– Мы используем X-диапазон и S-диапазон для связи с Землей и LTE для связи у поверхности.
– LTE используется между луноходом и платформой?
– Да, и еще между платформой и отделяемой полезной нагрузкой. Между ровером и платформой можно поддерживать связь по LTE на дальность до 15 километров. Ровер тоже имеет антенны X и S диапазона, но они резервные, так как LTE требует гораздо меньше энергии на передачу. Для высокоскоростной передачи в ровера на Землю по X-диапазону требуется 40 ватт, это очень много. Для передачи в LTE потребуется 1–2 ватта.
– Будете делать свой центр управления полетами?
– Да, мы сейчас работаем с компанией, которая готовила программное обеспечение для ЦУП миссии Rosetta. У нас есть центр разработки площадью, примерно, 2,5 тысяч квадратных метров в Берлине, там же будет и ЦУП, и мы еще ищем площадку для резервного.
– Посадочная система проходила полные испытания?
– Частичные проходила. Полные испытания мы моделируем программно. Тестируется два типа посадки: баллистический, по схеме Surveyor, и интеллектуальный, на основе видеосистемы, анализирующей поверхность на предмет кратеров или камней.
– Планируете делать полный тест?
– Частично мы уже его провели, мы провели полную сборку инженерной модели, тест на падение, и впереди еще много испытаний. Важная причина, по которой мы выбрали Apollo-17 в том, что это самая исследованная область на Луне. Имеются самые высококачественные спутниковые карты, потому что спутник LRO совершил над этим местом очень глубокий нырок к поверхности и сделал снимки разрешением 45 см. И нам это может хорошо помочь: если мы спускаемся по баллистической схеме, то статистически, камни в месте посадки могут повредить посадочный модуль менее чем в 5 % случаев. Мы выбрали место в 3–5 километрах от Apollo-17 и работаем с NASA, чтобы показать, что мы не повредим их модуль при посадке. Поэтому мы выбрали ровер – он позволяет получить научные материалы, сделать снимки, но при этом не подходить к посадочной ступени Apollo ближе, чем на 200 метров.
С нашей помощью NASA смогло разработать процедуры взаимодействия со всеми частными компаниями, которые желают запустить свои луноходы к Apollo.
Я считаю, что Apollo – хорошая цель, потому что вдохновляет людей. Разумеется, я думаю, что астронавты там были. Я считаю, если показать, что полеты на Луну были реальностью в 60-70-е, то это привлечет больше внимания к космосу и сегодня.
4. Марс
4.1. Opportunity – позабытый рекордсмен
За шумихой вокруг феноменальной посадки марсохода Curiosity в 2012 году, многие забыли, что на Марсе не прекращает работы его предшественник. Марсоходы-близнецы Spirit и Opportunity («Дух» и «Возможность») высадились на Марсе в далеком 2004-м. Их создатели рассчитывали на 90 марсианских суток (солов) работы, но они превзошли свой ресурс в десятки раз. С «Духом» связь уже потеряна, а вот «Возможность» продолжает свою работу.
Opportunity продолжает работу уже более 5000 солов. Он поставил новый рекорд продолжительности работы изделия человеческих рук на поверхности Марса. Предыдущий рекорд принадлежал стационарному модулю Viking-1, проработавшему информацию 2245 солов. Пробег Opportunity превышает 40 километров и здесь он абсолютный рекордсмен по расстоянию, преодоленному по поверхности человеческим аппаратом за пределами Земли. Предыдущий рекорд был поставлен еще в 1973 году – «Луноход-2» проехал ровно 39 километров. Ветер дует, солнце светит, колеса крутятся, и пока нет оснований ставить точку.
Opportunity
По поводу ветра – это отдельная история. Марсоходам прочили короткий век по причине запыленности солнечных батарей. Но Марс преподнес NASA подарок в виде кратковременных бурь и частых смерчей – «пыльных дьяволов». Вместе они взялись за очистку солнечных панелей марсоходов, и те ринулись на незапланированное покорение Марса.
Одно время практически исчез интерес к Opportunity, когда он три года просто шел через пустыню к новой цели своего исследования. После изучения интересного кратера Виктория, для него не осталось целей поблизости, и он отправился в 19-ти километровый марафон по равнине Меридиана, которую и так уже досконально изучил. Три года без новостей и открытий – так любого забудут.
Но цель у него была перспективная – кратер Индевор. Когда марсоход только приземлился, главная его цель состояла в поиске доказательств существования в истории Марса влажных периодов, когда на планете была жидкая вода и свободные водоемы. Первые месяцы исследований показали, что вся пустыня планеты покрыта этими доказательствами – шариками гематита. Это разновидность железной руды, которая формируется на дне мелких водоемов. Но перспектив для марсианской жизни это открытие не обещало. Помимо гематита, названного «черникой», почва имела высокое содержание сульфатов – веществ, которые формируются в очень кислой водной среде. В такой среде могут выжить некоторые земные экстремофилы – бактерии способные жить в негостеприимной среде, но в такой воде жизнь не самоорганизуется (вариантов неуглеродной формы жизни NASA всерьез не рассматривает и поисками не занимается).
