На стр. 1 обложки: Марсоход в месте посадки в январе-февра­ле 2004 г. Вверху: на штанге стереокамера для цветной пано­рамной съемки. Известно, что два самоходных аппарата запу­щены по американской програм­ме "MER" в июне 2003 г. Рисунок NASA (к ст. С.А. Герасютина).

«Земля и Вселенная» 2004 №1

1. "Стардаст" ("Stardust", США). АМС запущена 7 февраля 1999 г. Продолжается полет к комете Вильда-2, встреча запланирована на 2 января 2004 г., возвращение капсулы с образцами кометного вещества на 15 января 2006 г. В июле 2003 г. "Стардаст" выполнила второй пролет около Земли и третий раз изменила наклонение к плоскости эклиптики, тем самым завершив 23 июля второй виток по гелиоцентрической орбите. После этого станция вошла в плоскость орбиты кометы для встречи с ней. Ловушка пылевых частиц продолжает сбор частиц межпланетной пыли. К октябрю 2003 г. АМС находится в 0.346 а.е. от кометы Вильда-2, расстояние от Земли — 2.259 а.е.

Как сообщалось (Земля и Вселенная, 2003, № 4), 2 ноября 2002 г. в 4 ч 50 мин** она пролетела со скоростью 7 км/с в 3300 км от астероида Аннефранк. В течение 25 мин проводилась съемка астероида навигационной камерой. Встреча с ним готовилась как техническое испытание систем и аппаратуры станции, причем вне радиосвязи с Землей. Эксперимент завершился успехом: получено 70 снимков лучшего разрешения, чем предполагалось. Стало известно, что астероид неправильной формы, его альбедо 10-20%, длина 8 км, что в два раза больше оценочной. На астероиде замечено несколько кратеров диаметром в сотни метров. Он обращается вокруг Солнца по близкой к круговой орбите с перигелием 2.073 а.е., афелием 2.352 а.е. и наклонением 4.25°. Видимая звездная величина — 14.2^m. Этот пролет стал генеральной репетицией встречи АМС "Стардаст" с кометой Вильда-2.

* Продолжение. Начало см.: 1995, № 5; 1996, № 3; 1997, № 4; 1998, № 3; 1999, № 3; 2000, № 4; 2001, № 5; 2003, № 1.

** Здесь и далее время дано по Гринвичу.

2. "Нодзоми" ("Nozomi", Япония). АМС запущена 3 июля 1998 г. Продолжается незапланированный полет по гелиоцентрической орбите между Землей и Марсом после неудачного маневра 20 декабря 1998 г. Все системы и 14 научных приборов АМС функционируют нормально. Потерянная в мае 2002 г. связь со станцией восстановлена. 21 декабря 2002 г. "Нодзоми" (надежда) пролетела на расстоянии 30 тыс. км от Земли и ее гелиоцентрические параметры орбиты сравнялись с земной. Затем она вернулась к нашей планете, пролетев от нее 19 июня 2003 г. в 14 ч 43 мин на расстоянии 11 тыс. км, и вышла на новую гелиоцентрическую орбиту с параметрами: перигелий — 151.32 млн. км, афелий — 227.02 млн. км, наклонение 0.418° и период обращения 519.4 сут. Станция после пертурбационного маневра у Земли перешла на траекторию полета к Марсу, ее путешествие продолжается по плану. В начале 2004 г. "Нодзоми" должна выйти на орбиту вокруг планеты для исследований.

Участок поверхности Марса в пределах Valles Marineris (долина Маринера), область Melas Chasma (каньон Мелас простирается примерно на 350 км), полученный в апреле 2003г. тепловым спектрометром АМС "Марс Одиссей": а) топография мозаики черно-белых дневных (температура поверхности от -35 до -5°С) и цветного ночного (инфракрасный спектр) снимков с отмеченными полосами съемок. Оползни стекли на более чем 100 км в низины, они произвели депозиты с горными хребтами и углублениями, чередуя теплые и холодные материалы. Ночью скальные материалы сохраняют тепло (красный цвет), а пыль и песок (синий) охлаждаются быстрее, поэтому здесь ниже температура; б) тот же район (5°ю.ш. и 77° з.д.) в условных цветах, показаны эффекты эрозии на слоистых камнях, которые разрушились из-за разнообразных процессов, включая ветер и подвижки по склону. Более темные материалы находятся ближе к мантии — это, вероятно, песок. Кратеры подвергались воздействию эрозии и разрушились. Полосы снимков шириной 32 км и длиной 57 км, разрешение — 19 м. Фото NASA.

3. "Марс Одиссей" ("Mars Odyssey", США). АМС запущена 7 апреля 2001 г. Станция продолжает выполнять запланированные исследования с солнечно-синхронной орбиты высотой 385 х 401 км, наклонением 93.1° и периодом обращения 118 мин. На этой орбите "Марс Одиссей" будет выполнять программу исследований до 5 августа 2004 г. К настоящему времени получены результаты: гамма-спектрометр сделал более 200 тыс. спектров элементов грунта; тепловой спектрометр в видимом и ИК-диапазонах — около 500 снимков участков поверхности с разрешением до 16 м; один из датчиков измеряет радиационную обстановку. Как уже сообщалось (Земля и Вселенная, 2002, № 4; 2003, № 6), южнее 60° ю.ш. с помощью двух нейтронных детекторов обнаружены запасы водяного льда на двух-трехметровой глубине на площади 10 млн. км². Его объем — 3 тыс. км³, это примерно объем Ладожского озера. Указания на подпочвенный лед появились уже на снимках "Викингов", а "Марс Глобэл Сервейер" сделал оценку его объема в полярных шапках. К 2002 г. на основе 320 тыс. измерений составлена первая карта залегания льда с разрешением 5°.

