Марс - Красная Звезда
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Марс
 Исследователи
Миссии после 2012 г.
Страница: MAVEN (Part #1, Part #2), Mangalyaan/Индия (Part #1), ExoMars (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4);
Марс - красная звезда
ExoMars

История проекта ExoMars: как все начиналось

     Возможность осуществления европейской миссии исследования Марса рассматривалась с начала 1980-х, и первым таким аппаратом стал Mars Express, запущенный в июне 2003 г. Проект ExoMars планировался как специализированная посадочная миссия флагманского класса с целью биологической оценки марсианской среды и поиска признаков жизни в прошлом и настоящем. Для этого на Марс необходимо было доставить марсоход с комплексом научной аппаратуры Pasteur, названным в честь знаменитого микробиолога Луи Пастера. Проект был анонсирован в октябре 2002 г. Советом участников программы Aurora со сроком запуска летом 2009 г., причем следующей стадией европейской программы должна была стать доставка грунта с Марса.
     Увы, более многострадальную миссию в истории планетных исследований припомнить трудно! Сначала годовая задержка с выделением финансирования на фазу В проекта заставила сдвинуть срок старта на осень 2011 г. В 2005 г. он был пересмотрен в сторону облегчения перелетного модуля, так как США предложили свое участие в проекте и организацию ретрансляции научных данных через специализированный американский спутник MTO. Основным средством запуска стал российский носитель «Союз-2.1Б».
     Финансирование фазы В началось в ноябре 2005 г., однако очень скоро выяснилось, что комплекс «не завязывается» из-за значительного превышения по массе научной аппаратуры марсохода и вследствие неожиданного отказа США от создания спутника-ретранслятора. Теперь для запуска орбитального и посадочного модулей нужно было или два «Союза», или одна Аriane 5, но денег на это не было. Пока шли поиски решения, осенью 2006 г. пуск пришлось отложить на ноябрь 2013 г.
     В июне 2007 г. новая концепция по имени Enhanced ExoMars наконец была одобрена, комплекс «пересадили» на Ariane 5, а ретрансляцию доверили американским средствам за счет «ужатия» потока информации. Ровер, оснащенный стереокамерами, должен был работать в экваториальном районе около шести месяцев и каждый день преодолевать до 1 км. Полезная нагрузка Pasteur фокусировалась на поисках признаков жизни в прошлом или настоящем. Предполагалось бурение грунта на глубину до двух метров и последующий анализ проб. Инструменты десантного модуля включали метеостанцию, радар для зондирования поверхности, сейсмометр и др.
     В марте 2008 г. команда проекта заявила о готовности перейти к детальной разработке перелетного аппарата и ровера. «В настоящее время мы выбрали базовую конфигурацию и готовы перейти к следующему этапу», - сказал менеджер проекта Дона МакКой (Don McCoy). Главным подрядчиком для изготовления КА выступила компания Thales Alenia Space в Турине, Италия, а ровера - компании Astrium UK (Великобритания) и Astrium GmbH (Германия), с 2013 г. вошедшие в состав группы Airbus.

EXOMARS (ЕС/РОССИЯ)

