14 марта в 12:31 (Мск) с космодрома Байконур состоялся пуск ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М», которые вывели в космос космические аппараты миссии «ЭкзоМарс»-2016, совместного проекта ГК «Роскосмос» и Европейского космического агентства (ЕКА).
После четырех успешных включений разгонного блока произошло отделение связки космических аппаратов Trace Gas Orbiter (TGO) и «Скиапарелли», и начался перелет к Марсу.
В 00:29 (Мск) наземной станцией в Малинди (Кения) был получен первый радиосигнал, примерно через час состоялась передача на борт первой тестовой телекоманды. Управление принял Европейский Центр управления полетами в Дармштадте (Германия).
Межпланетный перелет будет длиться около 7 месяцев. После прибытия к Марсу в середине октября 2016 г. запланированы отделение и посадка на поверхность посадочного модуля «Скиапарелли». Оставшийся на орбите TGO с середины декабря 2016 г. начнет маневры по снижению орбиты, переходящие в фазу аэробрейкинга (снижение высоты орбиты с помощью атмосферы Марса), которая продлится от 6 до 9 месяцев. Конечная цель — достижение круговой орбиты с высотой 400 км над поверхностью Марса. Длительность номинальной миссии — марсианский год или около 687 земных суток.
Российские исследователи участвуют в комплексе научной аппаратуры на борту орбитального аппарата Trace Gas Orbiter (TGO), предназначенного для дистанционного изучения атмосферы и поверхности Марса. Два прибора из четырех на борту TGO созданы в Институте космических исследований РАН: комплекс спектрометров АЦС для изучения химии атмосферы Марса и нейтронный детектор ФРЕНД для исследования распространенности водяного льда и водородсодержащих соединений в верхнем слое грунта.
Одна из главных задач комплекса АЦС — наблюдать за веществами, которых в марсианской атмосфере очень мало, и требуется очень высокая чувствительность, чтобы зарегистрировать их (речь в первую очередь идёт о газах, которые содержатся в атмосфере в следовых количествах, — отсюда название аппарата «Trace Gas Orbiter»). Чувствительность спектрометров комплекса АЦС достигается нескольких частиц на триллион. Интересна динамика «поведения» таких газов: многие из них, в частности, метан — короткоживущие, то есть довольно быстро распадаются или вступают в химические реакции. Поэтому по их количеству, концентрации и тому, где они регистрируются, можно судить о современных процессах на Марсе. Вместе с АЦС такие наблюдения будет вести и европейский прибор NOMAD.
Нейтронный детектор ФРЕНД продолжает эксперименты по картированию распространенности водяного льда в грунте планеты, которые ведутся в ИКИ РАН с начала 2000-х гг. Более высокое — по сравнению с предыдущим сходным экспериментом — пространственное разрешение прибора позволит, во-первых, «увидеть» тонкие детали отложений вечной мерзлоты под поверхностью Марса, и, во-вторых, выбрать наиболее интересное место для последующих исследований. Кроме этого, с помощью дозиметрического модуля «Люлин-МО» в составе прибора (разработка Института космических исследований и технологий Болгарской академии наук), будет измеряться радиационный фон на трассе перелёта и на орбите вокруг Марса.
Первое включение приборов для проверки их работоспособности запланировано на начало апреля 2016 года.
Запуск миссии «ЭкзоМарс-2016» стал для России первым успешным пуском к Марсу за 28 лет после стартов космических аппаратов «Фобос» в 1988 г. (уточним, что речь идёт именно об отечественной миссии). Сейчас российские приборы работают в составе научной нагрузки аппаратов США и Европы: «Марс Одиссей» (НАСА, 2001), «Марс-Экспресс» (ЕКА, 2003), марсоходы «Спирит», «Оппортьюнити» (НАСА, 2003) и «Кьюриосити» (НАСА, 2011).
***
Проект “ЭкзоМарс” — совместный проект Роскосмоса и Европейского космического агентства.
Проект «ЭкзоМарс» реализуется в два этапа. Первая миссия с запуском в 2016 году включает два космических аппарата: орбитальный Trace Gas Orbiter (TGO) для наблюдений атмосферы и поверхности планеты и посадочный модуль «Скиапарелли» (Schiaparelli) для отработки технологий посадки.
Научные задачи аппарата TGO — регистрация малых составляющих марсианской атмосферы, в том числе метана, картирование распространенности воды в верхнем слое грунты с высоким пространственным разрешением порядка десятков км, стереосъёмка поверхности. На аппарате установлены два прибора, созданные в России: спектрометрический комплекс АЦС (ACS — Atmospheric Chemistry Suite, Комплекс для изучения химии атмосферы) и нейтронный телескоп высокого разрешения ФРЕНД (FREND, Fine Resolution Epithermal Neutron Detector).
Второй этап проекта (запуск 2018 г.) предусматривает доставку на поверхность Марса российской посадочной платформы с европейским автоматическим марсоходом на борту. На марсоходе установлен комплекс научной аппаратуры «Пастер», в который входит два российских прибора: ИСЕМ и АДРОН-РМ. Главная цель исследований с борта марсохода — непосредственное изучение поверхности и атмосферы Марса в окрестности района посадки, поиск соединений и веществ, которые могли бы свидетельствовать о возможном существовании на планете жизни. Россия отвечает за посадочную платформу, которая доставит марсоход на поверхность планеты. После схода марсохода платформа начнёт работать как долгоживущая автономная научная станция. На её борту будет установлен комплекс научной аппаратуры для изучения состава и свойств поверхности Марса.
Россия предоставляет для запусков ракету-носитель тяжелого класса «Протон-М» и разгонный блок «Бриз-М», которые разработаны и серийно производятся в Космическом Центре им. М.В.Хруничева. Космические аппараты TGO и "Скиапарелли" изготовлены европейской компанией Thales Alenia Space. В рамках обоих этапов в России будет создан объединенный с ЕКА наземный научный комплекс проекта «ЭкзоМарс» для приёма, архивирования и обработки научной информации.