4. "Марс Глобэл Сервейер" ("Mars Global Surveyor", США). АМС запущена 7 ноября 1996 г. Продолжается картографирование поверхности Марса с орбиты высотой 372 х 427 км, наклонением 92.9° и периодом обращения 117 мин.

	Схема этапов выхода АМС "Кассини-Гюйгенс" на орбиту искусственного спутника Сатурна в июле 2004 г. Рисунок NASA. Межпланетная станция "Кассини-Гюйгенс" (NASA — ESA) пролетит в июле 2004 г, около колец и выйдет на орбиту Сатурна. Рисунок NASA. Орбитальная станция "Галилей" завершает 35-й виток вокруг Юпитера входом 21 сентября 2003 г. в атмосферу планеты-гиганта. Рисунок NASA.

Основная программа исследований Марса завершилась в январе 2001 г., до мая 2004 г. АМС работает по дополнительной программе, чтобы подстраховать "Марс Одиссей" во время посадки марсоходов. Станция ведет наблюдения поверхности и сезонных изменений уже третий марсианский год (687 сут). Основной задачей продленной программы будет повторное изучение отдельных районов в то же время года, но марсианский год спустя. Получены десятки тысяч снимков с разрешением до 2 м и миллионы спектров элементного состава пород, измерен рельеф поверхности с помощью лазерного высотомера. Продолжаются геологические и минералогические исследования. Программа полета станции еще раз продлена до начала 2008 г.

5. "Кассини-Гюйгенс" ("Cassini-Huygens", NASA-ESA). АМС запущена 15 октября 1997 г. Станция продолжает полет к Сатурну, в октябре 2003 г. расстояние до него — 0.864 а.е., до Земли — 8.745 а.е. В систему его спутников она войдет 1 июля 2004 г., а затем выйдет на орбиту искусственного спутника Сатурна (ИСС). Все 12 научных приборов в рабочем состоянии. АМС при подлете к системе Сатурна выполнит комплекс экспериментов и фотосъемку. По новому плану полета станция совершит три пролета около Титана — 26 октября, 13 и 25 декабря 2004 г., после чего 14 января 2005 г. посадочный зонд "Гюйгенс" (ESA) выполнит спуск на поверхность спутника. Программа исследований системы Сатурна с орбиты ИСС рассчитана до 2008 г.

Японская межпланетная станция "Хаябуса" ("Muses-C"): а) размещение научной аппаратуры и служебных систем, б) АМС перед запуском, в) посадочный зонд "Минерва", г) универсальное устройство забора образцов грунта. Рисунок и фото ISAS.

6. "Галилей" ("Galileo", США). АМС запущена 19 октября 1989 г. С декабря 1995 г. до середины 2003 г. проведен широкий комплекс исследований системы Юпитера — атмосферы (включая парашютный спуск спускаемого аппарата 5 декабря 1995 г.) и колец планеты, 13 раз "Галилей" встречался с Европой, 9 раз с Каллисто, 7 раз пролетал у Ганимеда, 7 раз у Ио и один раз у Амальтеи. Напомним, что на "Галилее" установлено 10 научных приборов массой 103 кг, с помощью которых он выполнил 17 экспериментов (Земля и Вселенная, 2001, № 2), при пролете исследовались в том числе астероиды Гаспра (октябрь 1991 г.) и Ида (август 1993 г.). Аппаратура "Галилея" фиксировала столкновение кометы Шумейкеров-Леви с Юпитером (июль 1994 г.). АМС совершила 35 витков вокруг планеты. Последний виток "Галилея" завершился 21 сентября 2003 г. прямым входом в атмосферу Юпитера, последний сигнал от него принят в 19 ч 43 м.

МЕЖПЛАНЕТНЫЕ СТАНЦИИ

Европейская АМС "Марс Экспресс" с указанием расположения научных приборов: 1 — радар-высотомер (альтиметр), 2 — стереокамера высокого разрешения, 3 — картирующий спектрометр, 4 — спектрометр ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов, 5 — инфракрасный Фурье-спектрометр, 6 — анализатор плазмы и нейтральных атомов, 7 — аппаратура радиоэксперимента, 8 — марсианский посадочный аппарат "Бигль-2". Рисунок ESA. Примерно так будет исследовать поверхность и грунт Марса британская посадочная станция "Бигль-2". Рисунок ESA.

Последовательность операций при посадке на Марс аппарата "Бигль-2": спуск в атмосфере при помощи аэродинамического экрана, тормозной спуск на парашюте, окончательное торможение надувными амортизаторами во время контакта с поверхностью, раскрытие лепестков посадочной станции и проведение исследований на поверхности. Перелетная ступень АМС "MER": а) в монтажно-испытательном корпусе Космического центра им. Д. Кеннеди перед стартом (сверху — лобовой экран): б) размещение систем: 1 — служебный блок, 2 — малонаправленная антенна, 3 — переходник с последней ступенью РН, 4 — всенаправленная антенна, 5 — панель солнечных батарей, 6 — солнечные датчики, 7 — топливный бак, 8 — марсоход в сложенном положении, 9 — звездный датчик, 10 — блок электроники, 11 — лобовой экран с теплозащитным покрытием, 12 — двигатель разделения перелетной ступени с посадочным отсеком, 13 — микродвигатели коррекции траектории полета. Фото и рисунок NASA.

