Современные роботы 2, или Дальний космос

Речь идет об исследованиях дальнего космоса, то есть той части нашей галактики, которая лежит за пределами геостационарной орбиты и магнитного поля Земли.
Как я обещал в прошлой статье, данная будет посвящена космическим роботам.
Насколько скромны современные заслуги пилотируемой космонавтики перед обществом, настолько ярко на их фоне выглядят достижения роботов. Экономические трудности, из-за которых профессия, некогда бывшая мечтой большинства советских мальчишек, низведена до уровня извозчиков для туристов. Или трагедии, откинувшие во времени пилотируемую астронавтику в США. Нет, конечно, нельзя говорить о полном «провале» человека в космосе. Но все человеческие миссии, включая запуски китайских «Шэньчжоу» и слабую активность на МКС трудно сравнивать с сенсационными вояжами автоматических станций.
Электронные форпосты землян
Список беспилотных космических аппаратов намного длиннее списка пилотируемых, а в сферу их исследований уже сегодня входят области, куда человека планируют отправить лишь через несколько лет: Луна, Венера, Марс, Сатурн, кометы, пояса астероидов, границы Солнечной системы и многое другое. Вот только несколько из них, совершивших в прошлом году наиболее значимые открытия.
«Кассини-Гюйгенс» (Cassini-Huygens) — совместный проект NASA, Европейского управления космических исследований (ESA) и Итальянского космического агентства.
Запущенная 15 октября 1997 года станция, была спроектирована, разработана и собрана в JPL (Лаборатории реактивного движения, подразделении Калифорнийского технологического института в Пасадене).
Основная цель миссии — передача на землю качественных фотографий и других данных о Сатурне и его спутниках, а также посадка зонда «Гюйгенс» на Титан. Станция снабжена двумя бортовыми камерами, также созданными в JPL. Центр обработки получаемых изображений базируется в Космическом институте в Боулдере, Колорадо.
Кроме камер станция и зонд оснащены еще множеством научных инструментов, это разнообразные спектрометры, работающие в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах волн, спектрометры заряженных и нейтральных космических частиц, радар, различное оборудование для магнитных измерений, анализатор космической пыли и т.п.
Благодаря изображениям, переданным этим уникальным тандемом, было совершено множество открытий, в частности, обнаружено озеро, заполненное жидкостью, и впадающие в него ручьи на спутнике Сатурна Титане. Оно стало первым водоемом, найденным за пределами Земли! А на другом спутнике — Энцеладе, обнаружено наличие атмосферы и ледяные гейзеры, подпитывающие частицами льда одно из колец Сатурна.
Кроме этого, станция и зонд передали на землю еще множество снимков Сатурна, его спутников и колец.
Перечислять все заслуги «Кассини-Гюйгенс» перед наукой, задача не одной статьи, тем более, что миссия еще не закончена. Для тех, кто хочет узнать больше об открытиях, есть множество прошлогодних статей на российском сайте «Мембрана» или свежая информация на оригинальном сайте миссии на портале ESA. Там же, представлена трехмерная модель аппарата.
Другая, «нашумевшая» в прошлом году миссия — проект NASA «Deep Impact».
Запущенный в январе 2006 года, космический аппарат 4 июля столкнулся с кометой Темпеля 1. Точнее с кометой столкнулась специальная предназначенная для удара часть аппарата, 372-килограммовый ударник (Impactor), на скорости 37 тысяч километров в час. Столкновение оставило на комете воронку размером с футбольное поле и привело к выбросу кометного вещества, состав которого изучался и анализировался спектрометрами установленными на второй части аппарата, исследовательской. И конечно, за столкновением наблюдали многие обсерватории мира, включая космические телескопы Hubble, Chandra и Spitzer, тоже, кстати, полностью беспилотные системы, управляемые с Земли.
Миссия «Deep Impact» дала много научных данных о составе кометного вещества, но, наверное, в историю она войдет как самый дорогой фейерверк ко Дню независимости США.
Подробнее о самом роботе, можно узнать на сайте миссии.
Более близкое событие, связанное с участием космического робота — это завершение миссии SMART-1, 3 сентября 2006 года, в 9 часов 42 минуты зонд SMART-1 врезался в поверхность Луны в районе так называемого Lacus Excellentiae (Озера Превосходства).
Зонд SMART-1 был запущен Европейским космическим агентством ESA 28 сентября 2003 года ракетой-носителем «Ариан-5».
Легкий (365 кг) аппарат был оснащен маршевым ионным двигателем и стал первым аппаратом такого рода, направленным к иному небесному телу. Ранее благодаря ионному двигателю удалось спасти телекоммуникационный спутник Artemis, который не удалось вывести на штатную геостационарную орбиту из-за нештатной работы ракеты-носителя. На зонде отрабатывалось также перспективное оборудование — в частности, система передачи данных на Землю по лазерному лучу.