     В июне 2008 г. было подписано соглашение между ЕКА и Роскосмосом. Последний согласился поставить радиоизотопные нагреватели для ровера и разрешить заказ «Протона» для запуска, если в том возникнет необходимость. Вклад NASA сводился к некоторому участию в научной программе и в предоставлении каналов связи с Землей.
     На этот раз проекту не хватило денег - он и так не имел гарантий финансирования в полном объеме, а тут сначала Британия сократила свой вклад в проект, а затем Италия объявила о том, что покрывать дефицит не будет. В результате 16 октября 2008 г. главы космических агентств стран ЕКА приняли решение отложить старт на январь 2016 г.
     На Совете ЕКА 25-28 ноября 2008 г. проект сумел собрать 850 млн евро при потребности по крайней мере в 1223 млн. Министры ограничили возможный европейский вклад суммой в 1 млрд евро и настоятельно рекомендовали «искать возможности международного сотрудничества» для завершения миссии ExoMars. В США в этот момент был свой кризис, результатом которого стала отсрочка запуска тяжелого марсохода MSL с 2009 на 2011 г. И вот в декабре 2008 г. США объявили о готовности объединить свою марсианскую программу с европейской.
     Была создана совместная инженерная рабочая группа для оценки возможных вариантов взаимодействия. Сначала рассматривался вариант запуска в 2016 г. на ракете Atlas V (551) двух объектов - европейского ровера ExoMars и комбинированного научно-ретрансляционного спутника, однако США заявили, что это неприемлемо с точки зрения финансовой, технической и управления риском разработки. Пришлось отложить запуск ровера ExoMars на 2018 год, а «окно» 2016 г. отдать европейскому орбитальному аппарату. Так появилась двухпусковая программа, причем в обоих случаях было решено использовать американские носители семейства Atlas.
     По итогам переговоров в Плимуте 29-30 июня 2009 г. между заместителем администратора NASA по космической науке Эдвардом Вейлером и директором научных программ ЕКА Дэвидом Саусвудом было подписано соглашение о совместной реализации марсианской программы с запусками в 2016, 2018 и 2020 гг.
     16 октября ЕКА объявило о новом плане осуществления проекта ExoMars. По решению, принятому на заседании Совета ЕКА, в 2016 г. к Марсу летит только орбитальный аппарат TGO с приборами для изучения малых компонентов атмосферы возможного биологического происхождения и аппаратурой для ретрансляции данных с марсохода. Сам же ровер доставляется на Марс вторым пуском на два года позже на американском посадочном комплексе вместе с американским марсоходом МАХ-С.
     В начале ноября главы агентств Чарлз Болден и Жан-Жак Дордэн подписали соглашение о намерениях. Было согласовано, что TGO стартует б января 2016 г. с мыса Канаверал на ракете Atlas V (421) вместе с демонстрационным европейским посадочным аппаратом EDM. Стороны также решили, что - в соответствии со вкладом сторон - за первую миссию будет отвечать ЕКА, а за вторую - NASA. Совет ЕКА на совещании, состоявшемся 16 и 17 декабря в Париже, подтвердил возможность направить 850 млн евро на эту двухпусковую программу.
     В первой половине 2010 г. был проведен отбор научной аппаратуры для орбитального аппарата TGO. В список вошли один европейский прибор NOMAD и четыре (!) американских - MATMOS, EMCS, HiSCI и МАGIE. Впрочем, из этого списка только NOMAD остался в сегодняшнем варианте.
     2 августа 2010 г. NASA и ЕКА официально объявили о начале совместной программы беспилотного исследования Марса под старым названием ExoMars. «Независимо друг от друга NASA и ЕКА сделали до сих пор немало удивительных открытий, - говорил Эд Вейлер, помощник администратора Управления научных миссий NASA в Вашингтоне. - Работая вместе, мы сократим дублирование усилий, расширим свои возможности и увидим такие результаты, которых не смогли бы достичь в одиночку».
     13 декабря в Европейском научном и техническом центре ESTEC в Нидерландах успешно завершилась предварительная защита проекта ExoMars. По ее итогам контракт на следующие этапы работ (фазы С, D и Е1) был подписан с генеральным подрядчиком - итальянским подразделением Thales Alenia Space. Оно же отвечало за создание EDM, в то время как изготовление TGO было поручено французскому подразделению в Канне.

Марсоход ExoMars с научным комплексом Pasteur
EXOMARS (ЕС/РОССИЯ)

     30 ноября 2010 г. ЕКА опубликовало запрос предложений на проведение научных и инженерных исследований на EDM. Список приборов и исследований был объявлен 10 июня 2011 г. Особый интерес к этим экспериментам обуславливался тем, что спуск и посадка приходятся на сезон пылевых бурь, что дает уникальную возможность изучить характеристики неспокойной атмосферы и поверхности. По словам Хорхе Ваго (Jorge Vago), научного руководителя проекта, «выбор этих научных исследований дополняет технологические цели EDM».
     Однако уже весной 2011 г. внезапно выяснилось, что NASA не может выполнить своих обязательств по совместной программе исследования Марса. В очередном «декадном» отчете Национального исследовательского совета NRC стоимость проекта МАХ-С, который должен был стать первой частью усилий по доставке марсианского грунта, была оценена в 3.5 млрд$. Совет рекомендовал сократить ее до 2.5 млрд $, а если это не получится сделать - то отменить проект или отложить на следующее десятилетие.
     Отчет NRC - это по сути официальная позиция научного сообщества США, и в большинстве случаев чиновники соглашаются с ним, особенно при бюджетном планировании. И действительно, уже 16 марта глава отделения планетных исследований в штаб-квартире NASA Джеймс Грин заявил, что на американскую часть программы «критически не хватает денег» и что агентство не готово выделить на нее и 2.5 млрд$ - максимум 1.2-1.3 миллиарда.
     Одним из вариантов экономии мог быть отказ от изготовления и запуска двух марсоходов сразу и объединение их задач на одном, возможно, более тяжелом аппарате с ядерным источником питания. Разумеется, ЕКА, которое начинало весь проект с целью доставки на Марс собственного марсохода с приборами для экзобиологических исследований, это не устраивало.
     Вполне отчетливо замаячила вероятность срыва совместной программы, и у ЕКА значительно повысился интерес к сотрудничеству с Россией - а особенно после того, как в конце лета 2011 г. NASA сообщило партнерам, что не сможет предоставить Atlas V для запуска 2016 года.

