После рассказов об авариях и достижениях марсианских аппаратов логично посмотреть, какие миссии на Марс хотят осуществить в будущем. Тем более, что сейчас научные задачи для зондов не так просто придумать — шесть работающих орбитальных аппаратов и два марсохода собирают огромное количество разнообразной информации.
Немного физики и астрономии
Теоретически, отправить межпланетную станцию на Марс можно в любое время. Но расход топлива на перелет к Марсу будет очень серьезно различаться. Примерно каждые 26 месяцев Марс находится в противостоянии — на продолжении линии Солнце-Земля:
Незадолго до противостояния открывается «пусковое окно», когда перелет потребует меньше всего топлива.
В принципе, в великие противостояния, когда Марс подходит ближе всего, можно сэкономить еще чуть-чуть топлива, но этой возможностью сейчас уже особо не пользуются. Например, Curiosity запустили к Марсу в 2012 году, когда сближение с Землей было минимальным.
Следующие противостояния Марса будут в 2018 и 2020 году, соответственно, пусковые окна откроются поздней весной 2018 и летом 2020 года.
2018
Противостояние 2018 года будет великим, поэтому на него планировалось много миссий, от второго этапа «Экзомарса» до такой экзотики как пилотируемая облетная миссия Inspiration Mars Денниса Тито (фактически отменена, даже сайт не открывается) или все собирающей деньги и переносящей сроки Mars One. Но на сегодняшний момент на этот год запланированы только две миссии, а запущена будет, скорее всего, одна.
InSight
Этот зонд уже должен был бы работать на Марсе, если бы не досадная техническая неполадка. На тестировании в конце 2015 года выяснилось, что главный инструмент зонда SEIS не держал вакуум. Аппарат вернули на доработку и сдвинули запуск на 2018 год.
InSight представляет из себя посадочную станцию, основанную на технологиях успешно выполнившего свою задачу зонда Phoenix. Но если «Феникс» садился в приполярных областях и искал водяной лед, то здесь целью будет район экватора. Место посадки выбиралось больше с инженерных соображений — солнечные батареи InSight так будут получать больше света. А с научной точки зрения район посадки почти не важен, потому что основной задачей зонда будет геология внутреннего строения Марса. После посадки InSight должен будет выгрузить полусферу сейсмометра SEIS.
При помощи этого агрегата можно будет фиксировать «марсотрясения» и другую сейсмическую активность, включая падения метеоритов и даже приливные волны Фобоса. По полученным данным мы сможем узнать о строении Марса и его прошлом.
Инструмент HP3 закопается в Марс на глубину до 5 метров и расскажет нам о том, сколько тепла идет от ядра планеты. Температурные датчики стоят с интервалом 10 см, поэтому мы сможем получить температурный профиль поверхности.
Кроме этого, на зонде стоят магнетометр и метеостанция, а его радиопередатчик будет использоваться для очень точного определения скорости вращения Марса. Разве что с фотографиями нам не повезло — цветная камера не поместилась в сроки и бюджет, и на станции будут стоять только черно-белые.
Зато вместе с InSight будут лететь два кубсата формата 6U (6 кубиков 10х10х11.35 см). Они не будут нести никакой научной нагрузки и пролетят мимо Марса, но в самый критичный момент посадки InSight они будут работать ретрансляторами, передавая на Землю телеметрию зонда.
Red Dragon
НА 2018 год также запланирован запуск корабля-зонда Red Dragon компании SpaceX. Модифицированный корабль Dragon должен будет совершить посадку исключительно на двигателях, без парашютов или воздушных амортизирующих мешков, и выполнить довольно большую научную программу — поиск жизни, оценка пригодности планеты для колонизации, проверка технологий посадки, оценка местных ресурсов, демонстрация возможности добычи воды и производства ракетного топлива. Но вероятность того, что SpaceX удастся выдержать объявленные сроки крайне мала — до пускового окна осталось чуть больше полутора лет, а Dragon 2 еще не летал даже в околоземном варианте, посадка полностью на двигателях не протестирована, новостей о разработке научного оборудования нет, и ракета-носитель Falcon Heavy тоже еще не испытана.
2020
Количество марсианских миссий в 2020 году лучше всего передает вот этот шуточный мультик.
В самом деле, в этом году туда собираются NASA, ЕКА с Роскосмосом, Индия, Китай, и даже Объединенные Арабские Эмираты.
