"Марс-Пасфайндер" - это второй из проектов программы "Дискавери". Цель ее - организация недорогих, но результативных полетов к разным телам Солнечной системы. Первый из космических аппаратов, запущенных по программе "Дискавери", аппарат "NEAR", стартовал в феврале 1996 г. "Пасфайндер" - третья успешная посадка американских космических аппаратов на Марс. В 1976 г. поверхности Марса достигли спускаемые аппараты "Викинг-1" и "Викинг-2".
В очень короткие сроки (за три года) были созданы новые аппаратоноситель и посадочный модуль (включая научную аппаратуру), испытана система безопасности посадки. С конструктивной точки зрения в этом проекте были удачно совмещены в едином полетном средстве функции межпланетного перелета, внедрения в марсианскую атмосферу, спуска в ней и мягкой посадки на поверхность планеты. При этом "Марс-Пасфайндер" унаследовал от "Викинга" парашютную систему с удлиненными стропами и фронтальный конусовидный щит, оберегающий аппарат от перегрева при входе в атмосферу Марса.
"Пасфайндер" был запущен с мыса Канаверал 4 декабря 1996 г. ракетой "Дельта-II-7925". Общая масса космического аппарата 890 кг, из них 100 кг - горючее для коррекции орбиты. Масса спускаемого аппарата без систем торможения - 250 кг, из них 25 кг - полезная нагрузка: научные приборы, марсоход и система его связи со спускаемым аппаратом.
В сложенном, "полетном" состоянии спускаемый аппарат имеет форму тетраэдра. После посадки три грани тетраэдра раскрываются, как лепестки цветка, относительно четвертой центральной панели, на которой с внутренней стороны смонтированы основные системы. Распределение частей по весу таково, что, независимо от того, на какую из четырех граней тетраэдра аппарат сядет, при раскрытии лепестков он перевернется таким образом, что внизу окажется центральная панель.
ОСНАЩЕНИЕ
На посадочной ступени "Пасфайндера" установлено два научных прибора. Первый - телевизионная стереокамера с 12 фильтрами в диапазоне от 0.45 до 1.0 мкм. Она работает после раскрытия лепестковой конструкции и дает панорамное стереоскопическое изображение ближайших окрестностей точки посадки. Сравнивая изображения, полученные с разными светофильтрами, можно судить о минеральном составе поверхности. В поле зрения телекамеры располагаются несколько магнитов разной силы, на которые постепенно налипает и становится видна магнитная компонента атмосферной пыли. И, наконец, в поле зрения телекамеры находятся подвешенные на разной высоте над поверхностью три ветровых конуса, по отклонению которых от вертикали можно оценивать скорость ветра. Второй прибор - комплексный. Он включает в себя акселерометр для изучения в процессе посадки структуры атмосферы, а также термометры и датчики скорости ветра для метеорологических наблюдений после посадки.
Изюминка миссии "Пасфайндер" - маленький марсоход, получивший собственное имя - "Соджорнер". Его длина 65 см, ширина 48 см, высота 32 см, масса 10.5 кг. На своих шести ведущих колесах он способен удалиться на расстояние до 500 м от посадочной ступени, сохраняя с ней связь в радиодиапазоне УКВ. У "Соджорнера" спереди две телекамеры, позволяющие получать чернобелое стереоизображение поверхности для навигации (в том числе для определения препятствий в автономном режиме) и для научных наблюдений. На корме марсохода установлена еще одна телекамера, дающая цветное изображение.
Там же стоит научный прибор APXS (альфа-протон-рентгенофлюоресцентный спектрометр) для изучения химического состава поверхности. Во время измерений сенсорную часть прибора можно помещать на поверхность камня или опускать на грунт. Задняя телекамера марсохода дает изображение места измерений с разрешением не хуже 1 мм. Прибор APXS с помощью радиоизотопного источника облучает место исследования потоком альфа-частиц и измеряет: поток отраженных альфа-частиц; поток протонов, образующихся при реакциях взаимодействия альфа-частиц с ядрами легких элементов; поток характеристического рентгеновского излучения, возникающего при рекомбинации вакансий атомных оболочек во время бомбардировки альфа-частицами. Комбинация этих трех видов измерений дает возможность определять содержания любых, кроме водорода и гелия, химических элементов, если они присутствуют в количествах, превышающих десятые доли процента.
