Экзомарс-2016: Момент истины

Всем известный совместный проект Европейского космического агентства и Госкорпорации «Роскосмос» по исследованию состава и природных процессов в атмосфере и грунте Марса, миссия «ЭкзоМарс», входит в кульминационную стадию: в ближайшие дни произойдет разделение орбитального и посадочного модулей, и непростая посадка модуля на поверхность планеты.
Напомним, миссия «ЭкзоМарс-2016» стартовала 14 марта 2016 года запуском с космодрома Байконур ракеты-носителя «Протон-М» с космическим аппаратом в составе орбитального модуля TGO и демонстрационного спускаемого модуля Schiaparelli.
Миссия «ЭкзоМарс-2016» предназначена для решения следующих задач:

1. Исследование состава атмосферы и климата планеты с орбиты, в том числе оценка присутствия и распределения в атмосфере метана;
2. Изучение проявлений вулканизма Марса с орбиты по результатам анализа данных о содержании вулканических газов в атмосфере;
3. Изучение с орбиты распространенности воды в подповерхностном слое;
4. Изучение внутреннего строения и климата Марса с поверхности;
5. Комплексное оценивание условий на поверхности планеты в интересах определения их теоретической пригодности для существования жизни;
6. Разведка районов посадки для перспективных исследовательских программ;
7. Проведение мониторинга радиационной обстановки на пути к Марсу, на его орбите и поверхности;
8. Создание объединенного с ЕКА наземного комплекса приема-передачи данных и управления межпланетными миссиями.

Со стороны России в кооперации по разработке и испытанию конструкций и оборудования для миссии, помимо Госкорпорации «Роскосмос», принимали участие такие предприятия как Институт космических исследований РАН и НПО им. С.А.Лавочкина, а так же ряд научно-исслдовательских институтов и вузов.

С момента запуска составной КА миссии «ЭкзоМарс-2016» находился под постоянным наблюдением специалистов из нескольких государств, осуществлялся плановый контроль работоспособности бортовой аппаратуры и систем аппарата, прием данных телеметрии и передача сигналов для коррекции траектории и ориентации.

Последние коррекции параметров движения блока аппаратов перед отделением посадочного модуля были выполнены 14 октября. Время работы двигателей коррекции составило около минуты, в результате аппаратам был сообщен импульс порядка 1,4 см/секунду. В результате посадочный модуль был наведен в расчетную точку входа в атмосферу Марса.

15 октября все системы Schiaparelli были включены и протестированы, установлен штатный режим функционирования. Специалисты ЦУП подготовили и загрузили в бортовую ЭВМ коды программ для автономной работы во время трехдневного пассивного полета модуля и последующей посадки.

В воскресенье, 16 октября, в 17:42 по московскому времени, демонстрационный посадочный модуль Schiaparelli отделится от основного блока космического аппарата и направится к поверхности планеты.
17 октября, примерно через 12 часов после разделения, Schiaparelli выйдет на расчетную посадочную траекторию и будет захвачен гравитацией Марса.

Шестиминутная посадка на поверхность по штатному расписанию начнется в среду 19 октября в 18:42 по московскому времени. Во время посадки и после развертывания аппаратуры Schiaparelli протестирует ряд технологий, обеспечивающих контролируемый спуск и посадку на Марс в рамках подготовки для будущих миссий. На борту модуля установлен пакет приборов, предназначенных для мониторинга параметров ветра, влажности, давления и температуры во время посадки.

Кроме того впервые будут получены данные измерений характеристик электрических полей на поверхности Марса, которые в сочетании с исследованиями концентрации атмосферной пыли, обеспечат новое понимание роли электродинамических процессов в эволюции марсианских пылевых бурь.

В то же время орбитальный аппарат для исследования малых составляющих атмосферы TGO, после отделения модуля Schiaparelli, начнет длительный сложный маневр с целью выхода на круговую орбиту Марса высотой 400 км к концу 2017 года. По завершении перехода комплекс бортовой аппаратуры, в составе которого установлены спектрометрический комплекс АЦС и нейтронный телескоп ФРЕНД производства Института космических исследований Российской академии наук, начнет сбор данных для изучения малых газовых примесей атмосферы и распределения водяного льда в грунте Марса.

Спектрометрический комплекс АЦС (ACS – Atmospheric Chemistry Suite) предназначен для изучения химического состава атмосферы и климата Марса. Он состоит из трех спектрометров (эшелле-спектрометры ближнего и среднего ИК диапазона и Фурье-спектрометр) и системы сбора информации.

Нейтронный детектор ФРЕНД (FREND – Fine Resolution Epithermal Neutron Detector) предназначен для регистрации альбедных нейтронов, возникающих в грунте Марса под воздействием галактических и солнечных космических лучей, и построения с высоким пространственным разрешением глобальных карт распределения водяного льда в верхнем слое грунта Марса. ФРЕНД также включает в себя блок дозиметрии, осуществлявший замеры уровня радиационного излучения в течении всего перелета от Земли к Марсу.

Впоследствии, после посадки десантного модуля второй части миссии в 2020 году, аппарат TGO будет выполнять функции ретранслятора сигналов с марсохода ExoMars2020Rover, который, как планируется, будет выполнять экзобиологические, химические и спектрометрические исследования на поверхности Марса, передвигаясь со скоростью около 100 м/сол. (А.Х.: сол - марсианские сутки).

Одним из критически важных моментов миссии является успешное прохождение посадочным модулем шестиминутного участка траектории в атмосфере. Торможение со скорости 5,8 км/сек будет осуществляться за счет аэродинамического сопротивления защитного экрана, парашютной системы и блока посадочных твердотопливных реактивных двигателей. Огромные нагрузки и сильный нагрев осложняются возможным воздействием мелкодисперсных частиц пыли, поднятой в атмосферу начавшимся сезоном бурь. Конечно, конструкция защитного экрана была спроектирована с запасом по надежности и стойкости ко всем возможным факторам. Тем не менее, отработка технологии мягкой посадки является одним из самых ответственных этапов, успех которого определяет дальнейшее выполнение текущей миссии, и дает зеленый свет перспективным исследованиям на поверхности планеты.
Посмотреть трансляцию отделения и посадки модуля Schiaparelli можно будет на странице трансляций ЕКА 16 октября с 17:30 по 19:59 (мск) и 19 октября с 18:44 по 23:03 (мск).

По материалам
Официального сайта Европейского космического агентства
Официального сайта миссии «ЭкзоМарс-2016»
Официального сайта Госкорпорации «Роскосмос»
Официального сайта акционерной группы OHB System