NASA потеряло связь с автоматической межпланетной станцией MAVEN
Специалисты NASA пытаются восстановить связь с аппаратом MAVEN. Он уже более десяти лет работает на орбите Марса и считается одним из ключевых элементов в исследовании Красной планеты. Инцидент произошел 6 декабря во время плановой работы спутника.
В тот день MAVEN выполнял обычный виток вокруг Марса. Связь прервалась в момент, когда аппарат скрылся за планетой. Такие потери сигнала случаются регулярно и не вызывают беспокойства. Сеть дальней космической связи NASA обычно восстанавливает контакт сразу после того, как спутник выходит из радиотени. Однако в этот раз ожидаемого подключения не произошло. Агентство сообщило о проблеме в обновлении от 9 декабря. Сейчас операционные команды выясняют причины аномалии.
До потери контакта все системы межпланетной станции работали в штатном режиме. Данные телеметрии показывали правильную траекторию движения. Инженеры предполагают, что орбита спутника не изменилась из-за сбоя. Операторы NASA продолжают посылать сигналы в расчетные точки нахождения зонда и надеются получить ответ.
MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) запустили в космос в ноябре 2013 года для изучения взаимодействия солнечного ветра и марсианской атмосферы. Спустя десять месяцев он достиг цели и приступил к работе на эллиптической орбите высотой 150 х 6200 км и наклонением 74º, хотя несколько раз уменьшал свой перицентр до 125 км, чтобы лучше изучить верхние слои атмосферы. Приборы на его борту помогали ученым понять, как менялась газовая оболочка Красной планеты на протяжении миллионов лет.
Они установили, что солнечный ветер уносит примерно 100 граммов марсианских газов в секунду. Это может показаться незначительным, но за миллиарды лет эффект будет огромным. Во время солнечных бурь, сопровождаемых выбросами корональной массы, утечка газа из атмосферы увеличивается в десять-двадцать раз. Значит, когда Солнце было моложе и активнее, Марс терял атмосферу быстрее.
Уже давно известно, что Марс постоянно теряет свою разреженную атмосферу из-за непрерывного воздействия солнечного ветра. Ученые, работающие с зондом, неоднократно публиковали результаты исследований, раскрывающие процесс эрозии марсианской газовой оболочки. Однако суть причины потери атмосферы остается неизменной: ее разрушает солнечный ветер, поскольку у Красной планеты нет сильного магнитного поля, как на Земле. До недавнего времени оставалось неясным, как именно этот процесс происходит.
Солнечный ветер состоит в основном из электронов и ядер водорода и гелия, которые переносят магнитное поле. Оно порождает электрическое поле в верхних слоях атмосферы Марса, ускоряющее ионы, созданные ультрафиолетовым излучением Солнца. В итоге некоторые ионы покидают атмосферу и не возвращаются.
Частицы солнечного ветра сталкиваются с нейтральными молекулами атмосферы, ионизируют их и выбрасывают последние в космос. Ионы покидают Марс через две зоны. Первая, называемая «хвостом», направлена от Солнца. Она образуется из-за постоянных столкновений солнечного ветра с атмосферой Марса. Если представить солнечный ветер как поток воздуха, можно было бы подумать, что все ионы выходят через хвост. Однако солнечный ветер — это плазма из заряженных частиц, а не просто течение газа. Поэтому вторая зона выхода, известная как «шлейф», направлена к северному полюсу эклиптики и перпендикулярна электрическому полю.
MAVEN впервые подтвердил, что большинство ионов покидают Марс через «хвост», как предсказывали теории. Однако он также обнаружил значительный вклад «шлейфа» — 25% от общего числа ионов. Скорость частиц в струе оказалась намного выше, чем в хвосте.
Марсианская атмосфера в прошлом была плотнее, что позволяло жидкой воде существовать на поверхности планеты длительное время. Первые несколько сотен миллионов лет у Марса было глобальное магнитное поле, но его исчезновение из-за охлаждения ядра привело к прекращению геомагнитного «динамо». С тех пор атмосфера подвергается эрозии из-за солнечного ветра и низкой гравитации. 3,7 миллиарда лет назад большая часть марсианской атмосферы исчезла в космосе.
Увы, данные MAVEN не позволили точно сказать, происходило ли исчезновение марсианской атмосферы постепенно — из-за солнечных бурь и других факторов — или же какое-то катастрофическое событие, например, столкновение с крупными астероидами или кометами, ускорило этот процесс.
MAVEN — первый зонд, полностью посвященный изучению взаимодействия солнечного ветра и марсианской атмосферы и оснащенный самым современным оборудованием. Однако он не первый, кто исследовал эту тему параллельно решению других задач. Еще в конце 1980-х годов европейский прибор ASPERA на борту советского зонда «Фобос-2» обнаружил, что Марс теряет 3 × 10²⁵ ионов кислорода (O⁺) в секунду. Позже эксперимент ASPERA 3, который длился десять лет, изучил марсианскую атмосферу с орбитального аппарата Mars Express, принадлежащего ЕКА. Он выявил, что атмосфера теряет 20 граммов массы в секунду, что составляет около одной пятой от скорости, зафиксированной MAVEN, и примерно 1% от скорости, предполагавшейся «Фобосом-2» .
Вкратце, мало сюрпризов. Результаты MAVEN очень хорошо согласуются с существующими теоретическими моделями. Мы привыкли к тому, что космические зонды постоянно удивляют нас новыми открытиями и раскрывают грани Вселенной, о которых мы совершенно не подозревали, но время от времени полезно получать от них подтверждение того, что мы на правильном пути.
Все о Марсе: есть ли жизнь, сколько лететь и почему называют Красной планетой
Аппарат выполняет и другую важную функцию. Он служит ретранслятором для марсоходов, которые находятся на поверхности. Через него роверы Perseverance и Curiosity отправляют собранные данные на Землю. В этой работе MAVEN помогает группировка других спутников.
Вместе с ним связь обеспечивают аппараты NASA Mars Reconnaissance Orbiter и Odyssey, а также европейские станции Mars Express и Exomars Trace Gas Orbiter. Выход одного из ретрансляторов из строя может замедлить передачу научной информации. NASA обещает поделиться новыми подробностями о состоянии миссии по мере их поступления.
Источник иллюстрации на обложке: NASA / Goddard Space Flight Center
