Успехи американского космического агентства NASA
Сегодня выпуск передачи «Наука и техника» посвящен вопросам аэронавтики и космоплавания. Речь пойдет об успехах американского космического агентства NASA, сотрудникам которого удалось в 50-ый юбилейный год существования этой организации обнаружить воду на планете Марс. Вы узнаете о новых планах Старого и Нового Света по совместному освоению Красной планеты, а также о роли Германии в реализации завершившихся, текущих и будущих проектов Американского космического агентства. Но начнем мы с короткой исторической справки:
50 лет тому назад, 29 июля 1958 года президент США Дуайт Эйзенхауер подписал «Национальный закон об аэронавтике и исследовании космического пространства», которым предусматривалось создание Американского космического агентства NASA. Произошло это вскоре после того, как в октябре 1957 года Советский Союз запустил в космос первый «Спутник» и стал лидером в космической гонке. Это событие повергло Америку, уверенную в отсталости советской науки и техники, в глубокий шок, который побудил американцев активизировать все ресурсы, чтобы как можно скорее наверстать упущенное. И вот год спустя, 1-го октября 1958 вновь созданное ведомство приступило к работе – эта дата и является официальным днем рождения космического агентства.
Надо сказать, что успеху нового агентства, бюджет которого сегодня составляет 17 миллиардов долларов США, в немалой степени содействовал один из ведущих немецких военных инженеров-ракетчиков – Вернер фон Браун, вывезенный американцами из Германии после капитуляции нацистов в 1945 году. Сначала Вернер фон Браун – создатель так называемого «оружия возмездия», известного под аббревиатурой «Фау-2» и применявшегося нацистами для нанесения ракетных ударов по целям в Европе, работал, так сказать, по специальности на американских военных. А в 1960-м году Браун стал одним из руководителей гражданской организации НАСА и первым директором Центра космических полетов им. Маршалла в Хантсвилле. Под его руководством была разработана ракета-носитель серии «Сатурн» для осуществления пилотируемых полетов на Луну, а также искусственные спутники Земли серии «Эксплорер» и космический корабль «Аполлон».
После зрелищной высадки американского астронавта Нейла Армстронга на Луну в ходе выполнении миссии «Аполлона» началась эпоха действительно научного исследования космоса. Следует ясно отдавать себе отчет в том, что подавляющее большинство имеющихся сегодня в распоряжении человечества научных сведений о строении нашей солнечной системы получены не астронавтами, а автоматическими зондами. Это такие миссии, как «Вояжер», «Маринер», «Викинг», «Пионер», или космический телескоп «Хаббл».
В реализации многих научно-исследовательских программ американского космического агентства активное участие принимала Европа. Так в 2005 году совместный американо-европейский зонд «Кассини-Гюйгенс» открыл новую эру в истории планетарных исследований. Американский корабль «Кассини» доставил на орбиту Сатурна европейский зонд «Гюйгенс», который приступил к изучению спутника Сатурна Титана. Сегодня зонды-разведчики не только фотографируют другие планеты из космоса. Сегодня они осуществляют посадку на их поверхность, проводят анализ грунта и сообщают о результатах проведенных исследований на Землю.
Особое внимание американские исследователи уделяют Марсу. Исследование Красной планеты началось с отправки двух зондов «Викинг» в 70-х годах. В 96-м году последовал зонд «Следопыт», беспилотная исследовательская станция «Mars Global Surveyor» и автоматическая межпланетная станция «Mars Reconnaissance Orbiter». В 2004 году на марсианскую поверхность совершили посадку роботы «Spirit» и «Opportunity».
А недавно американским ученым удался прорыв в области исследования Красной планеты:
Главной научной новостью последней недели июля стало сообщение НАСА о том, что исследовательский зонд «Феникс», вот уже более 2-х месяцев находящийся на поверхности Марса, обнаружил на планете воду. В очередной пробе грунта, которую добыл с глубины в 5 сантиметров и подверг анализу космический робот, оказались крупицы льда. Профессор университета штата Аризона Уилльям Бойнтон (William Boynton), научный сотрудник НАСА, отвечающий за работу печи-анализатора «Феникса», заявил, что косвенные признаки наличия воды на Марсе имелись уже давно, однако лишь теперь её впервые удалось пощупать и попробовать на вкус.
