ОАЭ запускают первый для арабского мира аппарат на Марс. Он будет исследовать загадку истончившейся атмосферы планеты и соревноваться с американскими спутниками

Когда в 2014 году Объединенные Арабские Эмираты объявили о намерении отправить к Марсу собственный аппарат, многие отнеслись к этому со скепсисом. На тот момент в стране не было ни совета по науке, ни министра науки, а весь ее космический опыт исчерпывался запуском в 2009 и 2013 годах двух спутников DubaiSat-1 и DubaiSat-2, которые были фактически полностью разработаны в Южной Корее. Однако уже на этой неделе, спустя шесть лет интенсивной подготовки, первый для арабского мира марсианский зонд окажется на стартовой площадке. Переносы старта, конечно, все еще возможны, но он в любом случае должен состояться в ближайший месяц — иначе команде придется дожидаться нового орбитального окна, которое возникает из-за особеностей орбиты Земли и Марса лишь раз в два года.

Аппарат получил наименование «Надежда», по-арабски «Аль-Амаль». Основная работа по его созданию на этот раз была проведена в Космическом центре Мохаммеда ибн Рашида, хотя и в тесном сотрудничестве с американской Лабораторией атмосферной и космической физики в Университете Колорадо (LASP). Отправка в космос марсианского зонда Hope является частью более масштабной космической программы ОАЭ, реализация которой началась в 2006 году. Сегодня, помимо упомянутых ранее спутников, на орбите вокруг Земли находится еще два аппарата — наноспутник Nayif-1, запущенный в 2017 году, и KhalifaSat, предназначенный для съемки поверхности нашей планеты.

Новый зонд должен будет помочь ученым ответить на важные вопросы касательно процессов, происходящих в газовой оболочке Марса. Сейчас это безжизненная планета с очень разреженной атмосферой (ее масса примерно в 200 раз меньше массы атмосферы Земли), и состоит она преимущественно состоит из углекислого газа. Однако так было не всегда. Следы рек и озер, которые обнаруживают на поверхности Марса, указывают, что раньше условия на нем были намного более благоприятными для жизни и более схожими с земными. Причиной столь кардинальных изменений считается резкое ослабление магнитного поля планеты, которое перестало защищать ее от солнечного ветра. В результате постоянный поток заряженных частиц от Солнца за многие миллионы лет попросту сдул газовую оболочку Марса, оставив планету с нынешней очень тонкой, остаточной атмосферой.

В рамках миссии The Emirates Mars Mission исследовательский аппарат соберет данные о динамике марсианской атмосферы и ее взаимодействии с солнечным ветром. Его основной задачей станет поиск связи между современной погодой Марса и его древним климатом, изучение механизмов потери атмосферы путем наблюдения за водородом и кислородом, исследование отношений между верхними и нижними слоями газовой оболочки, а также получение полного представления о том, как меняется погода на планете в течение дня.

В прошлом с похожей миссией к Марсу отправился зонд MAVEN, принадлежащий NASA, но Арабские Эмираты надеются получить более детальные, а где-то и просто другие данные. Глобальной задачей обоих спутников — и американского, и нынешнего арабского, — является изучение марсианского атмосферы. При этом два из трех основных научных инструментов, установленных на новом зонде, разработаны в стенах LASP — там же, где был создан аппарат MAVEN. Но сам подход к исследованию атмосферы у двух миссий довольно разный: если американский аппарат сфокусирован прежде всего на исследовании солнечного ветра и характеристик составляющих его частиц, то «Надежда» будет заниматься самой марсианской атмосферой, изучать ее динамику, изменение погоды и распределения газов в разных слоях атмосферы. Например, орбита «Надежды» будет построена так, чтобы аппарат смог впервые пронаблюдать полный суточный цикл планеты, а с помощью его инструментов можно будет подробно изучить распределение в нижних слоях атмосферы пылевых и ледяных облаков и немногочисленных паров воды. Так что речь в данном случае идет не о дублировании, а дополнении аппаратами друг друга, что было сделано их создателями вполне осознанно.

На борту «Надежды» установлены три научных инструмента: спектрометр Emirates Mars Infrared Spectrometer (EMIRS) для изучения атмосферы планеты в инфракрасном диапазоне; камера Emirates Exploration Imager (EXI) для получения снимков поверхности Марса и оценки количества озона, содержащегося в его газовой оболочке; и, наконец, Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer (EMUS), который будет вести исследования в ультрафиолетовом диапазоне, измеряя концентрацию кислорода и водорода в верхних слоях атмосферы.

Сам аппарат получился относительно небольшим — вместе с топливом его общая масса составляет 1,5 тонны, что сравнимо с весом легкового автомобиля. Изначально предполагалось, что «Надежда» будет выполнена в виде шестиугольной призмы с тремя солнечными панелями, однако по ходу работы инженеры решили пересмотреть дизайн зонда: теперь он превратился в куб и потерял одну солнечную батарею. Кстати, команда The Emirates Mars Mission очень молодая — средний возраст инженеров, работавших над созданием аппарата, составляет 27 лет, а 90 процентов сотрудников, участвующих в проекте, младше 35 лет включительно.

Как уже упоминалось выше, работа над миссией велась совместно с американскими космическими инженерами: Университетом Колорадо, Калифорнийским университетом в Беркли и Университетом штата Аризона. Специалисты из этих учреждений помогали выбрать научные цели для The Emirates Mars Mission, а также непосредственно участвовали в создании зонда. Команда миссии подчеркивает важность этой коллаборации и говорит о том, что сотрудничество помогает не только смягчить проблемы и расходы, связанные с исследованием Марса, но и лучше понять далекие миры.

Запуск «Надежды» намечен на 15 июля с японской стартовой площадки Танэгасима. Из-за эпидемии коронавируса его, а также часть команды миссии пришлось отправить туда раньше, чем планировалось. В космос аппарат выведет японская ракета-носитель среднего класса H-IIA, которая уже использовалась ранее для запуска спутников ОАЭ. Японская строна отвечает не только за создание ракеты-носителя, но и за всю работу по запуску, до момента отделения самой полезной нагрузки.

Полет к Марсу займет у «Надежды» примерно 200 дней. Чтобы не потеряться, зонд будет использовать звездный датчик, который определяет положение космического аппарата относительно других светил на небе и помогает определить его ориентацию. К Красной планете аппарат прилетит в феврале 2021 года — как раз перед 50-летней годовщиной создания ОАЭ. Если все пройдет в штатном режиме, первую информацию зонд начнет присылать на Землю уже в мае. Причем исследовательская группа намерена предоставить свои данные международному научному сообществу без эмбарго, что большая редкость для космических миссий.

Ожидается, что «Надежда» проработает на орбите как минимум два года, однако специалисты Космического центра Мохаммеда ибн Рашида допускают продление миссии до 2025 года. И новый запуск, если он пройдет гладко, должен стать лишь прологом к «марсианской гонке» эмиратов: уже сейчас ОАЭ планируют построить на Красной планете к 2117 году целый город.