История проекта: перезагрузка

     Осенью 2011 г. ЕКА обратилось к российской стороне с предложением принять участие в программе в качестве полноправного партнера, и глава Роскосмоса Владимир Поповкин выразил заинтересованность в такой работе.
     7-8 декабря в Париже состоялись переговоры представителей Роскосмоса, ЕКА и NASA на тему возможного участия России в качестве равнозначной третьей стороны. По итогам встречи были созданы две рабочие группы, одна из которых взялась анализировать возможную научную составляющую российского участия (перечень научных задач и научных приборов для установки на платформу), вторая решала вопрос адаптации PH «Протон-М» к данной миссии.
     В феврале 2012 г. NASA объявило о выходе из программы ExoMars - в проекте бюджета на 2013 финансовый год на нее просто не заложили денег. Единственным партнером Европы по дальнейшему исследованию Марса оставалась Россия, только что потерявшая «Фобос-Грунт». Вопрос состоял в том, какую часть американского вклада в совместную программу она готова взять на себя.
     ЕКА уже затратило около 200 млн евро на осуществление проекта ExoMars, и отказ от него поставил бы агентство в крайне неловкое положение. «Я не могу делать вид, что ситуация внушает оптимизм, - заявил доктор Дэвид Паркер, директор по науке Британского космического агентства. - Для нас большая неожиданность, что американцы отказываются от сотрудничества. Теперь нам придется хладнокровно переоценить ситуацию и, вполне возможно, сократить многие аспекты этой программы».
     6 апреля 2012 г. в Москве состоялась рабочая встреча руководителя Федерального космического агентства Владимира Поповкина и генерального директора ЕКА Жан-Жака Дордэна, на которой обсуждались текущее состояние и перспективы. Заслушав выводы совместной рабочей группы, занимавшейся оценкой возможностей российской стороны, главы агентств признали проект реализуемым и представляющим совместный научный интерес. Стороны подписали протокол о намерениях по совместной реализации проекта ExoMars и инициировали процедуру внутреннего согласования с тем, чтобы в ближайшие месяцы подготовить официальное соглашение.
     22 января 2013 г. на очередной встрече руководителей, где присутствовали представители российских и европейских ракетно-космических предприятий, обсуждались результаты переговоров по отдельным положениям проекта соглашения. Совет ЕКА одобрил проект соглашения 13-14 марта 2013 г., и оно было подписано руководителем Роскосмоса и генеральным директором ЕКА уже 14 марта, закрепив участие России в проекте ExoMars и подразумевая дальнейшие возможные проекты в области исследований Юпитера и Луны.
     Договор предусматривал полноправное участие российских ученых и инженеров во всех международных научных и технических группах, которые создаются в рамках проекта ExoMars, равные права российских и европейских участников проекта на научные данные. Россия должна была обеспечить запуски и участвовать в научной программе обоих этапов проекта, для чего предстояло создать объединенный с ЕКА наземный научный комплекс для приема и обработки научной информации.

