Что зонд «Скиапарелли» разбился о поверхность Марса при посадке. Причины неудачи российско-европейской миссии на Красную планету будут уточняться. Почему посадочный модуль потерпел крушение и что будет с миссией «ЭкзоМарс» после этого - разбиралась «Лента.ру».

Быстрая смерть

Сразу после посадки модуля (EDM) «Скиапарелли» (Schiaparelli) на Марс вечером 19 октября должна была начаться передача сигнала на марсианские зонды Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter и орбитальный модуль TGO. Но этого не произошло.

Несколько часов специалисты ЕКА обрабатывали данные, которые удалось получить с модуля до потери сигнала. Установлено, что сигнал со «Скиапарелли» оборвался за 50 секунд до его посадки на Марс. Впрочем, и тогда окончательно хоронить аппарат европейские специалисты не спешили, понадеявшись на американский зонд Mars Reconnaissance Orbiter.

За ночь никаких сигналов от «Скиапарелли» не поступило. В Роскосмосе отказались признать крах марсианского зонда, указав на то, что аккумуляторы модуля в состоянии поддерживать его работоспособность от 3 до 10 дней. В 11:00 20 октября по московскому времени открылась пресс-конференция ЕКА, на которой представители агентства заявили об успешности миссии.

Тем не менее успешной миссию можно назвать лишь с большой натяжкой. Конечно, зонд TGO, чья задача заключается в исследовании малых газовых примесей атмосферы и распределения водяного льда в грунте Марса, вышел на орбиту планеты. Однако со «Скиапарелли» возникли большие проблемы: зонд достиг поверхности, но время раскрытия его парашюта отличается от запланированного. Скорее всего, посадочный модуль разбился о поверхность Марса. Впрочем, в ЕКА решили не торопиться с выводами и пообещали перезагрузить модуль связи «Скиапарелли», чтобы попытаться вновь связаться с ним.

В пятницу, 21 октября, представители ЕКА официально признали: зонд разбился о поверхность Красной планеты. Это подтверждается снимками, полученными с американского Mars Reconnaissance Orbiter. По предварительным данным, двигатели «Скиапарелли» работали меньше положенного.

Войдя в режим свободного падения на высоте четырех километров, аппарат на огромной скорости (порядка трехсот километров в час) врезался в поверхность Красной планеты. Снимки с Mars Reconnaissance Orbiter позволяют предположить, что при падении «Скиапарелли» взорвался, поскольку его баки были наполнены горючим, которое не успели израсходовать двигатели аппарата.

Пока в распоряжении специалистов лишь снимки, выполненные камерой низкого разрешения. Остается дождаться более детальных объяснений произошедшего и кадров с камеры высокого разрешения HiRISE, которая также установлена на Mars Reconnaissance Orbiter. На имеющихся фотографиях можно рассмотреть два темных пятна - предположительно, это ударный кратер от самого аппарата и его парашют.

Большие надежды

Миссия «Скиапарелли» -это часть совместной российско-европейской программы «ЭкзоМарс». Американцы участвовать в ней отказались. В программе две миссии - орбитальный зонд Trace Gas Orbiter (TGO) и десантный модуль «Скиапарелли». Наблюдения с этих двух аппаратов должны были послужить страховкой для миссии марсохода «Пастер». Нынешняя неудача может критически повлиять на запуск и на его последующую работу на Красной планете в 2020-е годы.

Аппарат TGO, работающий сейчас в штатном режиме, изучает компоненты марсианской атмосферы посредством инструментов NOMAD и ACS. Помимо этого, на зонде установлена камера CaSSIS, в задачи которой входит фотографирование источников газа на Красной планете. Благодаря этому ученые надеются выяснить, является ли имеющийся на Марсе метан продуктом жизнедеятельности бактерий (то есть доказательством наличия жизни) или имеет иную природу. Еще один инструмент, FREND, будет искать на Красной планете воду, регистрируя поток нейтронов.

Модуль «Скиапарелли» тестировал разработанную без участия России систему мягкой посадки на поверхность Марса. Тест провалился. Именно эту систему предполагалось использовать на марсоходе «Пастер». Теперь ее предстоит доработать или вовсе отправить в утиль.

