сопровождало огромное количество неполадок, поэтому научная программа "Марсов" была выполнена частично: "Марс-4" и "Марс-5" провели фототелевизионную съемку и выполнили сериюисследований поверхности и атмосферы планеты. 12 марта 1974-го "Марс-6" совершил мягкую посадку в южном полушарии, в Долине Самара на границе Жемчужной Земли и Земли Ноя, но связь с ним вскоре прекратилась. Спускаемый аппарат "Марс-7" прошел в 1300 км от поверхности Марса по пролетной траектории и ушел в просторы космоса.

Самый успешный марсианский проект 70-х — миссия "Викингов" ("Viking"). Их успех должен был утвердить превосходство американской научной мысли и показать миру достижения американской же технологии. Кроме того, в 1976 году четвертого июля жители США бурно и помпезно отмечали 200-летие образования Северо-Американских Соединенных Штатов. Именно к данному событию и были приурочены посадки "Викингов" на поверхность Красной планеты.

Итак, 20 августа и 9 сентября 1975-го США запускают "Viking-1" и "Viking-2". "Viking-1" вышел на орбиту Марса 19 июня 1976-го и на следующий день успешно совершил мягкую посадку на Равнине Хриса. "Viking-2" вышел на орбиту Марса 7 августа 1976-го и "примарсианился" на Равнине Утопия 3 сентября 1976-го. Наряду с изучением атмосферы, метеорологических условий, свойств грунта в местах посадок были проведены уникальные эксперименты с помощью специальных лабораторий для обнаружения самых незначительных признаков жизни в грунте. Работа "Viking-1" продолжалась в течение 4 лет, а "Viking-2" - более 6 лет. С орбитальных станций выполнено детальное фотографирование поверхности Марса и его спутников, на основе полученных данных составлены подробные карты поверхности Марса, геологические, тепловые и другие специальные карты.

В восьмидесятые годы Марсом занималась только одна сверхдержава — Советский Союз. После успеха "Викингов" американцы внезапно "охладели" к Марсу и возобновили свои попытки только через 16 лет. Здесь напрашивается аналогия с программой "Аполлон" ("Apollo"). После ее внезапного прекращения (последний предусмотренный по плану полет с высадкой на Луну был отменен) следующий "лунник" США — зонд "Клементина" отправился к естественному спутнику Земли только через 25 лет. Для широкой общественности сей факт прошел незамеченным, но если подумать... Перерыв, и весьма продолжительный, наступал всегда после достижения значительных успехов в изучении других небесных тел, то есть тех регионов космического пространства, где есть возможность разместиться стационарно, надолго. Кто и зачем попросил землян в лице американского правительства убраться из тех мест, куда их никто не приглашал ?

В июле 1988-го СССР осуществляет запуск двух АМС "Фобос-1" и "Фобос-2". "Фобос-1" был потерян на полпути к Марсу — с Земли оператором была отдана неверная команда. "Фобос-2" вышел на орбиту искусственного спутника Марса в январе 1989-го и совершил ряд орбитальных маневров при сближении с Фобосом. Получено 38 изображений Фобоса с разрешением до 40м, измерена температура поверхности Фобоса, составляющая в наиболее горячих точках 30°С(!). Но осуществить основную программу по исследованию Фобоса не удалось: 27 марта 1989-го связь с аппаратом была потеряна. Общеизвестно, что перед окончательной потерей связи с АМС станция передала на Землю изображение огромного сигарообразного объектом зависшего рядом со спутником Марса.

Как отмечалось выше, после 16-тилетнего затишья (если не принимать во внимание странные злоключения "Фобосов") начинается новейший зтап марсианской эпопеи, причем точно с такой же статистикой побед и поражений, как и в предыдущий период.

25 сентября 1992-го НАСА запускает "Mars Observer". Контакт с "Mars Observer" был потерян 21 августа 1993-го, когда ему оставалось всего три дня до выхода на околомарсианскую орбиту. Предполагают, что космический аппарат взорвался во время повышения давления в топливных баках при подготовке к выходу на орбиту.