Последовательность операций при посадке станций "MER" на поверхность Марса: 1 — торможение при посадке с помощью надувных баллонов, 2 — сдутие оболочек баллона и сход марсохода на поверхность, 3 — проведение марсоходами экспериментов по изучению грунта. Рисунок NASA. Марсоход станций "MER-1/2": 1 — платформа со служебным оборудованием, 2 — всенаправленная антенна, 3 — калибровочная мишень для фотокамер, 4 — остронаправленная антенна, 5 — панель солнечных батарей, 6 — нагреватель блока электроники в ночное время, 7 — ходовая часть, 8 — подвеска колес, 9 — подвижная штанга с научными приборами, 10 — приборы (микроскоп, шлифовальное устройство, Мессбауэровский и альфа-рентгеновский спектрометры), 11 — передняя часть служебного отсека, 12 — магнитная ловушка, 13 — мачта с фотокамерами, 14 — навигационная камера, 15 — панорамная стереокамера, 16 — термоэмиссионный спектрометр, 17 — антенна ретрансляции данных через ИСМ ("Марс Глобэл Сервейер" и "Марс Одиссей"). Рисунок NASA.

← Места предполагаемых посадок марсоходов "MER-1/2": а) кратер Гусев, б) земля Меридиани. Фото NASA.

↑ Научный спутник "Кориолис" (США): 1 — основной рефлектор радиометра WindSat, 2 — рефлектор обзора "холодного неба", 3 — волноводы радиометра WindSat, 4 — звездные датчики системы стабилизации, 5 — места крепления бортовой аппаратуры, 6 — связка двигателей системы управления, 7 — двигательная установка, 8 — радиоантенна, 9 — панель солнечных батарей, 10 — блок обработки данных датчика SMEI, 11 — две антенны навигационной системы GPS, 12 — три оптические камеры SMEI, 13 — неподвижное основание радиометра WindSat, 14 — подвижная часть радиометра WindSat, 15 — ферма с аппаратурой радиометра WindSat, 16 — антенна системы GPS радиометра WindSat. Рисунок NASA.

←Микроспутник "Чипсат" (США)для исследования раскаленного и очень разреженного межзвездного газа. Рисунок Университета Калифорнии в Беркли. Американская астрофизическая обсерватория ТАЛЕКС" для исследования эволюции Вселенной: в верхней части расположен телескоп Риччи-Кретьена с диаметром основного зеркала 50 см и фокусным расстоянием 3 м. Рисунок NASA. Канадская космическая обсерватория "MOST" для изучения характеристик солнцеподобных звезд и поиска у них экзопланет. Справа внизу под открытой крышкой размещен телескоп с диаметром основного зеркала 0.15 м. Рисунок Канадского космического агентства.

7. "Улисс" ("Ulysses", ESA-NASA). АМС запущена 7 октября 1990 г. Продолжаются исследования Солнца и околосолнечного пространства. Все научные приборы работают нормально. Продолжаются наблюдения солнечных вспышек, корональных выбросов, изменений в короне и гелиосфере. В октябре 2001 г. (вблизи максимума 11-летнего цикла солнечной активности) станция пролетела со скоростью 34 км/с над Северным полюсом и направилась над плоскостью эклиптики в область орбиты Юпитера. Параметры орбиты АМС: расстояние от Солнца 1.343 х 5.404 а.е., наклонение 79.23° и период обращения 6.2 года. К концу октября 2003 г. "Улисс" находился от Солнца на расстоянии 752 млн. км, от Земли — 607 млн. км.

8. "Пионер-10" ("Pioneer-10", США). АМС запущена 3 марта 1972 г. (Земля и Вселенная, 1972, № 4). В конце февраля 2003 г. с ней прекратилась связь (Земля и Вселенная, 2003, № 3). В декабре 2002 г. проведен последний сеанс связи (сигнал от станции и обратно шел 24 ч 04 мин). Результаты измерений космических лучей свидетельствуют, что она все еще находится в гелиопаузе (пограничный слой между солнечным ветром и межзвездной средой). Сигнал оказался чрезвычайно слабым, что неудивительно, учитывая возраст аппарата и расстояние до него. К концу октября 2003 г. зонд находился на расстоянии более 86.9 а.е. от Солнца (в два раза дальше Плутона) и двигался относительно него со скоростью 12.24 км/с. От Земли станция удалилась уже более чем на 13 млрд. км. "Пионер-10" направляется в сторону Альдебарана, находящуюся в созвездии Тельца на расстоянии 68 св. лет от Солнца, к которой он приблизится через 2 млн. лет. "Пионер-11" (запущен 6 апреля 1973 г., Земля и Вселенная, 1973, № 6) также летит к границам Солнечной системы, и с ним тоже нет связи. К корпусу обеих станций прикреплена позолоченная пластинка размером 15 х 23 см с изображением людей, Солнечной системы и другой информации — послание землян к иным мирам.

9. "Вояджер-1 и -2" ("Voyager-1/2", США). АМС запущены 5 сентября и 20 августа 1977 г. (Земля и Вселенная, 1978, № 2). Обе АМС продолжают передавать информацию, работают 5 из 13 научных приборов. Активных действий с аппаратами не проводится, они сохраняют свою работоспособность. "Вояджер-1" к концу октября 2003 г. преодолел расстояние в 14.43 млрд. км, от Солнца его отделяют 12.61 млрд. км, от Земли — 12.67 млрд. км. Относительно Земли он движется со скоростью 20.97 км/с, а относительно Солнца — 17.23 км/с. Чтобы отправить на КА радиосигнал и получить ответ, требуется 23 ч 27 мин 46 с. Показатели для "Вояджера-2" на тот же момент: пройденное расстояние — 13.47 млрд. км, удаление от Солнца — 9.98 млрд. км, удаление от Земли — 10.39 млрд. км, скорость относительно Земли — 28.57 км/с, скорость относительно Солнца — 15.72 км/с. На то, чтобы установить с ним связь, требуется 18 ч 28 мин 52 с. Обе АМС покидают Солнечную систему под углами 35° к северу и 48° к югу от плоскости эклиптики.

