Юрий Зайцев - Трудный путь в космос. Сборник статей

Неразрешимых проблем не видно. Учитывая, однако, что речь идет о человеке, его здоровье и безопасности, каждый новый шаг в космос должен быть скрупулезно взвешен, опираться на самое тщательное, детальное изучение и вновь получаемых данных, и всего предыдущего опыта. Ничто не должно выпасть из поля зрения, включая отдаленные последствия космических полетов. Наука, в том числе космическая биология и медицина, должна накопить еще немало фактов о Человеке и Космосе, понять механизмы их непростого взаимодействия, помочь достичь гармонии взаимоотношений. В итоге этих усилий станет возможной и пилотируемая экспедиция на Марс.

Полет человека на Марс несомненно был бы огромным успехом науки. Однако для решения всех марсианских загадок одного полета, даже с участием человека, недостаточно. Эта планета нуждается в детальных исследованиях, которые должны выполняться и с орбиты искусственных спутников, и на ее поверхности, и в ее недрах. Для проведения этих исследований присутствие человека необязательно. Лучше использовать умных роботов. Запуски к планете автоматических аппаратов позволили бы поэтапно отработать технику полетов и средств проведения исследований, выбрать наиболее интересные районы для последующих посадок, провести там необходимые изыскания. Словом, автоматам предстоит преодолеть громадную, назовем ее черновой, работу, прежде чем на поверхность Марса ступит человек.

Сроки запусков автоматических аппаратов будут определяться энергетическими возможностями выведения на траектории полета достаточно больших полезных нагрузок. Стартовать к Марсу нужно, когда он находится в «верхнем соединении с Землей», располагаясь с противоположной стороны от Солнца. До конца текущего столетия такие «астрономические окна» для марсианских стартов будут возникать примерно каждые два года. С учетом этих сроков советские ученые разработали поэтапную программу исследований Марса, конечной, целью которой станет доставка на Землю до 2000 года грунта четвертой планеты.

Испытания марсохода в районе г. Таруса

Июль 1988 года. Два советских космических зонда, оснащенные сложным комплексом научной аппаратуры, стартовали к Марсу. Спустя примерно год они пройдут на высоте лишь нескольких десятков метров над поверхностью Фобоса. Луч бортового лазера раз за разом пронзит его «грунт». Испарившееся вещество, которое не в состоянии удержать слабенькое тяготение «мини-луны», будет выброшено в космос. Приборы-ловушки космического аппарата захватят его и выполнят подробный анализ.

Вслед за этим на Фобос десантируются два посадочных зонда. Один из них будет подвижным. Этот небольшой робот будет прыгать по поверхности, проводя первые в истории геологические исследования марсианского спутника. Другой зонд, наоборот, прочно утвердится с помощью специального ружья-гарпуна и примерно около года будет передавать на Землю ценные сведения. Эту информацию с нетерпением ждут советские ученые и сотрудничающие с ними специалисты из многих других стран.

Предусмотрен широкий комплекс исследований и самого Марса с борта космического аппарата, который будет двигаться по орбите искусственного спутника планеты.

Задуманная учеными программа исследований потребовала создания нового космического аппарата класса так называемых «высокоинтеллектуальных космических роботов». Аппарат был разработан в Научно-исследовательском центре имени Г. Н. Бабакина. Конструкция аппарата – одна из закономерных ступеней развития советских космических роботов. В ней просматриваются многие революционные линии технического прогресса, впервые в мире проложенные в советской космонавтике. Здесь кристаллизовался разнообразнейший опыт, в котором советское первородство бесспорно – первый облет Луны и мягкая посадка на ее поверхность; рейсы «Венер» и «Марсов» и многое другое.

Миссия «Фобос» может рассматриваться как первый важный шаг в реализации задуманной советскими учеными «марсианской программы». Следующий этап предполагается осуществить в середине 90-х годов. Это будут глобальные исследования поверхности и атмосферы Марса с помощью искусственных спутников планеты, аэростатных зондов, вводимых в ее атмосферу, марсоходов, метеорологических зондов и зондов-пенетраторов, доставляемых на поверхность, субспутника, отделяемого от основного аппарата.

Одна из главных технических проблем марсохода – это управление его движением. Марсоход должен, например, уметь самостоятельно обходить препятствия, которых двадцать – тридцать минут назад не было на его пути. Примерно столько времени понадобится радиосигналам, чтобы преодолеть расстояние от Марса до Земли и обратно. Решение проблемы видится в том, чтобы сделать марсоход «системой-экспертом», придав ему определенные «интеллектуальные способности». «Земля» будет определять стратегию работы, а сам робот – тактику ее проведения. Если для орбитального аппарата это означает автономию в решении ряда навигационных задач, то для марсохода – это наивысшее по сложности автономное адаптивное (то есть приспосабливающееся к условиям) управление движением.

Создание таких самоуправляемых роботов послужит не только космической науке. Оно принесет немало пользы и в земной практике. В частности, прототип марсохода использовался при очистке крыши Чернобыльской АЭС от радиоактивных обломков.

Программа научных исследований для марсоходов предполагается очень обширная. Она включает в себя вибропросвечивание глубинных недр планеты, что даст сведения о ее внутреннем строении; исследование состава грунта, анализ его микроструктуры и летучих компонентов. Марсоход позволит также получить большую серию панорамных снимков поверхности по трассе движения. С его помощью можно было бы осуществить и сбор образцов пород с большой площади и с глубины несколько метров, при этом увеличивается вероятность обнаружения каких-то форм жизни. Условия ее существования в подповерхностных слоях грунта более благоприятны – стабильная температура, защищенность от ионизирующих излучений достаточно высокая, по-видимому, влажность. Будет установлен на марсоходе и метеокомплекс.

Статья Юрия Зайцева в канадском журнале Space Flight News

Доставка образцов марсианского грунта на Землю представляется наиболее сложным элементом предложенной советскими учеными программы исследований Марса. Возможный вариант – запуск двух автономных аппаратов: один из них совершит посадку на поверхность Марса, другой станет его спутником. Посадочный аппарат опустится в заранее выбранном месте, где его уже будет ожидать доставленный на планету в предыдущей экспедиции марсоход с собранными им образцами пород. (Марсоход будет играть и роль радиомаяка для посадочного аппарата.) Образцы пород перегружаются манипулятором во взлетную ракету.