14 марта в 12 часов 31 минуту по московскому времени с космодрома Байконур была успешно запущена ракета-носитель «Протон-М» с космическим аппаратом российско-европейской миссии ExoMars 2016 («Экзомарс-2016»).
«Экзомарс» — это совместный проект госкорпорации «Роскосмос» и Европейского космического агентства (ЕSA) по изучению Марса. Официальный договор о сотрудничестве был подписан 14 марта 2013 года в Париже главой «Роскосмоса» Владимиром Поповкиным и главой ESA Жан-Жаком Орденом. До этого момента проект «Экзомарс» предполагал участие NASA, но американцы по финансовым соображениям отказались, и их место заняла Россия.
Проект состоит из двух стадий, первая из которых началась сегодня.
Подобно многим автоматическим станциям, «Экзомарс-2016» состоит из двух блоков, орбитального и посадочного.
Это орбитальный модуль TGO (Teace Gas Orbiter), который займется анализом состава атмосферы планеты и ретрансляцией данных, и посадочный — известный как EDM (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module — модуль-демонстратор входа, снижения и посадки), получивший свое имя в честь итальянского астронома Джованни Скиапарелли.
Перелет от Земли до Марса займет семь месяцев. Все это время орбитальный и посадочный аппараты будут находиться вместе, а затем модуль «Скиапарелли» отделится от орбитального аппарата, чтобы начать собственный полет, за три дня до входа в атмосферу Марса. Это произойдет 16 октября. С этого момента и до посадки он будет передавать данные через TGO, а во время работы на поверхности — через ретранслятор на марсианском спутнике NASA. Предложенное место посадки модуля — Плато Меридиана, участок поверхности Марса неподалеку от экватора планеты, идеально подходящий для безопасной посадки.
После отделения модуля «Скиапарелли» орбитальный аппарат выйдет на эллиптическую орбиту. Он пролетит через верхние слои атмосферы Марса, а затем выровняет орбиту до круговой с высотой около 400 км.
Основной целью первой миссии станет поиск в атмосфере Марса следов метана и других газов, которые могут быть признаками биологических и геологических процессов. Дополнительная задача — отработка технологий, необходимых для осуществления второго этапа миссии, который, предположительно, состоится в 2018 году.
На данный момент исследования марсианской атмосферы, проведенные с помощью наземных и космических обсерваторий, показывали противоречивые результаты. Ученые сходятся во мнении, что метан в марсианской атмосфере присутствует, но в незначительном объеме (менее 1%). Несмотря на это, поскольку в геологических масштабах времени его период существования очень короткий, обнаружение даже небольшого количества этого газа свидетельствует о наличии источников в настоящее время. На Земле основным источником метана в атмосфере являются бактерии, поэтому возможно, что
на Марсе тоже протекают биологические процессы. Однако газ может иметь и химическое происхождение: он образуется в ходе различных геологических процессов.
Орбитальный аппарат позволит ответить на вопрос о происхождении метана в атмосфере Марса. Детекторы, установленные на TGO, способны с высоты 400 км определять содержание в атмосфере Марса метана, паров воды, диоксида азота, ацетилена и других газов с точностью на три порядка выше, чем в предыдущих исследованиях. Если метан будет обнаружен в присутствии пропана или этана, то это станет сильным аргументом в пользу присутствия биологических процессов. Если же метан будет обнаружен в присутствии таких газов, как диоксид серы, то это будет указывать на то, что метан является побочным продуктом геологических процессов. Кроме этого, ученые рассчитывают, что им удастся обнаружить места на поверхности планеты, являющиеся источником газа, чтобы в дальнейшем к ним можно было отправить дополнительные исследовательские станции.
Дополнительная задача TGO — обеспечение связи миссий с Землей. Космический аппарат будет служить ретранслятором для аппарата «Скиапарелли» в ходе посадки, передавая критически важную информацию в реальном времени, а затем для тяжелого марсохода миссии «Экзомарс-2018».
Главной задачей модуля «Скиапарелли» станет отработка технологий посадки на Марс с контролируемой ориентацией и скоростью приземления. После входа в марсианскую атмосферу модуль развернет парашют и завершит свою посадку с помощью навигационной и управляющей систем. Это чрезвычайно важно для успешного осуществления второй части проекта — отправки полноценного марсохода. Как и спускаемый аппарат «Гюйгенс», разработанный ESA для посадки на Титан, «Скиапарелли» не оборудован солнечными батареями. Срок его работы на поверхности составит от двух до восьми суток.
Второй этап миссии намечен на 2018 год: в ходе него на Марс будет отправлен космический аппарат «Экзомарс-2018». Он будет состоять их трех блоков: перелетный модуль, адаптер с системой отделения и спускаемый аппарат, который разрабатывает НПО имени Лавочкина.
Аппаратуру, бортовой компьютер, радиосистему и программное обеспечение для него предоставит ESA. Перелетный модуль будет отвечать за коррекцию курса, снабжение космического аппарата энергией и за поддержание теплового режима. Спускаемый аппарат будет отвечать за высадку на Марс самоходного робота — тяжелого марсохода, оснащенного буровой установкой. Эта установка позволит исследовать марсианский грунт на глубине до 2 м, что, возможно, даст ответ на вопрос о том, существовала ли жизнь на Марсе в прошлом.