В первой половине 1990-х годов земляне направили свои исследовательские зонды в направлении Луны, Марса и астероида Эрос. Если первую "пару" целей можно в какой-то степени назвать традиционной, то малая планета стала основной целью миссии впервые в истории. Хотя разговор в этой главе начнется не с полета к астероиду, а с неудачной экспедиции к Марсу, чтобы повествование максимально соответствовало хронологии событий.

Исчезнувший "Обсервер"

25 сентября 1992 г. в США состоялся запуск межпланетной станции Mars Observer. Это была первая экспедиция на Красную планету после "Викингов".1 Можно считать, что этим полетом специалисты NASA начали второй этап исследования Марса, который продолжается и сегодня.

В планы миссии входило изучение атмосферы и поверхности планеты с ареоцентрической орбиты, проведение фотосъемки для выбора мест будущих посадок, другие эксперименты. Попутно предполагалось изучить межпланетное пространство во время перелета по трассе "Земля-Марс".

Эта миссия продолжила длинный ряд "марсианских неудач", которые во множестве случались в предыдущие годы и о которых можно прочитать в предыдущих главах "Истории межпланетных путешествий". Больше всего полет Mars Observer похож на полет советского "Фобоса-1" — до определенного момента аппарат нормально следовал по межпланетной траектории, а потом... исчез. Точнее, не вышел на связь в положенные сроки. Произошло это 22 августа 1993 г., и с тех пор о зонде ничего неизвестно.

Попытки восстановить контакт со станцией успехом не увенчались. Вероятнее всего, она до сих пор движется по орбите вокруг Солнца, пополнив перечень рукотворных памятников человеческого гения на просторах Солнечной системы, которые многие века ничего не смогут рассказать людям. Впрочем, не исключено, что Mars Observer выполнил последовательность операций торможения автоматически, и его когда-нибудь обнаружат в окрестностях Красной планеты.

На селеноцентрической орбите

После завершения "лунной гонки", которую в 60-70-х годах прошлого века "устроили" советские и американские конструкторы, наша ближайшая небесная соседка оказалась надолго забытой. Например, американцы более 20 лет не направляли в сторону Луны ни одного космического корабля или автоматической станции. Лишь в 1994 г. в США решили возобновить изучение спутника Земли.

Запуск межпланетного зонда был осуществлен 25 января 1994 г. с базы ВВС США "Ванденберг". Почти месяц ушел на то, чтобы преодолеть расстояние между Землей и Луной, и лишь 19 февраля космический аппарат вышел на селеноцентрическую орбиту и приступил к выполнению программы полета.

Проект Clementine реализовали американские военные. Видимо, поэтому о нем известно не так уж много. Сомнений не вызывает основная цель экспедиции — картографирование лунной поверхности. Для чего в Пентагоне потребовались подробные карты Луны, американские генералы не уточнили. Может быть, просто так, на всякий случай. А может быть, они выбирали место под будущие военные базы (идея, которая витала в умах милитаристов еще со времен программы Apollo).

Среди достижений зонда Clementine — получение данных о наличии в околополярных кратерах Луны водяного льда, образующего "озеро" площадью 95 кв. км и глубиной до 15 м. Частично подтвердить эту информацию удалось только через пять лет, во время полета межпланетной станции Lunar Prospector.

Однако у автоматической станции была и другая цель. В мае 1994 г. она покинула селеноцентрическую орбиту и перешла на геоцентрическую, чтобы с помощью земного притяжения и нескольких включений бортовой двигательной установки выйти на траекторию сближения с астероидом Географ (1620 Geographos) — эта малая планета 25 августа того же года "разминулась" с Землей на расстоянии менее 5 млн. км. Предполагаемая минимальная дистанция между астероидом и космическим аппаратом должна была составить около 100 км. Но 7 мая 1994 г. произошло незапланированное срабатывание двигателя ориентации, после которого зонд начал вращаться со скоростью 80 оборотов в минуту. Это исключало дальнейшее маневрирование и к тому же привело к постепенной разрядке источников питания — сол­нечные батареи, не ориентированные на Солнце, генерировали слишком мало энергии. В середине июня связь с аппаратом прекратилась.