16 ноября 1996-го Россия отправляет в дальний путь "Марс-96", а 17-го станция падает в воды Тихого океана неподалеку от побережья Чили. Катастрофа произошла из-за неполадок в разгонном блоке. Неудача тем более обидна, поскольку это был первый проект подобного масштаба в постсоветской России. Впрочем, как рассказывают участники строительства АМС, хроническое недофинансирование и невыплата зарплат привели к тому, что изготовление, монтаж и сборка оборудования велись на голом энтузиазме. Между тем, нет худа без добра (так считали до конца декабря 2003-го) — технические идеи и некоторые научные приборы были использованы для комплектации зонда Европейского Космического агентства "Бигль-2".

Наконец удача ! 7 ноября 1996-го с мыса Канаверал стартовал "Mars Global Surveyor". Он вышел на орбиту Марса 12 сентября 1997-го и начал научные наблюдения, включая подробное картографирование, в марте 1998-го. 31 января 2001-го "Mars Global Surveyor" завершил свою картографическую фазу миссии, выполнив все планировавшиеся научные задачи в течение полного марсианского года (687 дней) и приступил к выполнению следующей части исследований.

4 декабря 1996-го: американцы отправляют "Mars Pathfinder". 4 июля 1997-го мягкую посадку на Марс в районе долины Арес совершает спускаемый аппарат с подвижным научным механизмом — марсоходом. Миниатюрный прибор (60х30х45 см, вес менее 10 кг) не удалялся от материнской платформы более чем на десяток-другой метров, но позволил получить подробные характеристики геологии Марса и качественные фотоснимки. 7 октября 1997-го по неизвестным причинам радиосвязь с экспедицией прекратилась. Спускаемый аппарат "Mars Pathfinder" получил название "Мемориальнаястанция им. Карла Сагана".

Летом 1998-го Азия летит наМарс ! Япония запускает исследовательский зонд "Nozomi". Из-за неправильного гравитационного разгонного маневра у Луны и Земли для возвращения на трассу был использован драгоценный запас горючего и скорость станции оказалась ниже расчетной. 9 декабря 2003-го связь с "Nozomi" потеряна окончательно.

11 декабря 1998-го: автоматический зонд "Mars Climate Orbiter". Этот уникальный аппарат тоже стал жертвой пресловутого "человеческого фактора". Одна из групп, осуществлявших управление кораблем, посылала команды на борт в английской системе мер, не переведя их в метрическую, как остальные. В результате станция прошла на расстоянии 57 км от поверхности Марса вместо расчетных 140-150 и, по всей видимости, погибла в слишком плотных слоях атмосферы.

3 января 1999-го: в космосе "Mars Polar Lander/Deep Space-2". Аппарат должен был совершить посадку 3 декабря 1999 года. Связь со станцией отключили на то время, пока она проходила через марсианскую атмосферу. Через 38 минут станция должна была выйти на связь, но не вышла.

После четырехлетней полосы провалов — снова удача ! 7 апреля 2001-го стартует "2001 Mars Odyssey", а 24 октября 2001-го он успешно выходит на вытянутую эллиптическую орбиту вокруг Марса с периодом обращения приблизительно 20 часов и приступает к выполнению поставленных задач.

Наконец 2003 год.

2 июня в рамках первой Европейской межпланетной миссии с космодрома Байконур запущен "Mars Express" с посадочным аппаратом "Beagle-2". 3 декабря 2003-го он достиг Марса и сделал первый снимок ее поверхности с близкого расстояния. "Mars Express" должен предоставить новые данные для изучения структуры, геологии и атмосферы планеты и передать на Землю цветное трехмерное изображение поверхности Марса высочайшего разрешения.

А "Бигль-2" замолчал навсегда !

10 июня и 8 июля США по проекту "Mars Exploration Rover" запускают космические аппараты "Spirit" и "Opportunity". По планам, посадки на Марс должны состояться 4 и 25 января 2004-го в районе кратера Гусева. Основной задачей полетов является изучение поверхности Марса. Как известно, "Дух" совершил удачную посадку и пытается продолжить работы по программе. "Возможность" ожидает своей участи.