10. "Хаябуса" ("Науаbusa" или "Muses-C", Япония). АМС запущена с японского космодрома Утиноура Космического центра Кагосима 9 мая 2003 г. в 4 ч 29 мин 25 с ракетой-носителем "М-5" с дополнительной ступенью KM-V2. Станция для доставки образцов грунта с ближайшего к Земле астероида вышла на межпланетную траекторию полета, близкую к земной орбите (афелий — 1.1 а.е., перигелий — 0.9 а.е., наклонение — 1.5° и период обращения около 1.2 года).

Разработка КА "Muses-C" (Mu Space Engineering Spacecraft-C — конструирование микрокосмического аппарата) началась в 1997 г. Экспериментальная АМС того же класса, что и американский КА "Deep Space-1" (запущен 24 октября 1998 г.) и европейский "Smart-1" (запущен 27 сентября 2003 г.), должна продемонстрировать перспективные технологии: автономную оптическую навигацию, электрореактивный двигатель, возвращаемую со второй космической скоростью капсулу. По различным причинам запуск несколько раз откладывался. В 2000 г. объявили, что станция будет исследовать сближающийся с Землей астероид 1998 SF36 группы Аполлона размером 0.3 х 0.6 км спектрального типа S и обратным вращением периодом 12.1 ч; параметры орбиты: афелий — 1.697 а.е., перигелий — 0.953 а.е., наклонение — 1.716° и период обращения около 1.525 года. План полета предусматривает выполнение 20 мая 2004 г. гравитационного маневра около Земли, в июне 2005 г. сближение с астероидом и выход на орбиту, исследование астероида с 20 сентября по декабрь 2005 г. В течение первых трех месяцев станция будет находиться в 10-20 км от астероида, измеряя его размеры, определяя, форму и вращение, изучая состав и структуру поверхности. Затем АМС спустится ближе к поверхности, сбросит посадочный зонд и произведет три забора образцов грунта массой до 1 г, которые поместят в возвращаемую капсулу. В ноябре-декабре 2005 г. она отлетит от астероида и направится к Земле. В июне 2007 г. на расстоянии 300-400 км от Земли будет сброшена возвращаемая капсула, которая совершит парашютный спуск и посадку на полигон Вумера (Австралия), а КА пролетит мимо планеты и станет искусственным спутником Солнца.

Межпланетная станция, получившая название "Hayabusa" (сокол), разработана и изготовлена в Институте космических и астронавтических наук (ISAS) и Токийском университете. Космический аппарат (масса 530 кг, включая 50 кг топлива и 65 кг ксенона для двигателей) имеет форму призмы диаметром 1.5 м и высотой 1.05 м. На переднем днище установлена остронаправленная радиоантенна, обеспечивающая передачу информации со скоростью 8 кбит/с и две панели солнечных батарей мощностью 1.4 кВт (общая площадь 12 м2), на заднем днище — устройство забора грунта и некоторые приборы. Сбоку размещена электрореактивная двигательная установка, состоящая из двух ионных ксеноновых двигателей общей тягой 20 мН (2 гс) и с удельным импульсом 2980 с. Они обеспечивают приращение скорости АМС на 4 км/с. На корпусе укреплены 12 ЖРД — микродвигателей коррекции траектории полета и ориентации тягой по 1 Н. Системы навигации и управления включают два цифровых солнечных и один звездный датчик, навигационные камеры, лазерные дальномеры, веерные датчики и гироскопы, ориентирующие КА с точностью 0.1°. Система обработки данных содержит три процессора запоминающего устройства общим объемом 3 Гбайт.

На борту АМС установлены: камера видимого диапазона с ПЗС-матрицей и набором светофильтров для картирования поверхности астероида, изучения характеристик грунта и навигации; лидар (инфракрасный дальномер) для измерения формы и массы астероида, составления карты высот; ИК-спектрометр диапазона 0.85 — 2.1 мкм; рентгеновский флуоресцентный спектрометр для определения минерального состава поверхности; универсальное устройство для забора образцов грунта (длина 1 м, диаметр воронки 0.4 м и масса 10 кг). Заборы грунта будут выполняться в режиме зависания при нулевой вертикальной и боковой скорости. Это должно производиться следующим образом. С высоты 30-100 м сбрасывается 10-см мишень с люминесцентным покрытием, отражающим лазерный луч дальномера. При дальнейшем спуске используют систему навигации и микродвигатели ориентации; незадолго до касания ЖРД выключаются, и КА медленно падает. В момент касания пиротехническая пушка выстреливает металлической пулькой массой 5 г со скоростью 300 м/с. Часть выбитого вещества по воронке заборного устройства попадает в приемную ловушку, откуда загружается в возвращаемую капсулу. Эта операция продолжается всего 1 с, затем включаются ЖРД, и КА поднимается на 100 м. Возвращаемая капсула диаметром 0.4 м, толщиной 0.25 м и массой около 20 кг снабжена абляционным теплозащитным покрытием толщиной 3 см, способным выдержать перегрузки 25 g при скорости входа в атмосферу до 13 км/с. На КА установлен посадочный зонд "Минерва" ("Minerva") массой 1 кг, сбрасываемый при касании астероида и перемещающийся по поверхности прыжками; он оснащен стереокамерами, термометром и пенетраторами в виде игл для изучения физических свойств грунта. В обеспечении полета АМС "Хаябуса" участвует Лаборатория реактивного движения (JPL) NASA. Научный руководитель проекта — доктор Акира Фудзивара. Стоимость проекта — 150 млн. долларов.

