Читая новости об очередном ровере NASA, который успешно прибыл на Марс, мы уже начали забывать, насколько на самом деле сложной целью является Красная планета. За годы космической эры к ней было запущено почти 50 миссий. Только 20 из них полностью выполнили поставленные перед ними задачи.
Что касается других, то некоторые миссии были частично успешными (например, когда посадочный аппарат был потерян, но орбитальный свои задачи выполнил), а некоторые вообще завершились полной неудачей. Далее расскажем о самых громких марсианских провалах и о том, чему они научили конструкторов космической техники.
14,5 секунд «Марса-3»
История советских попыток исследовать Марс по степени драматизма даст фору любой шекспировской трагедии. Отправить посланца к Красной планете СССР пытался еще на заре космической эры. Учитывая низкую надежность тогдашних ракет и общее несовершенство техники, нет оснований удивляться результатам. Из восьми советских аппаратов, запущенных в 1960-х годах, лишь двум удалось покинуть окрестности Земли — и оба вышли из строя задолго до встречи с целью.
В 1970-х СССР предпринял новую, куда более амбициозную попытку штурмовать Марс. Теперь задачей было не просто достичь планеты, но и совершить на нее посадку. Ближе всего к ее выполнению подошел аппарат «Марс-3» — 2 декабря 1971 года его посадочный аппарат вошел в атмосферу Красной планеты. На этапе его снижения была применена довольно сложная схема, состоявшая из комбинации парашютов, тормозных двигателей и отдельной системы, отводившей от аппарата парашютный контейнер с двигателем (по похожей схеме впоследствии садились марсоходы Curiosity и Persevarance).
И «Марсу-3» это действительно удалось. Аппарат смог осуществить мягкую посадку на соседнюю планету. Далее он попытался начать передачу первой в истории панорамы марсианской поверхности, но всего через 14,5 секунд после начала сеанса связи замолчал навеки. Центр управления полетами (ЦУП) получил лишь беспорядочный набор черно-белых полос, который не позволял ничего разглядеть. Что именно произошло с аппаратом, специалисты до сих пор сказать не могут.
Это фиаско выделяется на фоне других марсианских провалов СССР тем, что «Марс-3» так и остался высшей точкой советской программы по изучению Красной планеты. В дальнейшем аппаратам, созданным этой страной, больше не удалось совершить мягкую посадку на Марс.
Лебединая песня советской космической программы
Итак, Марс стал настоящим кладбищем для советской космической техники. Ни одна из запущенных к нему в 1960–1970-е годы миссий не сумела выполнить всех поставленных перед ней задач (наибольшее достижение — на счету аппарата «Марс-5», который в течение двух недель работал на ареоцентрической орбите). В конце 1980-х СССР предпринял новую и, как стало понятно позже, последнюю в своей истории попытку переломить этот тренд, сделав ставку на пару зондов «Фобос», имеющих идентичную конструкцию.
По состоянию на тот момент это были самые большие и самые массивные аппараты из когда-либо отправленных в межпланетное пространство. Они должны были выполнить весьма амбициозную программу по изучению Марса и высадить небольшие зонды на поверхность его спутника Фобоса, в честь которого и получили свое название.
Однако менее чем через два месяца после запуска ЦУП потерял контакт с аппаратом «Фобос-1». Попытки восстановить связь были тщетными. В ходе дальнейшего разбора полетов удалось установить, что это произошло в результате ошибки в компьютерной программе, которая отвечала за управление зондом — кто-то из операторов просто пропустил в ней один символ. Этого оказалось достаточно, чтобы погубить весьма дорогостоящий аппарат.
В то же время «Фобос-2», несмотря на ряд сбоев и неполадок во время полета, все же сумел достичь Красной планеты и даже выполнить первый этап своей научной программы. Но когда аппарат уже готовился десантировать на Фобос посадочные зонды, связь с ним неожиданно прервалась, и попытки ее восстановить были безуспешными. Считается, что «Фобос-2» вышел из строя из-за отказа бортового компьютера, хотя некоторые уфологи традиционно списали все на происки марсиан.
Тайное исчезновение Mars Observer
Если марсианскую программу СССР в целом можно считать неудачной, то в случае с NASA все было ровно наоборот. Конечно, аэрокосмическая администрация США тоже потеряла несколько марсианских зондов, но в целом 60–80-е годы прошлого века выдались для нее довольно успешными в деле изучения Красной планеты.
Однако в 1990-е удача от NASA отвернулась. В 1992 году организация запустила весьма дорогостоящий аппарат Mars Observer, который должен был изучать марсианский климат и атмосферу. Однако всего за три дня до выхода на орбиту вокруг планеты он вдруг замолчал.
