«Сім хвилин жаху»: як буде проходити посадка модуля на Марс InSight

Останній раз аерокосмічне агентство NASA проводило висадку космічного апарата на поверхню Марса шість років тому. Це був марсохід «Кьюріосіті». Однак на наступному тижні, 26 листопада в атмосферу планети увійде новий космічний апарат InSight, який зробить спробу посадки в марсіанському регіоні Елізіум, що північніше того місця, де був висаджений ровер «Кьюріосіті». На відміну від інших місії, в рамках яких посадочні модулі і марсоходи зазвичай займалися вивченням поверхневих геологічних особливостей Червоної планети, InSight стане першою місією по вивченню внутрішніх особливостей будови Марса.

NASA, звичайно ж, дуже зацікавлене в дослідженні поверхні Червоної планети, але не менший інтерес для агентства викликають «нутрощі» планети. Наприклад, вчені не знають з чого складається ядро Марса, наскільки воно велике і зберегла планета свою геологічну активність. Для вирішення цих питань необхідно заглянути всередину. Саме цим і займеться посадковий модуль місії InSight. Але спершу йому доведеться пережити «7 хвилин жаху». Саме стільки часу буде потрібно модулю для входу в марсіанську атмосферу, спуск і власне саму посадку на поверхню.

«Ми дуже чекаємо. Немає нічого дивніше посадки на Марс. Ми повністю готові до цієї події. Принаймні, настільки, наскільки це можливо», — коментує керівник місії InSight Тому Хоффман.

Перед тим як модуль приступить до входу в атмосферу, зниження і посадки команда місії збирається ще раз переглянути всі можливі варіанти розвитку подій.

Підготовка і посадка

Приблизно за 24 години до початку процесу посадки команда Лабораторії реактивного руху NASA (JPL) проведе останні корекційні маневри апарату. Щоб зниження пройшло гладко космічний апарат повинен увійти в атмосферу Марса під точно розрахованим кутом. Якщо кут виявиться занадто крутим, апарат випарується при вході атмосферу ще швидше, ніж ви скажете «ні!». Якщо кут буде недостатнім, модуль просто відскочить від атмосфери назад у космос.

За кілька днів до самої посадки Мережу далекого космічного зв'язку NASA буде відстежувати пересування апарату з допомогою даних про доплеровском зміщенні. Даний етап буде останньою можливістю для розрахунку правильної траєкторії входу апарату в атмосферу.

Фінальний звіт перед посадкою розпочнеться о 9 ранку за тихоокеанським або 8 годин вечора за московським часом 26 листопада. Через три години з цього моменту апарат повинен буде сісти на поверхню Марса. Великі антени Мережі далекого космічного зв'язку NASA в тандемі почнуть стеження за апаратом. З допомогою аналізу затримки сигналів вчені зможуть визначити, де конкретно знаходиться посадковий модуль. Для коригування помилок внаслідок атмосферних і космічних умов вчені збираються використовувати дані квазарів. Проводитися це буде завдяки вимірювання різниці в часі фіксації радіосигналів, прийнятих від апарату двома віддаленими один від одного антенами.

Приблизно за 10 хвилин до початку зниження InSight скине маршову щабель – захисну оболонку, в якій він перебував з моменту свого запуску із Землі. Як тільки це відбудеться, почнуться ті самі 7 хвилин жаху. Перед тим як центр управління місією зможе зітхнути з полегшенням апарату доведеться пережити наступне:

• Швидкість зниження посадкового модуля InSight в момент входу в атмосферу складе майже 21 тисячу кілометрів на годину;
• Теплової захисний екран модуля розігріється майже 1400 градусів Цельсія – достатньо для того, щоб розплавити сталь. Така температура буде утримуватися протягом 3,5 хвилини до того моменту, як буде розкрито посадковий парашут. Через 30 секунд після розкриття парашута модуль скине тепловий екран;
• Одразу ж після цього включиться набортний радар, який почне пеленгувати поверхню планети. З кожним сигналом пеленга апарат буде проводити розрахунки відстані до поверхні, а також швидкості свого зниження;
• Приблизно за 40 секунд до посадки InSight скине всю посадкову екіпіровку і близько хвилини перебуватиме у вільному падінні. Для запобігання заплутування в парашуті і зіткнення з тепловим екраном апарат почне розкручуватися, трохи відійшовши від початкової області зниження;
• За кілька секунд до зіткнення з поверхнею планети InSight включить свої посадочні двигуни. Менш ніж за 7 хвилин модуль сповільниться зі швидкості 21 000 км/год до 8 км/ч.

Художній концепт посадкового модуля InSight з встановленими інструментами на марсіанській поверхні

Модуль сам зателефонує» додому

Зазвичай для того щоб дізнатися, як пройшла посадка, агентство використовує комунікаційні супутники, які отримують дані від апаратів і перенаправляють їх на Землю. Для отримання сигналу супутників необхідно знаходиться в потрібному місці в потрібний час. Але у InSight є власні супутники. Це перша планетарна місія, в якій агентство використовує відразу два персональних комунікаційних супутника-кубсата — MarCO A і MarCO B (або Марко/Поло, як їх називають в центрі управління місією).

Невеликі кубсаты розміром з коробку також будуть використовуватися як ретранслятори під час 7-хвилинного зниження апарату. Після виконання кожного кроку висадки, починаючи від входу в атмосферу і до запуску посадочних двигунів, передавач, встановлений на борту InSight, буде передавати дані на кубсаты, а ті в свою чергу будуть негайно передавати їх наантени Мережі далекого космічного зв'язку NASA і в центр управління Лабораторії реактивного руху.

Між відправленням і отриманням даних буде матися затримка, тому якщо InSight не зможе вдало сісти, вчені дізнаються про це лише через 8 хвилин. Тим не менш команда налаштована оптимістично. Практично відразу ж після своєї посадки модуль повинен буде зробити фотографію поверхні Марса і відправити її на Землю. І хоча фотографія, швидше за все, буде не найкращої якості (при посадці підніметься дуже багато марсіанського пилу), її отримання на Землі стане найкращою новиною за день.

«Як тільки ми отримаємо підтвердження успішної посадки і першу фотографію з поверхні, команда, яка проводила підготовку та координування посадки, піде відпочивати і святкувати. Інші ж приступлять до наукової частини цієї місії. Зрештою основна мета цієї місії – наукове дослідження. Цим ми і займемося», — коментує Хоффман.

Після того, як InSight висадиться на поверхню Марса, зробить кілька фотографій свого оточення, а також дослідження ґрунту навколо себе, команді місії доведеться виконати ще одну важливу задачу – розгортання наукового обладнання.

На відміну від інших посадочних модулів і марсоходів, у яких всі наукові інструменти були частиною їх корпусу, InSight несе на своїй «спині» знімні прилади, які потрібно буде схопити, дістати і повільно розмістити на поверхні Марса за допомогою роботизованої руки. А тепер увага: ця операція триватиме протягом трьох місяців. Як би там не було, зараз вся увага і підготовка зосереджені саме на посадці модуля. При цьому успіх не гарантується.

«Будь-яка успішна посадка на Марс – справжня подія. Справа в тому, що загальний обсяг міжнародний успішних посадок на Червону планету невеликий. Він становить лише близько 40 відсотків. Іншими словами, посадка на Марс – завжди справжнє випробування», — підсумовує Хоффман.

Обговорити статтю можна .