Рабочая группа по выбору посадочной площадки будущей миссии “Экзомарс” рекомендовала Оксийскую равнину (Oxia Planum) в качестве посадочной площадки для марсохода и наземной научной платформы, которые будут запущены на Марс в 2020 году.
Это предложение должно быть рассмотрено внутри Европейского Космического Агентства и Роскосмоса, а официальное подтверждение выбранной площадки должно быть озвучено в середине 2019 года.
Один из примеров того, как проходил анализ посадочной площадки в Оксийской равнине для миссии “Экзомарс” 2020 года. Карта очерчивает границу, характеризующую диапазон возможных посадочных эллипсов. Цвета представляют разнообразие выявленных участков поверхности, включая равнины, каналы, ударные кратеры и объекты, выдуваемые ветром. Это не геологическая карта, предназначенная для научного анализа, а инструмент, используемый для определения различных текстур поверхности и потенциальных опасностей. Узкие эллипсы с черным контуром обозначают наиболее вероятные зоны посадки для моментов самого начала и конца стартового окна соответственно. Оно диктует наклонение траектории прибытия. Центральная точка приземления в Оксийской равнины одинакова независимо от фактической даты запуска. Фоновое изображение получено от аппарата Mars Odyssey. Источник: IRSPS/TAS; NASA/JPL-Caltech/Arizona State University
В основе программы «Экзомарс» лежит стремление определить, существовала ли когда-либо жизнь на Марсе. Сейчас мы точно знаем, что на этой планете в прошлом явно была вода, но в наше время этого ничего уже нет, а сухая поверхность подвергается воздействию сильного космического излучения.
Инфракрасный спектрометр OMEGA на борту аппарата Mars Express и CRISM на БОРТУ Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) сумели идентифицировать железомагниевые глины, такие как смектит, на сотнях квадратных километров вокруг места посадки в Оксийской равнине. Происхождение глин представляет большой интерес для исследователей, находящихся в поисках мест, где могли сохраниться следы жизни. Это изображение было сделано камерой высокого разрешения HiRISE и показывает относительно плоскую поверхность в этой области. Подобные изображения использовались при оценке различных кандидатов на посадочные площадки. Источник: NASA/JPL/University of Arizona
В начале этого года орбитальный аппарат серии “Экзомарс” под названием Trace Gas Orbiter (TGO), запущенный в 2016 году, начал свою научную миссию по поиску особых газов в атмосфере Марса, концентрация которых очень мала и которые могут быть связаны с биологической или геологической активностью. Будущий марсоход, в свою очередь, будет перемещаться между разными участками поверхности и бурить её. Ожидается, что в некоторых местах глубина забора образцов будет достигать двух метров. Эти эксперименты должны будут рассказать о возможности существования жизни под поверхностью. Ровер будет передавать свои данные на Землю посредством канала связи с TGO.
Нахождение двух областей, Оксийской равнины и долины Мавра, которые были кандидатами в возможное место посадки ровера “Экзомарс”. Они расположены к северу от экватора, разделены несколькими сотнями километров, в районе с многочисленными каналами, проходящими от южного нагорья до северной низменности. Фоновом изображение было получено аппаратом «Викинг». Источник: NASA/JPL/USGS
Обе области, рассматриваемые в качестве возможных мест посадки — Оксийская равнина и долина Мавра (Mawrth Vallis) – имеют богатую геологическую историю со времени более влажного прошлого планеты, что соответствует примерно четырём миллиардам лет назад. Они расположены к северу от экватора, на расстоянии нескольких сотен километров между собой, в районе планеты с многочисленными каналами, проходящими от южного нагорья до северной низменности. Поскольку жизнь того вида, какой мы её знаем, на Земле требует присутствия жидкой воды, именно области с каналами включают в себя множество целей для поиска признаков, которые могут помочь выявить присутствие жизни в прошлом на Марсе.
«С ровером” Экзомарс” мы будем заниматься поисками биосигналов. Мы точно знаем, что обе области посадки обладают ценными научными возможностями по изучению древних, богатых водой сред, которые могли бы быть колонизированы микроорганизмами. Однако Оксийская равнина просто получила большинство голосов”, — говорит учёный проекта “Экзомарс — 2020” Хорхе Ваго из Европейского Космического Агентства.
«Был проделан впечатляющий объем работы по оценке свойств предлагаемых объектов в обеих областях. Было чётко продемонстрировано, что они отвечают научным требованиям целей миссии «Экзомарс». Долина Мавра является уникальным местом в плане науки, но Оксийская равнина позволяет получить дополнительный запас надёжности при несколько неудачном входе в атмосферу, спуске и посадке. Местность здесь не сильно пересечённая, поэтому достигнуть научных мест, идентифицированных с орбиты, отсюда проще”.
Две области, в которых планировалось посадить марсоход “Экзомарс”. Исследуемая площадь каждой посадочной площадки обозначена чёрным контуром, форма соответствует различным посадочным эллипсам, определяемым такими факторами, как различные даты старта в стартовом окне и, в случае с долиной Мавра, локальные ограничения топографии, приводящие к смещению центров посадочных эллипсов в зависимости от даты запуска. Карта имеет цветовую маркировку, соответствующую высоте: белые и красные цвета выше жёлтых и зелёных. Данные были получены лазерным альтиметром на борту аппарата Mars Global Surveyor. Оба места посадки расположены близко к переходу между кратерным северным нагорьем и южными низменностями Марса. Они расположены к северу от экватора, в регионе со множеством каналов. Источник: NASA/JPL
Рабочая группа по выбору места посадки также подчеркнула, что открытия, сделанные в процессе выбора места посадки, также имеют важное значение для проведения научных операций ровера “Экзомарс”.