Собственно, после потери связи станция и получила свое название — в честь героини песни "Моя дорогая Клементина", которая (согласно тексту песни) "потерялась и ушла навсегда". В любом случае информация, полученная в ходе выполнения миссии, пригодится уже в ближайшие годы, когда произойдет "возвращение на Луну". Совсем недолго осталось ждать того момента, когда движение по трассе "Земля — Луна" станет весьма интенсивным.

Часовой Солнца

2 декабря 1995 г. американские и европейские специалисты приступили к реализации весьма амбициозного проекта по изучению Солнца — SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory).

В начале 1996 г. станция была выведена в окрестности точки либрации L1, откуда в мае того же года начала непрерывные наблюдения за светилом в различных диапазонах спектра. В этой точке уравновешиваются силы притяжения Солнца, Земли и центробежная сила, возникающая при движении аппарата по гелиоцентрической траектории. Из-за эллиптичности земной орбиты положение аппарата в точке L1 не вполне устойчиво и требует постоянных коррекций с помощью бортовых реактивных двигателей. К тому же, как уже было сказано, на самом деле станция находится немного в стороне от прямой "Земля-Солнце", чтобы мощное солнечное излучение не мешало радиосвязи.

Зонд SOHO часто становится первым из созданных людьми аппаратов, фиксирующих все происходящее на поверхности и в окрестностях ближайшей звезды: появление пятен, вспышек, корональных возмущений, другие важные события. Все снимки, полученные камерами SOHO, немедленно появляются во всемирной компьютерной сети, что дает возможность вести регулярные наблюдения за Солнцем не только специалистам, но и всем, кто интересуется астрономией на любитель­ском уровне. Данные обновляются каждые полчаса. Иногда, когда на звезде бушуют бури, это происходит чаще. Иногда реже — если бортовое оборудование начинает "сбоить". В последнее время такие сбои, к сожалению, участились, так как возраст станции (по космическим меркам) весьма преклонен.

Об открытиях SOHO неоднократно сообщал журнал "Вселенная, пространство, время", читатели могут регулярно видеть снимки "живого Солнца" в Интернете. Кстати, выдающиеся успехи космического аппарата в открытии и изучении комет стали своеобразным "побочным продуктом" миссии, и благодарить за них нужно не только разработчиков и конструкторов аппарата, но и многочисленных астрономов-любителей, внимательно изучающих выведенные в компьютерную сеть снимки, сделанные камерами SOHO. В среднем каждые три дня на фотографиях удается обнаружить новую комету. За 12 лет работы зонда количество открытых с его помощью хвостатых странниц" перевалило за тысячу, их семейство продолжает пополняться все новыми и новыми объектами. Среди "ловцов комет" уже есть свои рекордсмены, в послужном списке которых десятки открытий.

В процессе работы все гироскопы ориентации SOHO вышли из строя... Тем не менее, аппарат продолжает трудиться на благо науки. Недавно NASA и ESA приняли решение о продлении миссии до 2009 г.

Посадка на астероид

А теперь — рассказ об анонсированном в начале этой главы полете межпланетного зонда NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous — "встреча с околоземным астероидом") к малой планете Эрос (433 Eros). Ее открыл 13 августа 1898 г. немецкий астроном Густав Витт (Gustav Witt). Это был первый известный науке астероид, временами подходящий к нашей планете менее чем на 0,2 а.е. (30 млн. км).

Космический аппарат NEAR стал первым, созданным в рамках американской программы Discovery. Он был построен под руководством Лаборатории прикладной физики (APL) Университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland) и обошелся в 223 млн. долларов. Управление аппаратом велось из Лаборатории прикладной физики, а навигационное обеспечение осуществляла Лаборатория реактивного движения (JPL). Уже в ходе полета станция получила второе имя (Shoemaker) — в честь трагически погибшего планетолога и "ловца комет" Юджина Шумейкера.

Запуск NEAR состоялся 17 февраля 1996 г. с космодрома на мысе Канаверал. По пути к цели своего путешествия аппарат 27 июня 1997 г. прошел в 1200 км от малой планеты Матильда (253 Mathilda) и провел "тренировочную фотосессию". Через шесть дней главный двигатель аппарата включился дважды, осуществив первую орбитальную коррекцию. В декабре 1998 г. зонд приблизился к Эросу и должен был совершить маневр для выхода на орбиту его искусственного спутника. Однако в заданное время не сработала маршевая двигательная установка, и аппарат остался на гелиоцентрической траектории.