Кроме того, с помощью марсохода проводился ряд экспериментов и измерений, отнесенных к категории технологических. Их результаты позволят улучшить работу будущих планетоходов: автоматическое определение геометрии поверхности по телевизионным наблюдениям, изучение физико-механических свойств грунта по изображениям следов от колес и глубине продавливания их в грунт, измерение темпа налипания марсианской пыли на панели солнечной батареи и т.д.
Доплеровское слежение за аппаратом "Пасфайндер" и двухпутевые измерения дальностей в радиодиапазоне использовались для уточнения динамики вращения Марса и его орбитального движения вокруг Солнца. Таким образом можно, в частности, уточнить параметры прецессии полюсов планеты, что позволяет в свою очередь уточнить значение ее момента инерции, а это дает возможность изучать характер внутреннего строения Марса.
Служебные системы и научные приборы и посадочной ступени, и марсохода получают электроэнергию из двух источников: возобновляемого - от солнечных батарей и невозобновляемого - от химических батарей. За счет энергии химической батареи проводились все операции на спускаемом аппарате до раскрытия его лепестков, на внутренней поверхности которых находятся солнечные батареи, и некоторые измерения и наблюдения в ночное время. С помощью энергии уже другой химической батареи на марсоходе проводилось измерение химического состава камней и грунта в ночное время. А днем "Соджорнер" получал дополнительную энергию от солнечных батарей, расположенных на его верхней стороне.
Малая емкость заряда химических батарей - главный ограничитель длительности и эффективности работы и посадочной ступени, и марсохода. Запланированная длительность работы посадочной ступени - 30 дней, марсохода - семь. Последний сеанс связи с "Пасфайндером" состоялся 27 сентября 1997 г. Таким образом, посадочная ступень проработала почти в три раза, а марсоход - почти в 12 раз дольше запланированного. Впрочем, следует сказать, что при определении гарантийного срока существования космических аппаратов инженеры всегда сильно страхуются, и, если не происходит каких-либо непредвиденных происшествий, аппараты, как правило, работают дольше.
ВЫБОР РАЙОНА ПОСАДКИ
Когда "Марс-Пасфайндер" уже воплощался инженерами в реальный аппарат, его основные узлы подвергались всевозможным проверкам, а система мягкой посадки испытывалась на поверхностях с камнями разных размеров и геометрии, перед научной группой проекта встал важнейший вопрос: в какой район на Марсе должен совершить посадку "Марс-Пасфайндер"? При этом, несомненно, приоритет отдавался безопасности посадки, но с твердым желанием найти наиболее интересный район для работы мини-марсохода, оснащенного анализатором химического состава как марсианского грунта, так и обломков пород на поверхности планеты. Руководство проекта решило организовать рабочее совещание с привлечением широкого круга ученых, занятых исследованием Марса. Именно на этом этапе я наиболее близко познакомился с проектом и его разработчиками и принял участие в интереснейшем процессе выбора района посадки.
В этот период совместно с профессором Р.Грилли (руководителем лаборатории планетной геологии в Университете штата Аризона, г.Темпе, США) и его студентами я работал над проектом "Изучение аналогов марсианских геологических ландшафтов на Земле", предложенным ранее совместной Российско-Американской рабочей группой по исследованию Солнечной системы. Мы уже имели опыт изучения районов в пустыне Махаве (Калифорния) как наиболее вероятных марсианских геологических аналогов на Земле. Параллельно начались наши совместные работы по геологическому картированию одного из районов на Марсе, наиболее перспективного для проведения экзобиологических исследований и сбора марсианских пород для доставки на Землю будущими миссиями. Так что полученное мной предложение участвовать в совместной работе по выбору потенциальных районов посадки для "Марс-Пасфайндера" находилось непосредственно в поле моих научных интересов. И я с увлечением включился в эту работу.
Совещание было организовано в Институте лунно-планетных исследований (г.Хьюстон, штат Техас, США) в апреле 1994 г. На нем собралось более 60 американских и европейских ученых и инженеров. Было рассмотрено свыше 40 предложений по выбору мест посадок, учитывающих инженерные ограничения, безопасность посадки и спектр научных задач.
