«ЭкзоМарс-2016»: 5 лет на орбите вокруг Марса

5 лет назад модуль Trace Gas Orbiter (TGO), предназначенный для исследований атмосферы Марса российско-европейской межпланетной станции миссии «ЭкзоМарс-2016» вышел на орбиту вокруг Марса. Миссия «ЭкзоМарс-2016» дала старт крупнейшему проекту, нацеленному на комплексное исследование четвертой от Солнца планеты дистанционными и контактными методами, в том числе поиск следов существования жизни.

Миссия «ЭкзоМарс-2016» – уникальный совместный международный проект Госкорпорации «Роскосмос» и Европейского космического агентства. Космический аппарат состоял из орбитального модуля TGO и демонстрационного посадочного модуля EDM (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module), получивший имя Schiaparelli в честь итальянского астронома Джованни Скиапарелли. Демонстрационному модулю Schiaparelli не удалось совершить мягкую посадку на Марс. В то же время орбитальный аппарат TGO все эти годы успешно работает на орбите вокруг Марса, передает важные научные данные, полученные установленной на борту российской и европейской научной аппаратурой, а также ретранслирует данные с марсоходов Curiosity, Perseverance и посадочного аппарата InSight (НАСА).

Модуль TGO предназначен для изучения биологического и геологического происхождения значимых газовых примесей марсианской атмосферы и распределения водяного льда в грунте Марса. Орбитальный модуль получает данные о сезонных изменениях состава и температуры атмосферы, необходимые для создания её подробной модели, выполняет высоко детальную съемку элементов рельефа. Поиск потенциальных признаков жизни на Марсе аппарат TGO осуществляет посредством анализа газов-биомаркеров в марсианской атмосфере (метана, этана, этилена и фосфина). Экзобиологическая миссия – один из актуальных путей к лучшему пониманию Красной планеты.

На борту аппарата TGO работают четыре научных прибора, из них два представляют российский вклад в проект и были созданы в Институте космических исследований РАН (ИКИ РАН). В частности, прибор FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector – детектор эпитермальных нейтронов высокого разрешения) позволяет составлять карту распределения водорода на поверхности и на глубине до 1 метра, и прибор ACS (Atmospheric Chemistry Suite – комплекс научных приборов для изучения химического состава атмосферы), состоящий из трех инфракрасных спектрометров, предназначен для исследования состава, структуры и аэрозолей атмосферы.

Центром научных операций (SOC-Science Operation Center), который расположен в Европейском Астрономическом Центре (ESAC, г. Мадрид) совместно с российским Наземным научным комплексом проекта (ННК-ЭМ), который расположен в ИКИ РАН, а также российскими и европейскими научными лабораториями осуществляется управление комплексом научной аппаратуры и обработка получаемой информации.

Для связи с TGO, получения результатов измерений и передачи на борт команд управления задействуется европейская сеть антенн дальней космической связи с Центром управления в Европейском центре космических операций (ESOC, г. Дармштадт). При этом прием основного объема научной информации обеспечивает Российский комплекс приема научной информации (РКПНИ), созданный кооперацией ИКИ РАН и предприятий Госкорпорации «Роскосмос» на базе двух 64-х метровых антенн АО «ОКБ МЭИ» в Калязине и Медвежьих Озерах.

В настоящее время орбитальный аппарат TGO выполняет программу научных исследований и передаёт научные данные, получаемые при помощи установленных на нём двух российских (спектрометрический комплекс ACS и нейтронный детектор FREND) и двух европейских научных приборов (спектрометр NOMAD и цветная стереокамера высокого разрешения CaSSIS).

Российский комплекс приема научной информации (РКПНИ) и наземный научный комплекс ННК-ЭМ для миссии «ЭкзоМарс-2016» работают в штатном режиме.

Орбитальный аппарат TGO будет использоваться также в качестве ретранслятора данных миссии «ЭкзоМарс-2022», когда российская посадочная платформа «Казачок» (Kazachok) и установленный на ней европейский марсоход «Розалинд Франклин» (Rosalind Franklin) прибудут на Марс в 2023 году. В настоящее время орбитальный аппарат TGO, помимо выполнения научной программы, функционирует в качестве ретранслятора для обмена данными с марсоходами Curiosity, Perseverance и посадочным аппаратом InSight (НАСА).

При этом более половины научной информации принимается средствами Российского комплекса приема научной информации (РКПНИ), размещенных в Медвежьих Озерах и Калязине. Следует отметить, что РКПНИ был создан и задействован в проекте «ЭкзоМарс» в рекордно короткие сроки. Впервые за последние 30 лет в России создана и успешно используется высокотехнологичная отечественная наземная инфраструктура, позволяющая обеспечивать прием научной информации с космических аппаратов в дальнем космосе на высочайшем уровне.

Сегодня готовится к запуску второй этап проекта – миссия «ЭкзоМарс-2022». Ключевыми задачами предстоящей миссии станут исследование поверхности и подповерхностного слоя Марса в непосредственной близости к месту посадки, проведение геологических исследований и поиск следов жизни на Красной планете.

АО «НПО Лавочкина» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») является разработчиком и изготовителем посадочной платформы и десантного модуля миссии «ЭкзоМарс-2022». Десантный модуль должен обеспечить мягкую посадку на поверхность европейского марсохода «Розалинд Франклин». Аппарат TGO будет задействован и на второй стадии проекта. Орбитальный модуль будет использоваться для ретрансляции данных миссии «ЭкзоМарс-2022» после её прибытия на Марс.

Старт миссии «ЭкзоМарс-2022» запланирован в рамках «астрономического окна» в сентябре-октябре 2022 года.