Читаючи новини про черговий ровер NASA, який успішно прибув на Марс, ми вже почали забувати, наскільки насправді складною метою є Червона планета. За роки космічної ери до неї було запущено майже 50 місій. Лише 20 із них повністю виконали поставлені перед ними завдання.
Щодо інших, то деякі місії були частково успішними (наприклад, коли посадковий апарат було втрачено, але орбітальний свої завдання виконав), а деякі взагалі завершилися повною невдачею. Далі розповімо про найгучніші марсіанські провали та про те, чого вони навчили конструкторів космічної техніки.
14,5 секунд «Марса-3»
Історія радянських спроб дослідити Марс за ступенем драматизму дасть фору будь-якій шекспірівській трагедії. Відправити посланця до Червоної планети СРСР намагався ще на світанку космічної ери. З огляду на низьку надійність тодішніх ракет і загальну недосконалість техніки нема підстав дивуватися результатам. З восьми радянських апаратів, запущених у 1960-х роках, лише двом вдалося покинути околиці Землі — й обидва вийшли з ладу задовго до зустрічі з ціллю.
У 1970-х СРСР здійснив нову, куди амбітнішу спробу штурмувати Марс. Тепер завданням було не просто досягти планети, але й здійснити на неї посадку. Найближче до її виконання підійшов апарат «Марс-3» — 2 грудня 1971 року його посадковий апарат увійшов у атмосферу Червоної планети. На етапі його зниження було застосовано досить складну схему, що складалася з комбінації парашутів, гальмівних двигунів і окремої системи, що відводила від апарата парашутний контейнер із двигуном (за схожою схемою згодом сідали марсоходи Curiosity та Persevarance).
І «Марсу-3» це справді вдалося. Апарат зміг здійснити м’яку посадку на сусідню планету. Далі він спробував розпочати передачу першої в історії панорами марсіанської поверхні, але всього за 14,5 секунд після початку сеансу зв’язку замовк навіки. Центр управління польотами (ЦУП) отримав лише безладний набір чорно-білих смуг, який не дозволяв нічого розгледіти. Що саме сталося з апаратом, фахівці досі сказати не можуть.
Це фіаско вирізняється на тлі інших марсіанських провалів СРСР тим, що «Марс-3» так і лишився найвищою точкою радянської програми з вивчення Червоної планети. У подальшому апаратам, створеним цією країною, більше не вдалося здійснити м’яку посадку на Марс.
Лебедина пісня радянської космічної програми
Отже, Марс став справжнім кладовищем для радянської космічної техніки. Жодна з запущених до нього в 1960–1970-ті роки місій не зуміла виконати всіх поставлених перед нею завдань (найбільше досягнення — на рахунку апарата «Марс-5», який протягом двох тижнів працював на ареоцентричній орбіті). Наприкінці 1980-х СРСР вдався до нової і, як стало зрозуміло пізніше, останньої у своїй історії спроби переломити цей тренд, зробивши ставку на пару зондів «Фобос», що мали ідентичну конструкцію.
Станом на той момент це були найбільші та наймасивніші апарати з будь-коли відправлених у міжпланетний простір. Вони мали виконати вельми амбітну програму з вивчення Марса й висадити невеликі зонди на поверхню його супутника Фобоса, на честь якого й отримали свою назву.
Однак менш ніж через два місяці після запуску ЦУП утратив контакт із апаратом «Фобос-1». Спроби відновити зв’язок були марними. Під час подальшого розбору польотів вдалося встановити, що це сталося внаслідок помилки в комп’ютерній програмі, яка відповідала за управління зондом — хтось із операторів просто пропустив у ній один символ. Цього виявилося достатньо, щоб згубити вельми дорогий апарат.
Водночас «Фобос-2», попри низку збоїв і неполадок під час польоту, все ж зумів досягти Червоної планети й навіть виконати перший етап своєї наукової програми. Але коли апарат уже готувався десантувати на Фобос посадкові зонди, зв’язок із ним несподівано перервався, і спроби його відновити успіху не мали. Вважається, що «Фобос-2» вийшов із ладу через відмову бортового комп’ютера, хоча деякі уфологи традиційно списали все на підступи марсіан.
Таємниче зникнення Mars Observer
Якщо марсіанську програму СРСР загалом можна вважати невдалою, то у випадку з NASA все було рівно навпаки. Звичайно, аерокосмічна адміністрація США теж втратила кілька марсіанських зондів, але загалом 60–80-ті роки минулого століття видалися для неї доволі успішними у справі вивчення Червоної планети.
Однак у 1990-ті удача від NASA відвернулася. 1992 року організація запустила вельми дорогий апарат Mars Observer, який мав вивчати марсіанський клімат і атмосферу. Проте всього за три дні до виходу на орбіту навколо планети він раптом замовк.
