13 March

Запуск «ЭкзоМарса» отложен до следующего пускового окна в 2022 году

Popular scienceAstronautics


Запуск был перенесён на август-октябрь 2022 года по ряду причин. Новые сроки прибытия российской посадочной платформы и европейского марсохода на Марс: апрель-июль 2023 года.

История проекта


В 1999 году группа учёных обратилась к Европейскому космическому агентству (ESA) с предложением об отправке на Марс мобильной лаборатории, предназначенной для поисков жизни. Предложение было одобрено и включено в образованную в 2001 году программу «Аврора», которая была создана для формирования долгосрочной европейской программы космических исследований Солнечной системы, направленной как на роботизированные исследования, так и в дальнейшей перспективе – на пилотируемые исследования Луны и Марса.

В 2002 году проект получил своё текущее обозначение «ЭкзоМарс», вскоре после чего был оформлен и первоначальный план: посадочная платформа и 120-килограммовый марсоход с 10 кг научных инструментов должны были быть запущены на ракете-носителе «Союз-2.1б» с космодрома Куру во французской Гвиане в 2009 году. Предполагалось что срок их службы на Марсе составит не менее 6 месяцев.

Прототип марсохода в июне 2007 года.

Как и большинство космических проектов, ему пришлось пройти через ряд задержек и переносов: в 2005 году запуск был отложен с 2009 на 2011 год. В районе 2006 года аппарат «потяжелел» и был перенесён на ракету-носитель «Ариан-5», а запуск был отложен на ноябрь 2013 года. В октябре 2008 года состоялся очередной перенос – на январь-февраль 2016 года. Вскоре ESA договорилось с NASA о совместном участии в этом проекте, а запуск «переехал» на ракету-носитель «Атлас-5». В связи с этим в июле 2009 года также было объявлено об очередном переносе – на апрель 2018 года. Но при этом появились и хорошие новости: в преддверии прибытия на Марс европейского марсохода, туда в 2016 году должен был отправиться европейский орбитальный аппарат, который кроме исполнения своих научных целей, должен был выступать в роли ретранслятора для высокоскоростной связи марсохода с Землёй.

Прототип марсохода в апреле 2009 года.

В декабре 2009 года соглашение было окончательно заверено европейской стороной, но уже к 2011 году оно распалось по инициативе NASA, так как им не удалось убедить Конгресс США в выделении на этот проект средств. В 2012 году Роскосмос согласился заменить NASA в кооперации по программе «ЭкзоМарс», и запуски обоих аппаратов окончательно перебрались на ракету-носитель «Протон-М». При этом запуск марсохода был отложен на 2020 год, а запуск орбитального аппарата «Trace Gas Orbiter» (TGO) состоялся уже без дополнительных задержек – 14 марта 2016 года.

Текущая ситуация




12 февраля марсоход «Розалинд Франклин» успешно завершил термовакуумные испытания на испытательной базе Airbus и был направлен на базу Thales Alenia Space в Каннах (Франция) для финальной сборки с российским спускаемым аппаратом и европейским перелётным модулем. В прошлом месяце посадочная платформа и марсоход были полностью собраны и прошли испытания в сборе. Однако не обошлось при этом и без новых проблем: они были обнаружены в бортовом компьютере, программном обеспечении и парашюте посадочной платформы, а также в солнечных панелях самого марсохода. Примечательно, что за производство всего вышеперечисленного отвечала европейская сторона. Однако и все расходы, связанные с задержкой запуска, ESA приняла решение взять на себя.

Технические проблемы и задержки уже привели к тому, что стоимость программы «ЭкзоМарс», с учётом запуска TGO в 2016 году, перевалила за €1 млрд в конце прошлого года. При этом основные проблемы 2-й миссии программы связывают с парашютами, которые после провала испытаний в мае и августе 2019 года (оба парашюта с диаметрами 15 и 30 м рвались в процессе раскрытия) вынудили ESA обратиться за помощью к NASA, а более конкретнее – к Лаборатории реактивного движения (JPL). Так высказался о ситуации с парашютами менеджер проекта Пьетро Бальони в декабре прошлого года:
«Тесты новых парашютов в JPL в этом месяце прошли хорошо. Однако критический момент наступит тогда, когда мы повторим высотные испытания в феврале. Если парашюты пройдут это испытание, у нас будет плотный, но реализуемый график, чтобы подогнать их к платформе ЭкзоМарса. Но если потребуются новые испытания или изменения, это будет очень сложно. Я думаю, что у нас есть шансы 50 на 50 уложиться в наше пусковое окно между 26 июля и 12 августа.»