Кроме того, при спуске модуль должен был использовать интегрированные в него датчики температуры, давления и тепловых потоков. Пока неизвестно, удалось ли преуспеть в этом, но какую-то информацию со «Скиапарелли» TGO все-таки получил. Уже на Марсе «Скиапарелли» предстояло прояснить природу пылевых бурь на Красной планете. Для этого предполагалось произвести измерения электрических полей и атмосферной пыли.

На все про все у «Скиапарелли» было от 2 до 10 дней: именно на такой срок были рассчитаны аккумуляторы аппарата. К сожалению, жесткая посадка уничтожила аппарат гораздо раньше, чем он смог что-либо сделать.

Научная миссия TGO стартует в начале 2017 года, когда орбитальный зонд пройдет через верхние слои атмосферы Марса. Он рассчитан на работу вплоть до 2022 года. Решение о запуске марсохода «Пастер» должны принять до конца 2017 года.

Модель модуля «Скиапарелли» на Парижском авиасалоне в 2013 году

Schiaparelli − the Entry, Descent and Landing Demonstrator Module , сокр. Schiaparelli EDM lander или Schiaparelli ) - , предназначенный для посадки на поверхность в рамках космической программы «Экзомарс». Аппарат разработан и изготовлен Европейским космическим агентством .

«Скиапарелли» является составной частью 2016 года, а. Отделение спускаемого аппарата запланировано на 16 октября 2016 года в 14:42 UTC при подлёте к Марсу, до торможения орбитального модуля для перехода на орбиту вокруг . Посадка «Скиапарелли» на поверхность запланирована на 19 октября 2016 года.

Задачи

Одной из основных задач научных программ к Марсу является поиск фактов и доказательств жизни на планете. Лучшим решением для этой задачи является посадка научных лабораторий на поверхность Марса. Важнейшим этапом такой программы является успешный вход в атмосферу, контролируемый спуск и мягкое касание поверхности.

«Скиапарелли» создан для отработки технологий ЕКА по контролируемому спуску аппаратов на поверхность Марса. Создание спускаемого аппарата в рамках программы «Экзомарс» предоставляет полезный опыт для промышленности Европейского Союза и позволяет провести эксперименты над новыми технологиями, которые будут задействованы в последующих научных программах к Марсу.

Конструкция

«Скиапарелли» сконструирован на основе технических решений, рассчитанных и протестированных ЕКА в ходе предыдущих исследований по программе «Экзомарс». Спускаемый модуль содержит ряд датчиков, собирающих данные о ходе работы основных систем и приборов, что и является основной задачей - проверка работоспособности аппарата и отработка мягкого спуска на поверхность Марса. Основными системами и приборами в конструкции аппарата являются: защитный кожух и теплозащитный экран, парашютная система, бортовой высотомер, двигательная установка для снижения скорости падения аппарата на основе однокомпонентного топлива - гидразина. Собранные данные с приборов и датчиков будут отправлены на для оценки, на основе которых будет либо подтверждена работоспособность существующих систем, либо внесены изменения в конструкцию последующих европейских аппаратов по изучению Марса.

Научное оборудование

На своём борту спускаемый аппарат несёт следующее оборудование:

• DREAMS (D ust Characterisation, R isk Assessment, and E nvironment A nalyser on the M artian S urface) - комплекс приборов для измерения параметров окружающей среды на поверхности Марса. Включает в себя приборы:

• MetWind - измерение скорости и направления ветра;
• DREAMS-H - датчик влажности;
• DREAMS-P - датчик давления;
• MarsTem - измерение температуры вблизи поверхности Марса;
• SIS (Solar Irradiance Sensor) - измерение прозрачности атмосферы;
• MicroARES (Atmospheric Radiation and Electricity Sensor) - измерение электрических полей.

• AMELIA (A tmospheric M ars E ntry and L anding I nvestigations and A nalysis) - датчики телеметрии и служебные системы. Сбор данных от входа в атмосферу Марса (~130 км) до завершения посадки аппарата. Использование полученных данных для исследования атмосферы и поверхности Марса.
• COMARS+ (Com bined A erothermal and R adiometer S ensors Instrument Package) - прибор с тремя комбинированными датчиками и широкополосным радиометром для измерения давления, температуры и тепловых потоков на тыльной части капсулы спускаемого аппарата при аэродинамическом торможении и спуске под парашютом в атмосфере Марса.
• DECA (De scent Ca mera) - телекамера снижения для съёмки места посадки при сближении «Скиапарелли» с поверхностью а также получение данных о прозрачности атмосферы. Планируется получить 15 монохромных снимков для отождествления точного места касания поверхности аппаратом.
• INRRI (In strument for landing - R oving Laser R etroreflector I nvestigations) - уголковый отражатель для определения местонахождения Скиапарелли с помощью лидара, расположенного на искусственном спутнике Марса.