Попри відчайдушні спроби інженерів відновити контакт із апаратом, Mars Observer більше на зв’язок не вийшов. Що саме з ним сталося, досі лишається загадкою. Згідно з найпопулярнішим припущенням, у апарата вибухнув двигун. Так це чи ні, ми вже навряд чи дізнаємося.
Загадкове зникнення Mars Observer стало болючим ударом по репутації NASA і досі не забуте. За визнанням багатьох інженерів і конструкторів міжпланетної техніки, випадки раптової втрати зв’язку з космічними апаратами досі породжують у них вельми неприємні флешбеки та побоювання, що їхнє дітище може розділити долю Mars Observer.
Тихоокеанська одіссея російської космічної програми
1996 року росія спробувала довести всьому світові, що чутки про швидку смерть її космічної програми сильно перебільшені й вона є «гідною наступницею» Радянського Союзу. Завдання було покладене на місію «Марс-96». Апарат масою сім тонн, що на той момент було рекордом для міжпланетних місій, мав вийти на орбіту навколо Червоної планети, вивчити її поверхню й атмосферу, а також скинути пару малих посадкових модулів і зонди-пенетратори.
Перед запуском розробники «Марс-96» присягалися, що врахували всі помилки «Фобосів». Водночас, з огляду на хронічні проблеми з фінансуванням, а також доволі сумний досвід радянських місій до Марса, багато незалежних експертів скептично ставилися до перспектив проєкту та не дуже високо оцінювали його шанси на успіх. Зрештою так і сталося. Апарат навіть не зумів вирватися за межі земної сфери тяжіння. Через відмову розгінного блока він лишився на низькій орбіті й через кілька обертів увійшов у атмосферу.
Цікаво, що точне місце падіння «Марса-96» досі не встановлене. Спочатку вважалося, що його незгорілі уламки (зокрема радіоізотопні термоелектрогенератори, які містять плутоній-238) впали у Тихий океан. Пізніше з’явилися свідчення очевидців, начебто якісь фрагменти зонда могли досягти Південної Америки. Утім, оскільки знайти їх так і не вдалося, можливо, це лише легенда.
Невдалий дебют Японії
У 1980-ті — на початку 1990-х Японія сприймалася багатьма на Заході як наступна наддержава. Її економіка зростала як на дріжджах, і вона активно підкорювала нові сфери, зокрема й космос. Кульмінацією цих зусиль стала місія «Нодзомі», метою якої був Марс. У разі її успіху Японія стала би третьою в історії країною (після США і СРСР), що досліджувала Червону планету за допомогою космічного апарата.
«Нодзомі» запустили в липні 1998 року. Щоправда, оскільки потужності японської ракети не вистачало, аби безпосередньо спрямувати апарат до Марса, він мав здійснити серію доволі витончених гравітаційних маневрів біля Місяця та Землі для дорозгону. На жаль, операція пройшла нештатно і «Нодзомі» не вийшов на розрахункову орбіту.
Ціною величезних зусиль інженерів і значних витрат палива апарат все ж вдалося спрямувати на нову траєкторію, що забезпечувала прибуття до Червоної планети 2003 року. Але під час польоту «Нодзомі» потрапив під удар потужного сонячного спалаху, що вивів із ладу систему підігріву палива. До того моменту, коли зонд досяг Марса, гідразін у його рушійній установці замерз. Космічний мандрівник не зміг виконати потрібний маневр і просто пролетів повз планету. Відтоді Японія жодного разу не запускала свої апарати до Червоної планети.
Подвійний провал NASA
1999 рік мав минути для NASA під знаком підкорення Марса. У вересні планувався вихід на орбіту навколо планети апарата Mars Climate Orbiter (MCO). Він повинен був займатися кліматичними дослідженнями, а також послужити ретранслятором для місії Mars Polar Lander, прибуття якої запланували на грудень того ж року. На неї покладали завдання здійснити першу в історії посадку на межі південної марсіанської полярної шапки та зосередитися на пошуках водяного льоду.
23 вересня MCO розпочав гальмівний маневр, що мав вивести його на ареоцентричну орбіту. Досить швидко стало зрозуміло: щось пішло не так. Зв’язок з апаратом перервався раніше, ніж планувалося, й відновити його так і не вдалося.
Подальший аналіз даних показав, що траєкторія польоту MCO не відповідала запланованій. Апарат пройшов на відстані всього 57 км від поверхні планети і, найімовірніше, згорів у її атмосфері. Розслідування встановило, що настільки грубу помилку спричинила невідповідність двох систем вимірювання. У програмному забезпеченні наземних комп’ютерів використовувалася британська одиниця виміру (фунт-сила), водночас у бортовому комп’ютері зонда застосовувалися метричні ньютони. Через це фатальне протиріччя він і відхилився від наміченого курсу. Багато в чому саме через цю катастрофу за кілька років NASA ухвалила рішення повністю перейти на метричну систему, щоб уникнути повторення таких безглуздих помилок.