Из одиннадцати предложенных нами районов приоритет был отдан единой дельтовой равнине, образованной крупными долинами Арес и Тиу, расположенной в юго-восточной части Равнины Хриса и сложенной отложениями многочисленных гигантских катастрофических потоков, которые бушевали от 3 до 1 млрд лет тому назад. На поверхности, охватывающей сотни квадратных километров, видны многочисленные формы рельефа (эрозионные останцы-холмы, острова, бары и линейные структуры течений), оставшиеся от последних крупномасштабных потоков воды.
Примерно через год, после тщательного сравнительного анализа научная группа проекта остановила свой выбор именно на этом районе. По расчетам аппарат "Марс-Пасфайндер" предполагалось посадить на поверхность Марса в эллипсе прицеливания 100-200 км (с центром в точке с координатами 19.5 N; 32.8 W), расположенном на общей дельтовой равнине долин Тиу и Арес.
АНАЛОГИ МАРСИАНСКИХ ЛАНДШАФТОВ НА ЗЕМЛЕ
В конце сентября 1995 г. в г.Спокан (штат Вашингтон, США) было организовано второе рабочее совещание. В фокусе внимания находился уже вполне конкретный район, о геологии, геоморфологии и физических характеристиках поверхности которого хотелось бы узнать как можно больше.
Однако как можно понять природу крупномасштабных катастрофических наводнений на Марсе и изучать их морфологические и литологические последствия, если Вы никогда не видели воочию подобного явления на Земле? Именно по этой причине большие энтузиасты исследования геологии Марса, молодые ученые из Университета штата Аризона (г.Темпе) К.Эджет и Д.Райс организовали для участников данного совещания полевые экскурсии в район Channeled Scabland (наиболее близкого земного аналога марсианских ландшафтов), сформированного под воздействием гигантских катастрофических потоков в восточной части штата Вашингтон (Колумбийское плато), в междуречье Спокана, Колумбии и Клиавоты. Прекрасным гидом был профессор В.Бейкер (Аризонский университет, г.Тусон) - признанный научный авторитет в области изучения процессов палеогидравлики и седиментологии катастрофических наводнений из ледникового озера Мизула. Он же - автор многих научных статей и монографии о процессах водной эрозии на Марсе.
В этой экскурсии (как и в совещании) также приняли участие учителя (13 человек), преподающие в школах и колледжах штатов Вашингтон и Айдахо курс по естественным наукам и выигравшие специальный конкурс на тему, как они предполагают включить в образовательный процесс новые данные о проекте "Марс-Пасфайндер". Так была реализована одна из образовательных программ, инициированных НАСА с целью привлечения внимания молодого поколения Америки к планетным космическим проектам (и тем самым к наукам о планетах Солнечной системы).
Так что же произошло на Колумбийском плато в историческом прошлом? Именно здесь в конце последнего ледникового периода (16000 - 12000 лет тому назад) разыгрались поистине драматические геологические катаклизмы. Вследствие крупномасштабного катастрофического стока огромных масс воды первичная поверхность плато (окончательно сформированная в плиоцене, примерно 1.6 млн лет назад) была эродирована на глубину до 100 м в пределах 800 км2.
В моменты прорывов катастрофические потоки выносились на просторы Колумбийского плато, круша и стирая его первичную поверхность до неузнаваемости. Могущественные турбулентные течения, возникавшие в них, перемещали огромные массы обломочного материала размером от глинистых частиц и песка до крупных каменных глыб в поперечнике более 10 м. Там, где течение потоков замедлялось, формировались обширные области накопления этого материала. Мы посетили такой район - Quincy Basin, расположенный в западной части Колумбийского плато. В эпизоды катастрофических паводков этот бассейн полностью затапливался, и здесь образовывались наносы каменисто-гравийного и песчано-гравийного материала мощностью до нескольких десятков метров. Водные массы затем стекали в долину реки Колумбия через два крупных водопада. Энергия стока была столь велика, что подстилающая базальтовая толща изрезана на глубину до 5 м, а стенки водопадов отступили вверх по течению на несколько километров, оставив после себя огромные котлованы-промоины глубиной до 60 м. На затухающих стадиях активности катастрофических потоков формировались гигантские поля со знаками ряби течения, расстояние между гребнями которых колеблется от 20 до 200 м при высоте от нескольких до 15 м. Такие крупные "волны" рельефа сложены преимущественно гравийным материалом.
