8 юли 2012 г. 20:53 ч.
Светослав Александров. Остава по-малко от месец до кацането на тежащия близо един тон марсоход „Кюриозити” на повърхността на Червената планета. Моментът почти настъпи. Екипът, който от Земята подготвя марсохода за съдбовния момент, вече е в последния етап от полета – т.нар. Сближение с Марс. По време на това Сближение екипът непрекъснато следи състоянието на системите и непрекъснато използва антените на НАСА „Дийп Спейс” за постоянна връзка с марсохода. Но дори и на този етап всичко изглежда наред, най-страшното предстои – на 6 август „Кюриозити” ще навлезе в марсианската атмосфера. Със сигурност „Кюриозити” ще достигне повърхността на Марс – това можем да твърдим със стопроцентова увереност. Това, което не можем да твърдим с голяма увереност, е дали марсоходът ще достигне повърхността в работоспособно състояние, или ще се разбие под формата на гигантски кратер, който ще струва на НАСА около $2 милиарда.
Ще успее ли „Кюриозити” да кацне благополучно на Марс?
Хората считат тази система за кацане на Марс за абсолютна щуротия - но инженерите на НАСА са убедени в нейната ефективност. Image credit : NASA/JPL-Caltech
Ако проследим статистиката на всички мисии, изпратени към Червената планета, тя не е настроена благосклонно към човечеството. От всичките 38 изстрелвания само 19 са завършили с успех, което означава, че половината от марсианските безпилотни експедиции са имали благополучен завършек. Разбира се, тази статистика включва голяма част и на провалилите се руски мисии (последната от които „Фобос-Грунт” в края на 2011 година). Успеваемостта на НАСА е по-висока, но това не значи, че американската агенция няма своите провали. През 1999 година автоматичният спускаем апарат на НАСА „Марс Полър Лендър” и две микросонди „Дийп Спейс 2” изчезват безследно след навлизането в марсианската атмосфера и съдбата им и до днес е неизвестна. През 2003 година пък европейският космически апарат „Бийгъл 2” също не излъчва сигнал след кацането си. Заради високата степен на провали, когато става въпрос за Марс, през 1997 година американският журналист Доналд Неф измисля понятието „Галактическото чудовище”, което се храни с космически апарати. Също толкова популярно название и е „Марсианското проклятие”.
В началото на 2004 година марсоходите „Спирит” и „Опортюнити” успешно кацат на повърхността на Марс, а през 2008 година и „Феникс” се спуска благополучно в полярните области на Червената планета. Това обаче не е гаранция, че и „Кюриозити” ще успее. Успехът нямаше да е гарантиран дори и ако марсоходът използваше изпипани системи като спирачните ракетни двигатели на „Феникс” или въздушните възглавници на „Спирит” и „Опортюнити”. В случая притеснителна е новата система за кацане, която е разработена изцяло наново. Инженерите имат голяма увереност, че тя ще успее, и все пак... никога нищо не е сигурно.
„Кюриозити” ще навлезе в марсианската атмосфера при скорост 21 000 километра в час! По време на тези първоначални етапи фината апаратура ще бъде предпазвана от голям топлинен щит – по-голям дори от топлинните щитове, използвани при капсулите на американските кораби „Аполо”, които са връщали обратно хора от Луната на Земята! За пръв път оттогава такава голяма капсула прекосява междупланетното пространство! Топлинният щит ще забави скоростта на космическия апарат до само 1 600 километра в час, но това все още е твърде голяма скорост, за да оцелее каквато и да е апаратура. Затова ще се разгърне парашут, който ще забави скоростта до 300 километра в час. Но и това няма да е достатъчно, за да оцелее апаратурата.
Именно тук идва моментът, който кара мнозина от скептиците да свиват чела и да отписват мисията като провалена още преди да е кацнала. Платформата, която прикрепя марсоходът, ще се отдели от парашута и ще започне да се спуска с помощта на ракетни двигатели. Проблемът е, че ако ракетните двигатели се приближат до самата повърхност, ще се вдигне много прах, който може да наруши работата на инструментите на „Кюриозити”. Затова платформата ще спусне на три въжета – най-обикновени найлонови въжета марсохода на повърхността на Марс. Първата човешка реакция е, че е абсолютна щуротия да спуснеш машина, в която си вложил два милиарда долара, да виси на най-обикновени въжета. Дори самите инженери, разработили системата, го признават.