11. "Марс Экспресс" ("Mars Express", ESA). АМС стартовала 2 июня 2003 г. в 17 ч 45 мин 26 с с космодрома Байконур. Российские ракета-носитель "Союз-ФГ" и разгонный блок "Фрегат" вывели АМС на межпланетную траекторию полета. Научная программа "Марс Экспресс" рассчитана на всестороннее изучение поверхности, атмосферы и климата Марса. Цель программы: понять эволюцию планеты, проследить историю воды, а также продолжить поиск следов жизни. В течение двух марсианских лет (около 1300 сут) орбитальный аппарат выполнит исследования в области метеорологии, геологии и геохимии.

Станция состоит из орбитального отсека (искусственного спутника Марса) и посадочного модуля "Бигль-2". На орбитальном отсеке шириной 1.5 х 1.4 м, высотой 1.8 м и массой 1223 кг (включая 457 кг топлива) сверху установлена большая платформа с посадочным модулем "Бигль-2" массой 65 кг и научной аппаратурой массой 116 кг, по бокам которой укреплены две малые платформы, одна из них — с панелями солнечных батарей общей площадью 11.4 м² (мощность 0.5 кВт), другая — с остронаправленной антенной диаметром 1.8 м (средняя скорость передачи информации — 230 кбит/с). На отсеке снизу — платформа с некоторыми служебными системами и микродвигателями ориентации. Системы навигации и управления, ориентирующих КА с точностью 0.15°, включают солнечные и звездные датчики, навигационную камеру. Система обработки данных содержит запоминающее устройство общим объемом 12 Гбайт.

На АМС (в орбитальном отсеке) установлено 7 научных приборов массой 113 кг: три фотокамеры (в их числе: высокого разрешения — до 10 м и сверхвысокого — 2.3 м, шириной полосы 2.3 и 52 км; стерео-камера); инфракрасный Фурье-спектрометр диапазона 1.2-40 мкм (спектральное разрешение — 2 см и пространственное — 20 км) получает спектры вдоль трассы полета для измерения вертикального профиля температуры на высотах до 60 км, определения состава облаков, содержания в атмосфере водяного пара; картирующий спектрометр диапазона 0.5-5.2 мкм (спектральное разрешение — 0.5 м и пространственное — 0.1 — 3 км) для изучения минерального состава грунта, поиска льда и биологической активности; спектрометр ближнего инфракрасного (1.0-1.7 мкм) и ультрафиолетового диапазонов (118-320 нм) для исследования атмосферы методом просвечивания; длинноволновый радар-высотомер (альтиметр, работающий в диапазоне 1.2-5.5 МГц, глубиной просвечивания до 5 км) обнаруживает подповерхностные воду и лед, определяет толщину полярных шапок и зондирует ионосферу; анализатор плазмы (0.001-20 кэВ) и нейтральных атомов (0.1-60 кэВ) для изучения процессов взаимодействия солнечного ветра с атмосферой, измерения характеристик плазмы и энергичных частиц вблизи планеты; аппаратура для проведения радиоэксперимента.

25 декабря 2003 г. после тормозного импульса станция должна выйти на орбиту Марса высотой 258x11560 км, периодом обращения 7.5 ч и наклонением 86.3°. Согласно программе, за 5 сут до торможения от АМС отделится посадочный аппарат "Бигль-2" массой 60 кг ("Бигль" — корабль, на котором Ч. Дарвин в 1831-36 гг. совершил кругосветное плавание), войдет в атмосферу со скоростью менее 7 км/с, затормозится за счет аэродинамического экрана. После сброса экрана, аппарат произведет парашютный спуск, окончательно тормозится с помощью надувных амортизаторов, которые потом отделятся на поверхности. "Бигль-2" оснащен двумя панорамными стереокамерами, Мессбауэра и рентгеновскими спектрометрами для определения элементного состава грунта, метеокомплексом (датчики ветра и температуры), микроскопом и буровым устройством для изучения грунта. Последнее укреплено на манипуляторе и состоит из скребка, микроскопа и "механического крота". "Механический крот" представляет собой углубляющийся в грунт снаряд длиной 25 см. Место посадки — равнина Исиды с координатами 10.6° с.ш. и 270° з.д. Предполагалось, что за 180 сут "Бигль-2" изучит минеральный состав и физико-механические свойства грунта, определит наличие воды и органических веществ. Научную программу подготовили ученые Франции, Англии, Бельгии, Германии, Италии, России, США, Швеции и других стран — партнеров ESA. Научный руководитель проекта-доктор Р. Шмидт. Стоимость миссии -300 млн. евро.

12. "МЭР-1 и -2" ("MER-1/2", США). 10 июня в 17 ч 58 мин 47 с и 25 июня 2003 г. в 16 ч 27 мин 31 с с космодрома Канаверал с помощью РН "Delta-2" стартовали американские АМС "MER-1/2" (Mars Exploration Rover — исследовательские марсоходы). Запуск двух идентичных станций призван увеличить надежность программы изучения красной планеты. Станции должны достигнуть Марса 4 и 25 января 2004 г. соответственно. Главная цель проекта — выяснение происхождения и эволюции воды, ее роль в геологии и климате планеты. Предстоит по ходу движения марсоходов изучать различные типы пород и грунта, следы воздействия водяных потоков, распределение и состав минералов на поверхности, геологические процессы и залегание воды, определять ее пригодность для жизни. Запланировано 28 экспериментов.

