Марсианская научная лаборатория

Установленная на марсоходе химическая лаборатория SAM состоит из трех инструментов. Квадрупольный массанализатор исследует образцы газов как в атмосфере, так и выделяемых при нагревании проб грунта. Газовый хроматограф определяет точный химический состав обнаруженной газовой смеси. Настраиваемый лазерный спектрометр определяет наличие метана.

Главной задачей этого набора инструментов было обнаружение на Марсе органики, и SAM справился со своей задачей на Красной планете был обнаружен газ метан, который может быть продуктом биологической активности -и-следовательно, признаком наличия жизни.

Полет человека на Марс

Пилотируемый полет на Марс является давней мечтой ученых и конструкторов, однако финансовые и технические проблемы раз за разом заставляют откладывать эту значимую для всего человечества экспедицию. Тем не менее, несомненно, что освоение человеком Марса — дело нашего ближайшего будущего.

Советские конструкторы под руководством С. Королева работали над советской программой пилотируемого полета на Марс с 1960 г., старт корабля с экипажем был запланирован на 1971 г., однако «лунная гонка» в конце концов, заставила отказаться от реализации данного проекта. Конечной целью американской программы «Аполлон» также был Марс, а Луна должна была стать всего лишь промежуточным этапом. В самом начале XXI века НАСА начало работу над программой «Созвездие», целью которой был полет астронавтов на Марс, но из-за недостатка финансирования она была закрыта.

В рамках многолетней программы «Крысы пустыни» НАСА создает и испытывает модули, технику и роботов для будущей работы на других планетах. Жилой модуль на подвижной шагающей базе — роботе «Атлет» (Анедородный шестиногий внеземной исследователь)

Однако специалисты НАСА продолжают разработку техники и оборудования, которые будут необходимы астронавтам для жизни и работы на других планетах в рамках программы «Исследования и технологии в пустыне» (Desert RATs — «Крысы пустыни»), и твердо уверены, что смогут отправить людей на Марс в течение ближайших 15-20 лет. Более того, с 2010 г. в НАСА разрабатывают проект «Столетний космический корабль», который предусматривает отправку колонистов на Марс в один конец, без возможности вернуться назад на Землю. Такой подход серьезно сокращает средства на экспедицию, первую партию добровольцев планируется отправить в 2030 г.

Роскосмос также планирует организовать пилотируемый полет на Марс до середины нашего столетия. С 2007 по 2011 гг. совместно с Российской Академией наук и ЕКА он провел эксперимент «Марс-500», в рамках которого 6 добровольцев 500 дней находились в замкнутом пространстве, имитирующем условия экспедиции на Марс.

Тем временем к марсианскому проекту подключились негосударственные коммерческие структуры, которые готовы взять на себя бремя расходов по отправке человека на Красную планету. Ближе всех к реализации этой идеи подошла американская частная аэрокосмическая компания SpaceX, планирующая осуществить полет на Марс, модифицировав свой уже существующий пилотируемый многоразовый космический корабль «Дракон V2».

Межпланетные станции «Венера»

В середине XX в. многие верили, что на Венере, постоянно покрытой облаками, которые мешают рассмотреть ее поверхность, существует жизнь. Мало кто предполагал, что за непрозрачной атмосферой скрываются самые экстремальные условия в Солнечной системе.

Первый успешный полет советский станции к Венере состоялся в 1966 г. «Венера-2» пролетела мимо планеты, а «Венера-3» благополучно отправила спускаемый аппарат в ее атмосферу, став космическим аппаратом, став первым рукотворным устройством, который достиг поверхности соседней планеты. В следующем году ее достигла станция «Венера-4». СА отделился от главного модуля и обе части станции начали спуск на ночной стороне поверхности. На высоте 26 км парящий под куполом парашюта спускаемый аппарат стал передавать телеметрические данные. В течение 96 минут на Земле получали бесценную информацию о свойствах венерианской атмосферы. За время передачи температура вокруг СА увеличилась до 271°C, давление возросло до 18 атмосфер, и связь с аппаратом прервалась.

Спускаемый аппарат «Венера-3» был разработан исходя из того, что температура на планете не превышает 60°С. Он не мог выдержать почти двухчасового спуска в раскаленной атмосфере планеты и испарился бы задолго до достижения поверхности. СА «Венера-4» был готов к высоким венерианским температурам, но ученые ничего не знали о чудовищном давлении, которое и расплющило аппарат на высоте десятков километров.

Вымпел СССР, доставленный на Венеру АМС «Венера-4» в 1967 г.

В 1969 г. на Венеру отправились станции «Венера-5» и «Венера-6» с усовершенствованными спускаемыми аппаратами, которые должны были сесть на ночной стороне планеты. Но, как в прошлый раз, оба СА были раздавлены страшным давлением еще в полете. Конструкторы учли все особенности неприветливой планеты, и 25 декабря 1970 г. СА «Венера-7» наконец совершил мягкую посадку на Венеру. Спустя 5 лет к планете отправились новые станции, «Венера-9» и «Венера-10». Они состояли из СА и орбитального модуля, который, в отличие от предыдущих станций, оставался в космосе и служил для связи с Землей. Обе станции после посадки проработали почти час и передали первые черно-белые фотографии венерианской поверхности. В 1982 г. «Венера-13» и «Венера-14» провели серию самых сложных исследований за всю историю изучения планеты. Оказалось, что облака, покрывающие планету, состоят из серной кислоты.