Статистика

За 43 года попыток Земли исследовать своего "старшего брата" по солнечной системе было осуществлено тридцать четыре запуска (в статистику не включен проект "Mars Exploration Rover", поскольку судьба его пока не ясна). Двадцать попыток на том или ином этапе окончилась провалом. Четырнадцать завершились некоторым успехом (полным назвать все 14 не поворачивается язык).

Из этих четырнадцати практически полностью выполнили свою программу девять космических аппаратов (Mariner-4, Mariner-6, Mariner-7, Mariner-9, Viking-1, Viking-2 , Mars Global Surveyor, Mars Pathfinder, 2001 Mars Odyssey), а миссию пяти АМС можно считать выполненной частично (Марс-3, Марс-4, Марс-5, Марс-6, Mars Express — спускаемый модуль "Бигль-2" для ученых потерян, но орбитальный блок продолжает функционировать и передавать данные на Землю).

Из девяти попыток совершить мягкую посадку на Красную планету благополучный исход имели всего лишь три (Viking-1, Viking-2, Mars Pathfinder).

Интересна связь между научной программой того или иного аппарата и его дальнейшей судьбой. Не будем рассматривать запуски 60-х и 70-х годов, поскольку в то время основной задачей было достижение окрестностей Марса и проведение несложных научных операций — фотографирование поверхности планеты, получение данных о температурном режиме, исследование окружающего космического пространства и т.д. Кроме того, несовершенство космической техники тех лет (просто "Фарманы" космоса !) вполне объясняет и оправдывает первые катастрофы. Однако, начиная с "Викингов" аппаратура становится сложнее, точнее и умнее, и на Землю могут попасть некоторые нежелательные для разглашения секреты. Окончательные выводы предоставляем делать читателям.

Все станции предназначенные для глубинных исследований марсианского грунта погибли. "Марс-96", "Mars Polar Lander" несли на своем борту пенетраторы — выбрасываемые при посадке зонды, заглубляющиеся в почву под действием силы тяжести ("Deep Space 2": предполагалось, что два миниатюрных, по 3,57 кг зонда, доставленных к Марсу на борту "Mars Polar Lander", при падении на поверхность на большой скорости смогут углубиться в грунт планеты. Это должно было произойти в районе южного полюса Марса). Сам спускаемый аппарат должен был прокапывать шурфы в грунте и обследовать их визуально в поисках следов сезонных изменений. "Фобосы" вообще имели передовую технику для дистанционного исследования поверхности спутника Марса — предполагалось лучом лазера испарить частицы грунта (или не грунта?) Фобоса и изучить спектральные характеристики образовавшегося облака.

В 1965 году Маринер-4 не обнаружил магнитного поля у Марса. Однако с упорством достойным лучшего применения Земля продолжала отправлять к Красной планете аппараты с магнитометрами. Все АМС на которых были установлены приборы для детального изучения магнитного поля Марса погибли. Это "Mars Observer", он должен был изучать, кроме всего прочего, и природу магнитного поля Марса; "Марс-96", частично "Фобосы" (исследование свойств плазмы в окрестностях Марса) и японский "Nozomi", чьей основной задачей было определение интенсивности магнитного поля планеты.

Из предложенной схемы несколько выпадают всего два аппарата — погибший "Mars Climate Orbiter" и успешный "Mars Global Surveyor". На первом не было ни пенетраторов ни магнитометров, однако имелись приборы для изучения других полей, гравитационных. "Climate Orbiter" призван был определять наличие аномалий в гравитационных полях Марса. А "Mars Global Surveyor" напротив, имел устройства для обнаружения магнитных аномалий и такую аномалию обнаружил — в Южном полушарии неожиданно были выявлены сильно намагниченные участки коры, что, возможно, указывает на быстрое остывание Марса в начале его истории, а, может быть, и на наличие в прилегающих к Южному полюсу районах аномалий не естественного происхождения. Впрочем, это отнюдь не изучение всего магнитного поля планеты в целом.