На "MER" нет посадочной станции, в отличие от АМС "Mars Pathfinder" (Земля и Вселенная, 1997, № 4; 1998, №3; 2000, №4), спускаемый аппарат которой содержал посадочную станцию и марсоход "Sojourner". Перелетная ступень диаметром 2.65 м и высотой 1.6 м, массой 1077 кг (в том числе посадочное устройство — 370 кг, хвостовой обтекатель — 209 кг, лобовой экран и парашютная система — 84 кг и топливо для коррекции полета — 45 кг) оснащена панелями солнечных батарей мощностью 0.6 кВт, звездными и солнечными датчиками системы ориентации и навигации, двигательной установкой для коррекции траектории перелета к Марсу, всенаправленной (скорость передачи данных — 10 бит/с) и малонаправленной (512 бит/с) антеннами системы связи. Управление полетом осуществляется компьютерами марсоходов.

На трассе полета запланировано шесть коррекций, за 76-56 мин до посадки станции ориентируются лобовым экраном вперед. Программа спуска обеих станций одинакова. Спускаемые аппараты входят в атмосферу на высоте 128 км под углом 11.5° при скорости 5.4 км/с за 6 мин до посадки. По графику торможение длится 4 мин, за 102 с до посадки по сигналу акселерометра вводится парашют диаметром 15 м, через 20 с сбрасывается лобовой экран, а через 10 с посадочная ступень спускается на тросе на 20 м ниже хвостового обтекателя, включается посадочный радиолокатор (на высоте 2.4 км за 35 с до касания с поверхностью Марса). Камеры делают три снимка, чтобы определить горизонтальную скорость; на высоте 284 м надуваются посадочные амортизаторы (баллоны), через 3 с при скорости 23 м/с включаются три тормозных двигателя, на высоте 10-15 м они выключаются, и аппарат падает на поверхность. Контейнер с марсоходом какое-то время будет подпрыгивать, расстояние от места посадки до успокоения может составить 1 км. Затем он остановится примерно через 66 мин после посадки, амортизаторы сдуются и втянутся в контейнер, в течение двух часов раскроются четыре лепестка посадочного устройства. В первые сутки марсоходы раскроют панели солнечных батарей, приведут в действие аппаратуру и в рабочее положение ходовую часть шасси, сделают первые снимки поверхности (включая цветные панорамы) навигационными камерами и стереокамерой. После этого марсоходы сойдут на грунт и начнут перемещаться по поверхности.

Марсоходы "Spirit" (дух) и "Opportunity" (возможность) массой по 179 кг, длиной 1.6 м и шириной 2.3 м (с развернутыми панелями солнечных батарей общей площадью 1.3 м² и мощностью 140 Вт), высотой 1.5 м несут 6 научных приборов. На штанге высотой 1.3 м, которая поворачивается вокруг своей оси на 360° и в вертикальной плоскости на ± 90°, разместились цветная панорамная камера разрешением 1' (два объектива разнесены на 30 см, поле зрения 16.8 х 16.8°, фокусное расстояние 38 мм) со светофильтрами и ПЗС-матрицей, а также широкоугольная навигационная стереокамера и термоэмиссионный спектрометр, определяющий минеральный состав грунта и детали рельефа. Четыре инструмента для детального исследования образцов пород размещены на манипуляторе длиной 1.5 м: альфа-протонно-рентгеновский и Мессбауэра спектрометры, камера-микроскоп с фокусным расстоянием 20 мм (поле зрения 31 х 31 мм) и шлифовальное устройство для очистки образцов от пыли. Кроме того, на каждом марсоходе установлены три магнитные ловушки для изучения магнитных свойств частиц пыли. Марсоходы с шестиколесным шасси диаметром 26 см на подвеске могут пройти до 600 м (максимальный суточный переход до 40 м со скоростью не выше 5 см/с) и исследуют состав марсианских пород. Самоходные аппараты оснащены манипулятором для взятия грунта и шлифовальным инструментом для изучения образцов породы. Через остронаправленную антенну они могут передавать данные со скоростью более 11 кбит/с, половина информации будет поступать через спутники-ретрансляторы "Марс Одиссей", "Марс Глобэл Сервейер" и, возможно, "Марс Экспресс". По программе в течение 90 сут марсоходы должны исследовать геологическое строение поверхности, минеральный и физико-химический состав грунта, определять наличие воды. Выбраны места посадки марсоходов: в кратере Гусев (русский астроном М.М. Гусев (1826-1866) в долине Маадим (15° ю.ш. и 175° в.д.) и на равнине Меридиана (2° ю.ш. и 5° в.д.).

АМС созданы Лабораторией реактивного движения (JPL) в Пасадене (шт. Калифорния). Научный руководитель проекта — доктор С. Сквайрс из Корнельского университета. Стоимость миссии — 800 млн. долларов.

Запуски научных спутников*

* Продолжение. Начало см.: 1996, № 3; 1997, № 2; 2000, № 4; 2001, N» 5; 2002, № 1; 2003, № 1.

1. "Кориолис" ("Coriolis", США) запущен 6 января 2003 г. ракетой-носителем "Titan-2" в 14 ч 18 мин с космодрома Ванденберг (шт. Калифорния). РН вывела спутник на орбиту высотой 276 х 849 км, наклонением 98.7° и периодом обращения 1 ч 35.9 мин. 9-18 января КА выполнил несколько маневров и вышел на рабочую орбиту высотой 829.8 х 839.2 км, наклонением 98.7° и периодом обращения 1 ч 41.6 мин.

ИСЗ "Кориолис" (назван в честь французского ученого-механика Г. Кориолиса (1792-1843) обеспечивает специалистов NASA, Министерство обороны и NOAA (Национальное управление по океанам и атмосфере) данными о солнечном и атмосферном ветре для более точного прогноза погоды и разработки нового поколения спутников наблюдения окружающей среды. Установленная на спутнике аппаратура ведет постоянные наблюдения за динамикой земной атмосферы и солнечной короны. Совместная миссия создателей КА — Управления Программы космических испытаний Министерства обороны, Командования космических и морских боевых систем и Научно-исследовательской лаборатории ВВС США — призвана с высокой точностью определять скорость и направление ветра с использованием метода микроволновой поляризационной радиометрии, оперативно предсказывать геомагнитные бури.

