От горизонта до горизонта: 15 лет «Марс-Экспресс»

6 Июн 2018

2 июня 2003 года, европейский КА «Марс-Экспресс» был запущен с космодрома Байконур и отправился изучать Красную планету, став одним из наиболее успешных космических проектов. В честь пятнадцатой годовщины на сайте миссии опубликован эффектный снимок, на котором «от горизонта до горизонта» запечатлен самый интересный участок марсианской поверхности.

Марс на снимке представлен в непривычном ракурсе – «перевернутым» (с севером внизу). Центральную область изображения занимает поднятие Фарсида — крупнейшая вулканическая провинция Красной планеты. Здесь расположены колоссальные вулканические конусы и протяженные ветвящиеся каньоны, кора исчерчена глубокими трещинами и разломами.

Снимок Марса получен стереокамерой высокого разрешения (HRSC) КА «Марс-Экспресс» 12 октября 2017 года (с) ESA/DLR/FU Berlin, <a href="http://www.esa.int/spaceinimages/ESA_Multimedia/Copyright_Notice_Images"target="_blank">CC BY-SA 3.0 IGO</a>  

Снимок Марса получен стереокамерой высокого разрешения (HRSC) КА «Марс-Экспресс» 12 октября 2017 года, разрешение в центре снимка – около 1 км на пиксель, координаты центра – 25° северной широты, 245° восточной долготы (с) ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Снимок, полученный КА «Марс-Экспресс» 12 октября 2017 года, демонстрирует Фарсиду во всей красе. Лимб, затянутый тонкой голубоватой дымкой, ниже — густая сеть глубоких каньонов, называемых Лабиринт Ночи (Noctis Labyrinthus). Лабиринт Ночи является частью знаменитой Долины Маринера, которую можно видеть в левом верхнем углу изображения. Ниже расположены бурые конусы Аскрийской горы (Ascraeus Mons) и горы Павлина (Pavonis Mons) — двух из четырех гигантских вулканов Фарсиды, чья высота превышает 20 км. В левом нижнем углу сияют снега северной полярной шапки Марса.

Расположенное вблизи экватора, поднятие Фарсида занимает примерно четверть марсианской поверхности и играет очень важную роль в истории Красной планеты. Оно пересекает границу между южными нагорьями Марса и северными низменностями.

Высоты на Марсе отсчитываются относительно условного уровня, усредненного по марсианскому экватору. Этот уровень аналогичен земному «уровню моря», хотя никакого моря на Марсе нет. Поверхность Фарсиды приподнята относительно этого среднего уровня на высоту от 2 до 10 км. Провинция образовалась в результате подъема из недр грибовидного потока магмы, который приподнял кору, а затем вызвал ее растрескивание и просачивание лавы на поверхность, а также привел к формированию магматических камер, питавших вулканическую активность на протяжении долгого времени.

Фарсида также связана с образованием Долины Маринера — колоссальной системы каньонов, в четыре раза длиннее и глубже Большого Каньона в Аризоне, США. Часть Долины Маринера можно видеть в левом верхнем углу первого изображения. Подъем колоссальных объемов магмы привел к растрескиванию коры и частичному затоплению разломов жидкой лавой, которая расширяла края трещин, формируя Долину. С запада к Долине Маринера примыкает Лабиринт Ночи.

Ниже Аскрийской горы и горы Павлина на изображении можно увидеть кусочек горы Олимп (Olympus Mons), основная часть которой осталась за кадром. В отличие от бурых склонов этих трех вулканов гора Альба (Alba Mons) имеет карамельный цвет.

Кроме получения множества эффектных снимков за полтора десятилетия своей работы «Марс-Экспресс» провел глобальное картографирование и получил достаточно данных для конструирования 3D-модели поверхности Марса. Его радар обнаружил захороненные под слоем сухого грунта залежи водяного льда. Спектрометры изучали марсианскую атмосферу, в том числе примеси озона и метана, распространенность различных минералов, образование и рассеивание облаков и пылевых бурь. Станция исследовала также естественные спутники Марса Фобос и Деймос. 15 лет наблюдений, проведенных «Марс-Экспрессом», способствовали формированию нового взгляда на Марс как на некогда более теплую и влажную планету, возможно, дававшую приют примитивной жизни. Эти исследования подготовили почву для новых миссий, посвященных поиску следов древней жизни – в том числе совместным миссиям ЕКА и Роскосмоса по программе «ЭкзоМарс».

16 апреля 2018 года на стареющий аппарат было загружено новое программное обеспечение, призванное компенсировать износ шести гироскопов. 27 апреля «Марс-Экспресс» вернулся к научным наблюдениям. С 16 мая гироскопы практически не используются, хотя тонкая настройка загруженных программ займет еще несколько месяцев.