Прослеживается интересная связь между успехом или неудачей АМС и местом ее посадки. Складывается впечатление, что для землян открыт только экваториальный пояс. (см. карты полушарий Марса). Космические станции "Viking-1" и "Mars Pathfinder", успешно завершившие работу сели в район экватора. Все остальные аппараты, пытавшиеся проникнуть за пределы обозначенной зоны разбивались или практически не функционировали. Вероятно, об этом хорошо известно руководству НАСА — попытавшись проникнуть к Южному полюсу (магнитная аномалия, обнаруженная "Global Surveyor") и потерпев фиаско ("Mars Polar Lander/Deep Space-2"), американское космическое агентство следующие свои аппараты опять отправляет в низкие широты ("Spirit" и "Opportunity").

В данном случае только "Viking-2" опускался в более высокие широты, но не к югу а к северу. Первоначально сотрудники НАСА, подбиравшие подходящие площадки для посадки "Викингов" остановились на районе Сидония, однако по непонятным для них причинам место посадки было изменено. Как утверждают специалисты, "нововыбранные" районы Марса нехарактерны для геологических условий всей планеты в целом.

Относительно "Марс-96". Эта АМС проектировалась с размахом. На ее борту кроме заглубляемых пенетраторов имелся марсоход весом около 80-ти килограммов (ровер "Sojourner" на "Mars Pathfinder" - 10 кг), а также аэростатный зонд. За срок активной жизни аэростат должен был преодолеть около 1000 км и провести мультизамеры в 11-16 точках поверхности (посадки в ночное время) — никакого сравнения с предыдущими точечными исследованиями. Разумеется, такой наукоемкий монстр просто "не имел права" достичь цели, поэтому и приводнился досрочно в Тихом океане.

Напротив, удавшиеся экспедиции имели достаточно скромные, технические и локальные задачи. Так, основная цель "Викингов" - обнаружение следов жизни не была достигнута. Эксперименты не дали определенного ответа на этот животрепещущий вопрос. "Mars Global Surveyor" и "2001 Mars Odyssey" решали, в основном, вопросы картографии и метеорологии, а также занимались поисками следов воды. А в качестве главной задачи для "Mars Pathfinder" вообще декларировалось "...проверка дешевых средств запуска космического аппарата и нового транспортного средства, так называемого "ровера"...", а не чисто научные цели. И действительно, сорокасантиметровая тележка отъезжала от спускаемого аппарата всего на пару десятков метров, в то время как марсоход "Марс-96" в своем путешествии должен был развивать скорость до 4 км/час.

Скептики возразят — причины большинства неудач доподлинно известны: отказы техники, ошибки оператора, форс-мажор. Да, это действительно так ! Однако предлагаемые объяснения — вовсе не причины. Это завуалированное признание в бессилии. Такие объяснения сродни знаменитому ответу российского президента на вопрос известного телеобозревателя Ларри Кинга: "Г-н президент, что случилось с Вашей подводной лодкой ? — Она утонула !".

Так же и здесь. "Что случилось с АМС "Марс-2" ? — Отказала система торможения !"; "Что произошло с "Mars Climate Orbiter" ? — Ему отдали неверную команду !". А вот ПОЧЕМУ не отделился обтекатель, взорвались топливные баки, вовремя не включились маршевые двигатели ? Как понимать словосочетание "...посылала команды на борт в английской системе мер, не переведя их в метрическую, как остальные..." ? Какое это вдруг затмение нашло на опытнейших (не на одного, а на целую команду !) специалистов, что они не удосужились произвести элементарный пересчет, а затем перепроверить результаты ? А может быть это все отговорки для прикрытия совершенно других факторов, вызвавших многочисленные марсианские катастрофы ?

Эти и им подобные вопросы затрагивают огромнейший пласт проблем совершенно иного рода. Уфологический аспект марсианской эпопеи человечества будет рассмотрен на сайте через неделю.

Дмитрий Кузнецов, AURA[z]