Риск по дороге к Марсу

«Фобос-грунт» далеко не первый отечественный аппарат, с которым возникают те или иные проблемы на пути к Марсу. Достаточно сказать, что из всей программы «Марс» не было ни одного полностью успешного полета — аппараты выходили из строя по пути к планете, промахивались мимо, разбивались при спуске или прекращали передачу данных сразу после посадки.

Не идеальной была и американская программа изучения планеты — «Маринер-3» не смог раскрыть солнечные батареи, «Маринер-8» упал на Землю, с Mars Climate Orbiter потеряли связь по пути, а Mars Polar Lander пропал при входе в атмосферу Красной планеты вместе с двумя зондами Deep Space 2. Японское космическое агентство потеряло «Нодзоми» (аппарат из-за замерзания топлива не смог затормозить и пролетел мимо Марса), а попытка Евросоюза создать недорогой марсианский зонд «Бигль-2» окончилась крахом в прямом смысле слова: названный в честь корабля Чарлза Дарвина аппарат перестал выходить на связь после посадки. А скорее после удара о грунт — истину, вероятно, удастся установить в весьма отдаленном будущем.

Список причин, по которым марсианские спутники, посадочные аппараты и даже просто пролетные зонды (те, что должны были пройти мимо планеты) не выполняли своих задач, велик. Часть погубили ракеты-носители — например, обе советские межпланетные станции 1М, запущенные еще осенью 1960 года, ждал бесславный конец в атмосфере Земли из-за того, что двигатели ракеты «Молния» либо не включались вовремя, либо отказывали из-за замерзания топлива. Первые в мире зонды к другой планете даже не попали в космос «по-настоящему»!

Спустя 51 год, сбои в работе ракетных двигателей по-прежнему приводят к авариям — достаточно вспомнить грузовой корабль «Прогресс», рухнувший на алтайскую тайгу горящими обломками 24 августа. Вторая подстерегающая межпланетные зонды опасность тоже не уникальна: сбой в разгонном блоке увел в сторону «Экспресс-АМ4» в 2011-м и привел к потере как марсианского 2МВ-4 в 1962-м, так и венерианской станции «Венера-70А» в 1970-м.

Разгонные блоки — это аппараты, которые позволяют покинуть низкую орбиту вокруг Земли и набрать нужную для полета скорость. Они используются как для выведения на геостационарную орбиту телекоммуникационных спутников, так и для отправки к другим планетам исследовательских станций, подобных «Фобос-грунту». Разгонный блок является своего рода адаптированной ракетой-носителем, что означает все те же риски: взрыв, выход из строя двигателей, сбои в системах навигации или управления. Разница только в том, что если бы не запустились двигатели второй ступени ракеты-носителя «Зенит», марсианский зонд упал бы сразу, а на низкой орбите специалисты имеют запас времени на устранение проблемы.

После того как требуемая скорость набрана, отправленный в межпланетный полет робот сталкивается с повышенным уровнем радиации. Вне защищающего нашу планету магнитного поля радиационный фон во время вспышки на Солнце может немногим уступать пространству внутри ядерного реактора — для управляющей электроники это серьезное испытание. Кроме того, аппарат, с одной стороны, греет Солнцем, с другой стороны — он сам отдает тепло за счет инфракрасного излучения, а вакуум вокруг служит хорошим теплоизолятором. Просчеты конструкторов системы терморегуляции приведут либо к перегреву, либо, напротив, к замерзанию топливопроводов. Японскую «Нодзоми» подвело именно это.

Вдали от Земли приходится постоянно держать антенны строго нацеленными на нашу планету или по крайней мере уметь самостоятельно ее находить после очередного поворота. Один разворот антенны «не туда» с потерей ориентации приведет к тому, что даже полностью исправный аппарат его создателями будет утрачен — бесценная информация пройдет мимо приемных антенн на Земле. Ошибки в программном коде, которые «подвесят» бортовой компьютер, тоже могут оказаться фатальными, ибо перезагружать его нажатием аварийной кнопки на марсианской орбите некому.

Разумеется, многие опасные ситуации просчитываются заранее, и об их преодолении думают еще до того, как будет готов первый комплект чертежей. Утраивание важных блоков (если их всего лишь сдублировать, не всегда удастся определить тот, который даст неправильные данные, три одинаковых избавлены от этого недостатка), специальные радиационно стойкие микросхемы, «безопасный режим» для бортового компьютера с возможностью аварийного перезапуска, проверки как отдельных узлов, так и аппарата в целом на Земле — все это снижает риски, но не сводит их к нулю.