--

10 загадок миссии «Фобос-Грунт»

Зачем российской космической науке полет к спутнику Марса?

По графику старт экспедиции «Фобос-Грунт» назначен на 8 ноября. Я пишу «назначен», поскольку на момент сдачи номера мы еще не знали ни о результатах запуска, ни о возможной его отсрочке. Читать же вы будете, когда это станет известно. Предполагается, что аппарат проведет в полете около 11 месяцев, сядет на Фобос, соберет там данные и образцы, а через три года вернет на Землю спускаемый модуль с 200 граммами грунта спутника Марса.

Алексей Торгашев
×
Если вам понравится этот текст, то вы сможете поблагодарить автора нажав на эту кнопку.

9 ноября 2011, №44 (222)
размер текста: aaa

1 Долетит — не долетит?

Экспедиция на Фобос технически чрезвычайно сложна. До сих пор на Землю грунт привозили только с Луны (мы и американцы). Один раз доставляли кометную пыль и один раз несколько крупинок вещества астероида (США и Япония).

Против нашей космонавтики здесь какое-то непонятное проклятие. И СССР, и Россия отравляли к Марсу полтора десятка экспедиций, и ни одна не увенчалась полным успехом. Частично выполнили задачи лишь «Марс-4» и «Марс-5». Последний аппарат «Марс-96» сгорел в атмосфере через пять часов после запуска.

К Фобосу мы тоже летали. Последний раз это было в 1988 году, когда советский зонд «Фобос-2» два месяца проработал на марсианской орбите, но сбросить спускаемые модули на поверхность спутника так и не смог.

С тех пор СССР, а затем и Россия дальний космос не посещали. 23 года — большой перерыв для технологии, и в лучшие времена не очень справлявшейся с межпланетными перелетами.

На успех работают два фактора. В первую очередь то, что это инженерный проект и главная его цель — чего уж скрывать — не только в том, чтобы изучить околомарсианское пространство. Важно сделать такие перелеты возможными в принципе. Тогда можно спокойно работать в дальнем космосе, как это делают сейчас американцы, и уверенно садиться на сам Марс. Посему экспедиция готовилась очень тщательно и сроки несколько раз переносились.

Второй фактор, который работает на нас, формулируется ненаучно и нетехнологически: мы заждались. Такой большой нации, как наша, нужно время от времени наглядно демонстрировать себе, что она может что-то еще помимо поставок газа в Европу.

А больше всего это нужно тем молодым специалистам, которые делали аппарат. Соотношение сотрудников НПО им. Лавочкина по возрастам, со слов руководства, следующее: половина моложе тридцати лет, другая половина старше шестидесяти. Понятно, что руководят старшие, но у них уже бывали успехи. А для тридцатилетних это первый масштабный проект. Весьма вероятно, что это вообще последний шанс передать технологии Советского Союза из рук в руки.

2 Сядет — не сядет?

Фобос — это своеобразный большой булыжник размерами 27 × 22 × 19 км. Он изрыт крате­рами и покрыт трещинами (самый большой кратер — девятикилометровый Стикни). Фобос на огромной скорости проносится над поверхностью Марса на высоте всего лишь 6 тыс. км (для сравнения: Луна находится на расстоянии 380 тыс. км от Земли). За земные сутки Фобос успевает три раза облететь Марс.

В общем, объект для посадки космического аппарата не самый приятный. Впрочем, есть и достоинства: маленькая сила тяжести (в 1500–3000 раз меньше земной), отсутствие атмосферы, а также тот факт, что Фобос всегда повернут к Марсу одной стороной, то есть не кувыркается в пространстве. И все равно садиться очень трудно.