Наблюдения спутникового гиперспектрометра CRISM на спутнике MRO показали, что глубже могут залегать филлосиликаты – оливин-пироксеновые глины, которые формируются в пресной воде, то есть в более комфортной для жизни. Тем более глины гораздо лучше могут сохранить остатки древней фауны. Оливин и пироксен – вулканические породы, которые практически вездесущи на Марсе. Чтобы получить филлосиликат, надо только добавить воды. Но такие глины очень редки для поверхности Марса. И мы подходим к объяснению, почему интересен кратер Индевор.
Это очень древний 22-х километровый кратер, которому больше миллиарда лет. В позднее время, когда формировалась равнина, его затянуло сульфатами и гематитом, так же как и все равнины Меридиана. Но снаружи остались кольцевой вал кратера. Удар метеорита поднял края кратера над окружающим ландшафтом, обнажив древние слои. По оценке NASA в них могут быть обнаружены породы гораздо древнее окружающей равнины, и в том числе – искомые глины. Поэтому марсоход Opportunity пустился в далекое путешествие, которое разнообразили только мелкие кратеры да метеориты, попадающиеся на пути.
Летом 2011 года он, наконец, прибыл к первой возвышенности, относящейся к кольцевому валу кратера. Фактически началась его вторая жизнь, поскольку впереди был объект, который геологически отличался от всего, что встречалось марсоходу ранее. Изменились и задачи: теперь, как и Curiosity, марсоход ищет доказательства геологических периодов, которые были благоприятны для жизни. Представители NASA прибытие марсохода к этому кратеру сравнили со второй посадкой и новой миссией из-за обилия новых целей для исследования.
Продолговатый холм, с которого решили начать изучение кратера, назвали Кейп-Йорк. Едва Opportunity к нему приблизился, как начались открытия: у подножия холма нашлась толстая гипсовая жила. Это стало очередным доказательством водного прошлого Марса, но это по-прежнему была не та вода, которая понравилась бы NASA и углеродным жизненным формам.
Филлосиликаты ждали на вершине, а к ней предстояло еще добраться. Но восхождение пришлось отложить на полгода – пришло время зимовки. Ровер, хоть и металлический, но многие свойства живого ему не чужды. Ночью он спит, чтобы сберечь энергию, и расходует ее только на обогрев. Зимой почти вся энергия идет на отопление, и весь холодный сезон марсоход обездвижен. Его размещают под оптимальным углом к зимнему солнцу, и он впадает в спячку.
С января по май 2012 года он не двигался, а летом Opportunity продолжил обход Кейп-Йорка, и в сентябре начал восхождение. Почти сразу марсоход наткнулся на сенсацию.
Обнажение «Кирквуд», состоящее из сферических структур – конкреций, поставило в тупик ученых. Анализ породы показал низкое содержание железа, так что этот «виноград» совсем не та «черника», какой усыпана вся пустыня. Шарики, заключенные в скале, имеют неоднородную структуру: у них твердая скорлупа и мягкий наполнитель. Но с тем, что это такое и как оно возникло, ученые NASA так и не определились. По рабочей версии – это какой-то результат вулканической деятельности. По структуре «скорлупа» напоминает вулканическое стекло – может быть, это результат импактного воздействия, взрыва, породившего весь кратер.
Сегодня у марсохода Opportunity есть проблемы с двигателем правого колеса; сломано плечо манипулятора, из-за чего нельзя переместить «руку» в походное положение; неисправен один обогреватель; батареи вырабатывают примерно половину энергии от того уровня, что был в первые дни после посадки. Но операторы марсохода полны оптимизма и готовы еще не раз порадовать нас громкими открытиями, способными конкурировать с результатами Curiosity.
4.2. «Луноход-2» и Opportunity: как марсоход NASA обогнал наш луноход
Маленький ветеран покорения Марса Opportunity побил новый рекорд: теперь он официально самое «дальнобойное» колесное транспортное средство за пределами Земли. Это звание более 40 лет удерживал советский «Луноход-2», но в 2014 году пришлось и ему уступить.
В 2013 году, когда прибор для измерения оборотов колеса – одометр – Opportunity приближался к 37 километрам, американские энтузиасты заговорили о том, что вот-вот рекорд «Лунохода-2» будет побит.
«Луноход-2»
Официальные цифры, обнародованные по завершении научной миссии «Лунохода-2» и успевшие уже перекочевать из научных трудов в учебники, а из учебников в википедию, основываются на показаниях «девятого колеса» – роликового одометра, который позволял считать пробег лунохода. Но ролик поднимался, когда «Луноход-2» двигался задним ходом. Ролик не передавал объективного расстояния, когда аппарат маневрировал, да и сам по себе мог проскальзывать на слишком рыхлом грунте.