С технической стороны зрения посадочная площадка должна находиться в низменности, чтобы аппарат при посадке пролетел как можно дольше в атмосфере. Это должно помочь парашютной системе уверенней замедлить спуск посадочного модуля. Существует такое понятие, как посадочный эллипс — зона, в любую точку которой мог бы приземлиться аппарат. Для миссии “Экзомарс” его оси имеют размеры 120 на 19 километров. Посадочный эллипс не должен содержать образования, которые могли бы угрожать посадке, развёртыванию устройства схода марсохода наземной платформы и последующему его перемещению. Для этого необходимо тщательно изучить региона на наличие крутых склонов, рыхлого грунта и крупных горных пород.
Общий вид места посадки в Оксийской равнины от аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. Источник: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Что касается науки, то анализ должен был определить места, в которых ровер мог бы успешно использовать своё сверло для извлечения образцов из-под поверхности. Также необходимо было определить возможные направления, по которым он мог бы пройти минимум пять километров от точки приземления, чтобы достичь максимального количества интересных мест в плане научных исследований.
Оксийская равнина лежит на границе области, где находится множество опустевших каналов в обширной низменности. Наблюдения с орбиты показывают, что в этом регионе имеются пласты богатых глиной минералов, которые были сформированы во влажных условиях около четырех миллиардов лет назад, вероятно, в большом водоёме стоячей воды. Каналы, которые транспортировали материал в сток самой низкой области посадочного эллипса, занимают площадь 212000 квадратных километров. Поэтому, можно сказать, что осадочные породы, которые “недавно” подвергались воздействию воды, доступны для исследования из любой точки эллипса посадки.
Минералы, содержащиеся в Оксийской равнине, являются репрезентативными, найденными на обширной территории по всему региону, и, таким образом, дают представление об условиях окружающей среды в глобальном масштабе. Это существенно ограничивает климат и потенциал обитаемости Марса в этот период.
За разнообразными эпизодами наводнений последовала поздняя вулканическая активность, охватившая богатые глиной отложения. Некоторые лавовые материалы до сих пор сопротивляются эрозии, поэтому находящиеся в их недрах ископаемые, возможно, были раскрыты лишь недавно. Всё остальное время они были защищены от космической радиации, а уже затем стали случайно доступны для марсохода и его аналитических инструментов.
В итоге, можно сказать, что посадочный эллипс имеет низкую высоту и содержит очень мало топографических препятствий или сложных склонов.
Размеры ключевых компонентов миссии “Экзомарс” 2020 года. Парашюты, которые должны замедлить десантный модуль при полёте в марсианской атмосфере, сравнимы по размерам с Биг-Беном в Лондоне, сам десантный модуль, который доставит посадочную платформу и марсоход к поверхности Марса, сравним с ростом человека. Марсоход расположен внутри посадочной платформы и будет съезжать по одному из двух трапов, которые будут развёрнуты после посадки. Орбитальный модуль TGO, который был запущен в 2016 году и уже находится на орбите вокруг Марса, анализируя его атмосферу, также включен в этот рисунок. Он будет передавать данные от ровера обратно на Землю. Источник: ESA.
Стартовое окно будущей миссии находится в границах от 25 июля по 13 августа 2020 года. Ракета-носитель «Протон-М» отправится в полёт с космодрома Байконур. Перелётный модуль десантный модуль к Марсу 19 марта 2021 года. Затем, на поверхность Марса опустится посадочная платформа, разрабатываемая “НПО Лавочкина” с ровером производства ЕКА.
Десантный модуль отделится от перелётного незадолго до достижения марсианской атмосферы и будет использовать два больших парашюта, а также двигатели и систему демпфирования, чтобы замедлить свой спуск на поверхность Марса. И пока марсоход будет перемещаться в разные интересные места для анализа поверхности и подповерхности, стационарная платформа обеспечит получение панорамного изображения с места посадки, а также проведёт долгосрочный мониторинг климата и исследования атмосферы.
В настоящее время полным ходом идёт фаза испытаний по подготовке марсохода к полёту. Успешно завершены испытания прочностных и тепловых моделей испытания марсохода, а также завершается шестинедельный квалификационный тест на стенде аналитической лаборатории — имитатора бортовой лаборатории, в которой будут обрабатываться и анализироваться образцы, собранные на Марсе. Тестирование включало проверку работоспособности механизмов обработки образцов с использованием материалов-аналогов марсианской породы. Всё это происходило в среде с низким давлением, углекислой атмосферой и при различных температурах.
Испытания, оценивающие способность марсохода преодолевать различные типы рельефа, также проводятся с помощью модели проверки кинематической схемы. Началась поставка лётной аппаратуры, включая компьютер, аккумулятор и развертываемую мачту марсохода, а также большинство научных приборов.
Аналитическая лаборатория ALD, которая будет находиться на борту марсохода. В ней будут обрабатываться и анализироваться образцы почвы, полученные с помощью бура. Фотография с испытаний в Thales Alenia Space, Турин, Италия. Источник: TAS-I
«Миссия” Экзомарс” сочетает в себе экстремальные возможности с новыми конструктивными особенностями марсохода, и мы с нетерпением ждем начала первой европейской миссии на поверхности Марса. Посадка на Марс должна пройти через длинную цепочку событий, связанных с определённым риском. Но, благодаря сочетанию навыков и опыта европейских и российских предприятий, работающих с надежными технологиями, мы ориентированы на безопасную посадку”, — говорит Франсуа Спото, руководитель программы “Экзомарс”.
По информации Европейского Космического Агентства.