Новая встреча NEAR и астероида состоялась лишь 14 февраля 2000 г. Теперь все прошло так, как планировалось, и Эрос стал шестым телом Солнечной системы (после Земли, Луны, Марса, Венеры и Юпитера), обзаведшимся спутником искусственного происхождения. Само Солнце в этот список не входит, поскольку все мы так или иначе являемся его спутниками.

На протяжении года космический аппарат "кружил" над малой планетой, меняя высоту и наклонение своей орбиты, причем для этого чаще всего не требовалось включать двигатели: "коррекции" осуществлялись за счет неправильной формы Эроса и соответственно неравномерного гравитационного поля в его окрестностях. В октябре 2000 г. и январе 2001 г. зонд несколько раз проходил над астероидом на сверхмалой высоте (до 2,5 км).

За год удалось получить огромное количество данных — гораздо больше, чем предусматривала программа полета. Например, только фотографий поверхности было сделано около 160 тыс., а лазерный дальномер провел 11 млн. измерений. Все это позволило построить детальную карту малой планеты, создать модель грави­тационного поля и прийти к выводу, что астероид состоит из твердого вещества, хотя и растресканного (по-видимому, вследствие столкновения с близким по размеру телом в далеком прошлом). Измерения в инфракрасном, рентгеновском и гамма-диапазоне рассказали о спектральных свойствах и составе Эроса. Его вещество по составу близко к веществу метеоритов-хондритов. Естественных спутников у астероида не обнаружили.

Официально миссию NEAR предполагалось завершить 14 февраля 2001 г.: средства дальней космической связи требовались для работы с другими межпланетными аппаратами, топливо на борту подходило к концу, к тому же заканчивались выделенные на проект денежные средства.

Специалисты оказались перед сложным выбором. Они могли просто отключить бортовое оборудование и "забыть" об аппарате, могли направить его к поверхности Эроса и до последнего момента вести фоторепортаж. А могли сотворить "нечто".

Вот на этом "нечто" американцы и остановились. Они решили сделать то, для чего NEAR не был предназначен — посадить его на поверхность малой планеты. При этом они ничем не рисковали. Программа полета и так была выполнена и перевыполнена, и даже неудачная посадка все равно рассматривалась бы как большой успех, поскольку позволяла приобрести бесценный опыт, задел на будущее.

Конец января и первую половину февраля 2001 г. навигаторы и "управленцы" были загружены работой. Следовательно все рассчитать, основательно подготовиться к заключительному "броску". 2 и 6 февраля провели два маневра прицеливания. Время спуска выбрали таким образом, чтобы в ходе снижения остро­направленная антенна была направлена на Землю, а солнечные батареи аппарата — освещены Солнцем.

И вот наступил знаменательный день — 12 февраля 2001 г. Вероятность успеха была незначительной. Но, как это часто случается, когда никто не надеется на удачу, она приходит. В день посадки в зале управления было многолюдно, присутствовали журналисты. Все напряженно следили за данными, получаемыми с борта зонда. Никто не скрывал радости, когда директор программы Роберт Фаркуар (Robert Farquhar) повернулся к камерам и торжественно заявил: "Я счастлив сообщить, что аппарат NEAR коснулся поверхности Эроса. Мы продолжаем получать с борта некоторые сигналы, так что, очевидно, он продолжает передавать данные непосредственно с поверхности... Впервые космический аппарат сел на малое тело Солнечной системы". Аплодисменты и поздравления были ему ответом.

NEAR "сел" южнее седловины Химерос (Himeros). Примерно через час после посадки средства Сети дальней связи зафиксировали работу телеметрического передатчика станции.

Через шесть часов удалось принять один кадр телеметрии, переданный с использованием бортовой ненаправленной антенны. На это никто даже не надеялся. Телеметрия показала, что все бортовые системы в норме.

Феноменальный успех позволил группе NEAR просить о продолжении работ с аппаратом. Естественно, средства на это немедленно выделили из резерва, и работа была продлена до 24 февраля.