Сравнение вариантов проекта Trace Gas Orbiter в сотрудничестве Европа-США и Европа-Россия
Конфигурация ESA-NASA
Конфигурация ESA-Роскосмос
MATMOS
Фурье-спектрометр
Метан и малые составляющие (солнечные затмения)
ACS-NIR
Эшелле-спектрометр
Вода, фотохимия атмосферы
NOMAD
Эшелле-спектрометр
Картирование метана
ACS-MIR
Эшелле-спектрометр
Метан и малые составляющие (солнечные затмения)
EMCS
Лимбовый радиометр
Мониторинг термической структуры атмосферы
ACS-TIR
Фурье-спектрометр
Малые составляющие, структура атмосферы
MAGIE
Широкоугольная камера
Мониторинг облачности и озона
NOMAD
Эшелле-спектрометр
Картирование метана
HISCI
Камера высокого разрешения
Выбор мест посадки
FREND
Коллимированный нейтронный детектор
Картирование подпочвенной воды
 
 
 
CASSIS
Камера высокого разрешения
Выбор мест посадки
     NASA
     ESA
     Роскосмос
Сравнение вариантов проекта Trace Gas Orbiter в сотрудничестве Европа-США и Европа-Россия

     Для российской космической науки, во многом подавленной трагедией «Фобос-Грунта» в ноябре 2011 г., этот проект стал новой надеждой. Американские приборы снимались с TGO, и их место могла занять российская научная аппаратура; то же касалось и посадочного модуля для пуска 2018 г. В экспериментах на КА ExoMars реализовывались идеи, разработанные для проектов «Марс-96», «Фобос-Грунт» и перспективного проекта «Марс-НЭТ» (сеть из восьми-десяти метеостанций, рассредоточенных по поверхности Марса в целях климатических измерений, изучения радиационной обстановки и сейсмоактивности), а также решались принципиально новые научные и технологические задачи.
     Так миссия ExoMars обрела свое новое воплощение - уже трудно определить, которое по счету. 17 июня 2013 г. ЕКА подписало с Thales Alenia Space контракт на реализацию проекта в развитие предварительного контракта 2008 года. Подрядчик получил дополнительно 146 млн евро на завершение работ под пуск 2016 г. и 70 млн на работы по экспедиции 2018 г.; всего же на проектбыло выделено уже 643 млн евро. Эта веха означала, что непростой путь проекта по-прежнему укладывается в сроки и имеет шанс осуществиться в январе 2016 г.!
     Были утверждены приборы для TGO в том составе, в котором они вошли в окончательный вариант. Далее было два года изготовления и испытаний аппарата, активной подготовки всех экспериментов, изготовления, калибровки и испытаний приборов.

Испытания прототипа ровера ExoMars
EXOMARS (ЕС/РОССИЯ)

     3 сентября было объявлено, что старт «ЭкзоМарса» состоится 7 января 2016 г„ однако реализовать этот план не удалось. К этому моменту обнаружилась потенциальная проблема с двумя датчиками давления топлива на посадочном модуле EDM. Выявленное отклонение от технологии их производства могло привести к утечке и представлять серьезную опасность для успешной посадки на Марсе, поэтому ЕКА решило не идти на риск и удалить оба устройства из посадочного модуля; они не были необходимы для посадки.
     На это нужно было время, и 18 сентября объявили о переносе запуска с января на март. Новое окно продолжалось с 14 по 25 марта 2016 г., и на первый его день и назначили дату старта. Благодаря орбитальному расположению Земли и Марса ExoMars 2016 по-прежнему мог достичь своей цели в октябре, так же как если бы стартовала в январе.

EXOMARS (ЕС/РОССИЯ)
     На зонде TGO установлен не основной, а запасной экземпляр российского прибора FREND, так как в работе одного из четырех детекторов первого был зафиксирован чрезмерно высокий уровень шума, сообщило 22 января РИА «Новости» со ссылкой на ЕКА.
     Для TGO российские специалисты изготовили два одинаковых летных экземпляра прибора FREND - основной и запасной. Первый из них был передан ЕКА для сборки в 2015 г. Во время заключительных испытаний зонда в Канне перед отправкой на Байконур было обнаружено, что один из четырех детекторов прибора FREND выдает сигнал с повышенным уровнем шума. Проблема не была фатальной, но привела бы к снижению чувствительности FREND, и было решено заменить прибор запасным.
     Как и планировалось, в декабре TGO был доставлен на Байконур, а второй экземпляр FREND, еще раз тщательно испытанный специалистами ИКИ, установили на КА в начале января уже на космодроме.
EXOMARS (ЕС/РОССИЯ)

     25 ноября Роскосмос и ЕКА провели во Франции предполетную презентацию аппаратов миссии ExoMars 2016. Демонстрационный десантный модуль Schiaparelli прибыл из Турина на космодром Байконур на Ан-124 авиакомпании «Волга-Днепр» 22 декабря, орбитальный модуль - 23 декабря. После всех необходимых проверок 12 февраля оба объекта были состыкованы в стартовом положении.

