Пять тысяч марсианских рассветов. Чего достиг Opportunity за 15 лет на Красной планете

Мечты о звездах

Детальное изучение поверхности Марса долгое время оставалось лишь несбыточной мечтой научных фантастов. Однако к концу XX века человечество вплотную приступило к ее реализации. Одним из самых значимых шагов на пути к ней стала программа NASA Mars Exploration Rover, в рамках которой в 2003-м году к Красной планете были отправлены два марсохода: Opportunity ("Возможность") и Spirit ("Дух").

Их запуск стал осуществлением мечты не только всего человечества, но и одного конкретного человека. Как думаете, кто дал роверам столь громкие имена? Не инженеры аэрокосмического агентства. Их придумала 9-летняя сирота Софи Коллис, которая в годы жизни в приюте часто смотрела на небо и грезила о полетах к звездам. Победа в конкурсе имен NASA в некотором смысле позволила ей отправиться в это путешествие.

Ученый и спортсмен

Как бы там ни было, а задачи перед Opportunity и Spirit стояли отнюдь не детские. Они должны были заняться изучением горных пород и рельефа, найти свидетельства водной активности планеты и определить прошедшие и текущие геологические процессы, участвующие в формировании окружающей среды. Именно поэтому местом основного периметра работы марсоходов были выбраны кратеры. Порода в них наиболее подходила для решения поставленных задач.

Изначально миссия была рассчитана на 90 солов – марсианских суток, равных 24 часам, 39 минутам и 35,244 секундам земного времени. Однако оба ровера проработали существенно дольше отведенного времени, а Opportunity и вовсе стал рекордсменом-долгожителем. Несмотря на суровые марсианские зимы, он превысил изначальный срок функционирования в 60 раз . За это время робот успел передать на Землю множество фотографий рельефа Марса, совершить полезные астрономические наблюдения и предоставить доказательства в пользу того, что несколько миллиардов лет назад на Марсе была вода, а значит, могла существовать и жизнь.

Уже через 6 недель после начала миссии Opportunity нашел образец породы, подтверждавший, что некогда на Марсе была вода в жидкой форме. Однако идти по следу H2O ровер не перестал. В 2011-м он нашел отложения гипса, которые не могли бы сформироваться без воды. Данное открытие стало настоящим фурором.

"Этот кусочек породы – самое мощное доказательство в пользу наличия жидкой воды на Марсе, которое было обнаружено Opportunity, - заявил тогда Стив Сквайр, руководитель научной программы марсохода, на пресс-конференции Американского Геофизического Союза. – Он говорит нам о том, что когда-то сквозь толщу породы просачивался водный поток. На Земле это повсеместное явление, но от такой находки на Марсе можно упасть в обморок".

После этого Opportunity послужил ассистентом для другого громкого открытия. Он сумел найти свидетельства того, что на Марсе существовала пресная вода, усилив эффект от аналогичной находки, ранее сделанной его более молодым коллегой Curiosity. За годы работы он также сумел обнаружить признаки текущей вулканической активности и несколько метеоритов. За неоценимый вклад в изучение Красной планеты в честь марсохода Opportunity был назван астероид 39382.

Впрочем, ровер отметился не только научными достижениями. В 2014-м он установил рекорд дальности передвижения по поверхности внеземных тел, который до этого принадлежал советскому Луноходу-2. Он преодолел дистанцию в 40 километров. По земным меркам это немного, но марсоходы вообще не особо шустрые аппараты. Они передвигаются на крайне низких скоростях, чтобы не повредить ходовую часть.

Годом позже Opportunity стал первым марсианским "марафонцем", преодолев 42 километра. К концу жизни пробег аппарата перевалил за 45 км. За эти километры на Марсе ровер успел исследовать кратеры Игл и Эндьюранс (2004 г), Эребус (2005 г), Виктория (2006 – 2007 г) и Индевор (2011 г).

Вооружен до зубов

Несмотря на свой маленький вес (всего 185 кг), Opportunity был набит мощной и современной техникой: здесь и бур (RAT) для произведения углублений диаметром 45 мм и глубиной 5 мм, и несколько камер (панорамная, навигационная, две черно-белые камеры с углом обзора в 120 градусов), и микрокамера (MI) для увеличенных изображений поверхности, и два спектрометра (APXS) для анализа химического состава скал и почвы, а также Миниатюризованный Мессбауэровский Спектрометр (MB) MIMOS II и мощный магнит.

Каждый рабочий день ровер собирал и исследовал породу, производя ее минералогический и химический анализ, делал панорамные и макро-снимки, перемещался по каменистой почве и транслировал данные при помощи орбитального аппарата Mars Odyssey, вращающегося вокруг планеты. Установить связь с ним марсоход мог всего на 10 минут, после чего тот скрывался за горизонтом. Odyssey направлял снимки и результаты анализа на Землю при помощи Комплекса дальней космической связи, который значительно ускорял процесс передачи данных при помощи 70-метровой параболической антенны.

Энергию для работы чудо техники черпало от солнечных батарей мощностью до 140 ватт с добавлением тройного слоя из арсенида галлия. Суровые марсианские зимы с температурами ниже −105°C он переживал с помощью восьми радиоизотопных обогревателей, которые поддерживали температуру аккумуляторов выше −20°C при питании систем марсохода и выше 0°C при их подзарядке.

Миссия Mars Exploration Rovers требовала инновационных решений для максимальной продуктивности работы в сложных условиях. Поэтому Opportunity также был обеспечен специальным программным обеспечением для преодоления преград на маршруте и навигации с построением карты местности. Ровер умел делать стереоснимки, распознавать на них препятствия и избегать их, что продлевало срок службы и делало траекторию движения достаточно автономной.

Однако даже самые последние технические изобретения не смогли полностью уберечь марсоход от опасностей и агрессивной среды далекой планеты. Opportunity переживал не только удачные дни, но и несколько поломок, которые грозили положить конец его миссии. Он сталкивался с неполадками манипулятора и спектрометра, застревал в песчаных дюнах и попадал в пылевую бурю в 2007 году, отчего некоторое время даже считался потерянным.

Потерянная Возможность?

Пылевые бури – нередкое явление на Марсе. Множество мелких частиц, состоящих в основном из оксида железа, подхватываются разреженными потоками воздуха, которые из-за разницы температур могут принимать даже форму настоящего смерча. Таким образом формируются пылевые бури, которые зачастую возникают близ полярных шапок, и образуют обширные желтоватые облака, не пропускающие большую часть солнечного света. Именно солнечная энергия питает все системы Opportunity, что делает его чрезвычайно уязвимым в такие периоды.

В июне 2018 года ровер вновь попал в зону пылевого шторма и прекратил выходить на связь. Он был переведен в режим гибернации для экономии энергии, поскольку тогда NASA надеялось, что марсоход дождется ясной погоды, зарядит аккумуляторы и возобновит работу на Красной планете, как в 2007-м.

"Opportunity – как член семьи. Мы не говорим "оно", мы говорим "она". Вся команда сохраняет оптимистическое настроение, мы надеемся, что она сможет выжить", - говорил Билл Нельсон, руководитель команды разработчиков миссии Opportunity в Лаборатории реактивного движения NASA.

Однако марсианская буря затянулась. Она стала рассеиваться лишь к началу осени, и американское космическое агентство тут же начало предпринимать попытки связаться с ровером. Увы, он продолжал молчать. Последняя проба была осуществлена во вечером во вторник, 12 февраля. В ответ NASA вновь услышало тишину, так что специалистам агентства осталось лишь принять последнее сложное решение.

"Это очень трудный день, – прокомментировал событие глава проекта Mars Exploration Rover Джон Каллас. – Пускай это машина, но прощаться с ней все равно очень тяжело и горько, но мы должны это сделать. Время пришло".

Теперь из действующих подвижных аппаратов на Марсе остался только Curiosity. Впрочем, в одиночестве ему находиться недолго. В 2021 году на Красной планете поселится марсоход NASA. А пока можно лишь последнее "прощай" ветерану-исследователю.