Особенно впечатляющей оказалась поездка в район Ephrata Fan - обширный конус выноса (в центральной части бассейна Quincy Basin), сформированный отложениями катастрофических паводков. Поверхность конуса выноса (в его средней части) сложена типичным для катастрофических потоков несортированным материалом, состоящим из смеси песка, гальки, щебня и крупных обломков пород. Отдельные камни-монстры имеют в поперечнике несколько метров и более. Самый крупный из них (18x11x8 м) перемещен потоком на 8 км от места его первоначального залегания.
Чем-то похожим на этот ландшафт представлялся нам выбранный район посадки "Марс-Пасфайндера". Именно здесь, на сильно каменистой поверхности (к большому удовольствию участников экскурсии), группа инженеров (создателей микро-марсохода) продемонстрировала ходовые качества его восьмиколесного прототипа. Облет на самолете (специально сконструированном для наблюдения природных объектов с воздуха) всей области Channeled Scabland помог нам увидеть во всей природной красе единую картину результатов бурной деятельности катастрофических паводков. Впечатления от этой поездки, конечно, превзошли все наши ожидания, и эффект от вида необычных форм рельефа и отложений, сформированных гигантскими катастрофическими потоками, был огромен.
Тем не менее во время путешествия меня не покидало ощущение некоторой несовместимости масштабов деятельности катастрофических потоков на Земле с теми, что мы наблюдаем на космических изображениях Марса. Те поистине гигантские масштабы эрозии и осадконакопления в пределах Channeled Scabland на самом деле могут служить лишь малой моделью подобных процессов на Марсе. Вся область Колумбийского плато спокойно помещается в эллипсе посадки "Марс-Пасфайндера".
"МАРС-ПАСФАЙНДЕР" ИДЕТ НА ПОСАДКУ
Темп спуска аппарата оказался ошеломляющим. Собственно вход в марсианскую атмосферу был осуществлен непосредственно с гиперболической траектории на высоте 130 км от поверхности при скорости 7.47 км/сек только за 5.0 мин до момента посадки. Раскрытие парашюта произошло на высоте 9 км за 2.23 мин до посадки со скоростью уже 370 м/сек. Когда парашют полностью раскрылся, отделился щит, оберегавший аппарат от перегрева во время входа в верхние слои атмосферы Марса (см. выше). Снижение на парашюте уменьшило скорость спуска до 80 м/сек, а надувание системы обеспечения мягкой посадки (воздушной оболочки вокруг аппарата) происходило с высоты 355 м за 10.1 сек до посадки (при скорости спуска около 60 м/сек). За 6 сек до момента касания поверхности (начиная с высоты около 100 м) парашютная система была отведена в сторону от спускаемого аппарата включением трех небольших твердотопливных двигателей. После этого в течение менее 4 сек при скорости около 21.5 м/сек продолжалось свободное падение аппарата. И вот ровно в три часа ночи по марсианскому времени надувной многошаровый "мячик" "Марс-Пасфайндер" упруго коснулся поверхности планеты. Инерции удара хватило на 16 скачков. Высота первого прыжка достигла 15 м. Аппарат остановился в небольшом понижении, слегка покачиваясь (следы качания на марсианской поверхности были обнаружены позже на первом панорамном изображении). Затем воздушная оболочка была автоматически спущена и притянута к аппарату, панели его постепенно раскрылись, и новая научная автоматическая станция стала проводить исследования марсианской поверхности и атмосферы.
РАБОТА НА ПОВЕРХНОСТИ
Уже через семь часов с борта "Марс-Пасфайндера" началась трансляция на Землю первых изображений марсианской поверхности. Все члены команды проекта, от инженеров до ученых, сгрудились у мониторов и с восхищением наблюдали, как кадр за кадром проходили на экране изображения первой обзорной панорамы места посадки. Эта панорама была получена при низком положении съемочной камеры (на высоте 1 м), когда ее штанга еще не была выдвинута на полную высоту (1 м 80 см), образно говоря - из положения с "колена", и была транслирована на Землю при довольно сильном сжатии данных. Тем не менее она поражала детальностью изображения марсианской поверхности на удалении от нескольких метров до самого горизонта, на расстоянии около 3 км. При первом взгляде на полную панораму было ясно, что этот ландшафт заметно отличается от ландшафта предыдущих посадок "Викингов". Мы были в восторге от увиденного разнообразия камней, поскольку одна из целей миссии (сесть в район с морфологически различными камнями) была достигнута. Но более всего поразил вид в юго-западном секторе. Здесь открылась сильно каменистая поверхность, изрезанная неглубокими ложбинами и грядами с островом-холмом размером около километра с двумя вершинами, возвышающимися над равниной на 30 м. Этот двугорбый холм сразу получил название Сдвоенные вершины, или Близнецы.