О подробностях этого открытия рассказывает профессор Ульрих Кристенсен (Ulrich Christensen), директор Института по исследованию Солнечной системы имени Макса Планка, Катленбург-Линдау:
Зонд «Феникс» оборудован автоматической рукой с ковшом на конце. Практически сразу экскаватор натолкнулся на жесткий грунт. Пробы, взятые с пятисантиметровой глубины, были помещены в печь. Вода, содержавшаяся в почве, растаяла, а затем испарилась. Пар попал в анализатор – так называемый спектрометр, который на основе массы молекул веществ определяет химический состав пробы.
Теперь ученые могут быть на 100-процентов уверенны в существовании на Марсе воды. Ну а какова марсианская водица на вкус?
Мы полагаем, что довольно соленая. В составе предыдущих проб, взятых с поверхности планеты, была обнаружена высокая концентрация соли.
В создании автоматической руки-робота, которая находится на вооружении американского автоматического исследовательского зонда «Феникс», принимал участие и институт имени Макса Планка. Коллеги Ульриха Кристенсена создали специальную камеру, которая используется для управления рукой робота. Какие эмоции у немецких ученых, принимавших участие в экипировке зонда «Феникс», вызвало сообщение об успехе миссии на Марсе?
Мы рады, что наконец-то удалось найти неопровержимое доказательство наличия воды на Марсе, хотя и ранее сомнений в этом практически не было. А также испытываем гордость за то, что внесли свой вклад в это открытие. Ведь без нашей камеры невозможно было бы увидеть ни саму пробу, ни место, откуда взят материал.
Косвенные доказательства наличия воды на Марсе существовали уже давно. Теперь исчезли последние сомнения в этом факте. Какую роль играет это открытие для американского космического агентства НАСА?
Ну, для американцев это, конечно, огромный успех. Поскольку именно миссии, связанные с высадкой на поверхность Марса, или любой другой планеты, связаны с большим риском. Многие попытки заканчивались провалом. А с «Фениксом» все получилось удачно, как с технической, так и с научной точки зрения.
Ну а каковы планы американцев на будущее? Будут они и дальше продолжать раскопки, пытаться взять пробы с больших глубин?
Намного глубже проникнуть в поверхность Марса будет нелегко, поскольку грунт там весьма жесткий. Сам по себе, экскаватор рассчитан на проведение раскопок до глубины в один метр в относительно рыхлой почве. Ученые надеялись найти воду достаточно близко к поверхности, однако не могли точно предсказать, как глубоко придется копать. Пяти сантиметров оказалось достаточно. Теперь встает другой не менее волнующий вопрос. Каким образом вода туда попала. Как давно вода замерзла, когда в последний раз пребывала в жидком состоянии. Ведь именно проточная вода является необходимым условием для возникновения жизни. Теперь нужно внимательно рассмотреть место, откуда были взяты пробы. Проанализировать при помощи нашей камеры соотношение слоев песка и льда в почве. На основе этого анализа можно понять, как давно замерзла эта вода. Узнать, насколько регулярно лед тает. Все это весьма интересные вопросы, ответ на которые еще только предстоит найти.
Указывает профессор Ульрих Кристенсен (Ulrich Christensen), директор Института по исследованию Солнечной системы имени Макса Планка в Катленбург-Линдау.
Теперь, когда наличие льда на Марсе не вызывает сомнения, учёные попытаются проследить его историю и выяснить, таял ли он когда-либо, то есть существовала ли на Марсе в свободном виде жидкая вода – основа жизни в её земном понимании. Майкл Майер (Michael Meyer), главный специалист НАСА по Марсу, сообщил о решении продлить миссию «Феникса» на два месяца до конца сентября, поскольку вся механика зонда функционирует безотказно, а солнечные батареи дают достаточно энергии, чтобы продержаться до осени. Успех миссии тем более примечателен, что на первых порах её преследовали неудачи: сначала возникли проблемы с выдвижением руки-манипулятора, затем первая проба марсианского грунта оказалась слишком комковатой и долго не проходила через мелкую сетку приёмного отверстия лабораторной печи-анализатора, потом в другой печи, в которой производится оттаивание проб грунта, произошло короткое замыкание.