Кроме того, были получены цветные фотографии поверхности и неба Венеры. А в 1983 г. «Венера-15» и «Венера-16» при помощи радиолокационных системам в течение нескольких месяцев картографировали Венеру.

Межпланетные станции «Вега»

Космическая станция «Вега» состояла из двух основных частей — пролетного блока, предназначенного для изучения кометы Галлея, и спускаемого аппарата для исследования Венеры. На пролетном блоке было размещено огромное количество научного оборудования, созданного учеными СССР, Франции, ФРГ, Австрии, Венгрии, Чехословакии и Польши. Землянам впервые предоставилась возможность изучить ядро кометы, для чего на борту «Веги» установили в том числе и телекамеры. Спускаемый аппарат АМС состоял из двух частей: аэростатного атмосферного зонда и посадочного модуля.

Аэростат был оборудован аппаратурой для изучения метеоусловий планеты, посадочный модуль — большим количеством аппаратуры, в том числе и грунтозаборным устройством с буром. В конце 1984 г. АМС «Вега-1» и «Вега- 2» стартовали к Венере. Спустя полгода станции приблизились к планете и, после отделения спускаемых аппаратов, легли на траекторию сближения с кометой Галлея, которое было назначено на 1986 г. При спуске СА «Вега-1» на высоте 17 км сработал сигнализатор посадки, который запустил работы всего научного оборудования, рассчитанного на изучение поверхности планеты. Посадка СА «Вега-2» прошла более успешно. Автоматика работала как часы, и ученым удалось получить результаты анализа пробы грунта в месте посадки.

Оба ПА опустились на ночную поверхность Венеры на равнине Русалки. Главное внимание ученых все же было приковано к аэростатам. После отделения от СА в течение нескольких минут зонд наполнялся гелием, после чего лег в дрейф в атмосфере Венеры. В течение 46 часов он пролетел более 11 тыс. км, передавая на Землю данные о температуре, давлении, скорости ветра и освещенности. Как только зонд «Вега-1» закончил свою работу, на вахту заступил аэростат АМС «Вега-2». Оба СА плыли на высоте около 50 км, в наиболее плотном слое венерианской облачности. Ученые справедливо предполагали, что именно здесь особенно ярко проявляются процессы суперротации атмосферы Венеры — стремительное вращение, в 20 раз превышающее скорость вращения планеты. Из-за этого феномена на венерианской поверхности ни на минуту не затихает ураган огромной силы.

Оба пролетных аппарата после отстыковки СА у Венеры получили дополнительное ускорение и направились на рандеву с кометой. В 1986 г. «Вега-1» и «Вега-2» передали на Землю огромное количество научной информации о комете Галлея, в том числе и снимки ее ядра. Оказалось, что оно состоит из обычного льда и пылевых частиц.

НАСА исследует Меркурий

Поскольку Меркурий является одним из самых труднодостижимых объектов нашей системы, чтобы пролететь к нему с околоземной орбиты, необходимо погасить значительную часть орбитальной скорости Земли при помощи гравитационного маневра у Венеры.

Все эти сложности привели к тому, что за все время космических исследований к казалось бы близкой планете с Земли было отправлено всего две станции, которые в пути исследовали Венеру. В 1973 г. стартовал зонд НАСА «Маринер-10», последний в целой серии одноименных автоматических станций, изучавших планеты Солнечной системы. Выполнив гравитационный маневр у Венеры, АМС в марте 1974 года в первый раз пролетела мимо Меркурия, передав на Землю первые фотографии этой планеты. «Маринер-10» совершал пролет мимо планеты еще дважды, осенью того же года и в 1975 году, проведя фотосъемку 40 % ее поверхности. Так ученые узнали, что внешне Меркурий очень похож на Луну — его поверхность была покрыта глубокими кратерами. «Маринер-10» выяснил, что Меркурий почти лишен атмосферы, днем его поверхность разогревается до 180 °С, а ночью остывает до - 180 оС. Тем не менее, этот мир оставался одним из самых малоизученных среди планет нашей системы.

Спустя 30 лет НАСА отправило к этой планете АМС «Мессенджер», которая после трех пролетов мимо планеты вышла на меркурианскую орбиту в 2011 г. и оставалась там свыше 4 лет. В течение первого года работы станция полностью картографировала Меркурий. «Мессенджер» тщательно изучил химический состав планеты, поверхность которой, как оказалось, днем может разогреваться до 430 оС. Тем не менее, ученые предполагают, что в глубоких кратерах, куда не проникает солнечный свет, может сохраняться лед, т.е. на Меркурии может быть вода.

В 2018 г. к Меркурию отправилась совместная европейско-японская станция «Бепи-Коломбо».