Хроника программы

Полёт к Марсу (14 марта - 16 октября) Отделение и спуск (16 октября - 19 октября)

Время от входа спускаемого аппарата в атмосферу до его касания поверхности Марса займёт менее 6 минут.

«Скиапарелли» запрограммирован отделиться от основного орбитального модуля 16 октября 2016 года в 14:42 UTC, за три дня до планируемой посадки на поверхность Марса. Через 12 часов после отделения, основной орбитальный модуль проведёт коррекцию своей орбиты для предотвращения падения на планету вслед за спускаемым модулем.

19 октября «Скиапарелли» войдёт в атмосферу Марса на высоте примерно в 121 км от поверхности на скорости в 21 000 км/ч. В течение 3-4 минут скорость аппарата будет снижаться путём аэродинамического торможения – трения об плотные слои атмосферы. Лобовая часть защитного кожуха с теплозащитным экраном предотвратит перегрев аппарата, экран будет медленно плавиться и испаряться, унося поглощённое тепло от основной части спускаемого аппарата.

Когда скорость аппарата уменшится до 1 700 км/ч, на высоте 11 км над поверхностью, «Скиапарелли» развернёт парашют для дальнейшего снижения скорости спуска. Купол парашюта диаметром 12 метров развернётся менее, чем за секунду, и через 40 секунд, в течение которых уменьшится и прекратится раскачивание аппарата, будет сброшена лобовая часть защитного кожуха с теплозащитным экраном.

Когда парашют снизит скорость «Скиапарелли» до 250 км/ч, тыльная часть защитного кожуха аппарата вместе с парашютной системой будет сброшена. После этого аппарат включит бортовой высотомер и три ракетных двигателя, работающих на однокомпонентном топливе гидразине, для окончательного управляемого снижения скорости спуска. Бортовой высотомер будет постоянно измерять расстояние до поверхности планеты. На высоте около 2-х метров «Скиапарелли» зависнет на короткое время, затем выключит двигатели и упадёт на грунт.

Посадка аппарата произойдёт на скорости в пару метров в секунду. Посадка будет относительно жёсткой, но всю ударную нагрузку поглотит сминающийся элемент конструкции на нижней стороне аппарата, предотвращающий повреждения. Допускается наличие в месте посадки камней высотой 40 см, а наклон поверхности может составлять до 12 5°.

19 октября «Скиапарелли» опустится на Плато Меридиана - относительно гладкую равнину, внутри посадочного эллипса, вытянутого на 100 км с востока на запад и на15 км с севера на юг. Координаты центра эллипса 6° з.д., 2° ю.ш. Район посадки «Скиапарелли» расположен примерно в 40 км северо-западнее от места посадки на Плато Меридиана в 2004 году.



Москва. 24 мая. сайт - Проблемы с бортовым компьютером привели к поломке десантного модуля "Скиапарелли" при попытке посадки на Марсе в октябре 2016 года, сообщается на сайте проекта "Экзомарс".

"В ходе расследования аварийной посадки модуля "Скиапарелли" сделан вывод, что противоречивая информация в бортовом компьютере спровоцировала преждевременное прекращение последовательности спуска", - говорится в сообщении.

Из сообщения следует, что независимое внешнее расследование инцидента под председательством генерального инспектора Европейского космического агентства (ЕКА) завершено.

"Примерно через три минуты после входа в атмосферу парашют был развернут, но модуль испытал неожиданные высокие скорости вращения. Это привело к кратковременному увеличению нагрузок при превышении ожидаемого диапазона измерения, к инерциальному измерительному блоку, который измеряет скорость вращения посадочного модуля", - говорится в документе.

