Космические исследования в России – планеты Солнечной системы и их спутники
В предыдущих наших статьях мы рассказывали об исследовании объектов дальнего космоса, где прогресс в основном связан с развитием средств наблюдения, расширением доступного диапазона регистрируемого излучения, увеличением углового разрешения и пр. В этой статье речь пойдет об относительно близких к нам объектах – планетах нашей Солнечной системы, принципиальным отличием в исследованиях которых является то, что с началом космической эры они стали доступными и для непосредственного изучения. Исследование объектов ближнего космоса приобретает сейчас особую важность – помимо получения новых фундаментальных знаний, также и в связи с перспективами, хоть и достаточно отдаленными (порой даже сейчас кажущимися научной фантастикой), последующего освоения ближайших небесных тел для различных целей, включая использование их в качестве потенциальных источников космических ресурсов. Эти исследования сейчас активно развиваются во всем мире и, несмотря на многие организационные и финансовые трудности, нашей стране здесь тоже есть чем гордиться.
Меркурий
Будем двигаться в направлении от Солнца и начнем с ближайшей от него планеты – Меркурия, вблизи которого сейчас начинает работу Европейско-японский проект «БепиКоломбо». Эта миссия включает два аппарата: европейский MPO (Mercury Planetary Orbiter), основная цель которого состоит в изучении самого Меркурия, и японский Mio (ранее MMO, Mercury Magnetospheric Orbiter), нацеленный на исследования магнитосферы планеты. Во время перелета аппараты соединены в один комплекс с помощью меркурианского перелетного модуля MTM. Странное название проекта – это просто имя итальянского баллистика (Джузеппе Коломбо, 1920—1984), сконструировавшего сложную, но экономичную схему перелета к Меркурию с использованием гравитационных маневров у Земли и Венеры. Перелет по такой схеме занимает всего 7 лет. За это время блок аппаратов должен совершить девять гравитационных маневров: вокруг Земли, дважды вокруг Венеры и шесть раз вокруг Меркурия. Шестой гравитационный маневр вокруг Меркурия был осуществлен в январе 2025 года, а в конце 2026 года ожидается уже выход на околомеркурианскую орбиту.
На обоих аппаратах миссии – планетном и магнитосферном – установлено несколько российских либо созданных с российским участием (Институт космических исследований РАН – ИКИ РАН) приборов, а именно: Меркурианский гамма- и нейтронный спектрометр (Mercury Gammaray and Neutron Spectrometer, MGNS), предназначенный для изучения элементного состава вещества поверхности Меркурия – российский прибор; ультрафиолетовый спектрометр для исследования состава и динамики экзосферы Меркурия (Probing of Hermean Exosphere by Ultraviolet Spectroscopy, PHEBUS) – российское участие заключается в разработке входного оптического блока с системой наведения прибора в заданном направлении; камера наблюдения в лучах натрия для определения причин появления натрия в экзосфере Меркурия (Mercury Sodium Atmospheric Spectral Imager, MSASI) – российский вклад – блок оптико-механической развертки для получения изображения. Панорамный энерго-масс-спектрометр положительно заряженных ионов (Planetary Ion Camera, PICAM), входящий в состав плазменного комплекса SERENA (Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundances) – вклад российской стороны (ИКИ РАН) — разработка электронно-оптической схемы.
Венера
Венера по праву может считаться русской (точнее – советской) планетой. Основанием для этого утверждения служат чрезвычайно успешная советская программа исследований этой планеты, реализованная еще в 1960— 1980-х годах (проекты серии «Венера» и «Вега»). В результате десяти успешных мягких посадок и работ на поверхности планеты продолжительностью до двух часов был получен значительный объем уникальных научных знаний об этой ближайшей к нам планете, в частности, получены данные о давлении и температуре у поверхности, информация о составе атмосферы и особенностях ее циркуляции, составе венерианских пород, особенностях рельефа и многое другое.
После этой великой эпохи советских экспедиций к Венере, впервые после 20-летнего перерыва, российские эксперименты проводились у Венеры в 2006 году на борту европейской миссии «Венера-Экспресс» (Venus Express, VEX).
Вообще, теснейшее сотрудничество с Европейским космическим агентством (ЕКА) существенно помогло российским ученым пережить эпоху безвременья и отсутствие собственных космических проектов. На КА «Венера-Экспресс» стояло два совместных российско-французских спектрометра: планетный Фурье-спектрометр PFS и ультрафиолетовый и инфракрасный атмосферный спектрометр – SPICAV/SOIR. В трех экспериментах – VIRTIS, VMC, ASPERA – российские ученые принимали участие как соисследователи. Изучалась обнаруженная еще в ходе советской программы загадочная быстрая суперротация атмосферы (в то время как сама планета вращается крайне медленно). Большой интерес вызвал и вулканизм, который на Венере заменяет земную тектонику плит. Сотрудник ИКИ РАН Д. В. Титов был одним из организаторов инициативной группы, предложившей проект «Венера-Экспресс». Также российские ученые и специалисты с самых ранних стадий участвовали в подготовке и формировании как проекта в целом, так и научных экспериментов. Миссия была завершена в 2014 году.
В последнее десятилетие Венера вышла на авансцену планетных исследований – якобы найдены следы примитивной микробной жизни в облаках, а некоторые смельчаки, несмотря на экстремальные значения существующих там давления (90 атм.) и температуры (~ 500°С), говорят и о возможной жизни на поверхности. Все эти экстремальные параметры – результат климатической неустойчивости атмосферы Венеры, возникшей благодаря предельно раскачавшемуся там парниковому эффекту. Это тоже немалый фактор постоянно растущего интереса к Венере – поиск понимания, как можно избежать подобной катастрофы на Земле.