— Место для посадки выбирали в нашей лаборатории, — говорит Александр Базилевский, руководитель лаборатории сравнительной планетологии ГЕОХИ РАН. — Мы делаем такие работы с момента образования в 1967 году, когда выбирали места для пилотируемых экспедиций на Луну, а затем для автоматических аппаратов, доставлявших лунный грунт на Землю, и для луноходов. Район посадки задают баллистики — куда можно подлететь и откуда вернуться, — а мы подбираем конкретное место. На Фобосе нужно было найти место на тыльной стороне, то есть той, с которой Марс не видно. Мы старались выбрать самое ровное, а значит, безопасное место. Потому что если там будут метровые камни или большие уклоны, то аппарат может перевернуться. Наша сотрудница Таня Шингарева активно искала такое место на американской карте Фобоса. Сейчас утверждены два места посадки. Но карта сделана по не очень детальным снимкам, и мы все время охотимся за новыми снимками Фобоса, которые получает немецкая камера на аппарате «Марс-Экспресс». И вот хозяин этой камеры профессор Нойкум обратил мое внимание на место в нескольких километрах от уже выбранного нами — там более ровная поверхность. Но пока это только намерение. Будет аппарат подлетать к Фобосу, тогда соберем совещание и решим, садиться на уже выбранное место или на новое.

Еще одна опасность при посадке состоит в том, что Фобос пылит. Вокруг него вращаются кусочки вещества, выбитые метеоритами. Возможно, предыдущий аппарат «Фобос-2» погиб из-за столкновения с каким-нибудь из таких камешков.

3 Сколько Марса на Фобосе?

Фобос летает так близко к Марсу, что вполне может собирать на себя часть того, что выбивают с планеты удары крупных метеоритов. Такой большой пылесос. Никто, правда, не знает, сколько миллионов или миллиардов лет Фобос находится на орбите Марса и сколько марсианской пыли он успел таким образом собрать (возраст самого Фобоса датируют по количеству метеоритных кратеров на единицу поверхности — их столько же, сколько и на Луне, следовательно, и возраст схож: около 4 млрд лет).

Вопрос: как отличить марсианское вещество от вещества самого Фобоса и многочисленных метеоритов, падавших на планетку?

— Наверное, мы будем узнавать эти кусочки по степени окисления. Ведь на Марсе есть атмосфера, — отвечает Базилевский. — Они будут, скорее всего, похожи на дробленые марсианские метеориты.

Метеориты, прилетевшие с Марса, иногда находят и на Земле. Они отличаются от всех остальных метеоритов, например, тем, что состав газов в порах внутри них такой же, как в марсианской атмосфере.

4 Откуда взялся Фобос?

Предполагается, что Фобос — это либо захваченный гравитационным полем Марса астероид, либо он образовался вместе с Марсом из протопланетного облака. По виду он больше похож на астероид.

Астероиды — это такие «недопланеты», обильно накопившиеся на орбите между Марсом и Юпитером. Большинство из них, так называемые хондриты, состоят на 90% из мелких капель застывшего силиката — хондр. Хондриты бывают обыкновенные и углистые. Первые почти сухие, воду и углекислоту из них испарило Солнце, во вторых есть вода и много углерода, поэтому они черные. Вот Фобос как раз черный.

— Но спектры его не совсем похожи на спектры углистых хондритов, — говорит Базилевский. — К тому же есть возражения некоторых ученых. Они говорят, что если бы Фобос был захвачен гравитацией Марса, то его орбита была бы вытянутой, а не круговой. Грунт Фобоса позволит разгадать эту загадку. Мне было бы интереснее, если бы он не был просто захваченным астероидом. Тогда про образование спутников мы бы узнали что-то новое, там очень много неясного.

И действительно. Взять, например, Луну. Казалось бы, давно уже утвердилась теория большого удара: 4,5 млрд лет назад в Землю врезалось тело размером с Марс, выбило из нее на орбиту очень горячее вещество, а потом это вещество собралось в большой спутник. Воды, естественно, в нем нет и быть не должно.

Но вот пару лет назад группа американских ученых исследовала вулканические шарики оранжевого и зеленого стекла из лунного грунта, найденные в местах посадок «Аполлона-15» и «Аполлона-17». Внутри нашли воду. Очень немного. Но затем подсчитали, сколько ее было в магме, из которой образовались эти шарики: 500–700 граммов на тонну. Построили модель, которая никак не сходится с гипотезой большого удара.