Робот, как и его коллеги, успел немало потрудиться во славу науки, но главная интрига его миссии так и осталась нераскрытой. Согласно начальным заявлением одной из задач была инспекция мест посадки на Луну кораблей Apollo. Четкие фотографии сделанные зондом должны были навсегда поставить точку в вопросе о том, были ли американцы на Луне? Но с самого начала миссия оказалась окутана завесой тайны.
В конце концов, снимков предоставленных для свободного просмотра оказалось совсем немного, а разрешение их настолько низким, что на них не видно толком даже следов от корабля, не говоря уже об отпечатках ботинок или американских флагах. Вот тот самый снимок на сайте ESA , он сделан с высоты 1769 км. с разрешением 159 метров на пиксель (точку на изображении).
Подробнее о роботе можно узнать на сайте ESA .
Вроде бы в этой статье уже приведено достаточно примеров, но это только малая часть всех космических роботов. Даже если не считать искусственные спутники Земли, можно сказать что роботы в космос отправляются не реже космонавтов-людей, с той лишь разницей что люди рано или поздно возвращаются на землю, а роботы остаются работать в космосе или запланировано там «погибают».
Так автоматический зонд Voyager-1 уже почти 30 лет продолжает вести исследования солнечной системы. В прошлом году он добрался до границы системы и пересек ее, что тоже стало сенсацией в научном мире.
Впрочем, и роботы иногда возвращаются на Землю. Сегодня в лабораториях ученые исследуют вещество кометы Wild, собраное и доставленное зондом Stardust.
А ответ на классический вопрос: «Есть ли жизнь на Марсе?» сейчас тоже ищут роботы, точнее целая армия марсианских роботов.
Один из европейских марсианских разведчиков — аппарат Mars Express недавно раскрыл загадку «марсианского сфинкса», тайну, существовавшую с 1976 года — с тех самых пор, когда изображение расположенной на поверхности Марса гигантской, размером с гору, «скульптуры» напоминающей лицо человека, передал на Землю американский аппарат Viking 1.
Европейские аппараты не единственные исследователи четвертой планеты, марсоходы NASA Spirit и Opportunity уже оставили свой след, как на поверхности Марса, так и в истории марсианских исследований.
А в агентстве уже активно обсуждаются три новых крупных проекта — аппарат «Феникс» (Phoenix Mars Lander), «марсианская научная лаборатория» (Mars Science Laboratory, MSL) и зонд, предназначенный для доставки образцов марсианского грунта на Землю (Mars Sample Return). Запуск «Феникса» намечен на август 2007 г. Аппарат совершит мягкую посадку спустя 10 месяцев, и в течение последующих трех месяцев будет исследовать марсианскую атмосферу, а самое главное — впервые произведет бурение поверхности на месте посадки вблизи северного полюса, где орбитальный аппарат «Одиссей» в 2002 г. обнаружил большие запасы подпочвенного льда. Анализ образцов грунта и водяного льда, извлеченных из разных глубин, дает шансы найти следы жизни на этой планете.
Аппарат MSL, запуск которого планируется в 2009 г., будет представлять собой усовершенствованный вариант марсоходов с намного большим набором научных приборов. Что касается следующего, гораздо более сложного в техническом плане проекта Mars Sample Return, который предположительно планируется осуществить между 2011 и 2014 гг., то здесь пока нет полной определенности. Все будет зависеть от результатов предшествующих полетов.
Как отмечают специалисты NASA, марсоходы собрали намного больше геохимической информации о Марсе, чем ожидалось. Но, несмотря на то, что они доказали целесообразность дальнейшего использования дистанционно управляемых автоматических аппаратов, ни у кого нет сомнений, что эффективность действий человека многократно выше.
Будущее в космосе принадлежит роботам?
Да, ни один современный робот не сможет сравниться по эффективности с человеком. Поэтому сейчас готовятся уже пилотируемые полеты на Луну и даже на Марс. Но для их реализации конструкторам нужно решить еще множество проблем, собрать необходимую для сохранения жизней космонавтов информацию, в частности, о том, как защититься от космической радиации. И многие из этих задач опять лягут на «стальные плечи» роботов.
Мне тоже хочется верить, что мечты писателей-фантастов прошлого века об отважных капитанах космических кораблей исследующих потаенные уголки галактики когда-нибудь сбудутся.
Но случится это или нет, скорее всего, слава первооткрывателей дальнего космоса будет принадлежать роботам.