Семь минут ужаса
Примерно семь минут нужно, чтобы искусственное тело среднего размера – такое, как планетоход или автоматический спускаемый аппарат, – прошло участок спуска в атмосфере Марса и оказалось на его поверхности. За это короткое время ему надо погасить всю ту огромную скорость, с которой оно вторгается в небо Марса, – это около 20 900 км/час – и коснуться грунта на скорости не более 3 км/ч.
Для того чтобы это удалось, требуется четкая, выверенная последовательность действий в стиле невероятных машин Руба Голдберга[14] – события должны происходить точно по графику. И только под управлением компьютера, без какого-либо вмешательства с Земли. Удаленно управлять аппаратом с нашей планеты, отстоящей на 240 млн км[15], невозможно. На таком расстоянии время путешествия радиосигнала с Земли на Марс составляет более 13 минут. Поэтому пока семиминутное торможение и спуск закончатся и все нужные события произойдут, – или не произойдут! – никто на Земле ничего не узнает. Ваш аппарат-посланник или великолепно сядет на поверхность Марса, или обратится в груду обломков.
Именно поэтому ученые и инженеры, работающие над марсианскими проектами, называют это время семью минутами ужаса.
А когда стартовавшая с Земли в ноябре 2011 года Mars Science Laboratory (MSL, «Марсианская научная лаборатория») приближалась к финишу, страх и мандраж по поводу фазы перелета, официально называемой «вход в атмосферу, спуск и посадка», возросли стократно. На борту MSL находился шестиколесный, массой в тонну (точнее – 907 кг) марсоход Curiosity[16], и ему предстояло оказаться на планете посредством абсолютно новой, никем доселе не опробованной системы посадки.
Рисунок, изображающий момент касания марсианской поверхности планетоходом Curiosity, подвешенным на стреньгах под ракетным блоком спуска и мягкой посадки. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института
На тот момент все предназначенные для работы на Марсе посадочные модули и роверы садились так: вначале ракетный перелетный модуль выполнял наведение и ориентацию посадочного блока, затем он отделялся и входил в атмосферу, прикрытый лобовым теплозащитным экраном, после торможения в действие вводился парашют, а в конце включались ракетные двигатели, замедляющие спуск еще сильнее. Для Curiosity этот сценарий выполнялся тоже. Однако на финальном этапе ему требовалось самое сложное устройство посадки из всех когда-либо изобретенных.
Для того чтобы ровер Curiosity мог совершить посадку на Марс, требуется сложная последовательность действий. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения
Его прозвали «небесный кран», и оно представляло собой блок с ракетными двигателями, который должен был зависнуть неподвижно и опустить планетоход на грунт на двадцатиметровом тросе из вектрана[17], чтобы он мягко и ровно встал прямо на свои колеса, как альпинист, спускающийся дюльфером. Вся эта операция должна была занять считаные секунды, и, после того как бортовой компьютер зафиксирует касание ровером грунта, пироножи должны перерубить тросы, а парящая посадочная ступень – улететь прочь на полной тяге двигателей, чтобы упасть на безопасном расстоянии вдали от Curiosity.
Еще большая сложность состояла в том, что этот марсоход должен был совершить самую точную посадку за все время межпланетных исследований – внутри кратера рядом с горой размером с Рейнир[18].
Изображение Марса, полученное с помощью космического телескопа «Хаббл» 12 мая 2016 года, когда Марс находился на расстоянии лишь 80 млн км от Земли. Яркие ледяные полярные шапки и облака, плывущие над ландшафтом цвета ржавчины, говорят о том, что Марс – планета с динамичной сменой времен года. На этом снимке различимы детали минимальным размером 30 на 50 км. Источник: NASA, ESA, команда «Наследие Хаббла» под эгидой Научного института космического телескопа (STScI) и Университетской ассоциации астрономических исследований (AURA), Дж. Белл (Университет штата Аризона) и М. Вольф (Институт космической науки)
