Наука 21 век » “Фобос-грунт” - Китайско-российская экспедиция на Фобос

“Фобос-грунт” - Китайско-российская экспедиция на Фобос

Представители Гонконгского политехнического университета (The Hong Kong Polytechnic University - PolyU) заявили о том, что работают в тесном контакте с российским Федеральным космическим агентством (Роскосмосом) над осуществлением проекта китайско-российской космической экспедиции к спутнику Марса Фобосу - "Фобос-грунт". Эта миссия, старт которой намечен на октябрь 2009 года, считается важнейшим элементом перспективного стратегического сотрудничества между Китаем и Россией, которые намерены в будущем организовать еще несколько таких же совместных межпланетных полетов.

Фобос. Изображение, полученное камерами Mars Global Surveyor. Фото NASA/JPL/Malin Space Science Systems

Руководство космических ведомств обеих стран договорилось о марсианской миссии после подписания 26 марта 2007 года специального соглашения о космическом сотрудничестве между китайским лидером Ху Цзиньтао и бывшим президентом России Владимиром Путиным. Важнейшими целями данной миссии станет сбор образцов грунта с Фобоса и их доставка на Землю для комплексных научных исследований. Намечен также и целый ряд биологических экспериментов - так, не исключено, что в специальный контейнер аппарата, следующего по пути на Марс, будут помещены представители земной флоры и фауны - требуется узнать, как длительное межпланетное путешествие в отсутствии земного магнитного поля скажется на их клетках.

Нужно отметить, что экспедиция к Фобосу обещает стать не только первой межпланетной российской миссией после распада Советского Союза, но и первой в истории человечества посадкой на спутник иной планеты. И это - в перспективе - также первая в истории возвращаемая межпланетная миссия.

Предполагается, что китайской стороной будет разработан небольшой спутник для исследования Марса с орбиты и манипулятор для работы на поверхности Фобоса. На Гонконгский политех возложена ответственность за разработку критически важного для успеха миссии приспособления для забора образцов грунта - SOPSYS (Soil Preparation System). Один из научных руководителей проекта "Фобос-грунт" с российской стороны - доктор физико-математических наук Александр Захаров из Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) - на этой неделе совершил в Гонконг специальную поездку для обсуждения некоторых аспектов сотрудничества. Устройство, разрабатываемое специалистами Гонконгского политехнического университета, будет весить всего лишь 400 г, а по размерам не превосходить обычный блок сигарет. При этом оно способно измельчать и просеивать частицы грунта диаметром менее 1 мм и анализировать их на месте. Эта процедура считается важным шагом на пути к пониманию эволюции Солнечной системы и поискам возможных признаков внеземной жизни. Система SOPSYS в настоящее время находится на конечной стадии своей разработки и будет готова к использованию до конца 2008 года.

Схема экспедиции "Фобос-грунт"

На траекторию перелета к Марсу зонд выводится с помощью разгонного блока "Фрегат". По достижении марсианских окрестностей аппарат переходит на эллиптическую орбиту с высотой апогея порядка 80 тысяч километров, после чего меняет ее на низкую орбиту наблюдения, а затем - на квазисинхронную орбиту у Фобоса. После выбора подходящего места посадки аппарат выдает тормозной импульс и совершает посадку на поверхность Фобоса. В течение нескольких дней проводится изучение окрестностей места посадки, забор образцов грунта, загрузка их в возвращаемую ракету, которая потом стартует с Фобоса и дожидается стартового окна на околомарсианской орбите. Спускаемый модуль остается на поверхности и продолжает изучение Фобоса и Марса. Полет возвращаемой ракеты к Земле занимает еще около года, и наконец капсула с образцами совершает беспарашютную посадку на одном из российских полигонов.

Общая хронология экспедиции: Старт - октябрь 2009 г. (стартовое окно - 2 недели). Полет до Марса длится 11 месяцев. Прибытие к Марсу - август-сентябрь 2010 г. Посадка на Фобос и старт с Фобоса - апрель 2011 г. Отлет к Земле - август 2011 г. Прибытие на Землю - июль 2012 г. (общее время экспедиции - 3 года).

Специалисты Гонконгского политехнического университета уже имели опыт работы с российским космическим агентством (так, еще в 1995 они разработали специальные зажимы, используемые при ремонтных работах в открытом космосе на ныне уже не существующей российской космической станции "Мир") и с Европейским космическим агентством (European Space Agency - ESA). В частности, в 2003 году гонконгские ученые создали устройство Mars Rock Corer, которое было установлено на борту британского марсианского спускаемого аппарата "Бигль-2" (Beagle 2), что работал в составе миссии "Марс-Экспресс" (Mars Express). К сожалению, "Биглю" так и не удалось успешно примарсианиться, однако от своей мечты о космических исследованиях гонконгские инженеры не отказались и намерены на этот раз попытаться сотрудничать с русскими.

Автоматическая межпланетная станция "Фобос-грунт"

У Марса, как известно, есть два естественных спутника - Фобос и Деймос (в греческой мифологии Фобос и Деймос - сыновья Марса и Венеры, по-гречески "фобос" - это страх, а "деймос" - ужас). Фобос делает приблизительно по 3 витка в день вокруг Марса и находится от него на среднем расстоянии в 9 378 км. Его размеры составляют всего лишь 0,006 от размера нашей Луны. По форме Фобос напоминает этакую картофелину 27х22х18 км. Подобно нашему спутнику, Фобос всегда повернут к Марсу одной и той же стороной (то же самое и с Деймосом). Плоскости орбит марсианских спутников почти совпадают с плоскостью экватора планеты. С близкой дистанции Деймос был впервые сфотографирован в 1977 году "Викингом-1", Фобос - "Маринером-9" в 1971 году, "Викингом-1" в 1977 году и "Фобосом" в 1988 году. Если человек когда-нибудь высадится на этом спутнике, он увидит впечатляющую картину: кроваво-красная планета заполнит большую часть неба, контрастируя с бесцветностью окружающего пейзажа.

Загадочная особенность поверхности Фобоса - ясно видимые на фотографии борозды. Возможно, они связаны с глубинными трещинами ударного происхождения. Инфракрасные измерения, выполненные советским "Фобосом-2", показали, что на поверхности этого марсианского спутника находится раздробленный материал (реголит), похожий на лунный, но, по-видимому, с частицами несколько большего размера. Не исключено, что вещество Фобоса первично, т.е. сохранилось со времени формирования Солнечной системы. Существует и гипотеза о более экзотичном происхождении марсианских спутников - вне Солнечной системы. Поэтому детальные исследования его состава, особенно изотопного, представляются задачей высокого приоритета. Многое можно сделать при прямых измерениях во время посадки, однако самое надежное - доставка вещества на Землю и изучение его в лабораториях.

Фобос обречен: так как его орбита расположена ниже синхронного уровня, приливные силы понижают ее примерно на 1,8 м в 100 лет, следовательно, приблизительно через 50 миллионов лет он либо врежется в поверхность Марса, либо будет разорван на мелкие астероиды.