Эти проблемы, по данным авторов документа, привели к ошибке ориентации в программах обеспечения навигации и системы управления. "В результате компьютер модуля вычислил, что находится ниже уровня поверхности Марса. Это привело к раннему выпуску парашюта, к кратковременному обжигу двигателей и включению двигателей всего на три секунды вместо 30 и активации наземной системы, как если бы модуль уже приземлился. В реальности же модуль находился в свободном падении с высоты порядка 3,7 км со скоростью 540 км/ч", - говорится в сообщении.

Из сообщения следует, что "модуль был очень близок к успешной посадке в запланированной точке и что была достигнута очень важная часть демонстрационных целей".

"Результаты полета показали, что требуемые обновления программного обеспечения помогут улучшить компьютерные модели поведения парашюта", - говорится в сообщении.

Российско-европейская миссия "ЭкзоМарс-2016" стартовала 14 марта 2016 года запуском с космодрома Байконур ракеты-носителя "Протон-М" с космическим аппаратом в составе орбитального модуля TGO (Trace Gas Orbiter) и демонстрационного спускаемого модуля "Скиапарелли".

19 октября TGO вышел на орбиту Марса. В тот же день модуль Schiaparelli вошел в атмосферу Марса на высоте около 122,5 км со скоростью около 21 тыс. км/ч. Сообщалось, что его парашют раскрылся на высоте около 11 км при скорости порядка 1650 км/ч. Однако затем связь с десантным модулем пропала - это произошло за 50 секунд до его посадки.

21 октября 2016 года Европейское космическое агентство (ЕКА) признало, что "Скиапарелли" разбился при посадке на Марс. В сообщении ЕКА говорилось, что зонд NASA обнаружил предполагаемое место посадки модуля. " "Скиапарелли" падал с высоты от двух до четырех километров и поэтому набрал значительную скорость, свыше 300 километров в час. Также возможно, что модуль взорвался при ударе о землю", - сообщили тогда в ЕКА.

Фотография места предполагаемой жесткой посадки "Скиапарелли", снимок сделан космическим аппаратом НАСА Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)

Орбитальный модуль КА TGO предназначен для изучения малых газовых примесей атмосферы и распределения водяного льда в грунте Марса. Российский ИКИ РАН подготовил два прибора для TGO: спектрометрический комплекс АЦС и нейтронный спектрометр ФРЕНД.

Демонстрационный десантный модуль "Скиапарелли" должен был протестировать ряд технологий, обеспечивающих контролируемый спуск и посадку на Марс в рамках подготовки для будущих миссий. На борту модуля был пакет научной аппаратуры, которая, как предполагалось, будет записывать скорость ветра, влажность, давление и температуру во время посадки. Ожидалось, что аппаратура также получит первые научные данные по электрическим полям на поверхности Марса, которые в сочетании с исследованиями концентрации атмосферной пыли обеспечат новое понимание роли электрических сил в процессе возникновения пылевых бурь на этой планете.

19.10.2016

Межпланетная исследовательская миссия ExoMars добралась до активной фазы. Сегодня в 17:42 состоится посадка европейского спускаемого модуля Schiaparelli. Рассказываем о том зачем нужна эта посадка, как она будет проходить, и какие результаты от нее ожидаются.

Летать на Марс непросто, а еще сложнее садиться. При этом посадка и изучение Красной планеты с поверхности наиболее интересно и перспективно. Главная задача ExoMars — найти … или убедиться, что ее там никогда не было. Этой цели можно достичь только с поверхности. Но сначала нужно научиться садиться.

Программа ExoMars изначально разрабатывалась Европейским космическим агентством в расчете на свои силы. Программа предполагалась двухэтапная: сначала запускается спутник и легкий посадочный модуль, а через два года — марсоход на тяжелой посадочной станции. Спускаемый модуль первого этапа рассматривался как тренировка перед сложной задачей посадки марсохода.

Потом выяснилось, что силы Европы оказались слабые, и потребовался поиск партнеров, которые смогут взять на себя часть финансовой, технологической и научной нагрузки. Сначала надеялись на NASA, но те увлеклись собственными исследованиями и оставили европейцев наедине со своими проблемами. К тому времени Россия потеряла аппарат “Фобос-Грунт”, но не оставила марсианских амбиций. В этом стремлении Роскосмос и ESA нашли друг друга, и занялись марсианской жизнью.

После включения России программу скорректировали: теперь оба запуска осуществляются российскими ракетами “Протон-М”, и посадку марсохода берет на себя Роскосмос. Научная полезная нагрузка спутника и марсохода тоже совместная.

