Возможные места посадки миссии «ЭкзоМарс 2018»
Около шестидесяти ученых и инженеров в конце марта собрались вместе в Европейском центре космической астрономии близ Мадрида на первую конференцию, посвященную выбору места посадки российско-европейской миссии «ЭкзоМарс 2018».
«ЭкзоМарс» – совместный проект Роскосмоса и Европейского космического агентства (ЕКА), в рамках которого предполагается осуществление двух миссий по исследованию Красной планеты с запуском в 2016 и 2018 годах.
Миссию «ЭкзоМарс 2016» составят европейский орбитальный аппарат с несколькими российскими научными инструментами на борту и европейский десантный модуль «Скиапарелли», которые будут запущенны в связке российским космическим агентством ракетой-носителем «Протон-М». Целью орбитального аппарата станет отслеживание примесных газов – газов, что присутствуют в атмосфере Марса в малых концентрациях. Целью «Скиапарелли» будет отработка технологий входа в атмосферу, спуска и посадки на Марс, модуль также будет нести научные инструменты.
Цель миссии «ЭкзоМарс 2018» – поиск следов жизни, возможно, существовавшей на Марсе в прошлом или существующей на нем сегодня, это определяет научные критерии выбора места посадки.
На Земле биомаркеры можно обнаружить в мелкозернистых осадочных породах, отложенных в медленно движущейся воде, например, в поймах и дельтах рек. Некоторые из этих пород, например, глины, очень эффективны в захвате и сохранении органических соединений. Глинистые минералы также служат свидетельством продолжительной эрозии водами с низкой кислотностью.
Однако на Марсе поверхность стерилизуют высокие дозы ионизирующего излучения. Ионизирующая радиация проникает и в подповерхностные слои, приводя к деградации органических молекул, уменьшая шансы их обнаружения. Эффекты воздействия ионизирующего излучения уменьшаются с глубиной. Поэтому особое значение для миссии имеют относительно свежие обнажения осадочных горных пород, отложения которых были погребены вплоть до недавнего времени и могут содержать хорошо сохранившиеся древние биомаркеры.
Отрицательный фактор при выборе места посадки – это пыль. Слой пыли на поверхности не содержит значимых для поиска жизни биомаркеров, но уменьшил бы возможность буровой установки марсохода «Пастер» получить образцы породы с максимально возможной глубины (2 метра) для их последующего анализа бортовой лабораторией аппарата. Кроме того, пыль может оказать пагубное влияние на работу солнечных батарей посадочной платформы и марсохода «Пастер».
Предложенная Роскосмосом система посадки обеспечивает посадку на поверхность Марса в пределах эллипса 104 км на 19 км, невозможно спрогнозировать, в какой конкретно точке внутри посадочного эллипса аппарат в действительности совершит посадку. Учитывая, что в течение семи месяцев основной миссии марсоход сможет пройти ограниченный путь, посадочный эллипс должен содержать несколько мест научного интереса, чтобы хотя бы некоторые из них оказались в пределах досягаемости.
Дополнительные ограничения на возможное место посадки накладывает применение парашютов для замедления спуска аппарата – места-кандидаты должны располагаться по меньшей мере в двух километрах ниже среднего планетарного уровня (марсианский аналог уровня моря), чтобы система посадки смогла затормозить аппарат до допустимой скорости.
На прошедшей конференции Рабочей группе по выбору места посадки миссии «ЭкзоМарс», в которую входят эксперты России и стран-участниц ЕКА, было представлено восемь предложений, из которых по итогам обсуждения особо были выделены четыре области: Mawrth Vallis, Oxia Planum, Hypanis Vallis и Oxia Palus.
Обе области содержат слоистые породы, которые могли сохранить свидетельства существования на Марсе в прошлом жизни. Некоторые из этих отложений, по всей видимости, обнажены лишь последние несколько сотен миллионов лет, что уменьшило подвергание их радиации.
В предполагаемых местах посадки в районе Oxia Planum имеются следы древних каналов и аллювиальный веер – перенесенные водой отложения, осажденные при выходе потока на равнину.
Район возможной посадки Mawrth Vallis расположен на берегу одноименного древнего канала шириной в несколько десятков километров, глубиной до километра и длиной более 650 километров. В предлагаемых посадочных эллипсах данного района имеются связываемые с действием воды более мелкие каналы, впадающие в главный. Этот район уже рассматривался в качестве места посадки для марсохода НАСА Curiosity и может стать одним из мест-кандидатов для миссии марсохода НАСА 2020 года.
Hypanis Vallis и Oxia Palus – это области с в прошлом речными средами. Область Hypanis Vallis интересна мелкозернистыми осадочными породами, связанными с дельтой, расположенной в конце сети древней речной долины, и, вероятно, озером. Район Oxia Palus – область с осадочными породами и другими отложениями, которые были погребены выбросом из ударного кратера (например, при падении метеорита) и лишь недавно начали выходить на поверхность.
Окончательный список четырех возможных мест посадки будет сформирован Рабочей группой по выбору места посадки миссии «ЭкзоМарс» в июне 2014 года, далее последует их детальный анализ. Решение о том, в какой район на поверхности Марса российские инженеры должны осуществить посадку аппаратов миссии, будет принято в 2017 году.
По материалам ИКИ РАН и ЕКА (1, 2)
