Потеряна связь с американским марсианским зондом MAVEN
Американское космическое агентство сообщило о серьезной неполадке в работе межпланетного аппарата MAVEN, который уже более десяти лет исследует Марс с орбиты. Зонд неожиданно перестал выходить на связь с Землей после очередного прохождения за диском планеты, и с тех пор его сигналы не регистрируются наземными службами.
По данным NASA, 6 декабря космический аппарат MAVEN, обращающийся вокруг Марса по вытянутой орбите, в последний раз передал телеметрию незадолго до того, как ушел за планету. Все подсистемы, судя по полученным данным, работали в штатном режиме: энергопитание, ориентация, системы связи и научные приборы не демонстрировали признаков аварии. Однако после того как зонд снова должен был появиться из-за Марса, сеть дальней космической связи NASA не зафиксировала ни одного сигнала.
Операторы миссии в Центре управления полетом сейчас анализируют последние пакеты телеметрии, пытаясь определить, на каком этапе произошло нарушение работы. Специалисты рассматривают несколько возможных сценариев: сбой в бортовом компьютере, неполадку в системе ориентации антенны, переход аппарата в защитный (безопасный) режим или проблемы с передающим оборудованием. Команда миссии разрабатывает серию команд для удаленной диагностики и попытки восстановить соединение.
MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) был запущен в ноябре 2013 года и в сентябре 2014 года вышел на орбиту вокруг Красной планеты. Его основная задача — изучение верхних слоев атмосферы Марса и ионосферы, а также процессов взаимодействия планеты с солнечным ветром и излучением. Эти данные позволяют лучше понять, почему Марс утратил значительную часть своей атмосферы и превратился из более «влажного» и плотного мира в холодную пустыню с крайне разреженным воздухом.
Особое внимание в миссии уделяется летучим соединениям — веществам, которые легко испаряются и уносятся в космическое пространство. Измеряя состав и структуру верхней атмосферы, MAVEN помогает оценить, как быстро Марс теряет газовую оболочку в настоящее время и как этот процесс протекал в прошлом. На основе данных аппарата ученые строят модели эволюции климата планеты, что критически важно для оценки ее потенциальной обитаемости в древности.
Потеря связи с таким аппаратом — серьезный удар по марсианской программе. MAVEN давно стал ключевым элементом марсианской инфраструктуры: помимо научных задач, он играет важную роль в ретрансляции сигналов от других устройств на поверхности планеты. Зонд регулярно обеспечивал передачу данных от роверов и посадочных платформ, помогая разгрузить их собственные радиосистемы. Любая длительная остановка его работы усложняет планирование будущих операций и может потребовать перераспределения трафика через другие орбитальные аппараты.
Сеть дальней космической связи, которая принимает сигналы от MAVEN, состоит из крупных радиотелескопов, расположенных в разных частях Земли, чтобы обеспечить круглосуточный контакт с аппаратами в глубоких слоях космоса. Отсутствие отклика от зонда после расчетного времени выхода на связь означает, что либо он не может правильно развернуть антенну на Землю, либо его передатчик не функционирует, либо бортовая автоматика перевела систему в режим, при котором передача временно заблокирована до устранения критических ошибок.
В подобных ситуациях обычно применяется тактика постепенного «простукивания» аппарата: на него отправляют команды с минимальным объемом данных, рассчитанные на разные вероятные состояния зонда. В случае если причиной стало, например, некорректное наведение, команда может попытаться принудительно изменить ориентацию аппарата или перезагрузить подсистему связи. Если зонд перешел в защитный режим, задача операторов — убедить его «выйти» из этого состояния, когда это безопасно.
История межпланетных миссий знает немало примеров, когда связь внезапно прерывалась, но затем успешно восстанавливалась спустя дни и даже недели. Часто причиной оказывались временные проблемы с ориентацией, ошибки программного обеспечения или нестабильность энергопитания. Поэтому инженеры сохраняют осторожный оптимизм, пока продолжают попытки связаться с MAVEN, задействуя различные частоты, диапазоны и сценарии общения.
За годы работы на орбите Марса MAVEN передал огромный массив данных, которые заметно изменили представления ученых об истории планеты. Аппарат показал, насколько активно солнечный ветер «сдирает» марсианскую атмосферу, как меняется плотность и состав верхних слоев в зависимости от солнечной активности, времени суток и сезона. Эти результаты легли в основу множества научных исследований и продолжают использоваться в прогнозах для будущих пилотируемых миссий.
От надежности орбитальных аппаратов вроде MAVEN зависит не только наука, но и практическое планирование освоения Марса. Информация о плотности атмосферы на больших высотах, структуре ионосферы и вариациях радиопомех важна при проектировании систем связи, посадочных траекторий и теплозащиты для спускаемых аппаратов. Потеря столь ценного инструмента усиливает риски и может потребовать пересмотра ряда инженерных подходов.
Ситуация с MAVEN разворачивается на фоне активной космической деятельности в других регионах. В эти же дни осуществляются многочисленные запуски с разных космодромов мира. С площадки SLC-4E базы Ванденберг в Калифорнии стартовала ракета, выведшая на орбиту очередную группу спутников связи. С космодрома Цзюцюань проведен пуск ракеты «Лицзянь-1» с девятью аппаратами на борту, среди которых — научные и коммерческие спутники. Со стартовой площадки СLC-40 на мысе Канаверал выведена полезная нагрузка в интересах американских разведывательных структур. В Китае также запущен экспериментальный аппарат «Шиянь-22» на ракете «Чанчжэн-3В».
Эти события подчеркивают контраст между бурным развитием околоземной космонавтики и уязвимостью дальних автоматических миссий. Если вывод на орбиту новых партий спутников уже стал почти рутиной, то каждый межпланетный аппарат уникален, а его потеря не может быть быстро компенсирована запуском аналога. Подготовка подобных миссий занимает годы, а общий бюджет исчисляется сотнями миллионов долларов.
Проблема связи с MAVEN еще раз напоминает о сложности эксплуатации техники в условиях Марса. Аппараты там вынуждены работать в условиях резких температурных перепадов, воздействия радиации, разреженной атмосферы и постоянного влияния солнечного ветра. Даже при безупречной предварительной отработке остаются факторы, которые невозможно полностью смоделировать на Земле. Поэтому в конструкции таких зондов закладываются многоуровневые системы резервирования и автоматической самозащиты, что, впрочем, не гарантирует отсутствия критических сбоев.
По мере того как возраст аппаратов растет, увеличиваются и риски возрастных отказов оборудования: деградация солнечных батарей, износ аккумуляторов, потери чувствительности датчиков, старение электронных компонентов. MAVEN уже отработал на орбите Марса дольше изначально запланированного срока, и каждая дополнительная неделя его работы считалась бонусом для науки. Тем не менее инженеры традиционно пытаются продлить жизнь таким аппаратам максимально возможным способом, пока это позволяют ресурсы.
Если связь с MAVEN не удастся восстановить, миссия, вероятнее всего, будет официально признана завершенной, а аппарат останется на марсианской орбите как неуправляемый объект. В таком случае ученым и инженерам предстоит детальный разбор накопленных данных и анализ последнего этапа жизни зонда, чтобы учесть выявленные уязвимости при создании будущих межпланетных миссий.
Пока же специалисты продолжают попытки вернуть MAVEN в строй. В ближайшие дни и недели они будут последовательно опробовать различные режимы связи и наборы команд, рассчитывая, что зонд все еще исправен и сможет откликнуться. Итог этой работы покажет, станет ли история MAVEN примером успешного восстановления управления или войдет в список завершенных глав марсианской космической эпопеи.