Сейчас уже подлетает к Марсу и легкий спускаемый модуль Schiaparelli отделился и идет собственным баллистическим путем, чтобы пережить свои шесть минут ужаса после входа в атмосферу планеты. Правда пока ESA не уточняет только ли для себя она осуществляет эту посадку или же результатами поделятся с российскими разработчиками платформы для марсохода. У Роскосмоса вообще нет опыта посадки чего-либо куда-либо кроме Земли, поэтому любой опыт не помешает.

Вечером в среду 19 октября Schiaparelli, заключенный в теплозащитную капсулу войдет в атмосферу Марса на высоте 120 км и скорости 5,8 км/с (21000 км/ч).

Большую часть скорости удастся погасить за счет аэродинамического торможения в атмосфере. В это время температура внешней стороны теплового щита поднимется до 1750 градусов Цельсия. Разработчики теплового щита учли даже то, что посадка будет проходить в условиях повышенной запыленности атмосферы. После соответствующего испытания они увеличили толщину тепловой защиты на 4 мм.

Когда скорость упадет до 1650 км/ч Schiaparelli развернет сверхзвуковой парашют. После раскрытия парашюта тормозной щит отстрелится и бортовая навигационная камера начнет съемку поверхности со скоростью кадр в полторы секунды. Эта съемка позволит лучше понять как проходило снижение и куда осуществлена посадка.

На высоте примерно 1 км от поверхности, при скорости 250 км/ч, спускаемый модуль выскочит из капсулы и начнет самостоятельный полет. Дальнейшее снижение скорости обеспечат девять жидкостных двигателей малой тяги. Они должны плавно подвести Schiaparelli к поверхности и отключиться на высоте 2 метра. Оттуда модуль просто упадет со скоростью 11 км/ч. Финальный удар примет на себя деформиуемая платформа из алюминиевых сот.

Основная цель Schiaparelli — мягко сесть на Марс. Европа уже предпринимала похожую попытку посадки в 2003 году, но тогда зонд Beagle-2 не подал признаков жизни с поверхности, хотя, сел он достаточно мягко чтобы успеть развернуть две солнечные батареи из четырех. На Schiaparelli нет солнечных батарей и разворачиваемых элементов — всё упростили до предела чтобы снизить вероятность сбоев.

Работа Schiaparelli на поверхности продлится несколько дней. ESA указывает срок от 2 до 8 суток, в которые зонд будет изучать атмосферу, регистрировать климатические данные и оценивать напряженность электрических полей. За это время должно состояться несколько десятков сеансов связи с пролетающими спутниками NASA и ESA, которые ретранслируют данные на Землю. Фотокамера на зонде только одна, поэтому фотографий с поверхности от него не будет.

Место для Schiaparelli выбирали прежде всего из соображений удобства посадки, безопасности и экономии топлива. Поэтому остановились на равнине Меридиана, которая находится в низине — это обеспечивает повышенную толщину слоя атмосферы. Сама равнина изучена уже прекрасно благодаря тому, что по ней более 10 лет катается марсоход NASA Opportunity. Марсоход продолжает работу и по сей день, что открывает уникальную возможность наблюдать посадку на Марс с его поверхности. Правда посадочный эллипс у Schiaparelli довольно протяженный — 100 км длиной и 15 км шириной.

Куда именно на этом пространстве сядет модуль зависит от атмосферных условий на Марсе: давления, направления и силы ветра, концентрации пыли. От пыли зависит и дальность видимости на Марсе. Сейчас, на кадрах марсоходов, вершины гор теряются на расстоянии около 30 км. Помешать наблюдениям еще может неудачное расположение Opportunity — для него практически вся посадка пройдет за горой, поэтому он может все пропустить, даже если это пройдет относительно поблизости.

Снимки посадки с самого Schiaparelli прибудут только на следующий день после посадки, поэтому весь процесс будет контролироваться только по данным телеметрии — скупых цифр отражающих состояние бортовых систем и показания датчиков зонда. Но даже если удастся получить любой сигнал с поверхности от Schiaparelli — это будет победой и серьезным достижением для европейской космонавтики.

В минуты посадки зонда Schiaparelli на Марс в Московском музее космонавтики пройдет