На следующее утро новую панораму древней флювиальной равнины Марса увидело все человечество.
На третий день был запланирован переход мини-марсохода "Соджорнер" с несущей панели (одной из солнечных панелей) на марсианский грунт. Еще в первый день при взгляде на полученное изображение этой панели было ясно, что развертывание спусковой дорожки осложнится тем, что фрагмент защитной оболочки аппарата нахлестнулся на солнечную панель, как раз в том месте, где находилась в свернутом состоянии (подобно дорожке, скатанной в валик) правая спусковая дорожка. Тут же было принято решение послать команду бортовому компьютеру провести маневр по закрытию-открытию этой солнечной панели. Контрольная съемка после такого маневра показала, что она освободилась от пут защитной оболочки. За этим последовала команда развернуть спусковые дорожки; данные телеметрии показали, что только правая дорожка коснулась поверхности грунта, а левая не дошла до нее и зависла на небольшой высоте. Так что волею судьбы "Соджорнеру" было суждено пойти направо, на север. Впервые за всю историю исследования планеты Марс в этот день должен был произойти выход на неизведанную планету самоходного средства перемещения, созданного на Земле и оборудованного чувствительными датчиками для определения химического состава и вооруженного тремя телевизионными мини-камерами. "Соджорнеру" была отведена важнейшая миссия - проторить первую дорожку на красной поверхности планеты. Успешно преодолев спуск, "Соджорнер" коснулся грунта передними колесами и, продолжая движение, уже вскоре стоял на марсианской поверхности всеми шестью колесами, вонзившись в нее маленькими (0.5 см) шипами.
Следуя исторической правде, справедливо напомнить, что этот мини-марсоход появился на Марсе не первым. Более двадцати трех лет назад две советские автоматические станции "Марс-2" и "Марс-6" сели на поверхность планеты, доставив на своем борту по марсоходу. Но они так и не вышли из посадочных аппаратов и стали историческими памятниками первым попыткам землян высадить на поверхность Марса автоматические передвижные аппараты.
И как надлежит действовать первопроходцам, "Соджорнер" в том месте, где впервые "ступили" его колеса, провел измерения химического состава марсианского грунта. Успешно "переночевав" в двух "марсоходовских шагах" от края посадочного аппарата, он поутру сфотографировал место первых измерений, затем опробовал на прочность грунт и двинулся в направлении первой каменной мишени, которую уже успели назвать именем Барнакла Билла. И опять исторический момент - это был самый первый на всей поверхности Марса (а она как никак равна поверхности всех континентов Земли) обломок марсианской породы, у которой впервые был измерен химический состав.
81 день "Соджорнер" направленно двигался вокруг посадочного аппарата и шаг за шагом изучал свойства и состав марсианского грунта и время от времени проводил точные измерения химического состава камней размером от нескольких десятков сантиметров до такого двухметрового гиганта, как уже известный камень Еги. С помощью телекамер "Соджорнера" были получены детальнейшие изображения (с лучшим разрешением до 1 мм) поверхности грунта, форм и текстуры камней. Время от времени марсоход поворачивался в сторону "родительского" аппарата и с помощью стереокамеры проводил его съемку. Затем "Соджорнер", забравшись на небольшую каменистую гряду, сфотографировал поверхность невидимой с посадочного аппарата депрессии, имеющей в поперечнике несколько десятков метров и покрытой системой дюн, на фоне которых опять же живописно виднелся холм Близнецы. Большое количество химических анализов камней, удаленных друг от друга, возможность "заглянуть в глаза" объекту изучения с близкого расстояния, детальная съемка разных типов поверхности - все это, несомненно, дает предпочтение марсоходам перед неподвижными посадочными средствами.