Как говорится, все хорошо, что хорошо кончается. Однако почивать на лаврах ученые не намерены. Вот уже несколько лет НАСА совместно с Европейским космическим агентством планируют сделать новый шаг в области исследования Красной планеты. Речь идет об отправке на Марс автоматического зонда, главной задачей которого станет не только взятие проб марсианской поверхности, но и последующая доставка их на Землю. В ходе прошедших в июле этого года в Париже консультаций представители обоих агентств обсуждали план миссии и возможные трудности в ходе ее реализации.
По мнению Жана-Пьера Лебретона (Jean-Pierre Lebreton) из Европейского центра по космическим исследованиям и технологиям в голландском Нордвике, автоматизированная доставка взятого на Марсе материала на Землю представляет собой весьма сложную задачу.
Аналогичного мнения придерживается Скот Хабард (Scott Hubbard), бывший шеф программы по исследованию Марса американского космического агентства НАСА, а ныне профессор кафедры имени Карла Сагана в калифорнийском институте SETI, специализирующемся на поисках внеземного разума.
Точку зрения коллег разделяет и Doug McCuistion, нынешний директор программ по исследованию Марса при американском космическом агентстве НАСА. Он в частности указывает, что создание миссии по доставке марсианских проб требует разработки совершенно новой концепции. Не удивительно, что, учитывая сложность предстоящей задачи, представители Старого и Нового света решили объединить свои усилия.
В последние месяцы Европа и Америка тщательно изучали возможности организации совместной миссии. Весьма вероятно, что мы будет проводить ее по линии международного сотрудничества.
- указывает Жан-Пьер Лебретон из Европейского центра по космическим исследованиям и технологиям Estec в голландском Нордвике.
Рабочая группа, разработавшая проект трансатлантической миссии на Марс, называется iMars. Первоначально Европейское космическое агентство планировало самостоятельно осуществить в рамках реализации марсианской миссии «Аврора» доставку проб марсианской поверхности на землю. Аналогичные проекты вынашивало и американское космическое агентство NASA, реализация которых намечалась в 2016 году. Одна из причин, побудившая космические ведомства объединить свои усилия – это недостаток бюджетных средств. Ведь если в течение нескольких лет делить расходы, предусмотренные на реализацию этой миссии, между двумя ведомствами, то с финансированием проекта проблем не будет. Тем временем трудности технического характера еще только предстоит преодолеть. Ведь технологию, необходимую для осуществления миссии, необходимо еще разработать. Говорит директор программ по исследованию Марса при американском космическом агентстве НАСА Doug McCuistion:
Большинство миссий, отправленных с Земли на Марс, остаются на Красной планете навсегда. Тем временем для успешной реализации проекта по доставке марсианских проб на Землю необходимо создать летательный аппарат, который смог бы стартовать с поверхности Марса. Опыта решения таких задач у нас нет. Мы полагаем, что первоначально пробы грунта будут доставлены на около-марсианскую орбиту при помощи подъемной капсулы. Там состоится встреча с орбитальной автоматической станцией и передача материала на другой корабль, который в конечном итоге и доставит ценный груз на Землю. Таким образом, к заботам, связанным с выполнением обычной разведывательной миссии на другой планете, у нас добавляется вопрос старта с Марса и посадки на Землю. По сути, это две миссии в одной.
В случае сбоя на одном из этапов проекта под угрозой окажется успех всей миссии. Именно по этой причине NASA предлагает провести не одну, а две или даже три миссии, на выполнение которых предусматривается отвести несколько лет, объясняет Скот Хаббард.
Сначала мы отправим к Марсу автоматическую станцию, которая будет нести дежурство на около-марсианской орбите. С нее на поверхность Красной Планеты опустится ровер для взятия проб. Третий этап состоит в доставке проб с поверхности Марса на орбиту. Ровер положит пробы грунта в ракету, которая доставит их на станцию, несущую вахту на орбите. А затем космический корабль доставит их на Землю.
Если один из элементов сценария не сработает, то европейское и американское космические агентства смогут продублировать отказавший элемент: отправить на Марс второй орбитальный корабль, второй марсианский ровер или вторую стартовую ракету, для того чтобы спасти от провала всю миссию.