Mars Polar Lander спіткала схожа доля — після входу в атмосферу він назавжди замовк. На думку фахівців, найімовірніше, його згубила помилка в ПЗ. Згідно з найпопулярнішою версією, коли апарат випустив посадкові опори, в його корпусі виникли вібрації, які бортовий комп’ютер сприйняв як дотик до поверхні. У результаті зонд передчасно вимкнув двигун і розбився.
Тихоокеанська одіссея російської космічної програми (частина 2)
2011 року росія вкотре спробувала продемонструвати всьому світу, що вона є великою космічною державою і здатна на щось більше, ніж проїдання радянської спадщини. За мету було знову обрано Марс, а точніше, його найбільший супутник Фобос.
Фіаско «Марса-96» так нічому й не навчило конструкторів. Замість того, щоб спробувати створити відносно простий і недорогий зонд, який можна було би використати для здобуття досвіду та відпрацювання технологій, вони знову побудували монструозний і вельми складний апарат під назвою «Фобос-Грунт». На нього було покладено ще більш амбітну мету, ніж минулого разу — він мав доставити на Землю зразок речовини Фобоса.
Зараз уже складно сказати, що було в головах у конструкторів, які вирішили, що після всіх минулих невдач їм до снаги розв’язати завдання такого масштабу. Поєднання надмірних амбіцій і низької надійності призвело до закономірного повторення історії 15-річної давнини. Як і «Марс-96», «Фобос-Грунт» зіткнувся з відмовою розгінного блоку, застряг на навколоземній орбіті та врешті-решт поповнив «тихоокеанське космічне угруповання» росії. Разом із ним загинув і перший китайський зонд для досліджень Червоної планети «Інхо-1».
Якщо провал «Марса-96» ще можна було звалити на «лихі дев’яності», то «Фобос-Грунт» наочно показав усьому світові, що йдеться не просто про гроші, а про деградацію російської космічної промисловості, неспроможної повторити радянські успіхи. Хоча вже тоді деякі російські чиновники намагалися списати невдачу на підступи Заходу і саботаж. Але це не надто допомогло. Демонстрація виявилася настільки переконливою, що такі країни, як Китай та Індія, які до цього планували спільні з росією міжпланетні місії, надалі відмовилися від подібних намірів. Як показали подальші події, це було абсолютно правильне рішення.
Жорстка посадка для ESA
За час свого існування Європейська космічна агенція (ESA) відправила дві місії до Марса. Обидві пройшли за однаковим сценарієм. У той час як орбітальний апарат успішно впорався з усіма своїми завданнями й досі працює, спроба здійснити м’яку посадку на Марс завершилася прикрим фіаско.
Уперше ESA наважилася підкорити Марс на початку нульових. Це завдання було покладене на зонд Beagle 2. Він відокремився від апарата Mars Express і 25 грудня 2003 року розпочав зниження. Європейський центр управління справно отримував телеметрію аж до моменту посадки, після чого автоматичний розвідник замовк і більше на зв’язок не виходив.
Таємницю загибелі Beagle 2 було розкрито лише 2015 року, коли апарату MRO нарешті вдалося знайти та сфотографувати місце його посадки. Причина виявилася вкрай прикрою для всіх, хто займався цим проєктом. З’ясувалося, що сама посадка була успішною. Але після неї один із амортизаційних повітряних мішків здувся не до кінця, позбавивши зонд можливості розгорнути сонячні батареї й антену для зв’язку з Землею.
2016 року історія повторилася. Цього разу ESA відрядила на Червону планету посадковий модуль Schiaparelli. Він перебував у складі місії TGO і мав відпрацювати технологію входу в атмосферу та продемонструвати здатність Європи доправити вантаж на поверхню Марса. Якщо з першою частиною програми модуль цілком успішно впорався, то з другою — ні. За 50 секунд до посадки ЦУП втратив його сигнал. За кілька днів все той же MRO сфотографував кратер, що утворився на місці аварії Schiaparelli.
Подальше розслідування встановило, що через збій у роботі інерціального вимірювального блока модуль неправильно визначив свою висоту і передчасно відстрілив парашут, після чого короткочасно увімкнув, а потім вимкнув посадкові двигуни. У момент їхнього вимкнення Schiaparelli ще перебував на висоті 3,7 км. Відтак він упав на поверхню зі швидкістю близько 540 км/c.
Усіх описаних вище подій можна було би спокійно уникнути, якби у програмне забезпечення модуля заклали процедуру перевірки на очевидні помилки. Крім того, неполадка досить легко виявлялася під час додаткових перевірок. Однак із якихось загадкових причин програмісти місії так і не спромоглися їх провести, що й призвело до вельми прикрої аварії.
Більш про Марс, минулі та майбутні місії до нього ви можете дізнатися зі свіжого випуску нашого журналу. Він цілком присвячений Червоній планеті.
