Первый китайский марсоход "Чжужун" сел на Марс пять лет назад
В 2021 году Китай стал второй страной, отправившей марсоход на Красную планету. Из-за традиционной для китайской космонавтики закрытости он получил куда меньше публичности, чем американские миссии, но это несправедливо. За год работы аппарат "Чжужун" успел проехать около двух километров и совершить несколько открытий, в том числе обнаружил берег давно исчезнувшего океана.
Глаз, направленный под землю
Китайцы, издавна отрезанные от римской мифологии и связанных с ней имен, имеют свое название для Марса. Буквально оно переводится как "огненная звезда" из-за его характерного красного цвета на ночном небе. Поэтому первый китайский марсоход получил имя в честь древнего китайского бога Чжужуна - повелителя огня и юга. Правда, до него в 2011 году в космос отправился "Инхо", но он летел в составе злосчастного российского "Фобос-Грунт" и не смог покинуть земную орбиту.
"Чжужун" стал составной частью миссии "Тяньвэнь-1", в которую, помимо колесного аппарата, входили его посадочный модуль, орбитальный аппарат и два отделяемых от него микроспутника-камеры.
Аппараты были запущены в июле 2020 года на тяжелой ракете "Чанчжэн-5", стартовавшей с космодрома Вэньчан. Во время перелета марсоход был укрыт внутри куполообразной капсулы, тупая часть которой служила теплозащитным экраном. Эта капсула была прикреплена спереди орбитального аппарата, который после доставки марсохода к планете должен был остаться на ее орбите в качестве ретранслятора и для наблюдения за планетой.
14 мая 2021 года, после входа капсулы в атмосферу и начального торможения за счет теплового экрана, раскрылся парашют, который снизил скорость до дозвуковой и дал возможность начать торможение двигателями. Десантная платформа мягко села на Марс, и спустя неделю "Чжужун" съехал с нее по наклонной аппарели.
На первый взгляд, такая схема посадки тривиальна и естественна, но все американские марсоходы спускались на поверхность иначе. У них не было десантной платформы с ракетным двигателем. Вместо этого легкие аппараты были завернуты в надувные амортизирующие подушки, которые лишь притормозили перед контактом с грунтом, а огромные Curiosity и Perseverance спустились с неба на тросах, свисающих с зависшего на ракетной тяге "летающего крана".
"Чжужун" - это относительно легкий аппарат весом около 250 кг. В этом отношении он ближе к американским марсоходам начала 2000-х годов Spirit и Opportunity, чем к Perseverance, который по весовой категории напоминает легковой автомобиль и чья миссия началась почти одновременно с китайской. В отличие от Perseverance и Curiosity, у него нет ни ядерного (радиоизотопного) источника энергии, ни руки-манипулятора с буром для геологических исследований.
Набор его научных приборов ограничен малой массой и состоит из нескольких камер, лазерного спектрометра для изучения химического состава поверхности, метеокомплекса для атмосферных исследований и магнитометра. Но самой ценной полезной нагрузкой "Чжужуна" стал, пожалуй, георадар. Это относительно новое изобретение, способное заглянуть под землю, и которое в 2000-х годах еще нельзя было устанавливать на марсо- и луноходы.
Китайский аппарат сел на равнине Утопия - 3000-километровом плоском участке, образовавшемся миллиарды лет назад после падения огромного метеорита. В конце 1970-х туда уже садился американский стационарный аппарат "Викинг-2", и тогда внимание ученых привлекли фотографии ландшафта: местные камни выглядели так, будто их основания подмыла вода, а рельеф напоминал твердое мороженое, аккуратно изъеденное круглой ложкой. По этой причине китайские ученые выбрали эту равнину в качестве пункта назначения.
В июне "Чжужун" передал первые панорамные фотографии Марса, записанные метеостанцией звуки марсианского ветра и, как дань эпохе, - "селфи", снятое с помощью сброшенной камеры. После этого аппарат двинулся на юг, и началась основная исследовательская программа, рассчитанная на 90 марсианских суток.
Что удалось узнать
Прежде всего, научным экспериментом была сама работа "Чжужуна" на Марсе. Китай стал второй страной, управлявшей полностью исправным аппаратом на Красной планете, поскольку все советские зонды либо разбились, либо вышли из строя сразу после посадки. Тот факт, что китайский марсоход заработал с первой попытки и функционировал больше года вместо 90 дней, наглядно иллюстрирует, какой путь прошла китайская техника за последнюю пару десятилетий.
Аппарат за время работы преодолел 1900 метров и исследовал пять дюн. Все они оказались изъеденными и деградировавшими барханами - так в пустынях называют серпообразные холмы, нанесенные ветром. Более детальный анализ показал, что форма дюн хранит в себе память об эпохе, когда наклон оси вращения Марса был другим и, следовательно, дули другие ветры.
Поверхность на пути марсохода была покрыта сульфатами и кремнеземом (кварцевым песком) со следами воздействия соленой воды. Эта вода, судя по всему, скатывалась с покрытых снегом или льдом дюн, что могло происходить относительно недавно, после того, как основная часть Марса высохла около 3 млрд лет назад.
Но главное открытие "Чжужуна" не лежало на поверхности в прямом и в переносном смысле. Радар считался ценнейшим инструментом марсохода, но интерпретация переданных им сырых данных представляет собой отдельную научную работу, только после которой можно составить итоговую картину. Ради этого китайские ученые объединили силы с американскими и пришли к сенсационному выводу.
Радар позволил увидеть лежащую под поверхностью структуру, и оказалось, что под марсоходом на глубине 10-30 метров лежал древний берег океана, исчезнувшего около 3,5 млрд лет назад.
В существовании когда-то на Марсе жидкой воды ученые уверены давно, но факт наличия крупных морей долгое время оставался под вопросом.
О том, что это океанский берег, свидетельствует много фактов. Например, он наклонен в одну сторону на всей исследованной дистанции в 1,3 км (марсоход ехал перпендикулярно берегу). Угол наклона варьируется от 6 до 20 градусов, что примерно соответствует земным океанским берегам. Радар также смог определить примерный размер частиц, из которых состоит слой грунта, и оказалось, что он соответствует песку.
В мае 2022 года "Чжужун" перевели в спящий режим из-за приближающейся марсианской зимы и сильной песчаной бури. Спустя полгода, в запланированный момент, на связь он не вышел, хотя должен был это сделать после разогрева до -15 градусов и достижения выработки энергии в 140 ватт. Скорее всего, марсоход "убила" буря, покрывшая солнечные батареи слоем пыли. На них имеются автоматические очистительные устройства, но для их функционирования тоже нужна энергия. Какое-то время была надежда, что ветер очистит солнечные батареи и вернет первый китайский марсоход к жизни, но спустя годы этого так и не произошло.
Тем не менее свою задачу он перевыполнил, принеся ученым настоящий научный результат. Граница суши и моря - одно из самых пригодных для жизни мест, и потому будущие экспедиции на Марс будут изучать ее следы в том числе и на этом древнем берегу.