Новая конфигурация проекта ExoMars, пуск 2016 г.
Орбитер TGO
(Trace Gas Or biter)
Посадочный модуль EDM
(Entry, Descent & Landing Demonstrator Module)
Новая конфигурация проекта ExoMars, пуск 2016 г.

     12 февраля 2016 г. на космодром из Центра имени М. В.Хруничева была доставлена PH «Протон-М», предназначенная для запуска аппаратов. Железнодорожный состав с блоками ракеты перевезли в монтажно-испытательный корпус №50 на площадке 92А, где специалисты ГКНПЦ имени Хруничева и других предприятий приступили к сборке ступеней и подготовке к пуску.
     2 марта 2016 г. завершилась сборка головной части. Аппарат с помощью переходной системы был установлен на разгонный блок «Бриз-М», а затем сборку из КА и РБ перевели в горизонтальное положение. Прошли совместные проверки системы управления и системы телеметрического контроля в составе сборки.
     План работ на 2-4 марта включал монтаж головного обтекателя, электрические и пневмоиспытания систем головной части и ее подготовку к транспортировке в зал, где 5 марта специалисты выполнили общую сборку с PH «Протон-М».

Монтаж и установка на Протон-М
EXOMARS (ЕС/РОССИЯ)

     11 марта ракету вывезли на стартовый комплекс. До этого в течение двух суток она находилась на технологической заправочной площадке, где производилась заправка компонентами топлива баков низкого давления разгонного блока «Бриз-М».
     В воскресенье 13 марта на предстартовой пресс-конференции на Байконуре директор ИКИ РАН Лев Матвеевич Зелёный и директор по науке ЕКА Альваро Хименес рассказали об особенностях и задачах установленного на модулях научного оборудования. Полученные миссией ExoMars исследовательские данные могут существенно продвинуть научное сообщество в поиске ответа на вопрос о существовании органической жизни на Красной планете.

Семь месяцев ожидания

     24 апреля должен завершиться этап проверок и испытаний служебных систем и научных приборов аппарата, и начнется этап перелета (Cruise Phase). В полете к Марсу КА будет повернут к Солнцу той стороной, где находится маршевый двигатель, а в холодный космос - модулем Schiaparelli.
     Сеансы связи с «ЭкзоМарсом» будут проводиться трижды в неделю, запланированы периодические проверки работоспособности приборов и систем. В траекторных измерениях используется технология дифференциальных однопутных измерений DDOR (Delta-Differential One-way Ranging) высокой точности.
     Важным событием этого этапа станет маневр для обеспечения заданной даты и условий подлета к Марсу, в частности - чтобы минимизировать импульс маневра по переводу аппарата на высокоэллиптическую орбиту. Сейчас маневр планируется на 28 июля с приращением скорости 326 м/с. Через 14 суток после него запланирована коррекция траектории для устранения погрешности маневра, а 19 сентября при необходимости может быть проведена еще одна.
     14 октября 2016 г. состоится подлетная коррекция, задающая условия входа в атмосферу планеты. 16 октября в 14:42 UTC модуль Schiaparelli отделится от TGO и ровно через трое суток войдет в атмосферу и осуществит спуск на поверхность Марса, в течение которого отработает технологию управляемой посадки и - в случае ее успеха - проведет ряд исследований окружающей среды на поверхности в течение четырех суток, до 23 октября.
     Тем временем 17 октября модуль TGO выдаст импульс 10 м/с и уйдет с траектории попадания, а 19 октября будет выведен на орбиту вокруг Красной планеты. Торможение начнется в 13:09 UTC и продлится 134 минуты; за это время S400-15 замедлит скорость КА на 1550 м/с, обеспечив выход на орбиту с расчетной высотой 298x95856 км и периодом обращения в четверо марсианских суток.