За время путешествия "Соджорнера" от камня Барнакл Билл до самого светлого камня Скуби Ду (12 дней) камера посадочного аппарата успела провести еще два сеанса панорамной съемки. Так, после развертывания мачты камеры на полную высоту, была сфотографирована "Монстр-панорама" с использованием спектрозональной съемки, а на 8 - 10-й день - цветная "Галерея-панорама", отдельные части которой снимались в одно и то же время марсианских суток, дабы сохранить близкую геометрию освещения поверхности. Еще более подробная научная информация получена после многодневных сеансов панорамной съемки, когда оба "стереоглаза" камеры фиксировали окружающий ландшафт через 12 спектральных фильтров. Данные этой съемки передавались на Землю с наименьшим сжатием, и качество изображений оказалось (по детальности и четкости) выше предыдущих. Такая панорама получила название "Суперпанорама". Кроме того, при комбинации (по специальной методике) семи-восьми фильтров с обоих "глаз" камеры были получены изображения поверхности с суперразрешающей способностью. Обработку "Суперпанорамы" и трехмерную реконструкцию изображений провел Т.Паркер - один из ведущих геологов проекта "Марс-Пасфайндер", сторонник гипотезы существования на Марсе в прошлом древнего океана.
На основе "Монстр-панорамы" создана первая стереопанорама поверхности Марса. Используя специальные очки-фильтры, можно увидеть трехмерное изображение всего марсианского ландшафта вокруг посадочного аппарата. При этом зрительный эффект столь высок, что, кажется, стоит лишь "перешагнуть" нижнюю границу панорамы и вы уже отправитесь в пеший маршрут по каменистой и довольно пересеченной (за счет ложбин и гряд) марсианской поверхности. Огромное изображение такой панорамы висело на стене в рабочей комнате оперативной научной группы, и здесь же (на большом столе со множеством фотографий, полученных камерой "Марс-Пасфайндера") находилось большое количество очков-фильтров. Очень часто сюда приходили посетители - сотрудники (инженеры, служащие, полицейские) и гости, желавшие увидеть, как выглядит Марс вблизи. Как правило, когда очередная группа надевала "чудо-очки" и обращала свои взоры на панораму, раздавался общий возглас изумления и восторга. И действительно, глядя на стереопанораму, вы оказывались во власти марсианских просторов, захватывающих и манящих.
При взгляде на множество камней, беспорядочно рассеянных вокруг, у меня невольно возникла ассоциация с ландшафтом Колумбийского плато (Ephrata Fan) или Марсианских холмов в Долине Смерти в пустыне Мoхаве. Следует добавить, что часть видимых на панораме мелких камней (менее 10 - 15 см) с остроугольными очертаниями скорее всего выброшены из ударного кратера (диаметром 1.4 км), вал которого четко виден на горизонте в южном секторе изображения.
На панорамах также обнаружено много морфологических свидетельств современной активности эоловых процессов. Это формы ветровой эрозии: дефляционные поверхности в виде участков остаточного гравия, эоловые полосы с подветренной стороны и котловинки с наветренной стороны крупных и мелких обломков а также формы эоловой аккумуляции: ветровые наносы со знаками ряби и дюны.
Детальная съемка "Соджорнером" (с разрешением изображения до нескольких миллиметров) позволила сделать очень важное наблюдение. Оказалось, что поверхность многих камней имеет ячеистую и (или) бороздчато-желобчатую структуру, которая в земных условиях формируется в результате ветровой абразии - процесса, действующего подобно пескоструйному аппарату. Необходимым условием такого проявления служит наличие песчинок в ветровом потоке. В зависимости от ориентировки ветрового потока относительно плоскости камня могут сформироваться либо ячеистая (при прямом ударе песчинок о камень), либо бороздчато-желобчатая (при косом ударе) текстуры. Это наблюдение вызвало непростой вопрос: откуда на Марсе мог взяться кварцевый песок? До недавнего времени считалось, что там в силу более примитивного (по сравнению с Землей) развития недр не могли сформироваться породы, богатые кремнеземом, одним из самых распространенных на Земле минералов. Однако уже самые первые измерения химического состава марсианских камней показали, что их состав скорее всего отвечает андезитовым породам, которые обогащены двуокисью кремния. Так, например, данные химического анализа камней Барнкл Билл и Шарк, пересчитанные по специальной методике в наиболее правдоподобные формулы минералов, показали, что они могут состоять из ортопироксенов, полевых шпатов и кварца с примесью окислов железа и титана. При этом доля кварца может составлять 12% объема минеральной смеси.
