Стартовал «Фобос-Грунт»: Семь жизней межпланетной станции
Как и многие другие современные российские проекты, «Фобос-Грунт» вполне можно назвать долгостроем. Впервые предложения реализовать подобную миссию прозвучали еще в 1996 г., после неудачи с запуском станции «Марс-96». Тогда, в частности, были предложены проекты отправки на Красную планету марсохода («Марс-Астер»), а на ее спутник Фобос — возвращаемого модуля («Фобос-Грунт»). По понятным причинам отечественная космонавтика не могла себе позволить столь амбициозных планов, и от первой миссии вскоре отказались, а вот «Фобос-Грунт» в 1998 г. был утвержден для реализации. Тогда планировалось, что аппарат стартует в 2004 г., и к 2008 г. уже вернется на Землю.
Финансовые обстоятельства заставили пересмотреть первоначальный проект — и не только в плане сроков исполнения. Реальный космический аппарат, создание которого началось в 2005 г., — более легкий и реализован на базе негерметичной платформы «Навигатор», что позволило упростить всю экспедицию и сократить ее сроки. Из-за необходимости дополнительных испытаний дату запуска переносили еще не раз — и вот этот день настал. В январе «Фобос-Грунт», основным создателем которого выступило химкинское НПО имени Лавочкина, прошел электрические испытания, в марте — термовакуумные, а в октябре был доставлен на Байконур.
Аппарат и аппаратура
Стартовая масса аппарата составляет 13,2 т. Сюда входит маршевая двигательная установка, созданная на базе разгонного блока «Фрегат», которая обеспечит перелет к Марсу и торможение. А также — 590-килограммовый перелетный модуль, который подберется непосредственно к Фобосу и совершит посадку на нем. А еще — 215-килограммовый возвращаемый аппарат, сердце всего проекта.
Основу станции, как это можно увидеть на одной из приведенных иллюстраций, составляет восьмигранный перелетный модуль, на гранях которого размещается аппаратура, а по сторонам раскрывается пара солнечных батарей и антенна бортового радиокомплекса. На аппарате установлено три независимых манипулятора для забора грунта — два цанговых для мягких и мягко-твердых пород, плюс один пенетрационный — для твердых и скальных пород. По обещанию разработчиков, вместе они позволят взять любые образцы, от легкой пыли до фрагментов прочных скал.
С нижней стороны этой восьмигранной призмы размещается китайский микроспутник и двигательная установка, а сверху- возвращаемый аппарат, имеющий собственную солнечную батарею, радиокомплекс, двигательную установку и прочую автоматику, а также и семикилограммовый спускаемый аппарат, который в итоге вернется на Землю. Кстати, планируется, что на этой платформе могут быть реализованы и другие перспективные российские межпланетные аппараты для исследований Луны, Марса, Венеры и Меркурия.
На борту межпланетной станции имеется около 50 кг научного оборудования, произведенного не только в России, но и в странах-партнерах. Так, один из грунтозаборников разработан польскими специалистами, а другая аппаратура — коллегами из Германии, Китая, Швейцарии, Франции, Швеции и Украины. Вообще, по словам одного из руководителей проекта «Фобос-Грунт» академика Льва Зеленого, на зарубежных партнеров приходится «от четверти до трети трудовых и материальных затрат».
В числе бортового научного оборудования — разнообразные спектрометры и хроматографы для исследований вещества Фобоса непосредственно на месте; а также гравиметр, детектор космической пыли, плазменный комплекс
Перелет: недолет
Старт произведен с помощью ракеты-носителя «Зенит-2SБ» днепропетровского завода «Южмаш». Спустя чуть более 10 минут после запуска автоматическая межпланетная станция отделилась от нее, а еще примерно через полчаса должны были включиться ее собственные маршевые двигатели... Увы, все пошло не так.
По сообщению главы Роскосмоса Владимира Поповкина, маршевая двигательная установка не включилась, и аппарат, выйдя на опорную орбиту, так и не лег на курс межпланетного перелета, оставшись над Землей. «Сложилась нештатная ситуация, но она рабочая. Мы ее предусматривали, — сказал Поповкин, — Топливо не потрачено, у нас есть трое суток для перезакладки программы». Будем ждать и надеяться.
Чтобы выйти на траекторию межпланетного перелета, двигательная установка аппарата должна была включиться два раза. Оба включения изначально планировались тогда, когда зонд окажется за пределами наблюдения российских станций слежения, над Южной Америкой. В связи с этим для получения важной телеметрической информации о ходе полета понадобится помощь от зарубежных коллег.
По плану, 29 сентября будущего года «Фобос-Грунт» начнет торможение и выход на переходную орбиту вокруг Красной планеты. Интересно, что на пути аппарат опередит собрат из США — марсоход MSL / Curiosity, который скоро стартует с мыса Канаверал. На орбите Марса от станции отделится китайский микроспутник Yinghuo-1 и отработавшая свое маршевая двигательная установка. К февралю 2013 г. перелетный модуль межпланетной станции сблизится с Фобосом и совершит посадку близ долины Лагадо.
Здесь он проведет сбор проб, которые будут погружены на возвращаемый аппарат. Тот, наконец, поднимется со спутника и — снова через переходную околомарсианскую орбиту — в сентябре начнет движение к Земле. Мы будем ждать его в августе 2014 г. Капсула с бесценными 100−200 г вещества, собранного на Фобосе, совершит посадку на степном полигоне в Казахстане.
Китаец на борту
Как уже говорилось выше, после выхода на околомарсианскую орбиту от межпланетной станции отделится «автостопщик», китайский микроспутник Yinghuo-1. Его название буквально означает «светлячок», также это древнекитайское название самого Марса. Это будет первый в истории КНР зонд, который займется исследованием Красной планеты. Его задачи — изучение окружающей Марс плазмы и магнитных полей, движения ионов и параметров ионосферы, а также наблюдение песчаных бурь. Ожидается, что 110-килограммовый аппарат проработает не менее двух лет.
Результат
Основная задача экспедиции — исследование самого Фобоса. Часть анализов будет произведена на месте, а часть — на Земле. Ученые намерены изучить геологию и геохимию спутника, свойства его реголита (грунта), попытаются рассмотреть и внутреннее строение.
Отдельной строкой идет исследование особенностей вращения и орбиты Фобоса, а также условий околомарсианского пространства. Будет проведено изучение находящейся тут пыли и плазмы, взаимодействия Фобоса с солнечным ветром, наблюдение за сезонными изменениями атмосферы и поверхности самого Марса.
От этих исследований ученые ждут многих интересных результатов. Возможно, они позволят, наконец, поставить точку в вопросе о происхождении марсианских спутников — сегодня предполагается, что некогда они были астероидами, и оказались захвачены гравитационным полем Красной планеты.
По словам главы НПО имени Лавочкина Виктора Хартова, за время работы «Фобос-Грунт» «проживет семь жизней»: «Сначала он будет жить жизнью разгонного блока "Фрегат". Затем, когда космический аппарат наберет вторую космическую скорость, он должен будет прожить жизнь космического аппарата между двумя планетами... Потом будет орбита, близкая к Фобосу, потом стыковка с Фобосом... Потом следующая жизнь — сбор грунта на Фобосе, и следующая жизнь уже при возвращении на Землю. И, наконец, спускаемая часть... должна войти в атмосферу Земли и упасть на полигоне Сары-Шаган».
Если, конечно, в ближайшие три дня ситуацию удастся исправить.