экспедиции по исследованию Марса. Напомним, она началась 12 августа прошлого года, когда с космодрома на мысе Канаверал с помощью ракеты-носителя «Атлас V» в космос была выведена автоматическая межпланетная станция MRO (Mars Reconnaissance Orbiter). Ее встреча с Марсом запланирована на 10 марта этого года. После прибытия к месту своего назначения орбитальный модуль MRO начнет реализацию основной научной задачи экспедиции – подробное исследование атмосферы и поверхности Марса. Особую надежду американские ученые возлагают при этом именно на последнее – изучение поверхности и приповерхностных слоев Красной планеты. Судя по набору научной аппаратуры, размещенной на борту орбитального модуля, исследования будут проводиться в широком диапазоне: от ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов волн до ультракоротковолновых радиоволн. Хотя принимающие участие в программе специалисты с сожалением констатируют тот факт, что ограниченность по времени работы (функционирования) станции, а также относительно ограниченные объем памяти бортового компьютера и пропускная способность системы связи с наземным центром управления все же не позволят провести подробное изучение всей поверхности Марса. С другой стороны, уникальные открытия могут быть сделаны когда угодно и в любом районе этой до сих пор во многом загадочной для нас планеты.
Для более эффективного использования высокоточной и высокочувствительной аппаратуры орбитального модуля MRO специалистами НАСА была разработана следующая трехуровневая стратегия проведения научных исследований: ежедневный мониторинг всей доступной площади поверхности планеты (уровень «малого разрешения»), изучение отдельных регионов и уже затем – подробное изучение наиболее перспективных объектов или небольших по площади районов (уровень «высокого разрешения»).
Орбитальный модуль MRO несет на борту шесть основных комплектов научной аппаратуры и два дополнительных комплекса, которые предназначены для выполнения отдельных экспериментов. Кроме того, имеется специализированный навигационный и ретрансляционный комплекс.
Научно-исследовательское оборудование предназначено для проведения в течение двух лет основного рабочего периода восьми различных программ исследований Марса. Последние сгруппированы по трем направлениям, соответствующим вышеупомянутой стратегии научных исследований: глобальное картографирование по верхности планеты, изучение отдельных регионов и подробное, высокоточное исследование нескольких районов на поверхности Красной планеты, представляющих наибольший интерес для ученых.
Для решения вышеописанных задач на орбитальном модуле установлены:
– оптическая камера высокого разрешения HiRISE;
– малогабаритный видовой спектрометр CRISM;
– контекстная фотокамера CTX (Context Camera);
– радиолокационная станция SHARAD;
– станция MCS для зондирования атмосферы планеты;
– цветная камера MARCI.
HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment – «научный эксперимент с выполнением съемки с высоким разрешением») считается основной научной аппаратурой MRO и предназначена для выполнения фотосъемки малых и сверхмалых объектов на поверхности планеты (наименьший размер различимого объекта составит всего 1 м), а также определения геологического состава каньонов, кратеров и выступов породы на поверхности Марса. Уникальность «эксперимента» заключается в том, что прибор подобного уровня никогда ранее на автоматических межпланетных станциях не устанавливался.
Для более красочного описания возможностей данной камеры специалисты НАСА используют такое сравнение: по их утверждению разрешение HiRISE настолько высоко, что позволит получить четкое изображение объекта размером с кухонный стол при выполнении фотосъемки участка поверхности Марса шириной 6 км. Говоря же техническим языком, съемка с 300-км высоты будет давать при полосе захвата шириной 6 км разрешение 30 см.
Диаметр основного зеркала входящего в состав камеры кассегреновского телескопа равен 50 см, а поле зрения составляет 1,15°. В фокальной плоскости камеры (ее масса – 66 кг) установлен комплект из 14 детекторов (по 2040х128 пикселей), имеющих разные светофильтры. Десять детекторов с красными светофильтрами (550-850 нм) образуют с малыми перекрытиями линию шириной 20 264 пикселей. Изображение формируется за счет интегрирования во времени 128 последовательных сигналов для каждой точки поверхности (шаг по времени соответствует скорости движения на орбите). Особенностью камеры является наличие еще и двух пар детекторов с сине-зелеными фильтрами (400-600 нм) и фильтром ближнего инфракрасного диапазона (800-1000 нм).
Получение конечного цветного изображения будет достигаться путем совмещения фотоизображений, выполненных с использованием трех разных фильтров. Кроме того, для получения трехмерных изображений наиболее важных объектов будет производиться фотосъемка последних под разным углом (на разных витках модуля на орбите). При этом разрешение таких «объемных» снимков по высоте составит около 25 см (!). По словам специалистов НАСА, данная фотокамера обеспечивает наилучшее с своем классе качество изображения благодаря достигнутому беспрецедентно высокому соотношению «сигнал-шум» (не менее 100) – результат применения новейших технологий в данной области. Объем запоминающего устройства камеры – 28 гигабайт. За два года работы (основной рабочий период) камера передаст на Землю до тысячи снимков с максимальным разрешением и около 9000 изображений более общего плана.
Одними из потенциальных объектов для фотосъемки с использованием данной аппаратуры являются валуны и мелкая галька на дне образований, предположительно являющихся каналами, оставленными потоками воды. Наличие таких объектов, по мнению специалистов НАСА, может свидетельствовать о том, что данные «каналы» действительно являются следствием воздействия потока воды, а не сползающих ледников или потоков вулканической лавы.
С помощью данной камеры будет также выполнена подробная фотосъемка районов полярных «шапок» Марса. В первую очередь ученых интересуют особенности строения слоистой структуры этих шапок, которая предположительно является следствием циклических изменений марсианского климата, а толщина слоев может дать представление о длительности того или иного климатического цикла.
Любопытно, что в одном изображении (снимке) этой мощной камеры может содержаться до 800-1200 мегапикселей, и передача такой «фотки» на Землю займет от 4 до 48 часов (!).
Научным руководителем группы специалистов, закрепленных за данной аппаратурой, является доктор Альфред Мак-Ивен (Dr. Alfred McEwen) из расположенного в г. Тусон Университета штата Аризона (The University of Arizona). Сборка камеры, стоимость которой составляет около 40 млн долл., по заказу университета была выполнена специалистами компании «Болл Аэроспейс» (Ball Aerospace), расположенной в г. Боулдер (Колорадо).
Малогабаритный видовой спектрометр CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) установлен на борту орбитального модуля фактически с одной целью – осуществлять поиск объектов (минеральных образований – карбонатов, солей и т.п.), имеющих следы воздействия воды. Для этого будет проводиться спектральный анализ наиболее перспективных с данной точки зрения объектов. В американской специализированной печати утверждается, что в данном спектрометре разработчикам удалось достичь точности на порядок выше по сравнению с аналогичными приборами, устанавливавшимися на отправляемых к Марсу станциях ранее.
Спектрометр CRISM, в состав которого входит телескоп с апертурой 10 см и полем зрения 2°