Несмотря на отчаянные попытки инженеров восстановить контакт с аппаратом, Mars Observer больше на связь не вышел. Что именно с ним произошло, до сих пор остается загадкой. Согласно самому популярному предположению, у аппарата взорвался двигатель. Так это или нет, мы уже вряд ли узнаем.
Загадочное исчезновение Mars Observer стало болезненным ударом по репутации NASA и до сих пор не забыто. По признанию многих инженеров и конструкторов межпланетной техники, случаи внезапной потери связи с космическими аппаратами до сих пор порождают у них весьма неприятные флешбеки и опасения, что их детище может разделить судьбу Mars Observer.
Тихоокеанская одиссея российской космической программы
В 1996 году россия попыталась доказать всему миру, что слухи о скорой смерти ее космической программы сильно преувеличены и она является «достойной преемницей» Советского Союза. Задача была возложена на миссию «Марс-96». Аппарат массой семь тонн, что на тот момент было рекордом для межпланетных миссий, должен был выйти на орбиту вокруг Красной планеты, изучить ее поверхность и атмосферу, а также сбросить пару малых посадочных модулей и зонды-пенетраторы.
Перед запуском разработчики «Марс-96» клялись, что учли все ошибки «Фобосов». В то же время, учитывая хронические проблемы с финансированием, а также довольно печальный опыт советских миссий к Марсу, многие независимые эксперты скептически относились к перспективам проекта и не очень высоко оценивали его шансы на успех. В конце концов так и произошло. Аппарат даже не сумел вырваться за пределы земной сферы притяжения. Из-за отказа разгонного блока он остался на низкой орбите и через несколько оборотов вошел в атмосферу.
Интересно, что точное место падения «Марса-96» до сих пор не установлено. Сначала считалось, что его несгоревшие обломки (в частности радиоизотопные термоэлектрогенераторы, содержащие плутоний-238) упали в Тихий океан. Позже появились свидетельства очевидцев, будто какие-то фрагменты зонда могли достичь Южной Америки. Впрочем, поскольку найти их так и не удалось, возможно, это лишь легенда.
Неудачный дебют Японии
В 1980-х — начале 1990-х Япония воспринималась многими на Западе как следующая сверхдержава. Ее экономика росла как на дрожжах, и она активно покоряла новые сферы, в том числе и космос. Кульминацией этих усилий стала миссия «Нодзоми», целью которой был Марс. В случае ее успеха Япония стала бы третьей в истории страной (после США и СССР), исследовавшей Красную планету с помощью космического аппарата.
«Нодзоми» запустили в июле 1998 года. Правда, поскольку мощности японской ракеты не хватало, чтобы непосредственно направить аппарат к Марсу, он должен был осуществить серию довольно изящных гравитационных маневров возле Луны и Земли для доразгона. К сожалению, операция прошла нештатно и «Нодзоми» не вышел на расчетную орбиту.
Ценой огромных усилий инженеров и значительных затрат топлива аппарат все же удалось направить на новую траекторию, обеспечивающую прибытие к Красной планете в 2003 году. Но во время полета «Нодзоми» попал под удар мощной солнечной вспышки, которая вывела из строя систему подогрева топлива. К тому моменту, когда зонд достиг Марса, гидразин в его двигательной установке замерз. Космический путешественник не смог выполнить нужный маневр и просто пролетел мимо планеты. С тех пор Япония ни разу не запускала свои аппараты к Красной планете.
Двойной провал NASA
1999 год должен был пройти для NASA под знаком покорения Марса. В сентябре планировался выход на орбиту вокруг планеты аппарата Mars Climate Orbiter (MCO). Он должен был заниматься климатическими исследованиями, а также послужить ретранслятором для миссии Mars Polar Lander, прибытие которой запланировали на декабрь того же года. На нее возлагалась задача совершить первую в истории посадку на границе южной марсианской полярной шапки и сосредоточиться на поисках водяного льда.
23 сентября MCO начал тормозной маневр, который должен был вывести его на ареоцентрическую орбиту. Достаточно быстро стало ясно: что-то пошло не так. Связь с аппаратом прервалась раньше, чем планировалось, и восстановить ее так и не удалось.
Последующий анализ данных показал, что траектория полета MCO не соответствовала запланированной. Аппарат прошел на расстоянии всего 57 км от поверхности планеты и, скорее всего, сгорел в ее атмосфере. Расследование установило, что такая грубая ошибка повлекла за собой несоответствие двух систем измерения. В программном обеспечении наземных компьютеров использовалась британская единица измерения (фунт-сила), тогда как на бортовом компьютере зонда применялись метрические ньютоны. Из-за этого рокового противоречия он и отклонился от намеченного курса. Во многом именно из-за этой катастрофы через несколько лет NASA приняла решение полностью перейти на метрическую систему во избежание повторения таких нелепых ошибок.