Поднятие Фарсида и окружающие детали рельефа на глобусе Марса (c) NASA/Viking, FU Berlin Топографическая карта представленной области (c) NASA/MGS/MOLA Science Team, FU Berlin
Поднятие Фарсида и окружающие детали рельефа на глобусе Марса (c) NASA/Viking, FU Berlin Топографическая карта представленной области (c) NASA/MGS/MOLA Science Team, FU Berlin


- Владислава Ананьева, портал «Солнечная система»

Справка: «Марс-Экспресс» — российский вклад

Европейская миссия «Марс-Экспресс» (Mars Express) была задумана после неудачи российского проекта «Марс-96» как его прямой наследник. В «Марсе-96» участвовали многие европейские организации, и новая миссия задумывалась для повторения экспериментов, которые планировалось провести на российском орбитальном аппарате.

В итоге задачи «Марса-Экспресс» включили изучение марсианской атмосферы и климата, минералогического состава и геологических структур поверхности, распространенности воды в разных формах на планете. Кроме этого, в рамках миссии на Марс планировалось доставить посадочный аппарат «Бигль-2» (Beagle 2, в память о корабле, на котором совершил путешествие Чарльз Дарвин), но при посадке на планету он был потерян.

Россия принимает участие в проекте с самого его начала. Важная роль в нём принадлежала Василию Ивановичу Морозу (1931–2004 гг.), тогда руководителю отдела физики планет и малых тел Солнечной системы Института космических исследований (ИКИ) РАН и научному руководителю миссии «Марс-96».

В.И. Мороз был участником спектроскопических экспериментов PFS, OMEGA и SPICAM на борту «Марса-Экспресса», инструмент для которых были изготовлены с участием России:

  • видимый и инфракрасный картирующий спектрометр OMEGA (Observatoire pour la Mineralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activite) предназначен для изучения минерального состава поверхности планеты, а также поиска воды в различных состояниях. Прибор был разработан и создан для проекта «Марс-96» во Франции под руководством Ж.-П. Бибринга (J.-P. Bibring, Институт космической астрофизики, Франция); сканер и прибора и входная оптика изготовлены и поставлены ИКИ. Научные руководители с российской стороны — д.ф.-м.н. Л.В. Засова (ИКИ РАН) и к.ф.-м.н. Р.О. Кузьмин (ИКИ РАН, ГЕОХИ).
  • планетный Фурье-спектрометр PFS (Planetary Fourier Spectrometer), также первоначально разработанный для миссии «Марс-96». Цель эксперимента — изучение атмосферы Марса, в первую очередь, её температуры на разных высотах. Прибор был изготовлен в Италии под руководством В. Формизано (V. Formisano). Научный руководитель эксперимента — М. Джуранна (M. Giuranna, Национальный институт астрофизики, Италия). Российские ученые и специалисты принимали участие в разработке прибора ПФС, в наземной калибровке, обработке и интерпретации данных, полученных на орбите. Детектирующие модули, включая чувствительные элементы обоих каналов прибора, изготовлены в России. Руководитель российской группы участников до 2004 г. — проф. В.И. Мороз, с 2004 г. — д.ф.-м.н. Л.В. Засова (ИКИ РАН).
  • инфракрасный и ультрафиолетовый спектромер SPICAM (The Spectroscopy for the Investigation of the Characteristics of the Atmosphere of Mars). Приборы был задуман для «Марса-96», но для европейской миссии пришлось почти на порядок уменьшить его массу, поэтому для нового SPICAM использовались совершенно новые технические подходы. Он был изготовлен во Франции с участием Бельгии, ИКИ РАН поставил ИК-спектрометр, полностью изготовленный в России. Нынешний научный руководитель эксперимента — Ф. Монмессан (F. Montmessin, лаборатория LATMOS, Франция). Соруководитель проекта с российской стороны — д.ф.-м.н. О.И. Кораблёв (ИКИ РАН).

Кроме этого, в большинстве научных групп европейского проекта (по одному на эксперимент) российские ученые работают в качестве соисследователей (co-investigators).

Аппарат был выведен в космос и отправлен на траекторию перелёта к Марсу 2 июня 2003 г. с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя «Союз» с разгонным блоком «Фрегат» (запуск обеспечен европейско-российским предприятием Starsem).

Femme

Дополнительная информация: 
  1. 01.06.2018 From horizon to horizon: Celebrating 15 years of Mars Express. Пресс-релиз Европейского космического агентства
  2. Портал «Солнечная система». Новости
  3. Проект «Марс-Экспресс» на сайте ИКИ РАН
  4. Сайт миссии «Марс-Экспресс» (ЕКА)