Блок научной аппаратуры, выполненный в виде "клетки Фарадея", полностью экранирован алюминиевыми сотами. "Кориолис" оснащен двумя приборами. Пассивный радиометр WindSat (ветер-спутник) с антенной диаметром 1.9 м измеряет поляризацию микроволнового излучения, генерируемого океаном, для определения скорости и направления ветров. Поляризационный микроволновый радиометр с высокочувствительным приемником (работает в диапазоне 6.8-37 ГГц) "просвечивает" пограничный слой между атмосферой и океаном. Антенный блок радиометра вращается с частотой 29 об/мин относительно неподвижной части КА. Датчик SMEI (Solar Mass Ejection Imager — изображение выбросов солнечных масс) фотографирует выбросы вещества из солнечной короны. Кроме трех оптических камер и блока обработки данных, датчик оснащен рефлектором обзора "холодного неба". Прибор наблюдает всю небесную сферу за один виток, прослеживая движение корональных выбросов и предупреждая за трое суток возникновение геомагнитных возмущений. С его помощью астрофизики изучат процессы на Солнце и смогут обнаруживать подлетающие к Земле астероиды. В начале 2004 г. на основе снимков SMEI предполагается создать полную карту неба.

Спутник диаметром 3 м и высотой 6.9 м разделен на служебный и приборный отсеки, его масса 817 кг, из них масса научной аппаратуры 340 кг. В верхней части КА установлены приборы, в нижней — системы ориентации, хранения, обработки и передачи информации, связи и энергопитания (панели солнечных батарей мощностью 1174 Вт). Бортовой компьютер с объемом оперативной памяти 128 Мбайт записывает информацию емкостью до 30 Гбит, передает ее на Землю один раз за виток со скоростью до 51.2 Мбит/с. "Кориолис" оснащен системой навигации со звездной коррекцией и трехосной системой стабилизации на базе силовых маховиков. С помощью глобальной навигационной системы GPS определяются пространственное положение КА с точностью до 100 м и скорости перемещения на орбите (10 см/с). Изготовила и испытала спутник американская компания Spectrum Astro. Срок работы ИСЗ "Кориолис" — 3 года. Стоимость проекта — 224 млн. долларов.

2. "Чипсат" ("CHIPSat", США) запущен 11 января 2003 г. в 0 ч 45 мин с космодрома Ванденберг с помощью РН "Delta-2". Спутник вышел на полярную орбиту высотой 583.8 х 593.7 км, наклонением 94.01° и периодом обращения 96.46 мин. Он стал первым космическим аппаратом NASA "университетского класса", так как его приборы созданы Космической научной лабораторией Университета Калифорнии в Беркли. Изготовлен этот КА компанией SpaceDev (г. Поуэй, шт. Калифорния).

Главная задача "CHIPSat" (Cosmic Hot Interstellar Spectrometer Satellite — спутник со спектрометром, измеряющим горячий межзвездный газ) — изучение горячего и очень разреженного газа в области 300 св. лет вокруг Солнечной системы. Температура газа доходит до 1 млн. К, а его плотность — всего 1 тыс. молекул на 1 м³, что на три порядка меньше обычного межзвездного газа. Вероятно, это область возникла в результате взрыва сверхновой 2-10 млн. лет назад, расширяющимся раскаленным плазменным пузырем из нее "выдуло" большую часть газа и пыли. Излучаемая газом энергия распространяется на коротких волнах и обнаруживается в ультрафиолетовом диапазоне (длина 170 Å). Информация о процессе остывания межзвездного газа, содержащаяся в данном спектре, позволит узнать о развитии галактик. Газ исследовать проще, так как центр "пузыря" находится недалеко от нас. За время миссии (более года) предполагается изучить историю эволюции района, распределение в нем газа и структуру пространства.

На микроспутнике "Чипсат" размером 1 х 1 х 0.5 м и массой 60 кг, установлен спектрограф. Панель солнечной батареи мощностью 42 Вт расположена перпендикулярно полю зрения спектрографа, который картографирует всю небесную сферу в диапазоне 160-260Å с выдержкой более 10 ч и охватом площади 5 х 26.7°. Стоимость проекта — около 18 млн. долларов.

3. "СОРСЭ" ("SORCE", США). 25 января 2003 г. в 20 ч 14 мин с борта самолета-носителя L-1011 над Атлантическим океаном запущена РН "Pegasus-XL". Ракета вывела спутник на круговую орбиту высотой 615.4 х 647.7 км, наклонением 40.01° и периодом обращения 97.23 мин.

Малый научный спутник "SORCE" (источник, Solar Radiation and Climate Experiment — эксперимент по изучению взаимосвязи солнечной радиации и климата) исследует солнечно-земные связи, ежедневно измеряя интенсивность и спектр солнечной радиации в различных диапазонах — от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного. Видимое и инфракрасное излучения определяют энергетический баланс плотных слоев атмосферы. "SORCE" оснащен четырьмя приборами: мониторами полной и спектральной интенсивности падающего излучения, аппаратурой сравнения интенсивности падающего солнечного и звездного излучений, фотометром крайнего ультрафиолета. Данная миссия объединяет две научные программы: эксперимент по сравнению интенсивности падающего солнечного и звездного излучений; исследование изменчивости атмосферы под воздействием Солнца.