Mars Polar Lander постигла похожая участь — после входа в атмосферу он навсегда замолчал. По мнению специалистов, вероятнее всего, его погубила ошибка в ПО. Согласно самой популярной версии, когда аппарат выпустил посадочные опоры, в его корпусе возникли вибрации, которые бортовой компьютер воспринял как прикосновение к поверхности. В результате зонд преждевременно выключил двигатель и разбился.
Тихоокеанская одиссея российской космической программы (часть 2)
В 2011 году россия в очередной раз попыталась продемонстрировать всему миру, что она является великой космической державой и способна на нечто большее, чем проедание советского наследия. Целью был снова выбран Марс, а точнее, его крупнейший спутник Фобос.
Фиаско «Марса-96» так ничему и не научило конструкторов. Вместо того, чтобы попытаться создать относительно простой и недорогой зонд, который можно было бы использовать для получения опыта и отработки технологий, они снова построили монструозный и весьма сложный аппарат под названием «Фобос-Грунт». На него была возложена еще более амбициозная цель, чем в прошлый раз — он должен был доставить на Землю образец вещества Фобоса.
Сейчас уже сложно сказать, что было в головах у конструкторов, решивших, что после всех прошлых неудач им по силам решить задачу такого масштаба. Сочетание чрезмерных амбиций и низкой надежности привело к закономерному повторению истории 15-летней давности. Как и «Марс-96», «Фобос-Грунт» столкнулся с отказом разгонного блока, застрял на околоземной орбите и в конце концов пополнил «тихоокеанскую космическую группировку» россии. Вместе с ним погиб и первый китайский зонд для исследований Красной планеты «Инхо-1».
Если провал «Марса-96» еще можно было свалить на «лихие девяностые», то «Фобос-Грунт» наглядно показал всему миру, что речь идет не просто о деньгах, а о деградации российской космической промышленности, неспособной повторить советские успехи. Хотя уже тогда некоторые российские чиновники пытались списать неудачу на происки Запада и саботаж. Но это не слишком помогло. Демонстрация оказалась настолько убедительной, что такие страны, как Китай и Индия, которые до этого планировали совместные с россией межпланетные миссии, в дальнейшем отказались от подобных намерений. Как показали дальнейшие события, это было абсолютно правильное решение.
Жесткая посадка для ESA
За время своего существования Европейское космическое агентство (ESA) отправило две миссии к Марсу. Обе прошли по одинаковому сценарию. В то время как орбитальный аппарат успешно справился со всеми своими задачами и до сих пор работает, попытка совершить мягкую посадку на Марс завершилась досадным фиаско.
Впервые ESA решилось покорить Марс в начале нулевых. Эта задача была возложена на зонд Beagle 2. Он отделился от аппарата Mars Express и 25 декабря 2003 года начал снижение. Европейский центр управления исправно получал телеметрию вплоть до момента посадки, после чего автоматический разведчик замолчал и больше на связь не выходил.
Тайна гибели Beagle 2 была раскрыта только в 2015 году, когда аппарату MRO наконец удалось найти и сфотографировать место его посадки. Причина оказалась крайне досадной для всех, кто занимался этим проектом. Выяснилось, что сама посадка была успешной. Но после нее один из амортизационных воздушных мешков сдулся не до конца, лишив зонд возможности развернуть солнечные батареи и антенну для связи с Землей.
В 2016 году история повторилась. На этот раз ESA отправило на Красную планету посадочный модуль Schiaparelli. Он находился в составе миссии TGO и должен был отработать технологию входа в атмосферу и продемонстрировать способность Европы доставить груз на поверхность Марса. Если с первой частью программы модуль вполне успешно справился, то со второй — нет. За 50 секунд до посадки ЦУП потерял его сигнал. Через несколько дней все тот же MRO сфотографировал образовавшийся на месте аварии Schiaparelli кратер.
Дальнейшее расследование установило, что из-за сбоя в работе инерциального измерительного блока модуль неправильно определил свою высоту и преждевременно отстрелил парашют, после чего кратковременно включил, а затем выключил посадочные двигатели. В момент их отключения Schiaparelli еще находился на высоте 3,7 км. Следовательно, он упал на поверхность со скоростью около 540 км/c.
Всех описанных выше событий можно было бы спокойно избежать, если бы программное обеспечение модуля заложило процедуру проверки на очевидные ошибки. Кроме того, неполадка достаточно легко выявлялась при дополнительных проверках. Однако по каким-то загадочным причинам программисты миссии так и не смогли их провести, что и привело к весьма досадной аварии.
Больше о Марсе, прошлых и будущих миссиях к нему вы можете узнать из свежего выпуска нашего журнала. Он полностью посвящен Красной планете.