Посадка на Марс
EXOMARS (ЕС/РОССИЯ)

     После траекторных измерений и определения параметров орбиты аппарат еще одним импульсом в декабре 2016 г. будет переведен на орбиту наклонением 74°. Далее, в январе 2017 г. апоцентр будет снижен до высоты, соответствующей орбите с периодом около одних марсианских суток.
     В течение 2017 г. TGO будет осуществлять аэродинамическое торможение за счет погружения перицентра в верхние слои атмосферы Марса с тщательным контролем высоты пролета. Когда в результате этого процесса высота апоцентра достигнет 400 км (предположительно к декабрю), формирование орбиты закончится повышением перицентра до высоты 400 км. Таким образом, аппарат перейдет на рабочую низкую круговую орбиту.
     Начало полноценной научной миссии TGO намечено именно на это время. А в январе 2019 г., как предполагается, КА начнет работать в качестве станции-ретранслятора для миссии ExoMars 2018. Программа работы орбитального аппарата рассчитана до 2022 г.
Автор: Д. БЕЦИС, "НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ"


Второй этап ExoMars отложен на 2020 год

     2 мая 2016 г. ЕКА и Роскосмос объявили совместное решение о переносе запуска по второму этапу европейско-российского проекта ExoMars с мая 2018 на июль 2020 г.
     Первый этап проекта реализуется в настоящее время: 14 марта 2016 г. в полет к Марсу отправилась связка из европейского многоцелевого орбитального аппарата TGO, обеспечивающего изучение планеты и ее атмосферы с орбиты и ретрансляцию информации с поверхности, и европейского экспериментального посадочного аппарата EDL с личным именем Schiaparelli. Второй этап предусматривает доставку на поверхность Марса российской посадочной платформы и европейского марсохода с аппаратурой Pasteur для геохимических и экзобиологических исследований.
     Россия приняла на себя критически важные обязанности в рамках проекта ExoMars после того, как в феврале 2012 г. США вышли из проекта. Соответствующее соглашение было заключено 14 марта 2013 г. Россия обязалась предоставить две ракеты «Протон-М» с разгонными блоками «Бриз-М» для запусков в 2016 и 2018 гг. и разработать вместо США десантный модуль и посадочную платформу для доставки марсохода. Ее создание поручили НПО имени С.А.Лавочкина, а главным конструктором десантного модуля был назначен Сергей Николаевич Алексашкин.

EXOMARS (ЕС/РОССИЯ)

     Следует отметить, что у НПО Лавочкина, успешно доставлявшего советские КА на поверхность Луны и Венеры, нет, в отличие от американской Lockheed Martin, опыта успешной посадки на Марс. Максимальный успех был достигнут в декабре 1971 г., когда спускаемый аппарат КА «Марс-3» дошел до поверхности и даже успел начать передачу телевизионной панорамы, однако вскоре замолчал навсегда - предположительно вследствие повреждения аккумуляторной батареи, полученного при посадке.
     В сообщении ЕКА и Роскосмоса говорится, что российские и европейские специалисты «приложили все усилия, чтобы остаться 8 рамках графика» со вторым запуском в 2018 г. В конце 2015 г. специально созданная группа экспертов, так называемая Tiger Team, представляющих оба агентства и российские и европейские промышленные фирмы-участницы, начала проработку возможных решений, позволяющих компенсировать задержки и предусмотреть резервный период в рамках графика. По итогам ее работы Совместный управляющий совет по проекту ExoMars (JESB - Joint ExoMars Steering Board) пришел к выводу, что с учетом накопленных задержек и ожидаемых сроков поставки научной аппаратуры оптимальным решением является перенос запуска на следующее астрономическое окно; при запусках к Марсу такие окна бывают в среднем раз в 26 месяцев.
     С учетом этой рекомендации генеральный директор Госкорпорации «Роскосмос» Игорь Комаров и генеральный директор ЕКА Йоханн-Дитрих Вёрнер приняли совместное решение о переносе запуска к Марсу на следующее пусковое окно - июль 2020 г. - с посадкой на Марс в апреле 2021 г. Проектным группам обеих сторон поручено разработать совместно с промышленными подрядчиками новый базовый график работ. Будет реализован комплекс дополнительных мер, позволяющих осуществлять жесткий контроль за ходом работ с обеих сторон вплоть до запуска. Главы двух агентств подтвердили твердое намерение успешно реализовать проект ExoMars и продолжать развивать и углублять российско-европейское сотрудничество в исследованиях планет Солнечной системы.

