5 ноября 2006 года была потеряна связь с американской межпланетной станцией Mars Global Surveyor (MGS), находящейся на орбите искусственного спутника Марса. Произошло это за двое суток до десятой годовщины со дня запуска станции.

MARS GLOBAL SURVEYOR

    MGS был запущен 7 ноября 1996 г. с мыса Канаверал носителем Delta II и прибыл к Марсу 12 сентября 1997 г.. К 18 февраля 1999 г. после двух этапов аэродинамического торможения, впервые примененного на марсианской станции, аппарат был выведен на рабочую околокруговую орбиту высотой 390 км, а 4 апреля 1999 г. приступил к регулярным исследованиям. Его первоначальной задачей были съемка и зондирование поверхности Марса в течение одного марсианского года (687 земных суток, 669 марсианских солов), то есть до февраля 2001 г. Несмотря на поломку механизма развертывания одной из солнечных батарей в самом начале полета и новые проблемы с ней в ходе аэродинамического торможения у Марса, а также на последующие отказы гироскопа и одного из маховиков, используемых для ориентации КА, в целом состояние его оставалось хорошим, а качество поставляемой информации - высоким. Работа MGS неоднократно продлевалась; 12 сентября 2006 г. аппарат закончил восьмой год работы на орбите вокруг Марса и начал девятый.

Авария у Марса

    Проблемы с MGS возникли 2 ноября, сразу после выхода Марса из-за Солнца. В период соединения станция работала нормально и передавала данные с части научных приборов в течение 10 часов каждый день, включая и 23 октября - день максимального сближения Марса со светилом. А вот 2 ноября произошла беда.
    В 23:35 UTC, через виток после того, как на борт была отправлена рутинная команда на поворот солнечных батарей (СБ), стало известно о неудаче с ее исполнением. По телеметрии пришло более 50 аварийных сигналов, говорящих о проблеме с приводом батареи -Y (той самой, которая была нештатно развернута в 1996 г. и зашаталась в октябре 1997 г.).
    В соответствии с заложенной логикой аппарат сначала переключился на запасной контроллер мотора, а затем на запасной вариант включения питания. Все было сделано правильно, но как раз в это время станция вошла в тень Марса и должна была повернуть батареи на 200°, чтобы «поймать» Солнце при выходе из тени. Проведя 72 минуты в таком положении, MGS должен был затем развернуться солнечными батареями к Солнцу и приготовиться к связи с Землей через ненаправленную антенну низкого усиления LGA. Сделал ли он все эти манипуляции и в какой степени - неизвестно: на следующем после аварийных сообщений витке сигнал с КА был принят, но его мощность упала на 42 дБ, и выделить телеметрию не удалось.
    Затем связь с бортом была потеряна на двое суток.
    Слабый сигнал принимался вновь вечером 5-го и в ночь на 6 ноября на четырех разных витках MGS вокруг Марса, но это был сигнал несущей частоты, без данных. По частоте можно было заключить, что аппарат перешел в защитный режим и ожидает команд с Земли. На последующих витках 6 ноября сигнала не слышали.
    Исполнение заложенной в бортовое ПО аварийной программы при условии застревания одной панели СБ могло иметь самые печальные последствия. Из-за разной ориентации двух панелей солнечных батарей приход электроэнергии мог оказаться в итоге меньше, чем расход. Следствие - разряд аккумуляторов до такого уровня, что они уже не могли дать нужной мощности в передатчик. Но если бы это действительно произошло, MGS успел бы «умереть» задолго до 5 ноября, когда с него принимался сигнал. Поэтому катастрофический сценарий всерьез не рассматривался. Был сделан вывод, что аппарат выполнил ориентацию на Солнце, сохранив положительный баланс по питанию, и в принципе способен вести связь Землей через антенну LGA. Проблема была в том, что и через LGA ничего не было слышно.