Межпланетный зонд проработал на Эросе до конца месяца, собрал и передал на Землю важную информацию о химическом составе астероида, о концентрации в грунте химических элементов. 28 февраля в полночь по Гринвичу закончился последний сеанс связи. На борт отправили программу инициализа11ии "режима спяч­ки" (отключение спектрометра и подсистемы навигации и управления), но, чтобы не прерывать передачу научных данных, предусмотрели ее срабатывание по таймеру. Непосредственно перед окончанием сеанса аппарату был передан приказ отключить систему телеметрии и активный бортовой передатчик. После его исполнения сигнал с аппарата прекратился.

"Мы раскрыли некоторые тайны и столкнулись с новыми загадками, — сказал научный руководитель проекта доктор Эндрю Ченг (Andrew Cheng). — Теперь мы поделимся огромным объемом данных с учеными мира, чтобы вместе разобраться в них, обсудить, и, я надеюсь, нам помогут открыть такие факты об Эросе и Солнечной системе, которых сегодня еще никто не знает".

Обработка данных, собранных NEAR, продолжается до сегодняшнего дня. Они регулярно публикуются в научных журналах, хотя и не привлекают такого внимания, как это было в те дни, когда зонд "шел на посадку". А снимки поверхности астероида до сих пор являются украшением многих фотовыставок, которые демонстрируют величайшие достижения человечества в покорении просторов Вселенной.

Легендарный MGS

"Придя в себя" после неудачи со станцией Mars Observer, Соединенные Штаты 7 ноября 1996 г. начали реализацию, пожалуй, самой удачной миссии к Красной планете из завершившихся к настоящему времени. В тот день с помощью ракеты Del-ta-2 был запущен космический аппарат Mars Global Surveyor. Он вышел на ареоцентрическую орбиту 11 сентября 1997 г. и для изменения ее параметров впервые использовал аэродинамическое торможение. С перерывами оно продолжалось до февраля 1999 г., после чего MGS начал исправно снабжать ученых высококачественными снимками марсианской поверхности. Он стал первым аппаратом, сфотографировавшим другие искусственные спутники Марса, и долгие годы оставался главным источником информации о планете.4 Миссия продлевалась трижды, но прервалась 2 ноября 2006 г., когда Земля и Марс находились по разные стороны от Солнца, и связь со станцией была затруднена.0 Согласно заключению экспертов NASA, причиной отказа оборудования стал сбой в памяти бортового компьютера, "на-ложивщийся" на ошибочную радиокоманду, посланную из центра управления. Последний слабый сигнал от MGS приняли 5 ноября...

Неудачник "Марс-8"

Российская Федерация, сменившая Советский Союз на космической арене, за 16 лет своего существования предприняла всего лишь одну попытку запуска межпланетной станции. Да и она, к сожалению, оказалась неудачной. Действительно, нельзя же считать полновесным участием в межпланетных исследованиях российские приборы, которые "позволяли" размещать на борту американских зондов, или пусковые услуги, предоставляемые Европейскому космическому агентству для отправки космических аппаратов в сторону Марса и Венеры. Межпланетные миссии в СССР готовились в обстановке суровой секретности и получали наименование, лишь выйдя за пределы сферы земного притяжения. Их рабочие индексы состояли из названия планеты, к которой должна была отправиться станция, двух последних цифр года и иногда буквы (если похожих миссий в этом году предполагалось осуществить несколько). Теперь завеса секретности снята, и в прессе будущая межпланетная экспедиция, наряду с официальным именем "Марс-8", часто фигурировала и под названием "Марс-96".

16 ноября 1996 г. стартовавшая с космодрома Байконур ракета-носитель "Протон-К" вывела станцию с пристыкованным к ней разгонным блоком на околоземную орбиту. Именно "разгоните" и должен был обеспечить отправку аппарата к Красной планете. Однако у него, как это не раз бывало в истории еще со­ветской космонавтики, не включился двигатель, и станция осталась "в объятиях" земного притяжения. Но и там она пробыла недолго. Спустя сутки "Марс-8" сошел с орбиты и затонул в Тихом океане в районе острова Пасхи. По некоторым сообщениям, фрагменты аппарата достигли Южной Америки и упали в районе границы Чили и Аргентины в труднодоступных горных районах.

Других попыток изучения иных миров Россия пока не предпринимала. Будем надеяться, что это ей удастся в 2009 г., на который запланировано начало миссии "Фобос-грунт", предусматривающей доставку на Землю образцов с поверхности крупнейшего спутника Марса.