Аппарат второго этапа

     Второй этап является основным в проекте ExoMars, который изначально имел своей главной целью поиск следов жизни на Марсе в прошлом и настоящем. «Наш ровер впервые будет искать молекулярно-биологические признаки в подповерхностном слое», - говорит научный руководитель проекта Хорхе Ваго (Jorge Vago). Следующие цели - это исследование водной и геохимической среды в подповерхностном слое в зависимости от глубины, изучение малых газовых примесей в атмосфере планеты и поиск их источников и оценка условий на поверхности. Марсоход с аппаратурой Pasteur будет заниматься двумя первыми, а посадочная платформа SP (Surface Platform) - главным образом четвертой из перечисленных целей.
     Второй этап «ЭкзоМарса» реализуется в тесной кооперации с ЕКА и головным предприятием с европейской стороны - итальянским подразделением Thales Alenia Space. Космический аппарат ExoMars 2020 состоит из перелетного модуля европейского производства, десантного модуля и механизма разделения, за которые отвечает НПО имени С. А. Лавочкина. При этом на десантном модуле устанавливаются несколько ключевых европейских компонентов: бортовая ЦВМ № 1, бесплатформенный инерциальный блок, посадочный радиолокатор и парашютная система.
     Перелетный модуль обеспечивает перелет по трассе Земля - Марс и вход десантного модуля в атмосферу планеты в заданной точке со скоростью примерно 5800 м/с под углом 12° к горизонту. Разделение производится за 30 мин до входа в атмосферу. Десантный модуль осуществляет торможение в атмосфере и спуск на поверхность Марса посадочного модуля в составе посадочной платформы массой 828 кг и марсохода массой 350 кг. Бортовой комплекс управления всего космического аппарата находится на десантном модуле; перелетный модуль отвечает за электропитание,трансляцию командно-программной и телеметрической информации и исполнение коррекций.
     Корпус десантного модуля максимальным диаметром 3.8 м имеет биконическую форму с тупой передней частью (лобовой экран с теплозащитой) и находящимся в аэродинамической тени хвостовым обтекателем (задний кожух). После гашения основной части подлетной скорости экран и кожух сбрасываются, и посадочный модуль продолжает спуск с использованием двухкаскадной парашютной системы и (на последнем этапе) двигательной установки с четырехкамерным ЖРД и двигателями малой тяги, причем измерение параметров движения осуществляется радиолокатором. После посадки на четыре опоры производится развертывание элементов посадочной платформы и сход марсохода в одном из двух возможных направлений. Далее ровер и посадочная платформа работают автономно, осуществляя передачу телеметрической и научной информации на Землю через TGO.

Посадочная платформа + марсоход ExoMars 2020
EXOMARS (ЕС/РОССИЯ)

     Шестиколесный европейский ровер с питанием от солнечных батарей рассчитан на работу на Марсе в течение 218 солов (свыше 7 земных месяцев). Рассчитанный главным образом на автономную работу, он может делать до 100 м в сутки и должен пройти за это время несколько километров.

Научные приборы

     Принципиально важным устройством ровера является бур с максимальной рабочей глубиной 2 м, оснащенный ИК-спектрометром для минералогического изучения грунта. Извлеченные образцы диаметром 1 см и длиной З см поступают в аналитическую лабораторию для минералогического и химического исследования, включая поиск органических соединений и биомаркеров. Номинальная программа предусматривает исследование 17 образцов, из которых восемь будут получены в двух циклах бурения до глубины 2 м.

     В комплект научной аппаратуры ровера входят:
     - Панорамная камера PanCam для цифровой съемки поверхности и выбора объектов для изучения;
     - ИК-спектрометр ISEM для минералогической оценки объектов на поверхности;
     - Цветная камера CLUPI для съемки пород и грунта с высоким разрешением;
     - Радиолокатор WISDOM для выявления структуры грунта под марсоходом;
     - Нейтронный спектрометр ADRON-RM для поиска подповерхностной воды и гидратированных материалов и выявления наилучших мест для взятия образцов;
     - Мультиспектральная подповерхностная камера-спектрометр Ma_MISS (в составе бурового устройства);
     - Видовой спектрометр видимого и инфракрасного диапазона MicrOmega для минералогических исследований марсианских образцов;
     - Рамановский спектрометр RLS для определения минералогического состава и выявления органических пигментов;
     - Анализатор органических молекул МОМА для поиска биомаркеров.
     Два из девяти приборов марсохода - российские. Спектрометр ISEM изготовлен в ИКИ РАН в Отделе физики планет под руководством О. И. Кораблёва, а прибор ADRON-RM - в Отделе ядерной планетологии под руководством И. Г. Митрофанова.
     Посадочная платформа должна проработать на Марсе не менее двух лет. К марту 2016 г. она прошла этап защиты эскизного проекта по российской процедуре и предварительной защиты системного проекта (System Preliminary Design Review) по европейской, начался этап разработки конструкторской документации. В 2016 г. предполагалось изготовить габаритно-массовые и частично - технологические макеты приборов.