Если суммировать впечатления о геологии района посадки "Марс-Пасфайндера", основанные на анализе панорамных изображений (как с посадочного аппарата, так и с "Соджорнера"), то можно уверенно сказать следующее. Видимый вокруг "Марс-Пасфайндера" марсианский ландшафт скорее всего был сформирован в результате размыва отложений катастрофических потоков в завершающую стадию их активности. В последующий длительный период геологической истории планеты рельеф дельтовой равнины, образованной долинами Тиу и Арес, подвергался химическому и физическому выветриванию, ветровой переработке самого поверхностного слоя отложений. Тонкие эоловые наносы скорее всего не задерживаются надолго на одном месте, а под действием ветров мигрируют, время от времени переваливая через грядовый рельеф местности. Характер текстуры поверхности многих камней может рассматриваться как морфологическое свидетельство активности на Марсе (в настоящее время или в недавнем прошлом) ветровой абразии. Обнаженный ветром светлый и более плотный подповерхностный материал (типа сцементированных корочек), встреченный вокруг посадочного аппарата, мог сформироваться в результате обогащения грунта солевыми минералами.
"Марс-Пасфайндер" проводил и астрономические наблюдения. Уже на третий день после посадки был сфотографирован меньший спутник Марса - Деймос. Впервые с поверхности "родительской" планеты получены спектры отражения ее естественного спутника. В дальнейшем неоднократно проводились съемки и другого спутника - Фобоса. Результаты ночной съемки оказались полезными и для изучения свойств марсианской атмосферы. Что касается Солнца, то наблюдения за ним велись от восхода до заката при разных его высотах над горизонтом и азимутах относительно посадочного аппарата. При этом съемка Солнца осуществлялась через разные фильтры, изучались оптическая толща марсианской атмосферы, количество и размер пыли и водяного пара в ней. Восходы и закаты Солнца на Марсе - яркое зрелище, и камера "Марс-Пасфайндера", конечно, неоднократно запечатлела их. В момент заката исследовалось распределение пыли в атмосфере, которая служит существенным препятствием на пути солнечного света в разных цветовых областях спектра. Так, розово-красноватый цвет марсианского неба вызван поглощением солнечного света в голубой части видимой области спектра частицами пыли, а свет в красной области спектра рассеивается в небесном пространстве такими частицами. В земной атмосфере происходит обратная картина - в ней преимущественно рассеивается свет голубой части оптического спектра, что и придает ей голубой тон.
Съемочной группе проекта очень хотелось запечатлеть, как выглядит Земля в предрассветном небе Марса. И вот на 16-й день работы была предпринята попытка сфотографировать нашу планету. Однако, как часто случается при астрономических наблюдениях, помешали неблагоприятные погодные условия. Облака, состоящие из мелких кристалликов льда на пылевых частицах, полностью скрыли от "глаз" "Марс-Пасфайндера" (и к огромному сожалению от нашего взора) вид Земли. Такие облака розоватого оттенка формируются в ночной атмосфере Марса на высоте около 16 км и быстро исчезают в первых лучах Солнца.
За срок своей работы эта станция передала на Землю около 2.6 млрд бит научной и технической информации, включая 16 000 изображений марсианской поверхности, полученных с посадочного аппарата, и 550 снимков, полученных камерами "Соджорнера".
ПРОБЛЕМЫ
1. Прибор APXS, созданный для изучения химического состава камней и грунта, - это по сути три прибора в одном: спектрометры обратного рассеяния альфа-частиц, протонов и рентгенофлюоресцентный. Судя по сообщениям в прессе и в Интернете, прибор APXS в целом работал без замечаний. Но почему-то вся распространяемая информация о составе грунта и камней шла только с блока рентгенофлюоресцентного анализа. Из частных разговоров выясняется, что у двух других методов - проблемы с калибровками.
2. Бортовой компьютер посадочной ступени вдруг перезагружался, ломая план работы на день, на два, на три. Выяснилось, что причина - ошибка в компьютерной программе.
ДОСТИЖЕНИЯ
1. "Пасфайндер" - первый практически завершенный проект программы "Дискавери".
2. Аппарат значительно "пережил" эти сроки и проработал 85 дней при активном функционировании всех его систем.
3. Полученные результаты легли в основу современных представлений о поверхности, внутреннем строении и атмосфере и эволюции Марса. Интерес к Марсу связан, с одной стороны, с надеждой получить информацию о том, как формировалась Земля, о ранней эпохе ее развития, с другой ? выяснить, действительно ли на раннем Марсе были условия для возникновения биологической активности.