Пожалуй, нет ничего удивительного в том, что испытание парашютов для марсианской посадочной миссии вызывают такие трудности. Основные проблемы вызывает воссоздание условий, которые даже у самой поверхности Марса соответствуют условиям в атмосфере Земли только на высоте около 35 км. Другая проблема – необходимость из-за этого создания парашютных систем гигантских размеров. Так лишь вытяжной парашют «ЭкзоМарса» имеет диаметр в 5 метров, тормозной – уже 15 м, основной – все 30 м. При этом первый парашют вводится в действие на скорости в 1,7 тыс км/ч! Тормозной парашют должен срабатывать при уже более скромных цифрах – при скорости «всего» в 400 км/ч.



К сожалению, при испытаниях парашютов чуда не произошло, и перенос сроков двух финальных испытаний пришлось перенести с начала на конец марта, что вынудило ESA и Роскосмос организовать внеплановую встречу по поводу возможности переноса даты запуска. При этом из-за предосторожностей, связанных со вспышкой коронавируса COVID-19, совещание состоялось в режиме телетрансляции. Так высказались по его итогу главы обоих агентств:
Глава ESA Ян Вёрнер: «Мы хотим убедиться в том, что на 100% уверены в успешной реализации миссии. Мы не допускаем ни малейшей вероятности ошибки. Проведение дополнительных испытаний для верификации обеспечит безопасный перелёт и получение максимальной научной отдачи на Марсе. Я хочу поблагодарить команды промышленных предприятий, которые работали круглосуточно в течение почти года для того, чтобы завершить сборку и натурные испытания составного космического аппарата. Мы гордимся выполненной работой, увенчавшейся созданием уникальной концепции марсохода и её практической реализацией. Мы накопили существенный объём знаний, которые позволят завершить оставшиеся работы в возможно короткие сроки».
Глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин: «Мы приняли трудное и, вместе с тем, взвешенное решение о переносе запуска миссии на 2022 год. Оно обусловлено прежде всего требованием к максимальной надёжности всех систем космического аппарата „ЭкзоМарс“, а также обстоятельствами непреодолимой силы, вызванными ухудшением эпидемиологической ситуации в Европе, что практически остановило возможности рабочих поездок наших специалистов на партнёрские предприятия. Я уверен, что меры, которые мы и наши европейские коллеги предпринимаем для успешной реализации проекта, будут оправданы и принесут исключительно положительные результаты при реализации миссии».
Хотя глава Роскосмоса связывает основную причину переноса со сложностями, вызванными пандемией коронавируса, с его позицией соглашаются не все:
Заведующий лабораторией физических исследований поверхности планет в ИКИ РАН Даниил Родионов: «Специалистов НПО Лавочкина действительно “завернули” из Канн, где происходило окончательное тестирование посадочной платформы ExoMars-2020. Но основная проблема не в коронавирусе, а в сложностях с испытаниями европейской парашютной системы… Если бы ситуации с коронавирусом не было, то запуск всё равно бы пришлось переносить на 2022 год по техническим причинам».
С его словами нельзя не согласиться, так как с конца марта до открытия стартового окна оставалось «всего ничего» – 4 месяца, в которые надо было бы успеть успеть установить парашют в общую сборку из 3-х аппаратов, проверить их, а затем собрать полезную нагрузку с ракетой-носителем и провести уже финальные тесты перед запуском.



При этом буквально вчера стало известно, что в паре ракет-носителей «Протон-М», одна из которых должна была использоваться для запуска «ЭкзоМарса», были обнаружены некачественные болты, которые были перекалены во время производства и имели низкую прочность. По оценкам на их замену должно уйти около 45 дней, что теоретически ещё позволяет уложиться в пределы пускового окна. Но такая спешка была бы связана с дополнительным риском и, по крайней мере на мой взгляд, была бы совсем не оправдана.

Эта история вновь напоминает нам о том, что выражение «Space Is Hard» даже спустя 60 лет после начала космической эры остаётся не просто словами, а статистика посадок на Марс остаётся ровно «50 на 50» после успешной посадки InSight. И порою перенос запуска является единственно верным решением, способным спасти миссию от провала.

Состав и задачи аппаратов


Всего на посадочной платформе «Казачок» размещено 11 российских и 2 европейских научных прибора общей массой в 45 кг, на марсоходе «Розалинд Франклин» – 7 европейских и 2 российских прибора массой 26 кг. В основные задачи «Казачка» входят изучение состава атмосферы Марса во время спуска, а также определение радиационной обстановки и долговременные исследования климата Марса в месте посадки. «Розалинд Франклин» должен будет изучать распространение воды в подповерхностном слое грунта, а также поиск в нём следов жизни в прошлом и даже, возможно, в настоящем.
Tags:ЭкзоМарсExoMarsРоскосмосESAмарсоход
Hubs: Popular science Astronautics
+27
6.7k 14
Comments 47