— Область образования спутников гипотетическая, — говорит Базилевский. — Фобос нам какой-то кирпичик в это знание положит.

5 Почему Фобос полосатый?

На Фобосе есть не объясненные пока образования — борозды шириной 100–200 и глубиной 10–20 метров. Некоторые тянутся на десятки километров — практически через весь спутник.

Самое старое и примитивное объяснение полос такое: от удара метеоритов образуются трещины. Но на Фобосе у этих трещин приподнятые края, а так не должно быть.

Стали искать другие объяснения. Например, англичанин Джон Мюррей считает, что это выбросы из метеоритных кратеров Марса, которые, как из пулемета, бомбардировали Фобос. Это могло бы быть правдой, но точно такие же образования недавно обнаружены на астероидах Лютеция и Веста, где, понятное дело, Марса рядом нет. Есть и третья гипотеза — что когда образовался кратер Стикни, по поверхности Фобоса покатились камни, следы которых мы и видим.

— Такой камень должен подпрыгивать на неровностях и оставлять промежутки. А на Фобосе полосы идут через кратеры непрерывно, — говорит Базилевский. — К тому же на Весте эти полосы гигантские, шириной в двадцать километров (сам астероид очень крупный — 500 км. — «РР»). Чтобы сделать такую борозду, должен быть двадцатикилометровый камень. А, как геолог, я знаю, что такой массив всегда будет с трещинами. Да и найти двадцатикилометровый камень, который прокатился бы сотни километров не развалившись, нереально. 

6 Почему Фобос до сих пор не упал?

Фобос потихоньку падает на Марс: каждый год его орбита снижается на 9 см. По расчетам он должен окончательно упасть приблизительно через 10–11 млн лет, то есть по астрономическим меркам совсем скоро. Почему такое исключительное событие происходит практически у нас на глазах, если до этого спутник спокойно летал 4 млрд лет?

— Все редкие события когда-то происходят, — говорит Базилевский. — К тому же нам неизвестно, что было раньше. Может быть, было сто таких Фобосов, и они уже упали.

7 Есть ли лед внутри Фобоса?

Вода в Солнечной системе — обычное дело. Чем дальше от Солнца, тем ее больше. Некоторые спутники планет-гигантов — огромные ледяные шары, а несколько триллионов комет вообще летает на расстоянии около одного светового года от Солнца. С другой стороны, внутри орбиты Марса воды немного (считается, что на Землю воду тоже занесли кометы). Фобос — как раз один из тех объектов, который может ее содержать. Дело в том, что у него очень маленькая плотность для каменного астероида.

— Такая плотность может быть либо из-за множества трещин, либо из-за того, что в теле Фобоса довольно много льда, до трети всего вещества, — рассуждает Базилевский. — Есть разные гипотезы, как такие тела могут выглядеть. Например, есть большой астероид Матильда с такой же или даже меньшей плотностью. Вот астрономы придумали, что, возможно, когда-то один астероид врезался в другой, они раздробились на кусочки, а затем опять собрались вместе под действием гравитации. Эта гипотеза называется «груда щебня». Наверное, есть такие астероиды, но у Матильды по кратерам видно, что если она и пористая, то в микроскопическом масштабе. Таким может быть и Фобос. Мы плохо понимаем, как такие тела могут образоваться. Ведь до Земли такие метеориты не долетают, разваливаются в атмосфере, поэтому и образцов у нас нет.

8 Может ли Фобос быть инопланетным космическим кораблем?

Такую гипотезу выдвинул в 1959 году знаменитый советский астроном Иосиф Шкловский. Он обратил внимание на данные XIX века об орбите Фобоса и сравнил их с современными. Получилось, что спутник Марса за столетие сильно ускорился. Это означало, что его орбита стала ниже. Основная сила торможения — атмосфера, но на высоте 6 тыс. км ее почти нет. Шкловский рассчитал ее влияние, и получилось, что так сильно снизить спутник можно лишь в том случае, если его плотность раз в сто ниже плотности воды.