Эти снимки были опубликованы уже после потери MGS, 6 декабря 2006 г., и свидетельствуют о том, что вода может течь по поверхности Марса в наши дни. Эти овраги на 25-градусном склоне безымянного кратера в Земле Сирен (36.6°ю.ш., 161.8°з.д.) были сняты с интервалом в четыре года: левый - 22 декабря 2001 г, правый - 26 августа 2005 г. Светлая полоса на правом снимке - свежие отложения, появившиеся в период между декабрем 2001 г. и апрелем 2005 г., когда она была впервые замечена. Второй аналогичный пример найден в кратере в горах Центавра. Наиболее вероятный механизм формирования отложений - это протекание и застывание грязевого потока из подземного источника. Специалисты не склонны считать отложения льдом; по их мнению, это либо иней, образовавшийся во время сублимации льда, либо соли, отложившиеся при испарении воды, либо просто материал значительно более мелкий, чем вокруг.

MARS GLOBAL SURVEYOR

    «Аппарат имеет много резервных систем, которые могут помочь нам вернуть его в стабильное состояние, - заявил 7 ноября менеджер проекта MGS в Лаборатории реактивного движения (JPL) Томас Торп (Thomas Thorpe), - но сначала нам надо восстановить связь».
    Для поиска MGS были отвлечены от запланированных работ самые крупные, 70-метровые антенны Сети дальней связи DSN. 5,6,7 и 8 ноября на борт отправлялись многочисленные команды, но никто не знал, принял ли их аппарат и почему он молчит. Бортовая программа была составлен так, что если аппарат в течение семи суток не получает команд с Земли, то он должен попытаться сам вызвать Землю с помощью остронаправленной антенны HGA. «Таймаут» после последней подтвержденной команды истек 10 ноября в 00:14 UTC, но станция не подавала признаков жизни.
    Новые порции команд на включение бортовой аппаратуры в различных вариантах и конфигурациях отправлялись к Марсу 10-15 и 17-22 ноября - с прежним результатом. Попытки заставить станцию «заговорить» продолжались и в декабре.
    Параллельно были предприняты еще два нестандартных хода. Во-первых, было решено попытаться заснять MGS в полете с помощью спутника-разведчика MRO, только что начавшего регулярную работу на орбите вокруг Марса. Подобные съемки с успехом проводились ранее, причем в роли «фотографа» выступал сам MGS. Теперь операторы MGS рассчитывали, что MRO с его уникальной камерой высокого разрешения HiRISE сможет сделать достаточно детальный снимок (разрешением 15 см с расстояния 200 км), для того чтобы установить текущую ориентацию замолчавшего аппарата и положение солнечных батарей. Взаимное положение двух спутников было вполне благоприятным: время от времени они сближались на расстояние не более 100 км, однако задача была очень нелегкой и технически, и из-за недостатка времени на навигационные расчеты и организацию съемки.
    В пятницу 17 ноября состоялся сеанс навигационной съемки - было сделано 750 снимков с помощью звездного датчика MRO (по другим сообщениям, использовалась оптическая навигационная камера ONC). На снимки попало несколько слабых объектов, не числящихся в звездном каталоге, из которых два теоретически подходили «на роль» MGS. Основная съемка с использованием контекстной камеры СТХ и камеры высокого разрешения HiRISE проводилась в понедельник 20 ноября. Неопределенность положения замолчавшего аппарата была уже достаточно велика, и вся область его возможного нахождения не покрывалась. Наведение и сканирование проводилось с учетом объектов, найденных при навигационной съемке 17 ноября.
    Эксперимент закончился неудачей: ни контекстная камера, ни HiRISE не смогли увидеть никаких следов MGS в заданной области пространства. Причиной этого могло быть медленное неконтролируемое изменение орбиты MGS за 18 суток с момента потери связи вследствие включений бортовых двигателей для ориентации. Либо - катастрофическое разрушение в результате потери электропитания и замерзания двигательной установки.
    21 и 22 ноября в поисках принял участие ровер Opportunity, работающий на поверхности Марса, на Земле Меридиана. Операторы MGS направляли своему аппарату «вслепую» команды, по которым он должен включить УКВ-передатчик ретрансляционной линии на частоте 437.1 МГц. Opportunity не услышал сигнала «Сервейора». Впрочем, не было никаких гарантий, что он его услышит: диаграмма направленности УКВ-антенны на MGS имела ширину 60°, так что она могла быть просто не направлена в нужную сторону.
    21 ноября на пресс-конференции в JPL менеджер программы исследования Марса Фук Ли (Fuk Li) сообщил, что на борт было послано 800 командных файлов, что все наиболее очевидные варианты восстановления связи опробованы и не принесли результата и что долгая и плодотворная работа MGS, вероятно, завершена. «Впрочем, мы не теряем надежды», - добавил он.