     Окончательный список инструментов на посадочной платформе был утвержден в середине декабре 2015 г. В итоге на посадочной платформе КА ExoMars 2020 будет размещен комплекс научной аппаратуры суммарной массой 45 кг следующего состава:
     - Телевизионная система ТСПП для съемки панорамы места посадки, динамики атмосферы и стереосъемки ландшафта;
     - Метеокомплекс МТК, включающий комплекс датчиков для измерений на спуске и собственно метеокомплекс с датчиками температуры, давления, ветра, влажности, пыли, освещенности, магнитного поля, а также микрофон для записи звуков Марса;
     - Пылевой комплекс ПК для контактного изучения свойств пылевых частиц, переносимых ветром, включающий ударный датчик, нефелометр и электростатический детектор;
     - Радиотермометр RAT-М (РАТ-М) для измерения температуры грунта до глубины 1 м;
     - Двухкоординатный горизонтальный сейсмометр SEM (СЭМ);
     - Магнитометр MAIGRET (МЭГРЭ);
     - Фурье-спектрометр FAST (ФАСТ) для исследования атмосферы и мониторинга климата Марса;
     - Марсианский газоаналитический комплекс МГАК (MGAP) - масс-спектрометр и газовый хроматограф для анализа состава атмосферы;
     - Мультиканальный спектрометр на диодном лазере M-DLS (М-ДЛС) для атмосферных исследований;
     - Аппаратура HABIT для определения количества водяного пара в атмосфере, суточных и сезонных вариаций температуры воздуха и грунта и уровня УФ-излучения;
     - Активный нейтронный и гамма-спектрометр с блоком дозиметрии ADRON-EM для определения содержания воды и элементного состава грунта, а также мониторинга радиационной обстановки (может работать совместно с пассивным приемником ADRON-RM на ровере);
     - Радиоэксперимент LaRa для высокоточного определения параметров движения и вращения Марса;
     - Блок интерфейсов и памяти БИП для хранения и передачи научной информации.
     Два европейских прибора - LaRa и HABIT были отобраны в ноябре 2015 г. в результате конкурса, объявленного ЕКА в марте 2015 г. Кроме этого, отдельные европейские компоненты включены в состав российских приборов МТК и MAIGRET.

Район посадки

     Выбор места посадки проводится с учетом задач проекта и баллистических возможностей. Технические ограничения имеются на широту точки посадки - она должна быть в экваториальной зоне между 25° с. ш. и 5° ю. ш. - и ее высоту относительно среднего уровня Марса - от уровня -2 км геоида MOLA и ниже. Размер эллипса рассеяния точки посадки составляет 19*104 км. С точки зрения научной ценности требуется древний район с возрастом поверхности не менее 3.6 млрд лет, в котором существовала вода; желателен доступ к тонкозернистым отложениям, поскольку именно в них на Земле органические молекулы сохраняются наиболее долго.

Марсоход ExoMars 2020
EXOMARS (ЕС/РОССИЯ)

     Рабочая группа ЕКА и ИКИ РАН по выбору места посадки была сформирована в декабре 2013 г. и запросила предложения у научного сообщества. Из десяти полученных вариантов два были забракованы, а остальные восемь подробно обсуждались на первой конференции по выбору места посадки в марте 2014 г.
     В октябре для углубленного изучения были выбраны четыре района - Гряда Арам, Долина Валлис, Долина Маврт и Плато Оксия. Во всех них имеются следы пребывания воды в ранний период эволюции Марса, а интересное с точки зрения научных задач место находится либо непосредственно в выбранной точке посадки, либо в пределах 1 км от него. Обсуждение этих районов проводилось на второй посадочной конференции в декабре 2014 г.
     21 октября 2015 г. на третьей конференции основным местом посадки был выбран район Оксия, который, по предварительной оценке, имеет минимальное количество «противопоказаний» и, как заявил Хорхе Ваго, обещает «очень интересные возможности по исследованию... мест, где могли лучше всего сохраниться биологические признаки». Второе и третье место разделили между собой Арам и Маврт. Детальное изучение всех четырех районов со спутников Марса будет продолжено с тем, чтобы принять окончательное решение за шесть месяцев до старта.
Автор: И. ЛИСОВ, "НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ"
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru