Последний из марсиан. Как советский "Фобос" бесстрашно покорял спутник Красной планеты
Последний из марсиан. Как советский "Фобос" бесстрашно покорял спутник Красной планеты
Без преувеличения, "сосед" Земли имеет репутацию "капризной" планеты. За всю историю освоения Марса, по приблизительным подсчетам, лишь половине миссий и программ, разработанных человечеством (а их - более 50), удалось оказаться в числе удачных. Такая труднодоступность Красной планеты стала источником самых удивительных мистических теорий - в ряде фантастических гипотез нашлось место и для гуманоидов с невероятными технологиями, и для глобальных элит с их вечной любовью к мировым заговорам.
Несмотря на половинчатый успех космических изысканий, интерес ученых к Марсу не угасает - напротив, неустанно разгорается. Марсоходы разных государств продолжают фиксировать все свои находки - от свидетельств резкого изменения климата на планете до неоспоримых следов прошлой жизни.
В начале 2023 года привычно успел отличиться Илон Маск, заявив, что люди смогут высадиться на Красную планету в течение 10 лет. Ставку при этом американский предприниматель делает на амбициозный проект Starship - самую мощную и большую по размерам ракету-носитель в истории, предназначенную, в частности, для колонизации Марса. К слову, в апреле испытательный полет первой ступени сверхтяжелого корабля завершился взрывом.
Столь притягательным "соседа" Земли делают его физические свойства. Он относится к земной группе планет, куда также входят Меркурий и Венера, но, в отличие от них, обладает большими перспективами для поиска следов жизни и потенциальной колонизации. Преимущества налицо: в атмосфере Марса содержится кислород (в недостаточном количестве для живого организма, но важен сам факт его наличия в условиях неядовитого климата); в полярных шапках в замороженном виде "хранятся" гигантские запасы воды.
Россия не осталась в стороне и также приняла участие в "марсианской гонке". Автоматическая межпланетная станция (АМС) "Марс-2" стала первым спускаемым аппаратом в истории, который достиг поверхности Красной планеты: 27 ноября 1971 года можно назвать днем, открывшим новую страницу в космической эре.
Однако ведущие советские ученые и инженеры впоследствии превзошли самих себя, приняв беспрецедентное решение и сделав следующий гигантский скачок для всего человечества. Прорывной идеей выступила программа "Фобос" - курс взяли на одноименный спутник Марса. Инициатива опережала само время: требовалось буквально заглянуть в будущее и превратить его в настоящее - настолько революционной выглядела задумка по покорению загадочной луны чужой планеты. И настолько манящей выглядела перспектива открыть новые горизонты знаний.
В июле 2023 года старту миссии "Фобос" исполнилось 35 лет. Об инновационных находках отечественной науки, достигнутых результатах программы, тайнах Марса и его спутников - в материале "РГ".
В окружении Страха и Ужаса
Если прогнозам Илона Маска суждено сбыться и космический туризм станет частью реальности, уже только одна "поездка" на Красную планету будет стоить всех потраченных усилий. На ее поверхности взгляд в небо подарит массу впечатлений: в ясную погоду два спутника - Фобос и Деймос - так и норовят броситься в глаза, причем первый успевает за одни местные сутки (а длятся они на полчаса дольше земных и называются солом) появиться на небосклоне три раза, в то время как последний степенно облетает Марс более 30 часов.
Открыл эти луны американский астроном Асаф Холл - в 1877 году. Когда Солнце, Марс и Земля оказались на одной линии с наименьшим расстоянием друг от друга, ученый, прильнув к телескопу, обнаружил два спутника Красной планеты. Имена для небесных тел - Фобос и Деймос - предложил химик Генри Мадан, вдохновившись бессмертной "Илиадой" Гомера, в которой есть строчки: "Их возбуждает Арей, а данаев Паллада Афина, / Ужас насильственный, Страх...".
Именно так переводятся на русский язык Деймос и Фобос - братья-близнецы и сыновья бога войны Ареса, если верить древнегреческой мифологии. Римляне, перенявшие от греков в том числе и верования, окрестили грозного представителя Олимпа Марсом.
Спутники Красной планеты только сгустили над ней завесу тайны: будучи самыми маленькими во Вселенной, они породили множество теорий о собственном происхождении. Возникновение Фобоса и Деймоса явно проходило не по свойственному остальным естественным лунам в Солнечной системе сценарию. Существуют две гипотезы, которые проливают свет на эту загадку.
Согласно первой, спутники Марса являются астероидами, которые, постепенно перемещаясь к солнцу, оказались захвачены Красной планетой. Однако позже было установлено, что плотности Фобоса и Деймоса катастрофично малы - их притягивание другим небесным телом привело бы к их разрушению.
Вторая гипотеза, родившаяся уже в нынешнем столетии, классифицирует марсианские луны как объекты второго поколения Солнечной системы. Иными словами, Фобос и Деймос, скорее всего, сформировались на орбите Марса после того, как планета претерпела столкновение с другим телом. В результате выброса пород на орбиту и образовались нетипичные спутники.
Космическая судьба приготовила для Фобоса и Деймоса неутешительный подарок. Первому спутнику, как установили ученые, суждено рано или поздно врезаться в Марс – настолько сильно приливное воздействие планеты, которое с каждым столетием приближает луну на 1,8 метра. Правда, катаклизм не случится: еще до столкновения с поверхностью Фобос подвергнется разрушению. Деймос, в свою очередь, будет вынужден покинуть орбиту Марса – из года в год спутник отдаляется от планеты на 9 сантиметров.
К слову, для сравнения: расстояние от Фобоса и Деймоса до Марса - 6006 и 23 460 километров соответственно, в то время как Луна в среднем удалена от Земли на 384 400 километров. Размеры спутников Красного "соседа" составляют в диаметре 22,5 и 12,4 км, пока аналогичный показатель у ночного светила нашей планеты приравнивается к 3475 км. Впрочем, есть у Луны, Деймоса и Фобоса и общее: они всегда повернуты к Земле и Марсу одной стороной. Объясняется это тем, что период обращения каждого из спутников вокруг своей оси совпадает с соответствующим периодом обращения вокруг Марса.
В истории случается множество невероятных совпадений. Одну из таких счастливых ошибок совершил в 1611 году Иоганн Кеплер, неправильно расшифровав анаграмму Галилео Галилея. Последний поделился своим наблюдением спутников Сатурна (которые, правда, впоследствии оказались кольцами). Кеплер же, получив некорректные сведения, поразился находке итальянского коллеги: Галилей утверждал о наличии на орбите Марса двух лун.
По этой причине Кеплер и выдвинул сенсационное предположение более 400 лет назад, руководствуясь также своей верой в пифагорейскую гармонию чисел и геометрическую прогрессию. На тот момент зарождающейся науке было известно о четырех спутниках Юпитера (в настоящее время их насчитывается 92 - рекорд в Солнечной системе) и о земной Луне - значит, Марс должен был обладать двумя.
Фантастическим образом и с максимальной точностью описал оба спутника Марса и английский писатель Джонатан Свифт в "Путешествиях Гулливера", увидевших свет в 1726 году. Более чем через 20 лет - в 1752 - французский философ Вольтер также упомянул две луны Красной планеты в повести "Микромегас", назвав их "ускользающими от глаз земных астрономов". Ни один из них не догадывался, что их именами назовут кратеры на поверхности Деймоса.
Навстречу Страху
В середине 80-х годов прошлого века совместный проект Советского Союза и ряда европейских стран "Вега" принес достойные плоды. Две одноименные межпланетные станции с помощью аэростатов провели детальный анализ смертоносной атмосферы Венеры и ее грунта.
Крупные достижения на венерианском "фронте", которые начались еще в 1960-х годах, вдохновили отечественных ученых вернуться на марсианскую "сцену", на которой страна не выступала уже 15 лет. Последняя советская АМС "Марс-7" частично выполнила поставленные задачи в 1973 году, достигнув орбиты Красной планеты. Однако спускаемому аппарату (СА), который должен был приземлиться на Марс, повезло меньше: отделившийся СА пролетел мимо и попал в объятия открытого космоса.
Тем не менее на волне успеха венерианского направления было решено разработать новую программу по изучению не только Марса - но и его самого загадочного спутника Фобоса. Если возвращаться в гонку, то делать это нужно эффектно - проект действительно по праву можно назвать сложнейшей научно-технической задачей своего времени. И это не просто громкие слова: на заре космической эры исследование лун Марса никто всерьез не рассматривал. Это направление казалось бесперспективным, в первую очередь, из-за чрезвычайно малых размеров самих спутников.
Тем не менее две станции - "Фобос-1" и "Фобос-2" - должны были совершить грандиозный прорыв в исследовании Красного "соседа" Земли и изучить луну Марса, сбросив на нее специальные модули, которым отводилась миссия по анализу грунта, измерению магнитного поля и передаче на родную планету снимков поверхности.
Полноценно ученые 12 стран - как принадлежавших к советскому лагерю, так и не входивших в социалистический блок - при сотрудничестве с Европейским космическим агентством (ЕКА) приступили к реализации замысла в 1981 году. Роль идейного лидера отводилась Советскому Союзу, а непосредственно руководил проектом директор Института космических исследований АН СССР Роальд Сагдеев. К слову, он же "дирижировал" программой "Вега".
Изначальное техническое задание, утвержденное на официальном уровне, больше напоминало сюжет фантастической книги. Планировалось запустить четыре аппарата: два - в 1984 году, еще два - в 1986-м. Последний дуэт по задумке ученых смог бы доставить образцы грунта Фобоса на Землю с помощью СА, оборудованных ракетами возвращения.
Неудивительно, но уже в 1985 году было принято решение пересмотреть техническую сторону проекта. Все усилия ученые направили на создание работоспособных космических аппаратов с посадочными зондами. Постройкой АМС занялось Научно-производственное объединение (НПО) им. С.А. Лавочкина. Конструкция двух "Фобосов" выглядела следующим образом: роль силового элемента играл герметичный приборный отсек, снизу была пристыкована автономная двигательная установка, сверху - отсек научной аппаратуры.
В верхней части орбитального блока, состоявшего из приборного и научного отсеков, инженеры установили платформу, предназначавшуюся для переноски исследовательских зондов - ДАС (долгоживущей автономной станции) и ПрОП-Ф (прибора оценки проходимости Фобоса).
Наиболее примечательным изобретением стал ПрОП-Ф - эта самоходная мини-станция представляла собой шар со специальными пружинами, которые помогали бы ему отталкиваться от поверхности спутника, совершать скачкообразные движения и попутно собирать образцы грунта.
Обречены, но не потеряны
Пуск АМС "Фобос-1" и "Фобос-2" состоялся 7 и 12 июля 1988 года соответственно. Выведение на заданный курс прошло успешно, оба аппарата отправились к Марсу. Однако уже 2 сентября связь с "Фобосом-1" была нарушена, причиной потери станции послужил человеческий фактор: из координационного центра поступила некорректная команда, которую неверно восприняла бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ). В конечном счете солнечные панели аппарата потеряли ориентацию и остались в стороне от главного источника энергии - звезды. Будучи обесточенным, "Фобос-1" утратил работоспособность.
"Фобос-2" в конце января 1989 года вышел на орбиту Марса и начал сближение с таинственным спутником. Месяцем позже ученые на Земле получат 38 уникальных изображений в высоком качестве, выполненных с расстояния от 300 до 1100 километров. Предстояла ключевая часть миссии - доставить на Фобос ДАС и ПрОП-Ф. Приступить к выполнению задачи станция должна была в начале апреля, но - неожиданно для всех, без явных причин - 27 марта 1989 года АМС перестала выходить на связь. Попытки реанимировать положение и восстановить радиосообщение оказались тщетными.
На одном из последних снимков, переданных "Фобосом-2", была запечатлена эллиптическая тень непонятного происхождения. Некоторые особенно предприимчивые энтузиасты-уфологи обнаружили и НЛО, которое также - предположительно! - зафиксировала станция. Все это вызвало в мировом сообществе настоящее конспирологическое "цунами", оставившее после себя бесчисленное количество всевозможных теорий. Широкую популярность получила легенда о том, что Фобос - это никакой не спутник, а самая настоящая космическая база неизвестной цивилизации, которая охраняет Марс от визитов нежелательных гостей.
Комиссия по анализу выполнения программы рассматривала инцидент более трезво, однако тоже не смогла назвать точную причину выхода аппарата из строя, сославшись на один из возможных вариантов технической ошибки - от просадки напряжения до внешнего воздействия.
Владимир Молодцов, занимавший тогда должность технического руководителя группы управления станциями "Фобос-1" и "Фобос-2", спустя много лет указал на главный нюанс всего проекта: принципиально новому аппарату банально не хватило летно-конструкторских испытаний, которые бы позволили выявить ошибки на стадии подготовки и оперативно их устранить. Вернее, таких тестов не было вообще.
Несмотря на частичный провал программы, "Фобосу-2" удалось достичь бесценных результатов. Были получены качественные изображения спутника, определены его масса, температура поверхности и плотность, которая оказалась ниже предполагаемой, что свидетельствовало о пористой структуре марсианской луны либо о содержании в ней внушительных запасов льда.
Марс также попал в поле зрения станции - был произведен тщательный анализ элементного состава поверхности, а также атмосферы планеты. "Фобос-2", кроме того, осуществил исчерпывающее минералогическое картирование экваториальных областей и в целом зафиксировал практически все геологические образования "соседа" Земли.
Советский "Фобос" и вправду совершил гигантский скачок - пусть и не допрыгнув до финишной ленты. Красная планета заиграла невиданными красками, а перед человечеством открылись новые двери в таинственный мир по соседству. И кто знает: быть может, очередное эффектное возвращение России на марсианскую "сцену" не за горами?