Северная полярная область Марса на мозаичном кадре широкоугольного канала камеры M0C. Разрешение -7.5 км на пиксел. Видны полярная шапка и два необычных кольцеобразных облака, характерных для середины лета в этом районе. Они образуются, по-видимому, под действием вихревых потоков в нижних слоях атмосферы и существуют очень недолго, обычно рассеиваясь в тот же день. Эти снимки - в числе последних из сделанных камерой МОС: они были сделаны 16 октября, за два дня до выключения камеры на период соединения Марса с Солнцем. Опубликовано 7 ноября 2006 г.

MARS GLOBAL SURVEYOR

    Если MGS имеет положительный баланс по питанию, он может существовать в автономном режиме в течение месяцев и даже лет, так что списывать его в архив рано. Если связь будет восстановлена и выяснится, что одна из СБ утратила подвижность, станция все же будет в состоянии вести научную программу. В крайнем случае, говорит Торп, она будет заряжать аккумуляторы на большей части витка и производить съемку отдельных целей в оставшееся время. Так как развороты КА осуществляются с помощью маховиков с минимальным расходом топлива на их разгрузку (около 1 кг в год в штатном полете при запасе в 10 кг), MGS может прослужить еще довольно долго
    Дальнейшие планы группы управления MGS связаны с попыткой заснять его с помощью камеры HRSC на европейской станции Mars Express. ЕКА уже дало свое согласие на это, и первая возможность съемки представится 7 декабря, когда расстояние между аппаратами составит около 400 км; поле зрения HRSC достаточно широкое, чтобы MGS попал в него даже при значительных возмущениях орбиты. Дальнейшее отвлечение MRO в самом начале запланированной для него программы наблюдений признано нецелесообразным, но если европейцам будет сопутствовать удача, HiRISE все-таки можно будет использовать для детальной съемки.
    Предполагается также продолжить поиск с помощью роверов. Spirit пока не имеет достаточного питания для этого эксперимента, но через несколько недель сможет принять участие в поисках. Попытки заставить MGS откликнуться на радиокоманды также будут продолжаться, но уже с меньшим рвением. При отсутствии результатов они, вероятно, будут прекращены с наступлением 2007 года.
    Срок баллистического существования MGS на последней известной орбите MGS составит не менее 40 лет. Таким образом, требование «планетарного карантина» - выдерживание земных аппаратов на орбите вокруг Марса в течение как минимум 50 лет - будет выполнено. Если управление MGS будет восстановлено, то перед окончательным отключением он будет сориентирован так, чтобы испытывать минимальное сопротивление и пролетать еще дольше.

Марс глазами MGS

    «Когда мы наблюдали за запуском 10 лет назад, - говорит тогдашний менеджер проекта MGS Гленн Каннингэм (Glenn Cunningham), мы сомневались, сможет ли он проработать заданную продолжительность миссии. И уж конечно, мы не думали о десяти годах работы».
    MGS проработал четыре марсианских года вместо одного, передав за это время на Землю более 240000 снимков. И дело не в рекорде - долгожительство «Сервейора» принесло новое качество. Он мог теперь отслеживать изменения на Марсе не от сезона к сезону, а от года к году: к примеру, несколько весен подряд MGS отслеживал сокращение южной полярной шапки.
    «Имея дополнительные годы наблюдений, - говорил в сентябре научный руководитель проекта MGS в JPL д-р Джеффри Плаут (Jeffrey Plaut), - мы можем отслеживать не просто погоду, а климат Марса. Есть такая гипотеза, что климат Марса меняется и, возможно, меняется быстро. Комбинация приборов с разных спутников увеличивает наши средства для проверки этой возможности. К примеру, с помощью «Одиссея» мы можем контролировать массу замерзшей углекислоты зимой и тем самым понимать изменения, которые MGS видит летом». И действительно, на протяжении трех летних сезонов в Южном полушарии количество твердой углекислоты вблизи полюса сокращалось по сравнению с предыдущим годом - результат принципиально важный и требующий дальнейшего мониторинга.

Первый и единственный снимок Деймоса камерой МОС был сделан 10 июля и опубликован 11 августа 2006 г. в память об открытии Деймоса в этот день в 1877 г. Расстояние до Деймоса - 22985 км, разрешение - 95 м на пиксел. В середине освещенной части виден кратер Свифт, левее и ниже его - Вольтер. Большие по размеру кратеры в центре и на правой оконечности Деймоса названий не имеют.

MARS GLOBAL SURVEYOR

    Среди других научных достижений MGS можно выделить следующие:

    -> Камера МОС на борту MGS впервые выявила на склонах Марса овраги с очень малым количеством ударных кратеров или совсем без них. Это было первым доказательством существования жидкой воды на Марсе в современную эпоху. Кроме того, были найдены веерообразные наносы, сформированные в дельте древней реки - так называемая сухая дельта Эберсвальде.
    -> Термоэмиссионный спектрометр TES позволил обнаружить районы концентрации тонкозернистого гематита - железосодержащего минерала, который, как правило, формируется во влажной среде. В такой район в январе 2004 г. был направлен посадочный аппарат с ровером Opportunity. (Всего TES получил более 206 млн спектров.)
    -> По данным лазерного высотомера MOLA была построена глобальная топографическая карта Марса и выявлены многие кратеры, которые были либо почти полностью разрушены, либо заполнены до краев осадками, а также картированы каньоны в полярных шапках. (До отказа лазерного передатчика в июне 2001 г. было сделано более 600 млн измерений высоты, и на тот момент цифровая модель высот Марса была более подробной, чем для Земли. В последующие годы MOLA работал в режиме пассивного радиометра.)
    -> Бортовой магнитометр обнаружил местные остаточные магнитные поля, что, по-видимому, свидетельствует о существовании на Марсе в прошлом глобального магнитного поля.

    Ветеран марсианского «флота» встречал на орбите станцию MCO, запущенную в астрономическое окно 1998 г. и бесславно закончившую свой полет вместе с посадочным аппаратом MPL. Он дождался запуска и прилета трех следующих спутников Марса - американских Mars Odyssey и MRO и европейского Mars Express, причем именно MGS отслеживал состояние атмосферы для планирования и проведения аэродинамического торможения прибывающих американских аппаратов. По результатам работы MGS были выявлены потенциальные места посадки не только для роверов Opportunity и Spirit но и для будущих посадочных миссий Phoenix и Mars Science Laboratory. Наконец, MGS время от времени наряду с «Одиссеем» исполнял функции орбитального ретранслятора для роверов.

Дно безымянного ударного кратера в Земле Аравийской (8.8°с.ш., 1.2°з.д.). Старые слоистые отложения были частично разрушены, образовав конические и пирамидальные структуры. Наступающие на них темные песчаные дюны состоят из песка, который приносят северо-восточные ветры. Площадь кадра - примерно 3x3 км. Снимок опубликован 20.09.2006 г.

MARS GLOBAL SURVEYOR

    MGS стал, пожалуй, первым межпланетным аппаратом, данные которого регулярно размещались в Сети, поддерживая и развивая общественный интерес к космическим исследованиям вообще и к Марсу в частности. В течение девяти лет сотрудники компании Matin Space Science System (MSSS) готовили к публикации избранные фотоснимки с MGS и описания к ним. Всего ими было опубликовано более 1600 аннотированных снимков, причем в период с 15 апреля 2003 г. по 30 сентября 2006 г. они выпускались ежедневно.
    Кроме того, все полученные с МОС снимки выкладывались для открытого использования на сайте http://www.msss.com/moc_gallery/ с примерно годовой задержкой после их приема. Сейчас исследователям доступны снимки МОС до сентября 2005 г. включительно. Очередной полугодовой комплект планировалось передать в архив Системы планетарных данных б ноября, затем это мероприятие перенесли на 28 ноября и отложили вновь, не назвав новой даты.