Mars 2020
NASA собирается отправить на Марс продвинутого брата Curiosity. На улучшенном по опыту эксплуатации шасси (забудьте про дырки в ободе колес) будут установлены другие научные приборы:
MASTCAM-Z: Еще более продвинутая система камер, с возможностью панорамной и стереоскопической съемки, а также зума.
MEDA: метеостанция будет фиксировать температуру, давление, влажность, направление и скорость ветра, а также размер и форму частичек пыли.
MOXIE: экспериментальная технология будет вырабатывать кислород из углекислоты марсианской атмосферы. Учитывая, что роверы на поверхности работают годами, этот прибор только частично в шутку можно будет назвать первым терраформером Марса.
PIXL: рентгеновский спектрометр будет еще лучше видеть различные химические вещества на поверхности
RIMFAX: радар, который сможет видеть на метры под поверхностью
SHERLOC: Ультрафиолетовый спектрометр с лазером для определения строения поверхности и поиска органики.
SuperCam: Еще одна камера, для минералогического анализа и поиска органики на расстоянии.
Кроме этого в проект хотели включить небольшой вертолет на солнечных батареях, но в официальный список оборудования он не вошел, поэтому его почти наверняка не будет. Зато в официальной инфографике остается возможность бурить образцы и хранить их, а так же нам обещают микрофоны, чтобы послушать звуки Марса.
«Экзомарс»
В состав второго этапа европейско-российской миссии «Экзомарс» будут входить ровер и посадочная платформа.
Главной особенностью пока безымянного ровера будет буровая установка, которая сможет пробурить до двух метров поверхности и вытащить образец 1х3 сантиметра на анализ.
Буровая установка
Кроме этого, на ровере будет разнообразный набор инструментов:
PanCam: Панорамная камера
ISEM: Инфракрасный спектрометр.
CLUPI: Специальная камера для макросъемки интересных участков с близкого расстояния с большим разрешением.
WISDOM: Радар для анализа воды и прочего под поверхностью.
Adron: Прибор для поиска воды и гидратов.
Ma_MISS: Многоспектральный анализатор, расположенный внутри буровой установки.
MicrOmega: Спектрометр в видимом и инфракрасном диапазоне, будет использоваться для анализа минералов на поверхности.
RLS: Еще один спектрометр, будет искать органику.
MOMA: Инструмент для поиска биомаркеров и жизни.
Посадочная платформа после высадки ровера не прекратит свою работу, а станет долгоживущей метеостанцией, анализатором атмосферы и сейсмометром.
Китайская миссия
Китайская миссия к Марсу также ожидается в 2020 году. В нее войдут одновременно и орбитальный аппарат, и марсоход. По рендерам марсоход будет на солнечных батареях, и, как и два предыдущих, тоже будет оснащен радаром для изучения того, что находится под поверхностью. Кроме этого, целями миссии названо изучение климата, ионосферы, распределения воды и льда, внутренней структуры и топографии Марса.
Индийская миссия
Про нее известно немного. Как ожидается, это будет орбитальный аппарат, возможно, с марсоходом. Последняя новость по этому проекту — сообщение о сотрудничестве индийского (ISRO) и французского (CNES) космических агентств.
ОАЭ
Большой новостью не так давно стало официальное объявление о том, что Объединенные Арабские Эмираты собираются запустить марсианский зонд. Это будет орбитальный аппарат со сравнительно небольшим количеством научных приборов — фотокамерой и двумя спектрометрами — инфракрасным и ультрафиолетовым. Тем не менее, для такой страны как ОАЭ это будет огромным скачком вперед. По последним новостям работа над аппаратом активно ведется, в начале ноября команду разработчиков посетил вице-президент и премьер ОАЭ шейх Мохаммед.
Заключение
В более отдаленной перспективе есть и другие миссии, например, вторая попытка привезти образцы с Фобоса («Фобос-Грунт 2», он же «Бумеранг»), или миссия по возврату образцов с Марса. Но они запланированы как минимум на 2024 год. Это означает, что о них мало информации, а то, что известно, может еще неоднократно поменяться. Если судить по количеству работающих аппаратов, то Марс получается самым интересным объектом Солнечной системы, и планируемые миссии только подтверждают его статус.
Автор: lozga