Представить себе такую плотность у естественного тела было сложно, и Шкловский предположил, что спутник — это оболочка полого внутри космического корабля или станции. Сейчас плотность Фобоса более-менее точно установлена, и считается, что наблюдения XIX века были ошибочны (если, конечно, не фантазировать, что «корабль» включал тормозные двигатели).

— Ехидные люди потом говорили, глядя на кратеры: «Это заклепки Шкловского», — сообщает Базилевский.

9 Есть ли жизнь на Фобосе?

Вопрос из серии «Есть ли жизнь на Марсе?». Марсианского вещества на Фобосе должно быть намного больше, чем на Земле, и если когда-то на Марсе были живые организмы, то на Фобосе мы можем найти их остатки.

Ведь даже на Земле в марсианских метеоритах находят что-то похожее на бывшие бактерии. Например, в 1996 году исследователи из США обнаружили в метеорите ALH84001 нечто похожее на следы микроорганизмов.

— Чтобы выбить метеориты, удар по Марсу должен быть такой силы, что он убьет все живое, если оно там было, — поясняет Базилевский. — Так считалось раньше. Но есть такой американский физик Джей Милош, который показал, что верхняя зона поверхности Марса, порядка нескольких метров, бьется не так сильно. Там никогда не достигаются убивающие давления. Поскольку марсианские метеориты прилетают на Землю в течение миллиардов лет, то ничего опасного там, скорее всего, нет. А может быть, что-то было, залетело на безжизненную Землю, и с этого началась наша жизнь. То есть мы можем быть потомками марсианской жизни. Тогда нам совсем нечего бояться.

Тем не менее работать с грунтом, привезенным с Фобоса, будут в максимально защищенных лабораториях, а карантин проведут по пятой, максимальной категории в классификации международного комитета по космическим исследованиям КОСПАР.

10 Выживут ли раки на Фобосе?

На Фобос и обратно пропутешествуют две капсулы с бактериями, микроорганизмами, грибами, семенами растений и животными — всего 49 образцов. Например, летит несколько видов мелких ракообразных. Эксперимент «БиоФобос-Анабиоз» проводит Институт ме­дико-биологических проблем РАН, его цель — изучить трехлетнее влияние жестких космических излучений на организмы. До сих пор никто и никогда не ставил подобные эксперименты, так что мы не знаем, какие растения взойдут после испытаний и какие животные выживут. Параллельно те же самые виды отправили в августе на МКС, чтобы потом сравнить условия дальнего космоса и орбитального, защищенного от радиации магнитным полем Земли.

— За бактерии я спокойна, — сказала Наталья Новикова, заведующая лабораторией микробиологии среды обитания и противомикробной защиты ИМБП. — Они живут в водных контурах ядерных реакторов, значит, выживут и в глубоком космосе. Про остальные виды не могу пока сказать. Посмотрим. 

×
Понравилась публикация? Вы можете поблагодарить автора.

Авторизуйтесь для оставления комментариев


OpedID
Авторизация РР
E-mail
Пароль
помнить меня
напомнить пароль
Если нет — зарегистрируйтесь
Мы считаем, что общение реальных людей эффективней и интересней мнения анонимных пользователей. Поэтому оставлять комментарии к статьям могут посетители, представившиеся нам и нашим читателям.


Зарегистрироваться
Меньшов Дмитрий 16 ноября 2011
Как в поговорке: "А был ли мальчик?", т.е. работоспособный аппарат? Застрахован - то 1 слишним миллиард рублей. Забавно все получается)
Сбруев Глеб 11 ноября 2011
Насколько я знаю, все космические межпланетные аппараты должны быть стерильными. Кто разрешил нашим «дуремарам» посылать на спутник Марса свои «пиявки». Кому ТО это не понравилось и теперь аппарат «стерилизуется» в верхних слоях нашей атмосферы.
Новости, тренды








все репортажи
reporter@expert.ru, (495) 609-66-74

© 2006—2013 «Русский Репортёр»

Дизайн: Игорь Зеленов (ZOLOTOgroup), Надежда Кузина, Михаил Селезнёв

Программирование: Алексей Горбачев ("Эксперт РА"), верстка: Алла Парфирьева

Пользовательское соглашение