„Когато хората погледнат към това, изглежда откачено”, съобщава Адам Стелцнер, инженер от Лабораторията за реактивно движение на НАСА. Но все пак признава – „Тя (т.е. системата за кацане) е продукт на разумната инженерна мисъл”.
На практика ако всичко мине според плана и „Кюриозити” успее да кацне на Марс, системата ще докаже няколко много важни предимства. Едно от тях е, че ще успее да достави на Марс машина, без да бъде замърсена от вдигнатия прах поради работата на двигателите. Но не само. Поради наличието на три въжета машината в момента на кацането се очаква да бъде изключително стабилна. Освен това натоварването в момента на докосването на повърхността се очаква да бъде по-малко от това при използване на конвенционални системи за кацане. Нещо повече – системата ще достави „Кюриозити” на шестте си колела и няма да се налага да се използват вторични системи, които да изнесат марсохода от спускаемия апарат, за да може той да достигне почвата. „Кюриозити” ще бъде доставен в състояние, годно за придвижване на Марс веднага след кацането си.
Така стоят нещата поне на теория.
На практика, нищо не е сигурно. Инженерите описват кацането на Марс под названието „Седем минути ужас”. Няма по-подходящо понятие за това – процесът на кацане – от навлизането в атмосферата – до установяването на марсохода на повърхността ще трябва да стане в рамките на 7 минути. И понеже радиосигналите пътуват от Земята до Марс в продължение на 14 минути, няма да е възможно екипът на мисията да комуникира със спускаемия апарат в реално време и всичко ще зависи само от компютъра и от автоматизираните системи. Когато на Земята бъдат получени сигнали, че „Кюриозити” е навлязъл в атмосферата, ние ще научаваме това след дълго закъснение. В момента, в който бъде получен сигналът за навлизане в атмосферата, вече всичко ще е приключило. „Кюриозити” ще е или в работоспособно състояние на Марс, или ще се е разбил на парчета.
Екипът на Земята се е постарал да не се стига до фатален изход. Всеки отделен компонент от системата за спускане с въжета, наречена „Небесен кран”, е била тествана на Земята. Всеки момент от кацането е бил изчисляван и преизчисляван. И все пак системата като единно цяло никога не е била изпитвана на Земята, защото това е невъзможно – тя може да функционира само в условията на Марс, където притеглянето е по-ниско и атмосферата е по-разредена. Така че истинският голям тест на системата за кацане ще бъде на Марс. И той ще бъде или успешен, или неуспешен.
Проблемът е какви биха били последствията за бедстващата програма на НАСА, която се бори за всеки един цент, ако „Кюриозити” се провали при кацането? Лошото е, че до този момент е построен само един готов за полет спускаем апарат. НАСА просто не разполага с пари за втори.
Американската космическа агенция през последните две години беше с толкова орязан бюджет за марсиански изследвания, че тя беше принудена да се откаже от партньорството си с Европейската космическа агенция за строежа на космически апарати „ЕкзоМарс”, състоящи се от орбитален апарат и спускаем апарат с марсоход. Догодина НАСА ще изстреля орбитална сонда до Марс, но евентуално чак през 2016 година би могъл да полети малък спускаем апарат „инСайт”, парите за когото ще дойдат към специализираната програма за малки апарати „Дискавъри”, но проектът не е одобрен все още. След това парите по марсианската програма, според специалисти, биха стигнали само за строеж на орбитални апарати или за стационарни (неподвижни) апарати. Не и за марсоход.
С други думи – в предстоящото кацане на „Кюриозити” са вложени много пари и надежди. Независимо от изхода на кацането, това може за близките години да се окаже последният спускаем апарат, изпратен от НАСА към Марс, и нов може да не полети през следващото десетилетие. Така че по-добре е „Кюриозити” наистина да успее и инженерите да са прави, че системата им за кацане е добра, защото последствията за безпилотната програма могат да са непредвидими...