Форма спутника — шестигранная призма диаметром 1.1 м и высотой 1.6 м (длина раскрытых солнечных батарей мощностью 348 Вт — 3.39 м), масса — 315 кг. Научную программу подготовили ученые NASA, Лаборатории атмосферной и космической физики Университета Колорадо в Боулдере, Центра космических полетов им. Р. Годдарда (шт. Мэриленд). Предполагается, что "SORCE" в течение двух лет сможет с точностью до 0.001% в год измерять солнечное излучение в атмосфере, что позволит предсказывать "поведение" Солнца и изменение климата на Земле. Стоимость проекта — около 20 млн. долларов.

4. "ГАЛЕКС" ("GALEX", США) запущен 28 апреля 2003 г. ракетой-носителем "Pegasus" с самолета-носителя L-1011 Stargazer над Атлантическим океаном в 11 ч 59 мин 55 с. Спутник выведен на расчетную орбиту высотой 686 х 692 км, наклонением 28.99° и периодом обращения 98 мин.

Астрофизическая обсерватория "GALEX" (Galaxy Evolution Explorer — исследователь эволюции галактик) должна выполнить обзор и спектроскопию галактик в близком к красному смещению спектре, что позволит проследить 80% эволюции Вселенной. ИСЗ создан в рамках проекта NASA "Структура и эволюция Вселенной" и решает следующие задачи: измеряет характеристики галактик в ультрафиолетовом диапазоне, скорость звездообразования и вспышек; определяет место и время образования тяжелых химических элементов в космосе, факторов и механизмов звездообразования в галактиках. Необходимо сравнить характеристики близко существующих сейчас галактик с далекими древними.

На спутнике установлен телескоп Риччи-Кретьена с асферической коррекцией (для увеличения поля зрения) и набором детекторов. Диаметр основного гиперболического зеркала — 50 см, вторичного — 22 см. Расстояние между зеркалами (70 см) неизменно благодаря использованию сплава инвар с нулевым коэффициентом расширения. Фокусное расстояние — 3 м, поле зрения телескопа — 1.2°, относительное отверстие — 1:6, разрешение — 5". Свет от вторичного зеркала пропускается через одно из окон вращающегося колеса фильтров диаметром 43 см. Пройдя через окно или решетку, свет попадает на кристалл, пропускающий только ближний ультрафиолет (175-280 нм). Излучение регистрирует детектор диаметром 6.5 см, эффективной площадью 44 см² (съемка) и 39 см² (спектроскопия). Даже на яркие звезды телескоп не может быть направлен из-за высокой чувствительности детекторов! За время работы предполагается создать каталог ГАЛЕКС, куда войдут около 10 млн. точечных источников (звезды) и 100 тыс. протяженных (галактики), а также до 1 млн. спектров (суммарный объем полученных данных оценивается в 30 Тбайт).

В верхней части обсерватории диаметром 1.1 м и высотой 2.0 м (длина двух раскрытых солнечных батарей мощностью 290 Вт — 2.8 м, общая площадь — 3 м²) установлен телескоп. Масса КА — 312 кг, из них масса научной аппаратуры 125 кг. Система терморегулирования обеспечивает тепловой режим оптики телескопа в пределах от 0° до +27°С. Система ориентации нацеливает на объект наблюдения с точностью 0.15". Система связи по высокоскоростному каналу передает информацию со скоростью 28 Мбит/с при пропускной способности 2 Мбит/с, емкость бортового запоминающего устройства — 24 Гбайт. Аппарат построен американской компанией Orbital Sciences Corp., телескоп создан Лабораторией реактивного движения (JPL). Научный руководитель проекта — К. Мартин из Калифорнийского технологического института. Программа работ "GALEX" рассчитана на 2.5 года. Стоимость проекта — 103.7 млн. долларов.

5. "МОСТ" ("MOST", Канада) стартовал 30 июня 2003 г. в 14 ч 15 мин 26 с с космодрома Плесецк. Российская ракета-носитель "Рокот" с разгонным блоком "Бриз-КМ" вывела ИСЗ на солнечно-синхронную орбиту высотой 822.5 х х 823.1 км, наклонением 98.72° и периодом обращения 101.47 мин. Эта орбита позволяет непрерывно наблюдать звезды не менее 60 сут со склонением от -19° до +36°. Это самая маленькая космическая обсерватория с телескопом на борту (0.94 х 0.79 х х 0.25 м).

Микроспутник "MOST" (Microvariability & Oscillations of STars — микроизмерения и колебания звезд) проводит сверхточные измерения вариаций светимости звезд, определяет их возраст, находит у других звезд планеты класса Юпитера и определяет состав их атмосфер. Цель миссии — обнаружение акустических колебаний светимости у солнцеподобных звезд, исследование их сейсмологии, структуры, состава и возраста, а также турбулентных изменений в массивных звездах. На КА массой 60 кг установлен телескоп (диаметр основного зеркала 0.15 м, камера с двумя ПЗС-матрицами). Телескоп снабжен широкополосным фильтром, пропускающим свет в диапазоне 350-700 нм. Камера оборудована набором микролинз Фабри, формирующими очень устойчивое изображение звезды при сверхточных фотометрических измерениях (10^-6 от полной яркости источника). Длительность экспозиции может достигать трех месяцев, поэтому за год можно наблюдать лишь 12 звезд. Создали обсерваторию компания Dynacon Enterprises Ltd. (Миссисауга, провинция Онтарио, Канада) и радиолюбительская спутниковая корпорация AMSAT. Канадское космическое агентство потратило на проект около 18 млн. долларов.

С.А. ГЕРАСЮТИН

По материалам NASA, JPL, ESA,
Astrium, ISAS, NASDA, Университета
Калифорнии
в Беркли, Центра космических
полетов им. Р. Годдарда
(шт. Мэриленд) и журналов
"Spaceflight", "Sky and Telescope",
"Planetary Report",
"Новости космонавтики" за 2002-2003 гг.